單臂矯直液壓機本體結構文

《單臂矯直液壓機本體結構文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《單臂矯直液壓機本體結構文（84頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 燕山大學 畢業(yè)設計〔論文〕 單臂矯直液壓機本體結構設計 77 / 84 燕山大學畢業(yè)設計〔論文〕任務書 學院：機械工程學院 系級教學單位：塑性成形工程系 學 號 學生 專 業(yè) 班 級 課 題 題 目 20MN單臂矯直液壓機 來 源 科研課題 主 要 容 矯直液壓機是機械制造業(yè)常見的用于各種板棒管材矯直矯正的設備。本壓機主要用于大型軸類、管類、板類件的矯直。主要設計容與目標是： 1、20MN矯直液壓機的結構型式與結構分析； 2、20MN矯直液壓機的本體方案設計

2、與技術設計； 完成工程設計的綜合訓練。 基 本 要 求 1、確定合理、可行的液壓機結構型式<單臂三梁四柱組合機架>； 2、完成必要的強度、剛度<重點是剛度和整體工作性能>分析； 3、完成液壓機本體結構總圖及重要零部件的技術設計； 4、設計圖紙總量不少于3A0<其中包括2A3或以上規(guī)格的計算機繪制的圖紙>； 5、要求設計說明書不得少于2萬字。其中,圖表要求計算機制作； 6、與本設計相關的外文資料翻譯不得少于5000字。 參 考 資 料 1.余新陸.液壓機.：機械工業(yè) 2.志文.鍛造工藝學.：機械工業(yè) 3.中小型液壓機設計計算.XX：XX人民 4.王衛(wèi)衛(wèi).金屬

3、與塑性成型設備.：機械工業(yè) 周次 1—4周 5—8周 9—12周 13—16周 17—18周 應 完 成 的 容 收集資料,確定參數(shù) 方案設計 結構分析,設計計算 技術設計,撰寫說明書 設計審核,答辯 指導 系級教單位審批： 說明：本任務書一式二份,教師、學生各執(zhí)一份。 摘要 鍛壓生產(chǎn)在國防工業(yè)和民用工業(yè)中占有極其重要的地位。采用鍛壓工藝生產(chǎn)的零件廣泛應用于電力工業(yè)、造船工業(yè)、航空工業(yè)、重型機械制造業(yè)等各個行業(yè)中。矯直液壓機是機械制造業(yè)常見的用于各種板、棒、管、材矯直矯正的設備。 本文基于液壓機設計理論,依據(jù)已有液壓機結構和設計經(jīng)驗,通過

4、可行性分析,確定了20MN單臂矯直液壓機的結構與技術參數(shù),給出了本體結構設計方案。在此基礎上,論文對液壓機上、下橫梁等關鍵部件的受力和變形進行了材料力學分析,對其剛度和強度進行了校核,以保證主要受力部件能夠滿足機器剛度和抗偏載能力的要求。 根據(jù)上述計算與結果分析,修正初始設計方案,為20MN單臂矯直液壓機的技術設計提供了可靠的方法和依據(jù)。 關鍵詞　單臂矯直；液壓機；本體結構；工作缸；橫梁 Abstract Forging production in the defense industry and civilian industry occupies an ex

5、tremely important position. Forging production process using components widely used in the power industry, shipbuilding industry, aviation industry, heavy machinery manufacturing, and other sectors.The Wheatstone alignment hydraulic press is the equipment that the manufacturing industry used for var

6、ious plank, stick, tube, the material straighten to keep correct familiarly. Based on hydraulic press design theory, according as structure and design experience of free forging hydraulic press, analyzing through feasibility, the dissertation has confirmed that 20 MN the structure of the Wheatstone

7、 straighten hydraulic press and technical parameter, providing the design plan of body structure. On this basis, some of the key parts, such as upper beam, lower beam have been on mechanics of materials analyze, the dissertation has checked its rigidity and intensity, so as to ensure that can meet t

8、he rigidity of the machine and capability of non-central load by the strength part mainly. According to calculating and analyzing result in above-mentioned, the initial design plan has been revised, the technical design of 20 MN Wheatstone straighten hydraulic press has offered reliable method and

9、basis. Keywords Wheatstone straighten; Hydraulic press; Noumenallyconfiguration; Work urn; Beam 目 錄 摘要I AbstractII 第1章緒論1 1.1 課題背景1 1.2 液壓機發(fā)展的國外現(xiàn)狀3 1.3 液壓機研究的主要成果4 1.4 液壓機的發(fā)展趨勢5 1.5 課題研究的容和研究的意義5 1.5.1研究的基本容,擬解決的主要問題5 1.5.2研究步驟、方法及措施6 1.6 本章小結6 第2章液壓機的本體結構方案設計7 2.1 引言7 2.2 單臂

10、式液壓機優(yōu)缺點8 2.3 液壓機本體結構方案設計8 2.4 工作缸的結構參數(shù)設計9 2.4.1液壓缸結構概述9 2.4.2工作缸設計12 2.4.3工作缸的強度校核15 2.4.4工作缸底法蘭連接螺栓的選擇16 2.5 回程缸的結構參數(shù)設計17 2.5.1回程缸設計17 2.5.2回程缸的強度校核18 2.5.3回程缸底法蘭連接螺栓的選擇20 2.6 上橫梁結構設計及剛度強度校核20 2.6.1上橫梁設計方案20 2.6.2上橫梁剛度及強度校核22 2.7 下橫梁結構設計及剛度強度校核25 2.7.1下橫梁設計方案25 2.7.2下橫梁剛度及強度校核26 2.

11、8 拉桿的結構方案的確定29 2.8.1大拉桿的結構尺寸的確定32 2.8.2小拉桿的結構尺寸的確定32 2.8.3拉桿螺母的選擇33 2.8.4拉桿強度校核34 2.8.5拉桿的預緊與防松35 2.9 密封裝置36 2.9.1密封材料36 2.9.2活動件密封裝置37 2.10 本章小結37 結論39 參考文獻40 附錄142 開題報告42 文獻綜述45 附錄248 外文資料48 附錄362 中文翻譯62 致75 第1章 緒論 1.1 課題背景 液壓機是一種利用液體壓力來傳遞能量,以實現(xiàn)各種壓力加工工藝的機床。隨著新工藝及新技術的應用,

