Y32315噸四柱式液壓機(jī)主機(jī)設(shè)計(jì).doc

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1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Y32-315噸四柱式液壓機(jī)主機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 液壓機(jī)是壓力加工的主要設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)。液壓機(jī)的設(shè)計(jì)主要包括液壓機(jī)液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、主機(jī)三部分的設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)稱為控制機(jī)構(gòu)，來控制主機(jī)的運(yùn)動(dòng)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是315T液壓機(jī)主機(jī)部分的設(shè)計(jì)，主機(jī)部分包括主油缸和頂出缸、上橫梁、工作臺(tái)、活動(dòng)橫梁、立柱等。 設(shè)計(jì)中主要對(duì)各部分零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、與其它零部件的連接設(shè)計(jì)以及其強(qiáng)度的校核等。 設(shè)計(jì)過程中要對(duì)壓制的工件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析，了解工件的形狀、尺寸、材料、重量、技術(shù)要求和壓制的工藝過程對(duì)機(jī)器的要求，包括壓力、速

2、度、位移和位移精度、工作空間、生產(chǎn)率和自動(dòng)化裝卸機(jī)構(gòu)配合方式等?？傊ㄟ^工藝分析明確機(jī)器的加工過程，即每一個(gè)工作循環(huán)中每一動(dòng)作的詳細(xì)要求和必要的調(diào)整范圍。其次，是要確定設(shè)計(jì)滿足使用要求，同時(shí)搜集和研究同類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能的有關(guān)資料，以此來確定一個(gè)設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)過程中，不能單一的去考慮某一個(gè)步驟的設(shè)計(jì)，而是應(yīng)該綜合比較，互相協(xié)調(diào)，以達(dá)到最終的設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)原理 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 安裝維護(hù) Y32 -315 four pillars of a hydraulic the console design ABSTRACT

3、 Hydraulic pressure processing is one of the main equipment is widely used in the province. The design of hydraulic machines include hydraulic press hydraulic system, electrical system, the host of three parts of the design. Hydraulic system, electrical system, known as control mechanism, to contr

4、ol the hosts movement. The issue of graduation is the host part of the 315T hydraulic design, including the host part of the master cylinder and a tank top, on the beam, bench, activities beam, column, etc.. The design of major components for the various parts of the structure design, and

5、other parts of the connection design and the strength of proof, and so. The design process to suppress the artifacts on detailed process analysis to understand the workpiece shape, size, material, weight, technical requirements and repression processes on the machines requirements, including press

6、ure, velocity, displacement and displacement accuracy, workspace, institutions with productivity and automation handling methods. In short, clear through the process of processing machines, each working cycle in which every action necessary adjustments to the detailed requirements and scope. Second,

7、 is to determine the design meets the requirement, and to collect and study the structure of the same type of product, performance of the relevant information in order to determine a design. The design process, not a single step to consider a certain design, but the comparison should be integra

8、ted and co-ordination to achieve the final design requirements. Keywords: Hydraulic Principles Design and calculation Installation and maintenance 6 目　錄 前　言 1 第1章 液壓機(jī)基礎(chǔ) 2 1.1液壓傳動(dòng)的簡(jiǎn)述 2 1.2液壓傳動(dòng)的工作原理 2 1.3液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 2 1.4常見液壓機(jī)的類型及用途 3 1.5液壓機(jī)設(shè)計(jì)要求 4 第2章315噸四柱式液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù) 7 2.1 315噸液壓機(jī)

9、的用途和特點(diǎn) 7 2.2 315噸液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 7 2.2 315噸液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù) 8 第3章315噸液壓機(jī)的主機(jī)設(shè)計(jì)過程 10 3.1主油缸和頂出缸 10 3.2上橫梁 22 3.3工作臺(tái) 24 3.4立柱 26 3.5活動(dòng)橫梁 27 第4章液壓機(jī)安裝與維護(hù) 30 4.1機(jī)身零部件的緊固 30 4.2液壓機(jī)精度調(diào)整 31 4.3液壓機(jī)的安裝、試車 32 4.4機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng) 32 結(jié)　論 34 謝 辭 35 參考文獻(xiàn) 36 外文資料翻譯 37 前　言 液壓機(jī)是利用液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備。它與機(jī)械壓力機(jī)相比較，具有壓力和速度可在廣

10、泛的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，結(jié)構(gòu)布局靈活，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作可很方便的達(dá)到所希望的配合關(guān)系等等很多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)液壓元件具有高度的通用化標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和制造均較為簡(jiǎn)單。液壓機(jī)是鍛壓機(jī)械的一大類。它是飛機(jī)、汽車和拖拉機(jī)等工業(yè)部門不可缺少的加工設(shè)備。因此，它在機(jī)器制造業(yè)中占有重要地位。液壓機(jī)同所有的液壓系統(tǒng)一樣是根據(jù)帕斯卡原理制成，是一種利用液體壓力能來傳遞能量的機(jī)器，已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備之一。由于液壓機(jī) 在生產(chǎn)中的廣泛使用性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用，如板材成型；管、線型材擠壓；粉末冶金、塑料及橡膠制品成型；膠合板壓制、打包；人造金剛石、耐火磚壓制

11、和碳極壓制 成型；輪軸壓裝、校直等等。各種類型的液壓機(jī)的迅速發(fā)展，有力的促進(jìn)了各種工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。隨著電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，金屬壓制和拉伸制品的需求量逐年提高，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品品種的需求也越來越多，另一方面產(chǎn)品的生產(chǎn)批量日益縮小。為于中小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能夠快速調(diào)整的加工設(shè)備，這種液壓機(jī)成為理想的成型加工工藝。特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有對(duì)壓力、行程速度單獨(dú)調(diào)整功能后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件以及不對(duì)稱工件的加工，而且實(shí)現(xiàn)了極低的廢品率。這種加工方式還適合于長(zhǎng)行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料，可變的動(dòng)力組合、短的加工時(shí)間、根據(jù)工件長(zhǎng)度的

12、簡(jiǎn)易的壓力行程調(diào)整，這與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性。 第1章液壓機(jī)基礎(chǔ) 1.1液壓傳動(dòng)的簡(jiǎn)述 液壓傳動(dòng)起源于1654年帕斯卡提出的靜壓傳動(dòng)原理，1795年，英國(guó)第一臺(tái)水壓機(jī)問世，1905年，將工作介質(zhì)由水改為油后，性能得到很大改善。液壓技術(shù)的推廣使用，得益于19世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)。最早成功應(yīng)用液壓傳動(dòng)裝置的是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器；第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)需要反應(yīng)快、精度高、功率大的液壓傳動(dòng)裝置又進(jìn)一步推動(dòng)了液壓技術(shù)的發(fā)展；戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速的轉(zhuǎn)向民用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)中逐步得到了推廣應(yīng)用。我國(guó)液壓技術(shù)開始于1952年，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓

