315噸液壓機(jī)主機(jī)設(shè)計(jì).doc

洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）315噸液壓機(jī)主機(jī)設(shè)計(jì)摘 要四柱液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、壓力閥、方向閥等組成。液壓機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。該系列液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式。該液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動(dòng)機(jī)，控制閥，過(guò)濾器等液壓元件和輔助元件。關(guān)鍵詞：四柱；液壓機(jī)；PLC315T Hydraulic Press Host DesignABSTRACTThe four-pillars hydraulic press is divided into two parts, host machine and control mechanism.Hydraulic press host machine is make up of hydraulic cylinder, beam, upright, prefill valve and so on.Dynamic mechanism is make up of tank, high pressurepump, control systems ,electromoto, pressure valve, direction valve and so on.Hydraulic press control systems adopt plc.It will be come true energy conversion, regulate and transport, all kinds of technical motions cycle,through control pump,hydraulic cylinder and all kinds of hydraulic valve. The series hydraulic machine is an independent body and the electrical power system, and centralized control buttons used, achieve both manual and automatic operation mode.This hydraulic system framework is compact, movement keen reliable, the speed is quick, the energy consumption is small, the noise is low, the pressure and the traveling schedule may adjust willfully in the stipulation scope, the operation is simple. In this design, through the consult massive literature material, has designed the hydraulic cylinder size, has drafted the hydraulic pressure schematic diagram. According to the pressure and the current capacity size choose the hydraulic pump, the electric motor, the control valve, hydraulic pressure parts, the auxiliary part and filter. Key words: four-pillars ；hydraulic press；PLC7目錄前言1第1章 液壓機(jī)概述41.1 液壓機(jī)發(fā)展史21.1 液壓機(jī)發(fā)展趨勢(shì)2第2章 液壓機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)42.1 液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)42.2.液壓機(jī)的特點(diǎn)42.2 315噸液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù)4第3章 315噸液壓機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程63.1液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.2立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.3 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)63.4 缸體基本參數(shù)的確定6第4章 液壓機(jī)的安裝與維護(hù)74.1機(jī)身零部件的緊固74.2液壓機(jī)的緊密度調(diào)整74.3液壓機(jī)的安裝試車(chē)74.4液壓機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)7結(jié)論9謝 辭10參考文獻(xiàn)11附錄13外文資料翻譯14前言此次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，是按照學(xué)校的要求完成的。