12、液壓機在金屬加工及非金屬成形方面的應用越來越廣泛,在機床行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升。單臂液壓機又稱"C"形液壓機,屬中小型壓機,機架為整體鑄鋼結構或鋼板焊接結構,結構簡單,工作時可以從三個方向接近,操作方便。但整個機架有足夠的強度和剛度,有時機架比較笨重。目前,單臂式液壓機廣泛用于校正壓裝、板料彎曲成型等工藝中。矯直液壓機是機械制造業(yè)常見的用于各種板棒管材矯直矯正的設備。現(xiàn)在單獨設計這種單臂矯直的液壓機的并不多見,所以鑒于我國的這種現(xiàn)狀,本課題選擇這一課題為科研對象,希望在這方面能夠彌補我國的這一缺陷。 大型鍛件的生產(chǎn),是制造業(yè)的重要基礎產(chǎn)業(yè)。由于鍛造成型工藝能夠改善零件的微觀組織結構,

13、提高其機械性能,因此在許多行業(yè)中獲得了廣泛的應用。近年來,國外在電力工業(yè)、造船工業(yè)、航空工業(yè)、重型機械制造業(yè)等各個行業(yè)中,對大鍛件以及大型模鍛件的需求也日益增多,在制造業(yè)中占十分重要的地位。現(xiàn)代重型鍛造液壓機的制造能力和水平是一個國家國力的象征。隨著科學技術的進步,對航空、航天和國防科技水平也提出了更高的要求。在這些行業(yè)中,對大型精密鍛件的需求量很大。在國外,鍛造工藝之所以獲得如此廣泛應用,是與其獨特的優(yōu)越性是分不開的。如在生產(chǎn)率、金屬材料利用率、產(chǎn)品的機械性能等重要經(jīng)濟指標方面,均比機械加工,鑄造和焊接工藝占有優(yōu)勢。一個鋼產(chǎn)量以千萬噸計的國家,各類鍛件總量則以百萬噸計。如德國,自1970年以

14、來,僅模鍛件就達到年產(chǎn)量100萬噸。正因為如此,鍛件雖經(jīng)上千年的發(fā)展,但至今其生命力仍與日俱增。目前,計算機科學日新月異,人工智能理論逐步完善,這些新理論和新技術直接或間接的促進了鍛造技術的發(fā)展。 對矯直技術和理論的研究,目的在于正確地分析和描述在矯直過程中呈現(xiàn)的一系列現(xiàn)象,尋求和實際相吻合的規(guī)律；確定矯直參數(shù)間的相互關系,用于指導生產(chǎn)；研發(fā)和開發(fā)新型、高效、高精度的矯直設備,使生產(chǎn)產(chǎn)品的質量和精度不斷得到提高。 國外對矯直理論和技術的研究起步較早,具有相當?shù)膹V泛性,取得了許多研究成果。許多成果已經(jīng)用于實際生產(chǎn)中,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。矯直技術較發(fā)達的國家,如前聯(lián)、德國、日本和英國等,從四

15、十年代起,生產(chǎn)的矯直設備就形成了系列產(chǎn)品,在矯直理論、工藝和設備的研究方面也做了大量的工作,并取得了一批較有影響的成果。 國有關的技術人員在矯直理論和技術的研究方面亦做出了很大的努力,使矯直理論和技術的研究工作得到了很大的發(fā)展,并取得了不少令人矚目的研究成果,其中部分成果的水平居領先地位。隨各行業(yè)對矯直設備的種類、數(shù)量日益增加的需求,我國目前已形成了自行設計和生產(chǎn)板、帶、線、型、管材的矯直設備的能力,設備的精度和控制水平也不斷提高。在引進和吸收國外先進的矯直設備和技術的基礎上,高效、高精度的矯直設備相繼問世,不斷地推動矯直理論和技術地研究工作向前發(fā)展。 矯直理論和技術的發(fā)展正趨向于在機械結

16、構方面和傳動方式方面便于操作和維護,擴大設備適用性、降低能量消耗、改善工作條件等方向發(fā)展。 在現(xiàn)代技術水平條件下,幾乎任何一種金屬材料都可以用鍛造方法制成鍛件或零件,只是難易程度不同。今天,鍛件精度越來越高,可以達到甚至超過機械加工的一般水平。如各種冷溫擠壓標準件、精鍛齒輪、精鍛葉片、精鍛軸類件等；鍛件重量越來越大,隨著大型水壓機的出現(xiàn),鍛件的重量超過了一百噸,模鍛件的外徑也達到了100厘米以上；鍛件的復雜程度由于多分模面的出現(xiàn)也得到了明顯的提高,帶來福線的空心管件已能在專用的鍛壓設備上直接成型。 鍛件生產(chǎn)的最高目標,應是以最短的時間和最低的成本,得到最好質量的產(chǎn)品。鍛件實現(xiàn)機械化和自動化

17、,是向全世界先進水平靠攏的必然手段。我國的鍛造行業(yè),除了這些鍛造液壓機之外,更多的是使用鍛錘<大多為蒸汽錘,有一部分已改為"電液錘">。預計再過10年到20年。大都會報廢并退出歷史舞臺。近幾十年來,隨著我國現(xiàn)代化建設的迅速發(fā)展,特別是吸收了國外同行的生產(chǎn)經(jīng)驗和技術,引進國外先進生產(chǎn)設備,鍛件的生產(chǎn)技術獲得了明顯的發(fā)展和提高。但是由于 生產(chǎn)工藝和設計手段依然落后,在很大程度上影響了我國鍛造水平。因此,為提高我國鍛造生產(chǎn)的整體水平,實現(xiàn)鍛造工藝的設計計算機化,采用先進的數(shù)值模擬方法預測分析成型過程,以降低設計成本,縮短設計周期,提高生產(chǎn)效率,已成為目前我國鍛造業(yè)的當務之急。 隨著我國進入WTO,

18、世界性的經(jīng)濟發(fā)展推動了我國制造業(yè)的飛速進步。汽車、航空航天等行業(yè)的發(fā)展,促進了鍛壓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,各類鍛件的需求也急速增加,這一形勢迫使老的鍛造液壓機更新改造,發(fā)達地區(qū)新鍛造設備加速上馬,新一輪的研發(fā)鍛造液壓機的時期已經(jīng)到來。隨著市場經(jīng)濟的健康發(fā)展,未來的鍛造液壓機的進退將完全取決于市場需求。 1.2液壓機發(fā)展的國外現(xiàn)狀 國現(xiàn)狀：解放前,我國基本上沒有實現(xiàn)自己的鍛造工業(yè),僅有一些古老的手工打鐵作坊。在極少數(shù)大城市里有幾臺小型的用于修配德液壓機或小型鍛錘。 解放后的第一個五年計劃期間,重機廠安裝了一臺日本造10MN鍛造水壓機和5t蒸汽錘。1955年,由機械工業(yè)部第三局組織,在重機廠隊一臺日造3