13、設(shè)備，后來應(yīng)用于工程機(jī)械。1964年我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品，經(jīng)過多年的艱苦探索和發(fā)展，目前，我國(guó)已形成門類齊全的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化液壓元件系列產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)特別是控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，應(yīng)用更加廣泛。 1.2液壓傳動(dòng)的工作原理 液壓傳動(dòng)是依靠運(yùn)動(dòng)著的液體的壓力能來傳遞動(dòng)力的，液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能，執(zhí)行元件（液壓缸）將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的油液是在受調(diào)節(jié)、受控制的狀態(tài)下進(jìn)行工作的。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)必須滿足它所驅(qū)動(dòng)的機(jī)床部件（工作臺(tái)、滑塊等）在力和速度方面的要求。

14、1. 3液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 1. 液壓傳動(dòng)能在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍較大。 2. 在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊，而且能傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩。 3. 液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。 4. 液壓傳動(dòng)裝置的控制調(diào)節(jié)比較方便，操作比較方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，與電氣控制配合使用，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。 5. 液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，系統(tǒng)超負(fù)載，油液經(jīng)溢流閥回油箱。由于采用油液作工作介質(zhì)，能自行潤(rùn)滑，所以壽命長(zhǎng)。 6. 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線　運(yùn)動(dòng)，且元件排列布置靈活。

15、液壓傳動(dòng)有許多的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 1. 液體為工作介質(zhì)，易泄漏，油液可壓縮，故不能用于傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合。 2. 液壓傳動(dòng)中有機(jī)械損失、壓力損失、泄露損失，效率較低，所以不易做遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 3. 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫和負(fù)載變化敏感，不宜于在低、高溫度下使用，對(duì)污染很敏感。 4. 液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源（如液壓泵站），液壓能不能像電能那樣從遠(yuǎn)處傳來。

16、5. 液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)不易追查原因，不易迅速排除。 1.4常見液壓機(jī)的類型及用途 1) 常見液壓機(jī)的類型有四柱式萬能液壓機(jī)、塑料制品液壓機(jī)、單柱校正壓裝液壓機(jī)、粉末制品液壓機(jī)、雙動(dòng)薄板沖壓液壓機(jī)、冷擠壓液壓機(jī)、金屬打包液壓機(jī)等。四柱式萬能液壓機(jī)適用于一般金屬壓制、塑料、冶金壓制等廣泛的工藝；塑料制品液壓機(jī)由于塑料壓制時(shí)高壓行程均較小，而且保壓時(shí)間較長(zhǎng)，所以此液壓機(jī)高壓速度很小；單柱校正壓裝液壓機(jī)主要使用于軸類零件的校正和壓裝等工藝，也可使用于要求不高的粉末、塑料等壓制工藝；粉末制品液壓機(jī)具有廣泛的工藝動(dòng)作和輔助裝置，因此能壓制各種精度復(fù)雜的零件，生產(chǎn)率很高。雙動(dòng)薄板沖壓液壓機(jī)利

17、用雙動(dòng)倒拉伸工藝完成對(duì)汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)等工業(yè)部門的薄板拉伸件的拉伸成型，也可用作各種零件的彎曲成型等；冷擠壓液壓機(jī)具有噸位大、行程長(zhǎng)、臺(tái)面小、導(dǎo)向精度高等特點(diǎn)，并有必要的工藝動(dòng)作，適用于各種金屬零件的冷擠壓工藝；金屬打包液壓機(jī)的加工對(duì)象為各工業(yè)部門金屬薄板沖壓的廢料和其他輕薄料的打包工藝。 2) 四柱式液壓機(jī)是液壓機(jī)中最常見、應(yīng)用最廣的一種結(jié)構(gòu)形式。其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其它類型液壓機(jī)簡(jiǎn)單。主機(jī)為三梁四柱結(jié)構(gòu)，上滑塊為四柱導(dǎo)向。它的機(jī)身是由上橫梁、工作臺(tái)（下橫梁）和四根立柱組成。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)?；顒?dòng)橫梁與工作缸的活塞連接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生的力量，對(duì)制

18、件進(jìn)行壓力加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。頂出缸布置與工作臺(tái)中間孔內(nèi)。操縱箱布置于機(jī)身右前側(cè)，各操縱調(diào)整元件均集中設(shè)置在操縱箱面板上。動(dòng)力機(jī)構(gòu)(包括電動(dòng)機(jī)、泵、閥元件等)設(shè)置于右側(cè)。整個(gè)系列均提供了典型的工藝動(dòng)作即上滑塊快速下行——慢速加壓——保壓延時(shí)——快速回程并停止。四柱式液壓機(jī)主要不足之處：第一，由于用四立柱做架體，機(jī)身剛度較框架式小。第二，由于用四立柱做導(dǎo)向，活動(dòng)橫梁內(nèi)導(dǎo)套與四立柱磨損后不易調(diào)正。 1.5液壓機(jī)設(shè)計(jì)要求 液壓機(jī)設(shè)計(jì)和其它任何機(jī)械設(shè)計(jì)一樣，是由加工對(duì)象——工件的工藝要求決定的。因此整個(gè)設(shè)計(jì)過程首先就應(yīng)該詳細(xì)分析壓制工件對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作（

19、包括壓力、速度、相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度），工作空間和裝卸料要求等等。并根據(jù)加工的實(shí)際條件，參考液壓機(jī)設(shè)計(jì)的一些典型結(jié)構(gòu)和對(duì)同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能等參考資料進(jìn)行分析比較，確定總體設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)主要零部件和液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等等的零部件設(shè)計(jì)提出具體的要求，進(jìn)行詳細(xì)核算。但是設(shè)計(jì)是否正確，必須用實(shí)踐來檢驗(yàn)，即通過試制和工藝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使設(shè)計(jì)符合預(yù)期的全部要求。 在設(shè)計(jì)過程中，通常是首先根據(jù)主要技術(shù)規(guī)格和液壓系統(tǒng)的要求，將各油缸設(shè)計(jì)出來，然后按照經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的有關(guān)結(jié)構(gòu)比例關(guān)系和最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法做初步計(jì)算，并考慮到結(jié)構(gòu)造型和各零件的布置要求確定主機(jī)的各主要零件的外形尺寸。在此基礎(chǔ)上繪制初步的總圖，

20、然后根據(jù)受力情況做進(jìn)一步的分析和計(jì)算，進(jìn)行必要的修改，這樣就可以對(duì)各零部件設(shè)計(jì)提出外形尺寸，聯(lián)接方式的具體要求作為零部件設(shè)計(jì)的依據(jù)。各零部件設(shè)計(jì)后又要求對(duì)總體布置和聯(lián)接型式做必要的修改。反復(fù)的平衡協(xié)調(diào)，直至完成全部設(shè)計(jì)。 動(dòng)力機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)： 動(dòng)力機(jī)構(gòu)通常設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件。它由電動(dòng)機(jī)、泵、各控制閥和油箱等零件所組成。設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件的優(yōu)點(diǎn)是可以與整機(jī)其他部件平行裝配以縮短裝配周期，便于通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。 油箱是動(dòng)力機(jī)構(gòu)中各零部件安裝的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮油箱容積、外形尺寸、過濾器、液面指示游標(biāo)、冷卻器（必要時(shí)安裝），防塵和空氣過濾等要求。此外，設(shè)計(jì)上應(yīng)使清洗油箱和換油時(shí) 盡量少拆卸液壓元件和