液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì)，根據(jù)帕斯卡原理制成的用于傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)一般由本機(jī)（主機(jī)）、動(dòng)力系統(tǒng)及液壓控制系統(tǒng)三部分組成本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括液壓機(jī)的橫梁 立柱 工作臺(tái) 以及缸體的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)同時(shí)采用國(guó)際單位制。由于目前生產(chǎn)中還普遍使用MKf5單位制，故特本次課程設(shè)計(jì)常用 考慮到生產(chǎn)上目前的習(xí)慣用語(yǔ)，在本書(shū)中仍沿用“壓力”一詞來(lái)表示液體或氣體的壓強(qiáng)，其單位為ba卜而采用“公稱壓力”來(lái)表示液壓機(jī)的主參數(shù)(公稱噸位)，其單位為KN。各種類(lèi)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(lái)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。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)概述1.1液壓機(jī)發(fā)展史液壓機(jī)發(fā)展的歷史只材一百多年。隨著西方資本主義的發(fā)展，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，引起了工業(yè)生產(chǎn)的革命。現(xiàn)代化的大工業(yè)逐步代替了工場(chǎng)手工業(yè)，具有悠久歷史的鍛造工藝也逐步由手工鍛造轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器鍛造。十六世紀(jì)初，出現(xiàn)了第一批水力機(jī)械錘。1839年第一臺(tái)蒸汽錘出現(xiàn)c此后，伴隨著機(jī)械制造工業(yè)的迅速發(fā)展，鍛件尺寸越來(lái)越大，鍛錘已做到百噸以上(落下部分重量)，既笨氫振動(dòng)又大。1859一N61年在維也納鐵路工場(chǎng)就有了第一批用于金屬加工的70 ooKN，10000KN和12000KN液壓機(jī)。1884年在英國(guó)曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機(jī)，它與鍛錘相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展很快。在18871888年制造了一系列強(qiáng)造水壓機(jī)，其中包括一臺(tái)40000KN的大型水壓機(jī)。1893年建造了當(dāng)時(shí)最大的120000KN鍛造水壓機(jī)。因而大鋼錠的鍛造工作逐步就由使用鍛錘過(guò)渡到使用鍛造水壓機(jī)，大型自由鍛錘逐漸被淘汰，目前只保留了5噸以卞的中小型自由鍛錘。 十九世紀(jì)末，資本主義發(fā)展成為帝國(guó)主義，資本輸出、向外擴(kuò)張、爭(zhēng)奪殖民地并瓜分世界成了帝國(guó)主義的主要內(nèi)容。由于軍備擴(kuò)張的需要，鍛造和模鍛液壓機(jī)有了迅速發(fā)展。934年德國(guó)制造了70000KN模鍛水壓機(jī)，1938一1944年相繼建造了三臺(tái)159000KN鍛造水壓機(jī)和一臺(tái)300000KN模鍛水壓機(jī)。 。第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速發(fā)展航空工業(yè)，美國(guó)在1955年左右，先后制造了二臺(tái)肥5000KN和二臺(tái)450000KN大型模鍛水壓機(jī)；而蘇聯(lián)則在1955年到U60年之間，先后制造了四臺(tái)390000KN和二臺(tái)700009KN大型模鍛水壓機(jī)。 近二十年來(lái)，世界各國(guó)在鍛造操作機(jī)與鍛造液壓機(jī)聯(lián)動(dòng)機(jī)組、大型模鍛液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)等各種液壓機(jī)方面又有了很多新的發(fā)展自動(dòng)量測(cè)和自動(dòng)控制的新技術(shù)在液壓帆上得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)械化和自動(dòng)化程度宙了很大的提高。解放前，我國(guó)屬于半封建半殖民地國(guó)家，沒(méi)有自己獨(dú)立的工業(yè)體系，也根本沒(méi)有液壓機(jī)制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓祝。 解放以后，在黨的正確領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)迅速建立了獨(dú)立自主的完整的工業(yè)體系。我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)和制造汽車(chē)、機(jī)車(chē)、發(fā)電設(shè)備、軋鋼設(shè)備、飛機(jī)、大炮、原子彈以及人造衛(wèi)星等產(chǎn)品，這些都需要各種液壓機(jī)有相應(yīng)的發(fā)展。19571962年間，我國(guó)已開(kāi)始自行設(shè)計(jì)、自行制造各種鍛壓設(shè)備，其中有近30臺(tái)1000 oKN到31500KN的中型鍛造液壓機(jī)及二臺(tái)萬(wàn)噸級(jí)大型鍛造液壓機(jī)(圖I5)，同時(shí)，也初步建立廠一文設(shè)計(jì)和制造液壓機(jī)的技術(shù)發(fā)展隊(duì)伍伍。六十年代，我國(guó)先后成套設(shè)計(jì)并創(chuàng)造了一些重型液壓扎其中有300000I(N有色金屆模鍛水壓機(jī)、120000KN育色金屬擠壓水壓機(jī)b 80MoKN黑色金屬模鍛水壓機(jī)等。