19、0MN鍛造液壓機進行了改造設計。從1956年起,我國技術人員開始了從學習、仿制到獨立研發(fā)鍛造液壓機的工作,一部分大學開設了鍛壓專業(yè),許多教授對鍛壓工藝和設備從理論上進行了深入的研究并發(fā)表了一系列專門著作,培養(yǎng)了大量的鍛壓專業(yè)人才。國家建立了多所鍛壓工藝設備研究所,作了大量的研究開發(fā)工作。重、太重、北重、天重、上重及重型機械研究所先后獨立研制成功了一系列鍛造液壓機,形成了許多鍛件生產(chǎn)基地,這對于迅速發(fā)展的我國德工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),鞏固國防豆具有重大的意義。<1>在生產(chǎn)能力及市場方面,國液壓機的產(chǎn)量每年都有很大的增長率,國液壓機從產(chǎn)值和銷售收入上和囤外發(fā)達國家比較,也不具有優(yōu)勢,但從生產(chǎn)的臺數(shù)和總噸位上比

20、較,我國的液壓機生產(chǎn)產(chǎn)量處于領先地位。<2>在產(chǎn)品的技術水平上,國液壓機單機的技術水平達到了國際中等或較先進水平。一些液壓機生產(chǎn)企業(yè)通過技術引進或與國外同行業(yè)的合作,技術發(fā)展很快。但在一些技術含量較高的液壓機中,某些關鍵技術,如液壓和電控部分,還要通過國與外的企業(yè)或研究單位合作,高檔的液壓元件和電控元件還主要依靠進口。<3>在質量水平上,隨著用戶對產(chǎn)品質量要求的不斷提高,國各液壓機生產(chǎn)企業(yè)越來越重視產(chǎn)品的質量問題。由于國液壓機的技術最早是從前聯(lián)引進和吸收的,國生產(chǎn)的液壓機在剛度和強度上遠遠優(yōu)于日本及國的產(chǎn)品,與歐美的產(chǎn)品相當。和國外產(chǎn)品比較,我國的產(chǎn)品在質量方面還存在以下不足：<1>在可靠性方

21、面,故障率還比較大,主要集中在液壓系統(tǒng)方面,多是因為液壓和電器元件的可靠性低引起的；<2>漏油問題在國產(chǎn)液壓機中較為普遍；<3>關鍵件的加工質量還需提高；<4>在外觀和美學方面和國外公司的產(chǎn)品比較還有一定的差距?？傮w上講,國產(chǎn)液壓機在質量上和國外一些較知名公司的產(chǎn)品還有一定的差距,但隨著國制造商對質量的不斷重視和管理水平的提高,國產(chǎn)液壓機的質量會接近和趕上國際水平。 國外現(xiàn)狀：早在1893年世界上就研制成功了第一臺120MN鍛造水壓機,應用歷史已經(jīng)有100多年?，F(xiàn)在全世界擁有大型模鍛液壓機四十多臺．其中有42%在美國。美國Wyman Gordon公司、俄羅斯BCMO公司、法國AD公司是世界上

22、擁有模鍛液壓機公稱壓力最大、品種、數(shù)量最多的3個企業(yè)。 1.3 液壓機研究的主要成果 國外制造液壓機技術比較成熟。早在1893年世界上就研制成功了第一臺120MN鍛造水壓機,應用歷史已經(jīng)有100多年。經(jīng)過長期的使用和考驗,鍛造水壓機的結構、傳動和操縱系統(tǒng)已有很大進步,其技術已日臻成熟。特別是1934年以后,各國為了發(fā)展航天工業(yè),研制了許多巨型液壓機,德國在二戰(zhàn)前就建造了3臺150MN液壓機和一臺300MN液壓機。后來美國建造了兩臺315MN液壓機。原聯(lián)建造了4臺300MN和兩臺700MN液壓機。在20世紀,世界各國對液壓機的研發(fā)都很重視,技術上得到了長足的發(fā)展。俄羅斯重型鍛壓設備制造公司是

23、生產(chǎn)鍛壓設備的主導公司,可生產(chǎn)800t、1250t、2000t、3150t、6300t等液壓機,其載重量為5~30t,負載力矩為118~785kN·m,是軌道式鍛造操作機；俄羅斯依若爾重機廠能制造12500t的液壓機；俄羅斯上薩爾達冶金生產(chǎn)聯(lián)合公司是世界上最大的鈦生產(chǎn)商,擁有世界上最大的75000t液壓機。20XX,在75000t和30000t液壓機上安裝了自動控制系統(tǒng),可生產(chǎn)重達3.2t的鍛件；美國能生產(chǎn)液壓機的最大噸位為12000t,日本生產(chǎn)的最大噸位為10000t。而我國液壓機設計制造技術與國際水平相當,第一重型機械集團、第二重型機械集團公司均可制造12000t液壓機。我國擁有10000

24、t級大型液壓機數(shù)量已躍居世界第3位。 而鍛壓生產(chǎn)在我國已有悠久的歷史,在3300多年以前的殷墟文化早期,鍛壓已用于兵器生產(chǎn)。解放前,鍛壓生產(chǎn)十分落后。解放后,鍛壓生產(chǎn)迅速發(fā)展,125MN以下的自由鍛壓機、300MN以下的模鍛壓機、160KN以下的模鍛錘、25MN以下的摩擦壓力機已成系列裝備了諸多鍛壓廠?，F(xiàn)在我國已能向國外提供成套的比較先進的液壓機設備,支援第三世界和友好國家的工業(yè)建設。 1.4液壓機的發(fā)展趨勢 液壓機在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門中得到了廣泛的應用,尤其在航空工業(yè),重型機械制造等部門中更是必不可少的生產(chǎn)設備?，F(xiàn)在的液壓機正按著下面幾個方向發(fā)展。 <1>高速化、高效化、低能耗。

25、提高液壓機的工作效率,降低生產(chǎn)成本。 <2>機電液一體化。充分利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 <3>自動化、智能化。微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)在加工,應能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調整,具有故障預處理的功能。 <4>液壓元件集成化,標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接,有效地防止泄漏和污染。標準化的元件為機器的維修帶來了方便。 <5>迅速采用數(shù)控及計算機控制技術,以實現(xiàn)工藝過程自動化及提高運動部分餓控制精度。 <6> 出現(xiàn)了快速換模裝置,它包括設立中間模具庫,模具轉臺,模向換砧裝置,及快速換模裝