21、管路零件。 泵閥元件的布置要求：泵和電動(dòng)機(jī)應(yīng)用彈性聯(lián)軸器連接，設(shè)計(jì)時(shí)若采用管式連接元件，一般首先設(shè)計(jì)平面布置圖，要求管路盡量縮短，便于裝卸；吸排油管路和油箱吸排油區(qū)相對(duì)應(yīng)。此外，元件和管路均應(yīng)可靠固定，回油管與油箱之間力求可靠密封以保證油液清潔 整體布局：目前，中小型液壓機(jī)大多為單機(jī)直接傳動(dòng)，并由主機(jī)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、電氣控制箱、操縱箱、限程裝置和其它輔助裝置所組成。合理的布置對(duì)制造、使用和維修影響很大， 但是由于液壓機(jī)較其它機(jī)床適應(yīng)的工藝范圍要廣，因此結(jié)構(gòu)相差很大；同一噸位的液壓機(jī)在不同工藝條件下液壓系統(tǒng)功率有時(shí)甚至相差十倍以上。因此，沒有一個(gè)相對(duì)定型的布置形式。以下為幾點(diǎn)參考意見。 整機(jī)布

22、置力求緊湊、勻稱、減少占地面積，結(jié)構(gòu)造型要避免“傻、大、粗”的外形，但也不要過分追求外形美觀而使制造和操作困難；盡可能采用集中操縱，使工作者在控制箱前即可完成主要的調(diào)整和操作，并在各種儀表的幫助下，清楚地觀察到全部動(dòng)作過程；工作空間要滿足操作者的正常工作位置，減輕裝卸零件和安裝調(diào)整模具時(shí)的體力勞動(dòng)；動(dòng)力機(jī)構(gòu)布置按不同情況有三種方案：第一，動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成單獨(dú)部件放置于地面上。四柱式液壓機(jī)通常放置于主機(jī)右側(cè)，使主機(jī)前后面可自由操作。在全自動(dòng)粉末制品液壓機(jī)由于送料器和裝卸料裝置布置于后面，故動(dòng)力機(jī)構(gòu)常布置在后面緊靠工作臺(tái)處。以縮小占地面積。對(duì)于大功率設(shè)備、由于泵站系統(tǒng)龐大，常設(shè)計(jì)成單獨(dú)泵站，跨在主廠

23、房外，使主機(jī)附近工作區(qū)寬敞。第二，動(dòng)力機(jī)構(gòu)布置于主機(jī)頂部平臺(tái)之上。這一方案常在設(shè)計(jì)大臺(tái)面液壓機(jī)時(shí)采用，優(yōu)點(diǎn)是減少了占地面積，便于操作和存放工件。但調(diào)整和維護(hù)時(shí)較為麻煩。另一個(gè)缺點(diǎn)是由于工作中主機(jī)震動(dòng)易使管路等連接處松動(dòng)造成滲漏，影響工作區(qū)的清潔。第三，動(dòng)力機(jī)構(gòu)布置在地面下，并用蓋板蓋上，因此地面上整齊、美觀，但維修較為困難。 四柱式液壓機(jī)機(jī)身各零件初步設(shè)計(jì)按照以下要求： 立柱：按平均簡(jiǎn)單拉伸應(yīng)力為50MPa決定最小斷面直徑。 工作臺(tái)高度：0.4-0.7倍的立柱中心距，大臺(tái)面小噸位的取偏小數(shù)值。 上橫梁高度：0.4-0.8倍立柱中心距。 活動(dòng)橫梁（滑塊）高度：0.3-0.6倍立柱中心距

24、。在偏心載荷較大時(shí)應(yīng)取較大的數(shù)值。若為中心載荷受力狀態(tài)，則可取較小的數(shù)值。 各梁的結(jié)構(gòu)：應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成箱形斷面。上橫梁由于油缸孔的削弱，在采用鑄造結(jié)構(gòu)時(shí)，可設(shè)計(jì)成等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)，即中部高度加大，以抵消油缸孔對(duì)斷面的削弱作用。 第2章315噸四柱式液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù) 2.1 315噸液壓機(jī)的用途和特點(diǎn) 適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、塑料制品、玻璃鋼制品及粉末制品的壓制成型。 有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)及電器系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，工藝動(dòng)作采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整和半自動(dòng)化操作方式。工作壓力、壓制速度、行程范圍均可根據(jù)工藝需

25、要進(jìn)行調(diào)整。 2.2 315噸液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 315噸液壓機(jī)整體由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成，通過管路及電器裝置聯(lián)系起來構(gòu)成一整體。主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸等?？刂茩C(jī)構(gòu)包括液壓站（動(dòng)力系統(tǒng)）、電氣控制系統(tǒng)組成。 2.2.1主機(jī)部分的簡(jiǎn)介： 1機(jī)身 機(jī)身由上橫梁、工作臺(tái)、滑塊、立柱、鎖緊螺母及調(diào)節(jié)螺母等組成，依靠四根立柱為主架，上橫梁及工作臺(tái)由鎖緊螺母緊固于兩端，滑塊安裝在上橫梁與工作臺(tái)之間，機(jī)器精度靠調(diào)節(jié)螺母及固定于上橫梁上的鎖母來調(diào)整，滑塊與主缸活塞桿由鎖緊螺母聯(lián)接，依靠四柱作導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，滑塊和工作臺(tái)均有T行槽，以便于模具安裝。 2主缸 主缸缸體依靠缸口臺(tái)肩及大鎖

26、母緊固于上橫梁內(nèi)?；钊露擞寐?lián)接法蘭、螺栓與滑塊聯(lián)接，活塞頭部有耐磨材料，作導(dǎo)向用?；钊^部外圓處裝有方向相反的密封圈，內(nèi)有O型圈密封，將缸內(nèi)形成上下兩個(gè)油腔，缸口部分也裝有密封圈，借助法蘭鎖緊，以保證下腔密封。在法蘭上下均裝有密封圈。 3頂出缸 頂出缸缸體依靠缸口臺(tái)肩及大鎖母緊固于下橫梁內(nèi)。活塞頭部的有耐磨材料，作導(dǎo)向用。活塞頭部外圓處裝有方向相反的密封圈，內(nèi)有O型圈密封，將缸內(nèi)形成上下兩個(gè)油腔，缸口部分也裝有密封圈，借助法蘭鎖緊，以保證下腔密封。在法蘭上下均裝有密封圈。 2.2.2控制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 1液壓泵站（動(dòng)力系統(tǒng)） 液壓泵站由油箱、高壓泵、電動(dòng)機(jī)、插裝閥等組成，油箱系鋼板焊接，