近十年來(lái)，又有了一些新的發(fā)展，如設(shè)計(jì)并自制了一批較為先進(jìn)的60000KN以下的鍛造水壓并已向國(guó)外出口。相應(yīng)地，我國(guó)也陸續(xù)制定了各種液壓機(jī)的系列及零部件標(biāo)準(zhǔn)。液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì)，用來(lái)傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)除用于鍛壓成形外，也可用于矯正、壓裝、打包、壓塊和壓板等。液壓機(jī)包括水壓機(jī)和油壓機(jī)。以水基液體為工作介質(zhì)的稱為水壓機(jī),以油為工作介質(zhì)的稱為油壓機(jī)。液壓機(jī)的規(guī)格一般用公稱工作力（千牛）或公稱噸位（噸）表示。鍛造用液壓機(jī)多是水壓機(jī)，噸位較高。為減小設(shè)備尺寸，大型鍛造水壓機(jī)常用較高壓強(qiáng)（35兆帕左右），有時(shí)也采用 100兆帕以上的超高壓。其他用途的液壓機(jī)一般采用 625兆帕的工作壓強(qiáng)。油壓機(jī)的噸位比水壓機(jī)低。 我國(guó)濃壓機(jī)制造工業(yè)雖然已有了較大發(fā)展，但與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差邁，能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)迅速發(fā)展的需要。目版除應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮現(xiàn)有各種液壓機(jī)的生產(chǎn)潛力，提高設(shè)備利用牢，搞好鍛造操作機(jī)及其他輔助設(shè)備的配套工作，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維修和設(shè)備本身的技術(shù)改造外，還應(yīng)加強(qiáng)銀造液壓機(jī)和鍛造操作機(jī)的聯(lián)動(dòng)、鍛件尺寸臼動(dòng)顯示和自動(dòng)控制、鍛造濃壓機(jī)組的程序控制和自動(dòng)控制的研究。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化的大型擺鍛?yīng)殙簷C(jī)、大型擠壓液壓機(jī)以及其他特種用途液壓機(jī)的研究。1.2 液壓機(jī)發(fā)展趨勢(shì)(1)高速化，高效化，低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 (2)機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。 (3)自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。 (4)液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來(lái)方便。1液壓傳動(dòng)的基本原理液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過(guò)液體壓力能的變化來(lái)傳遞能量，經(jīng)過(guò)各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類(lèi)似。在液壓傳動(dòng)中，液壓油缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，分析它的工作過(guò)程，可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理。 編輯本段液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 （1）動(dòng)力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。 （2）執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （3）控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 （4）輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭(擴(kuò)口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測(cè)壓接頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。 （5）工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類(lèi)液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 1.2液壓機(jī)的工作原理及特點(diǎn)（1）工作原理液壓機(jī)系根據(jù)帕斯卡原理制成，是一種利用液體壓力能來(lái)傳遞能量的機(jī)器。液壓機(jī)一般囪本休(主機(jī))、操縱系統(tǒng)及泵站三大部分組成。液壓傳動(dòng)是依靠運(yùn)動(dòng)著的液體的壓力能來(lái)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。液壓機(jī)的工作原理（如圖ii所示）。大、小柱塞的面積分別為S2、S1，柱塞上的作用力分別為F2、F1。根據(jù)帕斯卡原理，液體壓強(qiáng)各處相等，即 F2/S2=F1/S1=p;F2=F1(S2/S1)。表示液壓的增益作用，與機(jī)械增益一樣，力增大了，但功不增益，因此大柱塞的運(yùn)動(dòng)距離是小柱塞運(yùn)動(dòng)距離的S1/S 2倍。 