26、置,快速夾緊裝置等,以適應多品種小批量的市場需求。 <7>采用各種先進的快速滑閥或插裝閥,減少閥的換向時間,使閥響應時間減少到10ms以下。 <8>采用各種有效的緩變裝置,以減少沖裁時的震動及噪音,擴大液壓機的應用圍。 <9>逐步向柔性加工系統(tǒng)發(fā)展,即把微電子技術,自動檢測及反饋,工業(yè)機器人和自動倉庫結合一起,將多臺不同功能的設備組成柔性和加工系統(tǒng)或中心,以適應小批量多品種的自動化合理加工。 1.5 課題研究的容和研究的意義 1.5.1研究的基本容,擬解決的主要問題 本壓機主要用于大型軸類、管類、板類件的矯直。 本設計的所要解決的問題是：20MN矯直液壓機的結構型式與結

27、構分析；20MN矯直液壓機的本體方案設計與技術設計；完成工程設計的綜合訓練。 1.5.2研究步驟、方法及措施 <1>根據(jù)所給的主要參數(shù),確定合理、可行的液壓機結構型式<單臂三梁四柱組合機架>； <2>根據(jù)確定的液壓機的結構型式來完成一些必要的強度、剛度<重點是剛度和整體工作性能>的性能分析； <3>最后整體完成液壓機本體結構裝配圖的設計及重要零部件的零件圖的技術設計。 1.6 本章小結 本章中敘述了20MN單臂矯直液壓機的課題背景,以及液壓機在國外的現(xiàn)狀及發(fā)展情況,闡述了液壓機研究的主要成果和以后的發(fā)展趨勢。并由此給出了本課題所研究的容和研究的方法、步驟和措施。

28、 第2章 液壓機的本體結構方案設計 2.1 引言 大型液壓機本體結構設計應考慮以下三個基本原則： <1>滿足各種鍛件的工藝要求； <2>具有良好的強度與剛度和整體工作性能； <3>結構設計合理,具有良好的制造、安裝工藝性； <4>使用可靠,便于操作和維修。 其中,工藝要最主要的影響因素。由于在液壓機上進行的工藝是多種多樣的,因此液壓機的本體結構型式也必然是多種多樣的。從機架型式看,有立式與臥式。從機架組成方式看,有立柱式、單臂式和框架式,立柱式中又分為四柱、雙柱、三柱及多柱等。從工作缸的數(shù)量來看,有單缸、三缸或多缸。 下面介紹幾種典型的

29、結構型式： <1>三梁四柱式 三梁四柱式液壓機是最常見的一種結構型式,尤其是大型自由鍛造液壓機通常采用的一種結構型式,如重機廠120MN、富拉爾基第一重機廠125MN、德陽第二重機廠125MN自由鍛造水壓機等。 <2>整體框架式 壓機主機架為整體焊接或整體鑄造,如長城鋼廠從日本引進的20MN下拉式自由鍛造液壓機。 <3>單臂式 這種結構多用于沖壓液壓機或小型鍛造液壓機。單臂液壓機機架為整體鑄鋼結構或鋼板焊接結構,結構簡單,工作時可以從三個方向接近工件,操作簡單方便。但整個機架剛性較差,為了保證機架有足夠的強度和剛度,有時機架做的比較笨重。 <4>三梁多柱組合式 對于大型模鍛液壓

30、機,其大噸位使得本體結構設計變得復雜,受制造、安裝、運輸?shù)葪l件的限制,本體往往采用分體組合結構。我國自行設計制造的300MN模鍛水壓機采用的是三梁多柱組合結構。 <5>多板組合框架式 對于大型多向模鍛液壓機,其大噸位和對壓機剛度的更高要求使得本體結構設計變得更加復雜。美國Cameron公司制造的300MN多向模鍛液壓機和第一重機廠設計的200MN多向模鍛擠壓液壓機,主機架采用的是疊板組合結構；由燕山大學提出的650MN多向模鍛液壓機設計方案采用的是C型疊板組合式框架。 <6>鋼帶纏繞框架式 用鋼帶纏繞方式制成的預應力液壓機機架,具有結構輕巧、尺寸小、抗疲勞性能好及造價低廉等特點。瑞典

31、曾用于制造冷鍛液壓機,前聯(lián)則設計并制造了從10MN到150MN的有色金屬模鍛液壓機系列。 2.2 單臂式液壓機優(yōu)缺點 單臂式液壓機又稱"C"形液壓機,這種結構最顯著的特點是機身為開式結構,可以以三面接近工作區(qū)。因此裝卸模具和工件均很方便。目前,單臂式液壓機廣泛用于校正壓裝、板料彎曲成型等工藝中。但是,單臂式結構最大的缺點是機身懸臂受力,且受力后變形不對稱,使主缸中心線與工作臺的垂直度產(chǎn)生角位移,這樣將使模具間隙偏于一側,一定程度上影響工件壓制質量。此外,在一般簡單的單臂式液壓機設計中,滑塊大多沒有導軌,完全靠活塞與缸的導向面配合導向,因此機身變形后將使活塞承受相當?shù)膹澢鷳?。為了使最大變?/p>

32、在允許圍,設計時許用應力均取得較低。故較相同參數(shù)的四柱式和框架式結構的液壓機重量大得多。 2.3 液壓機本體結構方案設計 綜合分析現(xiàn)有液壓機結構型式,提出20MN單臂校直液壓機本體主要部件結構型式如下： <1>液壓機主要技術參數(shù)列于表2-1。 表2-1 20MN單臂校直液壓機技術參數(shù) Table 2-1 20MN press technical parameters 參數(shù)名稱 數(shù)值 參數(shù)名稱 數(shù)值 公稱壓力 20MN 最大凈空距 2500mm 回程力 1.5MN 喉深 2000mm 系統(tǒng)壓力 20MPa 壓頭尺寸 30002000mm 工作臺面尺寸

33、 40003500mm 柱塞速度 工作速度 0—10 mm/s 行程 最大行程 1200mm 空行速度 80 mm/s 工作行程 200mm 回程速度 120 mm/s <2>機架為拉桿預應力組合結構,四根拉桿通過上下螺母將上梁、支座和下梁連接組成一個剛性的空間結構框架。 <3>上、下橫梁和支座均為鋼板焊接結構。鋼板焊接結構具有結構簡單,重量輕等特點。 <4>兩個工作缸,壓力均等分配：每個工作缸輸出力為10MN。 2.4 工作缸的結構參數(shù)設計 2.4.1液壓缸結構概述 <一>液壓缸的型式及用途 液壓缸部件通?？梢苑譃橹?、活塞式和差動柱塞式三種,一般根據(jù)