27、油箱上裝有空氣濾清器，前端之液位計(jì)用作觀察油位，加油高度應(yīng)位于油標(biāo)上位，若低于油標(biāo)下位要加油。 2電氣控制系統(tǒng) 采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整和半自動(dòng)化操作方式。工作壓力、壓制速度、行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，電控柜體上表面布有按鈕、指示燈、自動(dòng)開關(guān)等。行程限位裝置位于機(jī)身右側(cè)，由支架、撞塊、行程開關(guān)等組成，調(diào)整撞塊位置就可調(diào)節(jié)滑塊運(yùn)行位置。 2.3 315噸液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù) 表2-1 315噸液壓機(jī)技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 規(guī)格 1 公稱力 KN 3150 2 主缸回程力 KN 600

28、 3 頂缸頂出力 KN 400 4 液體最大工作壓力 MPa 25 5 滑塊最大行程 mm 800 6 頂出活塞最大行程 mm 300 7 滑塊距工作臺(tái)最大距離 mm 1250 8 工作臺(tái)面有效尺寸 左右 mm 1200 前后 mm 1200 9 滑塊行程速度 快速下行 mm/s ≥80 慢下壓制 mm/s 6~12 回程 mm/s 65 10 頂出活塞行程速度 頂出 mm/s 65 退回 mm/s 130 9 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3章315噸液壓機(jī)的主機(jī)設(shè)計(jì)過程

29、 根據(jù)315噸液壓機(jī)整體結(jié)構(gòu)、使用要求和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行液壓機(jī)主機(jī)的設(shè)計(jì)，主要部分包括主油缸、頂出缸、上梁、滑塊、下梁、立柱等零件。 3.1主油缸和頂出缸 液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它的職能是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是直線速度和力。液壓缸的活塞能完成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出有限的直線位移。液壓缸主要由缸體、活塞、活塞桿、缸蓋、密封裝置等部分組成。液壓缸按照其結(jié)構(gòu)形式分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸、伸縮式套筒缸；按照活塞桿形式分為單活塞桿缸和雙活塞桿缸。 （1）結(jié)構(gòu)形式 由于主機(jī)所要完成的運(yùn)動(dòng)形式為直線運(yùn)動(dòng)選擇單活塞液壓缸。根據(jù)液壓機(jī)滑塊的技術(shù)要求，選擇缸固

30、定的單桿液壓缸。單桿液壓缸為一般聯(lián)接，往返方向的速度和出力不同；為完成一般的壓制工藝，要求主缸（上液壓缸）驅(qū)動(dòng)上滑塊實(shí)現(xiàn)“快速下行——慢速加壓——保壓延時(shí)——快速返回——原位停止”的工作循環(huán)；要求頂出缸（下液壓缸）驅(qū)動(dòng)下滑塊實(shí)現(xiàn)“向上頂出——向下退回——原位停止”的工作循環(huán)。如圖3-1所示。 （2）液壓缸零部件的設(shè)計(jì) （1）缸筒的設(shè)計(jì) 缸筒是液壓缸的主要零件，他與缸蓋、缸底、油口、等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌道”。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效性稱，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受也壓力、負(fù)載力

31、和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合公差等級(jí)、表面粗糙度和行為公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封件、運(yùn)行平穩(wěn)性和耐用性。 缸筒選用經(jīng)常根據(jù)缸筒預(yù)斷該的連接形式選用，而連接形式又取決于 圖3-1 液壓機(jī)的工作循環(huán) 額定工作壓力、用途、使用環(huán)境等因素。 缸筒的材料也必須按照工作需要來選用，一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒環(huán)要求有良好的焊接性能。 對(duì)缸筒的要求： a 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不導(dǎo)致永久變形。 b 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲變形。 c 內(nèi)表面與活塞密

32、封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和行為公差的等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。 d 需要焊接的缸筒要求有良好的可焊性，以便在焊接上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。 （2）活塞的設(shè)計(jì) 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，他與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大，配合過緊，不僅是最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，是液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。 液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。所以，設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形

33、式。 1）活塞的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式（密封裝置則按工作條件來選定）。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。 整體活塞在活塞圓周上開溝槽，安置密封圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但給活塞的加工帶來困難，密封圈安裝時(shí)也容易拉上和扭曲。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封形式?jīng)Q定。組合式活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)，隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)的大量使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，大大減低了活塞加工成本。 2）活塞與活塞桿的連接 活塞與活塞桿的連接有多種方式，所有形式都需要鎖緊措施，以防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而分開。同時(shí)活塞與活塞桿之間需設(shè)置靜密封。 3）活塞的密封 密封形式與活塞的機(jī)構(gòu)有關(guān)

34、，可根據(jù)液壓缸的不同作用和不同的工作壓力來選擇。 4）活塞的材料 無導(dǎo)向環(huán)活塞：用高強(qiáng)度鑄鐵HT200-300或球墨鑄鐵 有導(dǎo)向環(huán)活塞：用優(yōu)質(zhì)碳素鋼20號(hào)、35號(hào)、45號(hào)。由于本活塞將采取裝配式活塞外環(huán)用選用錫青銅，所以活塞選用45號(hào)鋼。 5）活塞尺寸及加工公差 活塞寬度一般為活塞外徑的0.6-1.0倍，但也要根據(jù)密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽尺寸而定。有時(shí)需要結(jié)合中各圈的布置確定活塞寬度。 活塞外徑一般采用f9,外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于0.04/100mm,外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半，表面粗糙度是結(jié)構(gòu)形式不同而各

35、異。 （3）活塞桿設(shè)計(jì) 1）.活塞桿的結(jié)構(gòu) 活塞桿一般情況下選多用實(shí)心桿，空心桿一般多在以下情況下采用： a 缸筒運(yùn)動(dòng)的液壓缸，用來導(dǎo)通油路 b 大型液壓缸的活塞桿（或柱塞桿）為了減輕重量 c為了增加活塞桿的抗彎能力 d d/D比值較大或桿心需裝有如位置傳感器等競(jìng)購(gòu)的情況時(shí) 2）.活塞桿的材料和技術(shù)要求： 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/h7配合。太緊了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。安裝活塞的軸徑與外圓的同軸度公差不大于0.01mm,是為了保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象

36、。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，以保證活塞安裝不產(chǎn)生外斜。 活塞桿的外圓粗糙度Ra值一般為0.1mm-0.3um。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤(rùn)滑。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面需進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚約為0.03-0.05mm，并進(jìn)行拋光火磨削加工。對(duì)于工作條件惡劣、碰撞機(jī)會(huì)較多的情況，工作表面須先經(jīng)高頻淬火后再鍍鉻。用于地載荷（如低速度、低工作壓力）和良好環(huán)境是可不做表面處理。 活塞桿的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證軸線的同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿作成一體?？ōh(huán)槽取動(dòng)配合公差，螺紋則取較緊的配合。 （3）.主缸的基本尺寸的計(jì)