圖11液壓機(jī)工作原理（2）液壓機(jī)類(lèi)型液壓機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的個(gè)個(gè)部門(mén)，是一種主要的鍛壓設(shè)備。作為鍛壓設(shè)備的一類(lèi)，液壓機(jī)采用通用鍛壓機(jī)械型號(hào)。 液壓機(jī)械共分為八類(lèi)，類(lèi)別代號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母表水“Y”。液壓機(jī)下面又按其用途分為十個(gè)組別(如表11所示)。（1）手動(dòng)液壓機(jī) 小型，用于壓制壓裝等一般工藝；液壓機(jī)的類(lèi)別代號(hào)為正楷大寫(xiě)。（2）鍛造液壓機(jī) 用于自由鍛造、鋼錠開(kāi)坯以及有色與黑色金屬模饒。（3）沖壓液壓機(jī) 用J：各種薄、厚板材沖壓。（4）一般用途液壓機(jī) 各種萬(wàn)能式通用液壓沁。（5）校正壓裝液壓機(jī) 用于零件校形及裝B3。（6）層壓液壓機(jī) 用于膠合板、刨花板、纖維板及絕緣材料板的壓制。（7）擠壓液壓機(jī) 用于擠壓各種有色金屬及黑色金屬的綏材、管材、棒材及型材。（8）壓制液壓機(jī) 用于各種粉末制品的壓制成形，加粉末冶金、人造金剛石壓制耐火磚及碳極等的壓制成腸。（9）打包、壓塊濃壓機(jī) 用于將金屬切屑及廢料壓塊及打S3。（10） 其他液壓機(jī) 包括輪軸壓裝、電線包復(fù)、沖孔技伸、模具研配等各種其他用途的液壓機(jī)。表1-1液壓機(jī)型號(hào)表示方法 示例315噸（3150KN）死豬式萬(wàn)能液壓機(jī)的型號(hào)：Y32A-315,其中32系列四柱萬(wàn)能液壓機(jī)的組型代號(hào)，A表示變型順序。1 液壓機(jī)與其它鍛壓設(shè)備相比具商以下特點(diǎn)：（1）在結(jié)構(gòu)上易于得到較大的總壓力、較大約工作空間及較長(zhǎng)的行程，型工件及較長(zhǎng)較高的工件：達(dá)往往是銀錘及其他鍛壓機(jī)嚨所難以做到的。（2）與鍛錘相比，工作平穩(wěn)，撞擊和振動(dòng)很小，噪音小，對(duì)工人健康環(huán)境及設(shè)備本身都有很大好處。(3)與機(jī)械壓力機(jī)相比，本體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，容易創(chuàng)造。隨著液壓元件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度的提高以及專(zhuān)業(yè)定點(diǎn)生產(chǎn)的逐步實(shí)現(xiàn)，比較適合于中小廠白行制造。(4)隨著大功率高速輕型泵的出現(xiàn)，液壓機(jī)快速性能已有權(quán)大提向，如鍛造液壓機(jī)的海分鐘工作循環(huán)次數(shù)已可達(dá)80loo次改變了過(guò)去液壓機(jī)工作速度饅的狀況。（3）液壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)及有點(diǎn)與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比，液壓成形工藝在減輕重量、減少零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是汽車(chē)工業(yè)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。 在汽車(chē)工業(yè)及航空、航天等領(lǐng)域，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量以節(jié)約運(yùn)行中的能量是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。液壓成形（hydroforming）就是為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。液壓成形也被稱為“內(nèi)高壓成形”，它的基本原理是以管材作為坯料，在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí)，對(duì)管坯的兩端施加軸向推力，進(jìn)行補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下，管坯材料發(fā)生塑性變形，并最終與模具型腔內(nèi)壁貼合，得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。 對(duì)于空心變截面結(jié)構(gòu)件，傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個(gè)半片，然后再焊接成整體，而液壓成形則可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心結(jié)構(gòu)件。與沖壓焊接工藝相比，液壓成形技術(shù)和工藝有以下主要優(yōu)點(diǎn)： (1) 減輕質(zhì)量，節(jié)約材料。對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)托架、散熱器支架等典型零件，液壓成形件比沖壓件減輕20%40%；對(duì)于空心階梯軸類(lèi)零件，可以減輕40%50%的重量。 (2) 減少零件和模具數(shù)量，降低模具費(fèi)用。液壓成形件通常只需要1套模具，而沖壓件大多需要多套模具。液壓成形的發(fā)動(dòng)機(jī)托架零件由6個(gè)減少到1個(gè)，散熱器支架零件由17個(gè)減少到10個(gè)。 (3) 可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝的焊接量。