34、液壓機總體結構、缸的總壓力大小及工作條件的要求來選定。 1.柱塞式液壓缸 此結構在水壓機中應用最多,廣泛用于主工作缸、回程缸、工作臺移動缸及平衡缸等處。它結構簡單、制造容易,但只能單方向作用,反向運動則需用回程缸來實現(xiàn)。 2.活塞式液壓缸 活塞在運動的兩個方向上都要求密封,因此缸的表面在全長方向上均需加工,精度及光潔度要求較高,結構比較復雜,故在水壓機中應用不多,僅在頂出缸和其他輔助機構中采用,但中小型油壓機上應用很普遍。 3.差動柱塞式液壓缸 多用于回程缸,該種結構多一處密封,但當回程缸裝于上橫梁上時,與活動橫梁的連接比較簡單。 柱塞在導套往復運動,導套起導向作用。蜜蜂用以保持

35、液體壓力并防止高壓液體泄露,密封下面有壓套、法藍及螺栓和螺母等組成的壓蓋,它們主要起支撐密封的作用,在壓蓋外面一般還有一圈氈墊,以防止灰塵帶入缸。 <二>液壓缸的支承型式 1.法藍支承 液壓缸以法藍支承并安裝在橫梁,由缸外壁的兩個環(huán)形面積與橫梁相配合,配合等級為。缸進入高壓液體時,通過法藍與橫梁的接觸面將反作用力傳給橫梁,液壓缸本身則靠法藍上的一圈螺釘固定在橫梁上。這種結構的缺點是缸壁法藍過渡區(qū)存在應力集中,易于疲勞破壞。在有的液壓機中,缸的法藍嵌入橫梁,采用壓環(huán)固定,這樣可以避免在法藍上開螺釘,并減小法藍外徑,這種結構的法藍受力情況較好,但法藍和橫梁接觸面的貼緊情況不易檢查。 2.缸

36、底支承 液壓缸直接靠缸底固定在橫梁上,這種缸不需要法藍,消除了法藍區(qū)的應力集中,并可減小缸體毛坯尺寸。缺點是壓機高度有較大增加,缸底與橫梁的接觸情況不易測量。目前這種支承形式在大型模鍛液壓機上使用較多。 <三>工作缸柱塞與橫梁的連接形式 工作缸柱塞與橫梁的連接形式有三種,即剛性連接、球面支承連接和雙球面中間桿連接。 1.剛性連接 柱塞下端插入橫梁,在偏心加載時,柱塞跟隨橫梁一起傾斜,將橫梁所受的偏心力矩的一部分傳給工作缸導向銅套上,使導向銅套承受側向水平推力或一對力偶,從而加劇導向銅套及密封的磨損。單缸液壓機及三缸液壓機的中間工作缸多采用此種結構,柱塞和橫梁孔的配合為。 2.球面支

37、承連接 柱塞支承于橫梁的球面座上。球面座一般做成凸球型,在水平方向上可以稍有移動。當偏心鍛造時,橫梁在偏心力矩作用下傾斜,此時,如果球面處潤滑良好,球面副可以相對移動,則柱塞只傳遞軸向壓力及摩擦力矩,柱塞仍然保持垂直,因此側推力將大大減少,改善了柱塞導套及密封的磨損情況。這種連接形式常用于多缸液壓機及三缸液壓機的側缸,球面半徑一般取為柱塞直徑的1.5～2倍,球面處應注意保持良好的潤滑。有些液壓機中,由于球面副之間單位壓力過大,潤滑條件又差,甚至生銹粘住,往往起不到球鉸作用。 3.雙球面中間桿連接 這種形式多用于大型液壓機,中間桿的兩端均為球面,支承于上下球面座之間,柱塞通過中間桿傳遞壓力

38、。中間桿能在球面座中轉動,使柱塞保持垂直,因而作用在密封上的側推力最小,密封壽命長,但結構比較復雜,造價高,柱塞直徑過小時不易采用。使用時球面必須保持良好的潤滑,特別是上球面。 <四>液壓缸損壞情況及原因分析 液壓機中的工作缸往往由于設計、制造或使用不當,過早損壞。如某大型摸鍛水壓機,使用十多年來,主工作缸損壞十四次,先后做過四個缸,每造一個缸約耗費十萬元。因此對液壓缸,特別是大型液壓缸,應了解其損壞情況及原因,注意正確進行設計、制造與使用。 <1>損壞的部位及特點 液壓缸損壞的部位多數(shù)在法藍與缸壁連接的圓弧部分,其次在缸壁向缸底過渡的圓弧部分,少數(shù)在圓筒筒壁產(chǎn)生裂紋,也有因氣蝕嚴重而

39、破壞的。 從液壓缸使用情況來看,一般在損壞時都已承受了很高的工作加載次數(shù)<20萬~150萬次>,裂紋是逐步形成和擴展的,屬于疲勞損壞。 1.圓筒筒壁 一般裂紋首先出現(xiàn)于壁,逐漸向外發(fā)展,裂紋多為縱向分布,或與缸壁母線成角。 2.缸的法藍部分 首先在缸外部法藍過渡圓弧處出現(xiàn)裂紋,逐漸沿環(huán)向及向壁擴展,最后裂透,或者裂紋擴展到螺釘孔,使法藍局部脫落,個別嚴重情況,甚至沿過渡圓角處法藍整圈開裂而脫落。 3.缸底 首先在部過渡圓角處開始出現(xiàn)環(huán)向裂紋,逐漸向外壁擴展乃至裂透。 4.氣蝕 液壓缸也有因氣蝕產(chǎn)生蜂窩狀麻點而損壞,尤其是在進水孔壁,容易產(chǎn)生氣蝕。 <2>損壞情況 影響液壓

40、缸壽命的因素是多方面的,必須結合具體情況進行分析,但歸納起來主要有以下幾個方面： 1.設計方面 結構尺寸設計得不合理,如法藍高度太小或法藍外徑過大,是綜合盈利過高而損壞。如某臺20000KN鍛造液壓機,其法藍厚度僅為缸壁厚度得1.1倍,法藍處計算應力超過,工作1~2年后,兩個缸先后破裂。更換新缸時,增大了法藍高度,減小法藍外徑,使用多年未壞。 從缸壁到法藍的過渡區(qū)設計不合理,也會引起很大的應力集中,如某臺進口的6300KN水壓機工作缸,由于法藍過渡圓角僅為R=4mm,使用不久就出現(xiàn)裂紋,裂紋擴展后,整圈法藍斷裂脫落。 有些資料提供了一些光彈試驗結果,說明過渡區(qū)設計成特定的流線型斷面形狀