37、算： 主缸：公稱力：3150KN 主缸回程力：600KN 液體最大工作壓力：25MPa ①活塞工作面積：A=F/P F=3150KN P=25MPa 計(jì)算得 A=0.126㎡ ②活塞直徑：π（D*D）/4=A D=400.6mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值：D=400mm ③活塞桿腔有效工作面積：A1=F1/P F1=600KN P=25MPa

38、 計(jì)算得A＝0.024㎡ ④ 活塞桿直徑：π（D*D-d*d）/4=A1 d＝359.7mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值：則d＝360mm 活塞桿長(zhǎng)度l：與活塞寬度、導(dǎo)向套長(zhǎng)度、行程等有關(guān)。 行程L=800mm 選取l=1510mm 缸體長(zhǎng)度L：由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活塞桿密封長(zhǎng)度和特殊要求的其它長(zhǎng)度確定。 選取L=1320mm 缸筒壁厚δ:δ=60mm =60/400=0.15

39、 應(yīng)按厚壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚 δ≥ （3-1） （）——缸體材料得許用應(yīng)力。（）= ，為缸筒材料的抗拉強(qiáng)度；n為安全系數(shù)，一般取n=3.5～5. ——缸筒內(nèi)的最高工作壓力 式中D=400mm 代入式（3-1） δ=60mm≥=36.6mm （4）頂出缸尺寸計(jì)算: 頂出力： 400KN 退回力：250KN 液體最大工作壓力：P=25MPa .液壓缸主要尺寸的計(jì)算 活塞直徑（無桿腔進(jìn)油）D= D=143mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值D=140mm

40、 活塞桿直徑（有桿腔進(jìn)油）D= 代入數(shù)據(jù)，得d=82mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值d=80mm 活塞寬度B=100mm 導(dǎo)向套長(zhǎng)度C=110mm 活塞桿長(zhǎng)度l：與活塞寬度、導(dǎo)向套長(zhǎng)度、行程等有關(guān)。 行程L=250mm 選取l=645mm 缸體長(zhǎng)度L：由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活塞桿密封長(zhǎng)度和特殊要求的其它長(zhǎng)度確定。 選取L=655mm 液壓缸筒壁厚δ=26mm 缸筒壁厚δ的校

41、核 因?yàn)棣?D=0.18 應(yīng)按照厚壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚 δ≥ （3-2） D=140mm 代入式（3-2）得： δ=26mm≥=12.8mm （5）主油缸的強(qiáng)度核算 1) .結(jié)構(gòu)尺寸 D1——油缸外徑（mm）D1=520mm D——油缸內(nèi)徑（mm）D=400mm d——活塞桿直徑（mm）d=360mm 2) .實(shí)際工作壓力 主壓力： P=(KN) 回程壓力： （KN） 式中：p——液體工作壓力（MPa）

42、 此液壓機(jī)中選用p=25MPa 代入尺寸數(shù)據(jù)，得： 主壓力： P==3140 KN 回程壓力： P==596 KN （3）缸體強(qiáng)度計(jì)算 ⑴.中段強(qiáng)度： 缸體采用35#鍛鋼，應(yīng)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行設(shè)計(jì) =≤[]=100～120MPa 式中=520mm, D=400mm =x25=105.9MPa ⑵.支承臺(tái)肩處強(qiáng)度計(jì)算 ①支承臺(tái)肩接觸面擠壓應(yīng)力： =≤[] 式中:P=3140KN =570mm =525mm s=2mm(倒角尺寸)

43、[]——許用擠壓應(yīng)力（MPa） ≤120MPa ==98.7MPa≤ ②支承臺(tái)肩斷面：臺(tái)肩處斷面上的合成應(yīng)力為彎曲應(yīng)力與拉伸應(yīng)力之和。 = ≤＝120MPa P=3140KN =525mm =415mm = 其中：T===2409KN.m h=200mm ==55mm β= μ——材料波松比系數(shù) 鋼：μ=0.3 鑄鐵：μ=0.25 得： β= = 0.1030 代入求M得： M==20.35KN ③缸

44、底強(qiáng)度計(jì)算： 按圓形平板彎曲計(jì)算:σ=0.1875≤〔σ〕=100MPa 式中：p=25MPa D=400mm B=110mm D=115mm D=20mm 得0.65 代入上式得：σ==95.4MPa＜〔σ〕 （4）缸口部分零件強(qiáng)度計(jì)算 ①.作用在缸口導(dǎo)套及法蘭盤上的力 = 其中：D=415mm d=360mm ==836.5KN ②螺栓計(jì)算 螺栓選用12個(gè)M30螺栓，材料為35，M30螺紋內(nèi)徑d=26.2mm。螺栓拉伸應(yīng)力為： 式中：n——螺栓數(shù)目 n=12

45、 ——螺栓截面積 ==5.4 []——許用拉伸應(yīng)力 對(duì)大于M12螺釘[]=≤132MPa 為螺栓材料的抗拉強(qiáng)度=330MPa； n 為安全系數(shù)，一般取n=1.2—2.5 ③缸口導(dǎo)套擠壓計(jì)算： 缸口導(dǎo)套材料為Q235-A 導(dǎo)套擠壓應(yīng)力為 D=429mm D=390mm 代入數(shù)據(jù)得 ④.法蘭盤計(jì)算 法蘭材料選用35，故彎曲應(yīng)力： 式中符號(hào)：D=480mm （4） .活塞部分計(jì)算： 螺紋剪切應(yīng)力 螺紋彎曲應(yīng)力 螺紋選用 M150x3 則=146.8mm

46、 h==1.6mm b=85mm t=3mm k=0.81 =596KN 3.2上橫梁 （1）結(jié)構(gòu)形式 上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。也可安裝回程缸及其它輔助裝置。對(duì)于中小型液壓機(jī)其結(jié)構(gòu)形式主要有：鑄造及焊接兩種。 在成批生產(chǎn)中，一般上橫梁都采用HT20-40鑄鐵件或ZG35Ⅱ鑄鋼件。制造單臺(tái)液壓機(jī)時(shí)，采用普通鋼板焊接組成的上橫梁較多，焊接件應(yīng)有較強(qiáng)大的焊縫及可靠的焊接質(zhì)量。 無論采用鑄造或焊接的上橫梁都應(yīng)進(jìn)行必要的熱處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成上、下封閉的箱式結(jié)構(gòu)，以便受力后使應(yīng)力分布較合理。

47、此外，結(jié)等高梁。與立柱聯(lián)接部位的高度，隨受力較小，一般不小于中間高度的二分之一。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到起重和清砂的方便。上橫梁斷面分布應(yīng)根據(jù)其受力情況來考慮，一般梁的中部高度較兩端稍高。在立柱中心距較小時(shí)，為了便于加工，常設(shè)計(jì)成等高梁，與立柱連接的部位的高度，雖受力較小，一般也不小于中間高度的二分之一。 （2） .形狀尺寸要求 上橫梁通過立柱聯(lián)接成機(jī)身上半部分，并安裝工作油缸，為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運(yùn)行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺(tái)肩平面應(yīng)垂直，上橫梁與調(diào)節(jié)螺母接觸面與主油缸臺(tái)肩接觸應(yīng)平行，以及立柱穿過孔的上下平面應(yīng)平行。 圖3-2上橫梁結(jié)構(gòu)圖 （3） .