以散熱器支架為例，散熱面積增加43%，焊點(diǎn)由174個(gè)減少到20個(gè)，工序由13道減少到6道，生產(chǎn)率提高66%。 (4) 提高強(qiáng)度與剛度，尤其是疲勞強(qiáng)度，如液壓成形的散熱器支架，其剛度在垂直方向可提高39%，水平方向可提高50%。 (5 )降低生產(chǎn)成本。根據(jù)對(duì)已應(yīng)用液壓成形零件的統(tǒng)計(jì)分析，液壓成形件的生產(chǎn)成本比沖壓件平均降低15%20%,模具費(fèi)用降低20%30%。 第2章 315噸液壓機(jī)的特點(diǎn)2.1液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)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(guò)管路及電器裝置聯(lián)系起來(lái)構(gòu)成一整體?？刂茩C(jī)構(gòu)包括液壓站（動(dòng)力系統(tǒng)） 主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸等。、電氣控制系統(tǒng)組成。（1）動(dòng)力系統(tǒng)液壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有泵直接驅(qū)動(dòng)和泵-蓄能器驅(qū)動(dòng)兩種型式。泵直接驅(qū)動(dòng) 這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的泵向液壓缸提供高壓工作液體，配流閥用來(lái)改變供液方向，溢流閥用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的限定壓強(qiáng)，同時(shí)起安全溢流作用。這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)環(huán)節(jié)少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壓強(qiáng)能按所需的工作力自動(dòng)增減，減少了電能消耗，但須由液壓機(jī)的最大工作力和最高工作速度來(lái)決定泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的容量。這種型式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多用于中小型液壓機(jī)，也有用泵直接驅(qū)動(dòng)的大型（如120000千牛）自由鍛造水壓機(jī)。 泵蓄能器驅(qū)動(dòng) 在這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中有一個(gè)或一組蓄能器。當(dāng)泵所供給的高壓工作液有余量時(shí)，由蓄能器儲(chǔ)存；而當(dāng)供給量不足于需要時(shí)，便由蓄能器補(bǔ)充供給。采用這種系統(tǒng)可以按高壓工作液的平均用量選用泵和電動(dòng)機(jī)的容量，但因?yàn)楣ぷ饕旱膲簭?qiáng)是恒定的，電能消耗量較大，并且系統(tǒng)的環(huán)節(jié)多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多用于大型液壓機(jī)，或者用一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)數(shù)臺(tái)液壓機(jī)。 （2）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(lái)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?；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）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(kāi)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(kāi)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。2.2液壓機(jī)的特點(diǎn)四柱式液壓機(jī)是液壓機(jī)中最常見(jiàn)、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(lèi)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。2.3 315噸液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù) 主機(jī)參數(shù)：公稱力：3150 KN主缸回程力：400 KN頂出缸頂出力：300 KN頂出缸退回力：125KN主缸行程：800頂出缸行程：310液體最大單位壓力：25Mpa活動(dòng)滑塊最大開(kāi)口高度：1240主缸速度：快速下行：100 m/s 工作：134.8 m/s回程：100 m/s頂出缸速度：頂出：120 m/s退回：300m/s工作臺(tái)有效尺寸：1240X1210工作臺(tái)中心孔尺寸：300外形尺寸：3000X1550X4350配套動(dòng)力：15kw機(jī)器質(zhì)量：1560010洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章315噸液壓機(jī)主體部分的設(shè)計(jì)過(guò)程3.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）液壓缸的類(lèi)型圖3-1雙作用單活塞桿液壓缸液壓缸選用雙作用單活塞桿液壓缸如圖（31），活塞在行程終了時(shí)緩沖。