41、,應力集中系數(shù)可降低為1.18,如做成斜線和R35圓弧相連結,則應力集中系數(shù)為1.79。但從結構設計看,圓弧和斜度也不能太大,否則法藍于橫梁接觸面過小,擠壓應力太大。 在結構允許而有可能加工的情況下,過渡區(qū)應盡可能光滑,圓弧半徑應盡可能增大。 從缸底到缸壁的過渡區(qū)繪產(chǎn)生彎曲應力并有應力集中,此處圓弧半徑太小是缸底破裂的主要原因之一,一般不應小于,為液壓缸直徑。如有幾臺液壓機缸底破裂就是與圓弧半徑太小有關,它們分別為、和。 2.加工制造方面 由于法藍及缸底過渡圓弧區(qū)有應力集中,如加工光潔度很差,有明顯刀痕,會對應力集中敏感,降低疲勞強度。特別是缸底過渡圓弧,加工比較困難,更應注意。一般光

42、潔度不應低于。圓筒筒壁部分的損壞多半是制造過程中引起的,如整體鍛造或鑄造毛坯本身存在嚴重缺陷；鍛焊結構中焊接質量不好,焊后熱處理不恰當?shù)鹊?。環(huán)向焊縫位置與缸底距離應盡可能不小于,為缸的法藍外半徑,與法藍上表面距離也不小于。并且一定要對焊縫附近熱影響區(qū)采取相應措施,以消除焊接過程中的熱應力和不利的結晶組織,在采用補焊時也要進行同樣處理。 3.安裝使用方面 液壓缸法藍與橫梁接觸面應要求80％以上的面積緊密接觸,即在累計4/5圓周長度上間隙部大于0.05mm。有些液壓機由于長期使用,此接觸面的精度遭到破壞,形成局部接觸,局部接觸處橫梁支反力急劇增大,以至早期破裂。橫梁剛度不夠或安裝水缸處筋板布置

43、不合理,也會導致法藍接觸面上支反力分布不均勻,引起過大的工作應力。 由于缸體法藍與橫梁連接螺釘經(jīng)常松動,如不及時擰緊,會引起缸體竄動和撞擊,使橫梁接觸面不斷壓陷,形成局部接觸。連接螺釘最好在液壓缸加壓狀態(tài)下擰緊,有些小液壓機在缸底用卡環(huán)或鍵將缸與橫梁緊固,對防止缸的松動有一定效果。 工作液體往往對缸壁有腐蝕作用,會降低疲勞強度,因此必須對乳化液的成分和配制予以足夠重視,直接用工業(yè)用水而不加以處理是不允許的。 2.4.2工作缸設計 工作缸一般由鍛鋼或鑄鋼制成,由中碳鋼鑄成的工作剛缸,一般多用在20MPa以下的工作壓力,對于在更高壓力下工作的工作缸,則由碳鋼或合金鋼鍛成。所以本液壓機工作缸

44、要承受20MPa的高壓,其結構采用碳鋼鍛成,缸體材料為35鋼。 柱塞的表面質量,對工作缸密封裝置和導向銅套的磨損及壽命有極大的影響,因此柱塞表面必須具有足夠的硬度和良好的粗糙度。為了達到這一要求,制造柱塞的材料一般選用含碳量較高的碳素鍛鋼,鍛造毛坯,機加工后表面進行特殊處理。本臺液壓機的柱塞材料選用35鋼,許用應力。 工作缸結構參數(shù)設計如下 柱塞直徑按下式確定 <2-1> 式中P—缸的名義總公稱壓力 p—液體的工作壓力<> 根據(jù)式<2-1>計算得,圓整后取標準值D=820mm,此時兩缸同時工作實際能產(chǎn)生的最大總壓力

45、 <2-2> 由式<2-2>得。 工作缸徑按下式確定 <2-3> 取,由式<2-3>得。 根據(jù)強度要求,工作缸外徑由下式確定 <2-4> 許用應力,取,由式<2-4>得,又根據(jù),取。 液壓缸的一般形式是一端開口一端封閉的厚壁高壓容器,當高壓液體作用在柱塞上時,反作用力作用于缸底,通過缸壁傳到法蘭部分,靠法蘭與橫梁支承面上的支承反力來平衡。 液壓缸按受力情況可以分成三部分,即缸底、法蘭和中間厚壁圓筒。按圖2-1及相關公式初步選擇液壓缸的有關尺寸,再進行強度校核。

46、 圖2-1 工作缸的尺寸關系圖 Fig.2-1 Working cylinder size diagram 缸壁厚度, 法蘭厚度,,,,,,,, 法蘭外半徑 ,取。 ,,, 2.4.3工作缸的強度校核 <1>筒壁部分 最大應力點在缸筒壁,按下面公式計算的當量應力為 安全系數(shù)為 , 安全。 <2>缸底部分 缸底進水孔直徑 ,圓整取。 其中 —空行速度 —充水管道允許流速 安全。 <3>法蘭部分 , 其中 為材料的波桑系數(shù)。 <2-5> 其中 代入式<2-5>得

47、 ,安全 2.4.4工作缸底法蘭連接螺栓的選擇 工作缸材料為35鋼,其密度： 所以其體積：+-=4.5 其重量為： <2-6> 其中 代入式<2-6>得 滿足要求。 2.5 回程缸的結構參數(shù)設計 2.5.1回程缸設計 本課題中初設計有四個回程缸,回程壓力均等分配,每個缸承受1.5t的回程力。現(xiàn)具體計算如下： 柱塞直徑由式<2-1>得,圓整取 D=320mm。 此時四缸同時工作實際產(chǎn)生的最大總壓力由式<2-2>得 。 徑由式<2-3>得 ,取 根據(jù)工作缸要求,工作外徑由式<2-4>確定 許用應力

48、,,取。 缸體尺寸：缸壁厚度, 法蘭厚度,,,,,,,, 法蘭外半徑 ,取 ,,, 2.5.2回程缸的強度校核 <1>筒壁部分 最大應力點在缸筒壁,按下面公式計算的當量應力為 安全系數(shù)為 , 安全。 <2>缸底部分 缸底進水孔直徑 ,圓整取。 其中 —空行速度 —充水管道允許流速 安全。 <3>法蘭部分 其中 為材料的波桑系數(shù)。 其中 代入式<2-5>得 ,安全。 2.5.3回程缸底法蘭連接螺栓的選擇 回程缸材料為35鋼,其密度： 所以其體積：++=0.115 其重量為：