48、上橫梁與油缸的聯(lián)接 上橫梁與油缸的聯(lián)接方式依靠圓螺母來固定。當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，圓螺母不受反作用力的作用，只有當(dāng)回程工作時(shí)，回程力作用于聯(lián)接零件上。故聯(lián)接零件的強(qiáng)度只需滿足回程力要求即可。 上橫梁安裝主液壓缸，液壓機(jī)加壓工作時(shí)，上梁承受反作用力。上橫梁的計(jì)算可假設(shè)為放置在兩支點(diǎn)上的簡(jiǎn)支梁來考慮，支點(diǎn)間距離即為立柱中心距。 則中間截面處的彎距為＝PxB/4 P為液壓機(jī)公稱壓力 B為立柱中心距 計(jì)算＝3150x1400/4＝1102500 根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算其強(qiáng)度： 強(qiáng)度計(jì)算公式

49、為≤ 用等量簡(jiǎn)化計(jì)算的方法，計(jì)算出截面對(duì)X軸（形心）的慣性距為 J＝932000 ＝38.5MPa≤=60MPa 由計(jì)算得彎曲應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求 3.3 工作臺(tái) （1）結(jié)構(gòu)形式 工作臺(tái)是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)。臺(tái)面上固定模具，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。同時(shí)安裝有頂出缸。 工作臺(tái)選用材料和結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。為鑄造結(jié)構(gòu)，材料選用HT20-40。中間的臺(tái)階孔為安裝頂出缸用。 （2）形狀尺寸要求 工作臺(tái)是整機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝模具的基準(zhǔn)。此外，在工作臺(tái)上還要安裝頂出缸和 其它零部件。因此，對(duì)工作臺(tái)面的平行度、垂直度、各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要的技術(shù)要求。 （3）工作臺(tái)與頂

50、出缸的聯(lián)接方式 對(duì)于中小型通用液壓機(jī)，一般來說頂出力不大。采用法蘭和螺栓聯(lián)接，頂出缸結(jié)構(gòu)為活塞式。 工作臺(tái)中心有一中心孔，其直徑為d＝300mm，故可得模具墊板的最小直徑 由公式 式中F為墊板面積 代入數(shù)據(jù)計(jì)算： 計(jì)算得D＝360mm，立柱中心距為B＝1400mm 計(jì)算截面彎距為＝= =960750 根據(jù)上面的計(jì)算得慣性距： J= ＝21.6MPa≤ （HT20-40材料的許用應(yīng)力） 計(jì)算滿足材料許用應(yīng)力要求 （4）固定模具的結(jié)構(gòu) 為了固定模具，一般情況在工作臺(tái)面上設(shè)有T型槽，按GB158

51、-59標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工。T型槽的尺寸和數(shù)量主要根據(jù)液壓機(jī)回程噸位（即加壓制件后的拔模力）和頂出制件的最大壓力設(shè)計(jì)。對(duì)于尺寸較小的工作臺(tái)，T型槽常用交叉布置，尺寸較大的工作臺(tái)的T型槽，常用平行布置（如下圖）。 圖3-3 工作臺(tái)俯視圖 3.4 立柱 立柱是四柱式液壓機(jī)重要的支承件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此，立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要的硬度。 立柱與上橫梁、工作臺(tái)的聯(lián)接方式?jīng)Q定了立柱的結(jié)構(gòu)。在選擇立柱時(shí)應(yīng)考慮到它與上橫梁、工作臺(tái)間應(yīng)可靠預(yù)緊、安裝方便和便于調(diào)整機(jī)器的精度。 常見的結(jié)構(gòu)形式有： ①.兩梁

52、都用立柱臺(tái)肩支承，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。 ②.兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支承，用鎖緊螺母加以鎖緊。 ③.上橫梁用立柱肩支承，調(diào)節(jié)螺母安裝于工作臺(tái)面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。 ④上橫梁用立柱調(diào)節(jié)螺母支承，立柱臺(tái)肩支承在工作臺(tái)面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。 這里采用第二種結(jié)構(gòu)（四螺母結(jié)構(gòu)）組成零件最多，由于調(diào)節(jié)螺母其立柱臺(tái)肩的支承作用，且可調(diào)整兩梁的支承距離，對(duì)立柱有關(guān)的軸向尺寸要求不嚴(yán)格，緊固較容易。但對(duì)立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）以及調(diào)節(jié)螺母精度（調(diào)節(jié)螺母的螺紋對(duì)于上下橫梁貼合面的垂直度）要求較高。 立柱是液壓機(jī)的重要部件，作為活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。所以，對(duì)其粗糙度、圓柱度等有較高的要求。立柱

53、材料一般選用35或45#鋼，毛坯應(yīng)正火處理，以消除鍛造過程中的內(nèi)應(yīng)力。立柱表面應(yīng)有足夠的硬度，進(jìn)行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚為0.03mm 在中心載荷作用下，立柱只承受拉伸應(yīng)力，其應(yīng)力按下式計(jì)算： 式中：D為立柱最小直徑（取螺紋退刀槽處直徑） n為立柱數(shù)量，此處n＝4 立柱材料為45鋼， 代入計(jì)算： ＝70MPa≤ 3.5活動(dòng)橫梁 活動(dòng)橫梁的主要作用為：與主油缸活塞桿聯(lián)接傳遞液壓機(jī)的壓力；通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；安裝與固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。 (1)結(jié)構(gòu)形式 活動(dòng)橫梁選用材料與上橫梁、工

54、作臺(tái)相同，常采用相同的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似，便于制造。 活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除考慮導(dǎo)向精度要求外，還應(yīng)根據(jù)壓制工藝中的承載要求來決定。 根據(jù)壓制工藝性質(zhì)，若活動(dòng)橫梁無論在何種情況下都無彎曲，例如：粉末冶金液壓機(jī)或軸類零件壓裝專用液壓機(jī)，計(jì)算時(shí)就可以僅按承壓能力來設(shè)計(jì)。因此，活動(dòng)橫梁常是上面敞開的箱形梁，中部高度也可設(shè)計(jì)較低。 若被壓制零件尺寸較大，多制件同時(shí)加壓和使用中具有偏心載荷等條件下，就要求活動(dòng)橫梁不但有足夠的承壓強(qiáng)度，還應(yīng)具有一定的承載剛度與抗彎能力。此時(shí)常將它設(shè)計(jì)成高度略低于上橫梁而壁厚相近的箱形體。 若液壓機(jī)設(shè)有限程套，而動(dòng)梁又可能支承在限程套上，并受全