49、 <2-6> 其中 代入式<2-6>得 滿足要求。 2.6 上橫梁結構設計及剛度強度校核 該液壓機中的上、下橫梁及支座是液壓機本體中最重要的功能部件,是結構和受力最為復雜的部件。在大型液壓機的設計中,梁的設計的合理性,剛度和強度分析的可靠性直接影響到梁的功能的發(fā)揮和使用壽命,進而影響到整機功能的發(fā)揮和整體工作性能,因此梁的結構分析與設計方案的擬定是本壓機設計的重點。 2.6.1上橫梁設計方案 上橫梁直接與拉桿、工作缸相連,梁體結構和受力狀態(tài)都很復雜。對于上橫梁,其設計原則是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下,盡可能縮減其縱向

50、、橫向尺寸,這是有效提高梁的剛度、強度和減輕梁的重量應首先把握的主要原則。 液壓機工作時,上橫梁承受了全部載荷。此外,在上橫梁上還要安裝工作缸和回程缸,上橫梁本身又需安裝在立柱上,所以它的結構便被這些要求所限制。圖2-2是本臺液壓機的上橫梁的結構簡圖。由于上橫梁外形尺寸很大,為了節(jié)約金屬和減輕重量,應盡量使各個尺寸在允許的圍降到最小。梁體做成箱體結構,在安裝工作缸和拉桿的地方做成圓筒形,中間加設筋板,以提高剛度,降低局部應力。 上橫梁設計時,應使梁體寬度盡量狹小。上橫梁梁體的寬度與工藝要去有關,也與壓機工作缸、拉桿占據(jù)的空間有關。對于本設計,液壓機工作時,上橫梁沿縱軸方向各個橫截面上的力矩

51、呈不均勻分布,在大拉桿截面處最大,缸部為兩個集中力,所以按懸臂梁方式設計。 圖2-2 上橫梁結構簡圖 Fig.2-2 Upper beam structure 上橫梁的結構中,除了工作缸孔和拉桿孔以外,兩側還得考慮安裝回程缸和平衡缸。工作缸孔為了便于安裝,下孔的直徑應比上孔達10~20mm。 由于上梁變形和吊缸螺釘?shù)乃蓜赢a(chǎn)生缸的上下竄動,而使上橫梁與工作缸法蘭的支撐接觸面出現(xiàn)壓陷現(xiàn)象,破壞了接觸精度,形成了沿圓周方向不均勻局部接觸,局部支撐反力過大,導致缸的早期破壞,因此使用時應注意經(jīng)常擰緊松脫的螺母。 2.6.2上橫梁剛度及強度校核 將上橫梁簡化成懸臂梁,計算長度為工作缸與大

52、拉桿中心孔的中心距離；由于為單臂液壓機,所以將約束條件確定為懸臂結構。工作缸壓力簡化為作用于法蘭半圓環(huán)重心上的兩個集中力。計算模型和剪力、彎矩圖如圖2-3所示。 圖2-3 上梁的計算模型及彎矩剪力圖 Fig.2-3 Calculating model and shear and moment diagram of upper beam <1>受力簡圖 由已知得 <2>由圖2-3可知：, <3>慣性矩計算 由于梁簡化為懸臂梁,所以在拉桿中心截面處為危險截面,這在圖2-3中也可以表現(xiàn)出來。該梁的危險截面形狀的等效截面與尺寸如圖2-4所示。 在簡化成等效截面后,先分成若干個小塊

53、矩形面積,在本液壓機設計中劃分成三塊,先算出截面對底邊W-W軸的慣性矩 <2-7> 式中 —每塊矩形面積對本身形心軸的慣性矩 <> <2-8> —每塊矩形面積高度 —每塊矩形面積高度 —每塊矩形面積對W-W軸的靜面矩 <> <2-9> —每塊矩形的面積<> —每塊矩形面積形心到W-W軸的距離 圖2-4 上橫梁危險截面的等效截面圖 Fig.2-4 Equivalent cross-section diagram of dangerous cross-sect

54、ion of upper beam 再求出整個截面的形心軸到W-W軸的距離 <2-10> <2-11> 整個截面對形心軸的慣性矩為 <2-12> 為了方便,計算結果如下表2-2所示。 由式<2-7>得 由式<2-10>得 ,由式<2-11>得,由式<2-12>得 。 <4>最大應力值 ,安全。 表2-2 上橫梁的慣性矩計算 Table 2-2 Inertia moment computing of upper beam 分塊序號 寬 高

55、 m m m 1 1.4 0.2 0.28 2.4 0.672 1.6128 0.00093 2 0.2 2.1 0.42 1.25 0.525 0.65625 0.15435 3 1.4 0.2 0.28 0.1 0.028 0.0028 0.00093 — 2.5 0.98 — 1.225 2.27185 0.15621 <5>撓度 <2-13> 式中 E—上梁的彈性模量, , , J—上梁的慣性矩, 如圖2-5所示,該梁的撓度是兩

56、個類型撓度的疊加,計算如下： 圖2-5 上梁的撓度圖 Fig.2-5 Flexibility diagram of upper beam <6>相對撓度 , 比允許值小,剛度好,安全。 綜上所述計算說明上橫梁的設計滿足剛度和強度要求。 2.7 下橫梁結構設計及剛度強度校核 2.7.1下橫梁設計方案 下橫梁與拉桿、工作臺、支座和工作臺相連,梁體結構和受力狀態(tài)都很復雜。對于下橫梁,其設計原則與上橫梁相同,是在滿足相連部位最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下,盡可能縮短其縱向、橫向尺寸,這是有效提高下梁的剛度、強度和減輕梁的重量應首先把握的主要原則。下橫梁設計時,除

57、了滿足與拉桿連接,并保證工作臺的尺寸的空間,還要盡量使梁的橫向、縱向尺寸最小以滿足重量最小這一條件。本壓機下橫梁也采取焊接式結構,其結構尺寸如圖2-6所示。 2.7.2下橫梁剛度及強度校核 將下橫梁簡化成簡支梁,計算長度為工作臺面尺寸,其約束條件為鉸接,其承受壓力為均布載荷,計算模型如圖2-7所示。 <1>受力簡圖 受均布載荷作用 圖2-6 下橫梁結構圖 Fig.2-6 Lower beam structure <2>由圖可知： <3>慣性矩計算 由于下橫梁簡化成簡支梁,所以危險截面在中間截面,故主要校核中間截面的強度。該梁中間截面形狀的等效截面圖如圖2-8所示。在