55、壓作用，則動(dòng)梁應(yīng)有一定的抗彎能力。一般設(shè)計(jì)成封閉式箱形體。 無論何種情況，導(dǎo)向部分應(yīng)有一定的高度，以保證足夠的精度，一般情況下，導(dǎo)向部分高度不應(yīng)小于活塞行程的二分之一。 活動(dòng)橫梁與活塞聯(lián)接部位，開有環(huán)形的積油槽，以便貯存油缸部位滲漏的油液。 鑄件應(yīng)將壁厚設(shè)計(jì)均勻，防止應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)必要的加強(qiáng)筋，并便于清砂及起重要求。 （2）形狀和尺寸要求 活動(dòng)橫梁是液壓機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件，為保證液壓機(jī)符合精度要求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套孔軸線應(yīng)相互平行，它應(yīng)與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；并且這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)下平面也要求平行等。 （3）立柱導(dǎo)套 活動(dòng)橫梁導(dǎo)向的正確

56、性，關(guān)系到機(jī)器的精度，工作缸與導(dǎo)向面的磨損情況，加工制件的尺寸精度，模具壽命及機(jī)身的受力情況。因此，應(yīng)合理選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與配合要求。 中小型液壓機(jī)一般均采用固定式導(dǎo)套，對(duì)于大重型液壓機(jī)也是采用雙球面及單球面活動(dòng)導(dǎo)套。 導(dǎo)套材料可用鑄鐵、青銅等；對(duì)于大型液壓機(jī)為了便于裝配和維修，常將導(dǎo)套制成對(duì)開式。 導(dǎo)套需涂抹潤(rùn)滑劑。外端面上應(yīng)裝有毛氈或?qū)Ｓ梅缐m圈，以防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)套內(nèi)表面。 導(dǎo)套應(yīng)有一定的厚度，以防止導(dǎo)套壓入動(dòng)梁孔后內(nèi)孔變形。導(dǎo)套內(nèi)孔與立柱之間應(yīng)有一定的配合度，導(dǎo)套的內(nèi)外圓應(yīng)同心，要求在一次裝卡下加工完成。較大的導(dǎo)套毛坯應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。 （4）活動(dòng)橫梁與活塞桿的聯(lián)接

57、 活動(dòng)橫梁與活塞桿；聯(lián)接形式由活塞桿端部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)橫梁相應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接零件組成。 對(duì)于單缸式液壓機(jī)活塞與活動(dòng)橫梁聯(lián)接形式都采用固定聯(lián)接。固定聯(lián)接要求活動(dòng)橫梁與主缸安裝基準(zhǔn)等有較好的加工精度，否則就可能在工作時(shí)產(chǎn)生不平穩(wěn)脈動(dòng)等現(xiàn)象。但固定聯(lián)接對(duì)精度調(diào)整較為有利。在活動(dòng)橫梁承受偏心力矩時(shí)，活塞承受一部分彎曲力矩，并將此力矩通過油缸導(dǎo)套傳給上橫梁和立柱?；顒?dòng)橫梁孔與活塞頭部要有較好的配合，并有一定的插入深度，使活塞與活動(dòng)橫梁聯(lián)接成以剛體。 活動(dòng)橫梁工作時(shí)，導(dǎo)向套承受全部壓力，此時(shí)，力作用在中心上，支點(diǎn)距離即為立柱中心距，則其最大彎距為 1102500 計(jì)算得截面對(duì)中心軸的慣性距J=

58、 ＝≤ 應(yīng)力滿足材料許用應(yīng)力值 （5）固定模具的結(jié)構(gòu) 活動(dòng)橫梁下平面和工作臺(tái)面相同，并設(shè)有T型槽 28 第4章 液壓機(jī)安裝與維護(hù) 4.1機(jī)身零部件的緊固 四柱式液壓機(jī)機(jī)身必須用鎖緊螺母和可靠的緊固，并具有足夠的預(yù)緊力。否則在液壓機(jī)加壓時(shí)，立柱臺(tái)肩與工作臺(tái)面、調(diào)節(jié)螺母與上橫梁接觸平面間產(chǎn)生間隙。液壓換向回程時(shí)，產(chǎn)生

59、震動(dòng)，并使立柱臺(tái)肩和工作臺(tái)接觸平面間產(chǎn)生沖擊載荷，可導(dǎo)致鎖緊螺母松退，主機(jī)精度因此被破壞。更為嚴(yán)重的是由于立柱臺(tái)肩與工作臺(tái)接觸面積較小，沖擊載荷會(huì)造成臺(tái)肩局部墩粗，墩傷接觸的工作臺(tái)表面，造成檢修時(shí)，立柱不易從活動(dòng)橫梁導(dǎo)套孔內(nèi)抽出。 緊固的方法有：普通緊固、加壓情況下緊固、加熱緊固、液壓緊固。 普通緊固：這種方法是用扳手來旋緊鎖緊螺母，它所能達(dá)到的預(yù)緊力受到扳手孔、扳手強(qiáng)度以及安裝所能施加的旋緊力等限制，力量是較小的。因此，只能用于噸位小的液壓機(jī)的聯(lián)接裝配中。 加壓情況下緊固：這種方式利用液壓機(jī)本身加壓后，使立柱承載伸長(zhǎng)時(shí)，用扳手將調(diào)節(jié)螺母旋緊，泄壓后立柱回縮得到緊固聯(lián)接，其預(yù)緊力的大小主

60、要由液壓機(jī)壓力大小來決定，通常取公稱壓力的1.5-2倍。拆卸時(shí)，也須加壓后旋松，此方法緊固較可靠，拆卸也較方便。對(duì)于四螺母結(jié)構(gòu)立柱與工作臺(tái)面貼合的四個(gè)調(diào)節(jié)螺母的緊固，采用此方法較為有利。與上橫梁下平面貼合之四個(gè)調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)整機(jī)器精度，此時(shí)，調(diào)整精度時(shí)所需加壓力要比鎖緊力大！ 4.2液壓機(jī)精度調(diào)整 四柱液壓機(jī)的精度是由單個(gè)零件加工精度和正確的安裝調(diào)整得到。精度調(diào)整過程，實(shí)質(zhì)上是調(diào)整油缸中心軸線對(duì)工作臺(tái)面的垂直度。從四柱液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)可看出，活動(dòng)橫梁上下運(yùn)行依靠立柱作導(dǎo)向基礎(chǔ)，活塞與活動(dòng)橫梁又固結(jié)成一整體，油缸與上橫梁鎖緊成一整體，因此，工作油缸的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)也必然對(duì)活動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)精度產(chǎn)生約束