58、計算中間截面慣性矩時,將其分成3塊小矩形面積,算出截面對底邊W—W的慣性矩。 圖2-7 下橫梁計算模型及彎剪圖 Fig.2-7 Calculating model and shear and moment diagram of lower beam 圖2-8 下橫梁的中間截面的等效截面圖 Fig.2-8 Equivalent cross-section diagram of middle cross-section of lower beam 為了方便,計算結果如下表2-3所示： 由式<2-7>得截面對底邊W-W軸的慣性矩 由式<2-10>得,由式<2-11>得 由式

59、<2-12> 表2-3 下橫梁的慣性矩計算 Table 2-3 Inertia moment computing of lower beam 分塊序號 寬 高 m m m 1 2.1 0.2 0.42 1.9 0.798 1.5162 0.0014 2 0.4 1.6 0.64 1.0 0.64 0.64 0.1365 3 2.1 0.2 0.42 0.1 0.042 0.0042 0.0014 2.0 1.48 1.48 2.1604 0.1393 <4>最大應

60、力值 , 安全。 <5>中心點撓度 <2-14> 式中 E—下橫梁的彈性模量, J—下橫梁的慣性矩, 代入式<2-14>得 撓度如圖2-9所示 <6>相對撓度 , 比允許值小,剛度好,安全。 圖2-9 下梁的撓度圖 Fig.2-9 Flexibility diagram of lower beam 綜上所述計算說明下橫梁的設計滿足剛度和強度要求。 2.8 拉桿的結構方案的確定 在常規(guī)的三梁四柱液壓機的結構設計中,立柱設計是十分重要的環(huán)節(jié),而在本臺液壓機的設計中,利用兩個大拉桿和兩個小拉桿來代替三梁四柱中的立柱,拉

61、桿將上橫梁與下橫梁緊固的聯(lián)結在一起,形成一個封閉的剛性受力框架,液壓機加壓時,它不僅要承受軸向壓力,而且還要承受偏心載荷引起的彎矩,特別是在拉桿與橫梁的連接部位,容易產(chǎn)生應力集中,同時液壓機的立柱均在有較大拉應力振幅的脈動循環(huán)載荷下工作,很容易導致疲勞破壞。本臺液壓機采用的是預應力組合框架,即通過預應力拉桿使上下橫梁和支座緊固連接,構成封閉框架。這種結構對拉桿而言,雖然在未承載時和承載時均有較高的應力,但應力波動幅度小,另外拉桿的截面形狀沒有急劇變化。在預應力組合結構中,拉桿的受力和變形為:液壓機預緊時,梁與大拉桿均受壓,有一定的預壓縮量；小拉桿相應受拉,有一定的伸長量。當液壓機工作時,大拉桿

62、的預壓縮量減少,小拉桿進一步伸長。因上、下橫梁相對于拉桿而言,高度較小,其壓縮量可以忽略不計,故對機身的變形只是考慮拉桿的變形。圖2-10是拉桿變形情況簡圖。圖中是預緊前的情況,是預緊后的情況,是壓機工作時的情況。 在圖2-9中,為預緊后小拉桿的伸長量,為預緊后大拉桿的壓縮量,為工作時小拉桿的伸長量,為工作時大拉桿殘余壓縮量。 小拉桿在液壓機工作時比預緊時所增加的伸長量為 <2-15> 大拉桿在液壓機工作時比預緊時所減少的壓縮量為 <2-16> 圖2-10 拉桿的變形

63、示意圖 Fig.2-10 Deformation of pull rod 彈性圍,大拉桿和小拉桿的受力和變形都是線性關系,如圖2-11所示。圖2-11中、是預緊后拉桿的力—變形圖,圖中是把、兩圖綜合在一起,圖中表示預緊后和工作時的情況。機身受到公稱壓力作用時,拉桿除受大拉桿給它的反作用力<即拉桿的殘余預緊力>以外,又多加了一公稱壓力。所以此時拉桿受力從增為<指全部拉桿受力,圖中的及為單個拉桿受力>,而大拉桿受力從減為<為殘余預緊力>,由圖3-11可知 <2-17> 此時相應的變形量,拉桿從變?yōu)?即>,大

64、拉桿從變?yōu)?即>。若將工作壓力增至,則大拉桿的變形量變?yōu)榱?即,這樣式<2-17>就成為 <2-18> 圖2-11 拉桿的力—變形圖 Fig.2-11 Force-deformation of pull rod 根據(jù)虎克定律 <2-19> 其中 <2-20> 同理 <2-21> <2-22>

65、 <2-23> 把上述式子代入<2-18>得 <2-24> 式中 Z—預緊系數(shù) —兩個拉桿的工作長度 —兩個拉桿的彈性模量 —拉桿的數(shù)目 —拉桿的截面積 —拉桿在單位力作用下的變形 拉桿的材料選用40鋼,有一定的韌性和塑性,強度和硬度較高。 2.8.1大拉桿的結構尺寸的確定 大拉桿計算模型如圖3-12所示 圖2-12 大拉桿的計算模型 Fig.2-12 Calculating model of large pull rod 由圖2-12可知 , 取材料為40,許用應力為, ,取 2.8.2小拉桿的結構尺

66、寸的確定 小拉桿的計算模型如圖2-13所示。 由圖2-13可知 , 取材料為40,許用應力為, ,取 圖2-13 小拉桿的計算模型 Fig.2-13 Calculating model of small pull rod 2.8.3拉桿螺母的選擇 拉桿螺母一般為圓柱形。小液壓機的拉桿螺母為整體式的,拉桿直徑在以上時,由兩個半螺母用螺栓緊固而成。 本設計采用兩個半螺母組合而成,材料選用35鍛鋼。組合式螺母結構其部頒標準為2077-75,螺母外徑約為螺紋外徑的1.5倍,螺母及外螺母等高,約為螺紋外徑的0.9倍。螺母的兩端面對中心線的垂直度要求在0.05mm之,以保證與橫梁緊密貼合。 <一>大拉桿螺母的選擇 直徑約為670mm,螺距為24mm,螺紋高13.8mm,螺紋外徑為,取標準值 d=700mm,所以查機械設計手冊可得螺母各值如下所示： ,,,螺栓 GB 5-76 ,重量約為1731kg。 <二>小拉桿螺母的選擇 直徑約為260mm,螺距為10mm,螺紋高5.75mm,螺紋外徑為,取標準值 d=280mm,所以查手冊可得螺母各值如下所示： ,,,,螺