61、作用。工作臺(tái)為精度測(cè)量的基準(zhǔn)。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母調(diào)整上橫梁及油缸的中心軸線，以使活動(dòng)橫梁的運(yùn)行不受或少受上橫梁及油缸的影響。因是多零件組成的機(jī)構(gòu)，故單件加工質(zhì)量的好壞對(duì)裝配精度有極大的關(guān)系。 在液壓機(jī)的安裝過程中，就應(yīng)該注意四個(gè)調(diào)節(jié)螺母對(duì)于工作臺(tái)的等高，使機(jī)器精度調(diào)整有較好的基礎(chǔ)。在加壓狀態(tài)（保壓）下，將活塞與活動(dòng)橫梁所聯(lián)接零件緊固使聯(lián)成一整體，同時(shí)，也將油缸與上橫梁所聯(lián)接零件緊固。再將工作臺(tái)下面的鎖緊螺母盡量旋緊（在無負(fù)載的情況下），這樣即可進(jìn)行精度調(diào)整工作。 在精度調(diào)整中，認(rèn)為活動(dòng)橫梁下平面與活塞桿是垂直的（由單件加工精度保證，同時(shí)在加壓狀態(tài)下，鎖緊并聯(lián)結(jié)成一整體），這樣活動(dòng)橫梁下平面對(duì)工作

62、臺(tái)面的平行度偏差，可以反映出活塞中心線對(duì)工作臺(tái)面的垂直情況。因此，可將活動(dòng)橫梁停留在中間位置上，先測(cè)量其平行度偏差。 調(diào)整前，將上橫梁上四個(gè)鎖緊螺母稍稍旋松，用千分表可先檢查活動(dòng)橫梁下平面與工作臺(tái)上平面前后的平行性，如不合要求，須在加壓狀態(tài)下旋緊或旋松前兩調(diào)節(jié)螺母，或后兩調(diào)節(jié)螺母，再次測(cè)量調(diào)整直至符合要求為止。前后平行度符合要求后，再用上述方法測(cè)量調(diào)整左右平行度。待中間位置符合要求后，還應(yīng)檢查活動(dòng)橫梁位于上下兩個(gè)位置的平行度是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上下兩個(gè)位置平行度偏差均超過要求，且測(cè)量數(shù)據(jù)方向相反時(shí)，應(yīng)考慮檢查裝配情況及檢查活動(dòng)橫梁等零件單件的精度是否符合要求。 平行度檢查調(diào)整完畢后，應(yīng)檢查

63、活動(dòng)橫梁運(yùn)行垂直度是否符合要求，未達(dá)到要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，直至符合要求為止。 平行度及垂直度均符合要求后，應(yīng)鎖緊各鎖緊螺母，檢查在無負(fù)載的情況下，各調(diào)節(jié)螺母是否與上梁貼合好，不應(yīng)松動(dòng)。如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)說明精度調(diào)整不可靠，應(yīng)重新調(diào)整精度。精度調(diào)整合理，是延長(zhǎng)液壓機(jī)適用壽命，防止不必要的磨損的主要措施之一，故對(duì)液壓機(jī)精度應(yīng)定期檢查，定期調(diào)整。 4.3液壓機(jī)的安裝、試車 機(jī)器包裝到廠后，先細(xì)致擦去防銹油。吊運(yùn)時(shí)應(yīng)注意零件重心，并合理選擇吊運(yùn)孔位置，吊運(yùn)前鋼繩與零件接觸處應(yīng)加襯墊，并注意勿使薄板零件承載，以免損壞儀表及零件。 機(jī)器應(yīng)安裝在混凝土基礎(chǔ)上，其它防水措施及安全照明設(shè)施等視具體情況而定。

64、 安裝順序： 1.首先將立柱插入滑塊，工作臺(tái)四孔內(nèi)，然后安放動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣箱，并將工作臺(tái)找平，要求臺(tái)面與基礎(chǔ)平行度不大于0.2/1000mm，隨后用地腳螺栓堅(jiān)固。 2.事先準(zhǔn)備兩墊塊，高度不小于600mm，兩端面平行度不大于0.02mm，并能承受3150KN之負(fù)荷。將滑塊吊起，在工作臺(tái)兩側(cè)（左右）放入兩墊塊以支承滑塊。 3.將主缸和上橫梁吊起套入立柱內(nèi)，在吊運(yùn)時(shí)需將主缸活塞卡住，防止活塞在吊運(yùn)中突然伸出造成事故，裝好后將立柱上端螺母擰上，然后卸下活塞卡子。 4.按外形圖、液壓原理圖、電氣原理圖等聯(lián)接好管路、電氣線路、限程裝置等零部件，油箱清洗干凈后注入油至油標(biāo)。 5.擰開泵回油口接

65、頭，注油，將泵內(nèi)腔灌滿，以排除泵內(nèi)空氣，并將調(diào)壓閥（安全閥）把手?jǐn)Q松，試車工作基本完成。 6.接通電源，啟動(dòng)一下電機(jī)，其旋向應(yīng)與泵及低控系統(tǒng)上規(guī)定的轉(zhuǎn)向要求符合，否則應(yīng)將電線接頭調(diào)相，調(diào)好后正式啟動(dòng)電機(jī)，使油泵處于空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。 7.將選擇開關(guān)旋至“調(diào)整”位置，按壓按鈕SB，使主活塞下行，要求活塞頭部正確導(dǎo)入滑塊定位孔，然后將活塞與滑塊之聯(lián)接螺母安裝好，保證滑塊與聯(lián)接法蘭有3-5mm間隙，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，使主缸壓力升至5MPa，于壓力狀態(tài)下用扳手鎖緊聯(lián)接螺母。 8.按壓按鈕“SB5”使滑塊回程，將試壓砧子（金屬墊塊）搬至工作臺(tái)中央，試車砧子800x800x400（高）mm，砧子上下面平行，平行

66、度誤差不大于0.02/500mm，并有承受315T力足夠強(qiáng)度，然后按照合格證規(guī)定之精度標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整滑塊對(duì)工作臺(tái)的平行度、垂直度，最后固定上橫梁之調(diào)節(jié)及鎖緊螺母，擰緊防松。 4.4機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng) 正確使用機(jī)器設(shè)備，認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)程是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、保證安全生產(chǎn)的必要條件。 1.工作用油推薦采用30號(hào)抗磨液壓油，若選用機(jī)器油及透平油應(yīng)視溫度而定。室溫低于C時(shí)可用N32號(hào)機(jī)械油或22號(hào)透平油，室溫高于C時(shí)可用N46號(hào)或N68號(hào)機(jī)油，使用油溫在C——C范圍內(nèi)。 2.油液應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格過濾后方可加入油箱。 3.工作油液每一年更換一次，其中第一次更換時(shí)間不應(yīng)超過三個(gè)月； 4.滑塊應(yīng)經(jīng)常注潤(rùn)滑油，立柱及活塞外露表面應(yīng)經(jīng)常保持清潔，每次工作前應(yīng)先噴注機(jī)油。 5.在公稱壓力315T下集中載荷最大允許偏心32mm。偏心過大易使立柱拉傷或出現(xiàn)其他不良現(xiàn)象。 6.每半年校正檢查一次壓力表。 7.機(jī)器較長(zhǎng)期停用，應(yīng)將各加工表面擦洗干凈并涂以防銹油。 8.機(jī)器在工作過程中，不應(yīng)進(jìn)行檢修和調(diào)整模具。 9.不得超載或超過最大偏心距使用。 33 結(jié)　論 液壓機(jī)是工