因?yàn)楣ぷ鬟^(guò)程中需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從圖可見(jiàn)，油缸被活塞頭分隔為兩腔，側(cè)面有兩個(gè)進(jìn)油口，因此，可以獲得往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。實(shí)質(zhì)上起到兩個(gè)柱塞缸的作用。此種結(jié)構(gòu)形式的油缸，在中小型液壓機(jī)上應(yīng)用最廣。(2)鋼筒的連接結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中上、下缸都選擇法蘭連接方式。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，易裝卸。上缸采用前端法蘭安裝，下缸采用后端法蘭安裝。(3)缸口部分結(jié)構(gòu)缸口部分采用了Y形密封圈、導(dǎo)向套、O形防塵圈和鎖緊裝置等組成，用來(lái)密封和引導(dǎo)活塞桿。由于在設(shè)計(jì)中缸孔和活塞桿直徑的差值不同，故缸口部分的結(jié)構(gòu)也有所不同。(4)缸底結(jié)構(gòu)缸底結(jié)構(gòu)常應(yīng)用有平底、圓底形式的整體和可拆結(jié)構(gòu)形式。平底結(jié)構(gòu)具有易加工、軸向長(zhǎng)度短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。所以目前整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)。圓底整體結(jié)構(gòu)相對(duì)于平底來(lái)說(shuō)受力情況較好，因此，在相同應(yīng)力，重量較輕。另外，在整體鑄造的結(jié)構(gòu)中，圓形缸底有助于消除過(guò)渡處的鑄造缺陷。但是，在液壓機(jī)上所使用的油缸一般壁厚均較大，而缸底的受力總是較缸壁小。因此，上述優(yōu)點(diǎn)就顯得不太突出，這也是目前在整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)的一個(gè)原因。然而整體結(jié)構(gòu)的共同缺點(diǎn)為缸孔加工工藝性差，更換密封圈時(shí)，活塞不能從缸底方向拆出，但由于較可拆式缸底結(jié)構(gòu)受力情況好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，因此在中小型液壓機(jī)中使用也較廣。在設(shè)計(jì)中選用的是平底結(jié)構(gòu)。（5）油缸放氣裝置通常油缸在裝配后或系統(tǒng)內(nèi)有空氣進(jìn)入時(shí)，使油缸內(nèi)部存留一部分空氣，而常常不易及時(shí)被油液帶出。這樣，在油缸工作過(guò)程中由于空氣的可壓縮性，將使活塞行程中出現(xiàn)振動(dòng)。因此，除在系統(tǒng)采取密封措施、嚴(yán)防空氣侵入外，常在油缸兩腔最高處設(shè)置放氣閥，排出缸內(nèi)殘留的空氣，使油缸穩(wěn)定的工作。排氣閥的結(jié)構(gòu)形式包括整體式和組合式。在設(shè)計(jì)中選用的是整體式。整體式排氣閥閥體與閥針合為一體，用螺紋與鋼筒或缸蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時(shí)，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面間隙中擠出，并經(jīng)斜孔排出缸外。這種排氣閥簡(jiǎn)單、方便、但螺紋與錐面密封處同心度要求較高，否則擰緊排氣閥后不能密封，會(huì)造成泄露。（6）緩沖裝置緩沖裝置的工作原理是使鋼筒低壓腔內(nèi)油液(全部或部分)通過(guò)節(jié)流把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。緩沖裝置的結(jié)構(gòu)有恒節(jié)流面積緩沖裝置和變節(jié)流型緩沖裝置。在設(shè)計(jì)中我采用的是恒節(jié)流面積緩沖裝置，此類(lèi)緩沖裝置在緩沖過(guò)程中，由于其節(jié)流面積不變，故在緩沖開(kāi)始時(shí)，產(chǎn)生的緩沖制動(dòng)力很大，但很快就降低下來(lái)，最后不起什么作用，緩沖效果很差。但是在一般系列化的成品液壓缸中，由于事先無(wú)法知道活塞的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度以及運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量和載荷等，因此為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)，降低制造成本，仍多采用此種節(jié)流緩沖方式。3.2立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）立柱設(shè)計(jì)計(jì)算1. 先按照中心載荷進(jìn)行初步核算，許用應(yīng)力不應(yīng)大于55，并參照同類(lèi)型液壓機(jī)的立柱，初步定出立柱直徑。2. 按標(biāo)準(zhǔn)選取立柱螺紋。3. 立柱螺紋區(qū)到光滑區(qū)過(guò)渡圓角應(yīng)盡可能取大些，最好在3050mm之間。原設(shè)計(jì)主要參數(shù)為： F=8000KN H=300cm B=180cm(寬邊立柱中心距) d=30cm(立柱光滑部分直徑) e=10cm(允許偏心距)n=4（立柱的根數(shù)）立柱材料為45#鋼，中頻淬火620MPa，375MPa（1） 中心載荷時(shí)的應(yīng)力： = =22.2 （2-1）（2） 偏心載荷靜載荷合成應(yīng)力 由于小型液壓機(jī)，可將立柱考慮為插入端的懸臂梁，m=0.25 =+=+=22.2+74.1=96.3 （2-2） <150,因此是安全的。對(duì)于截面的45#鋼，375MPa，尺寸系數(shù)已考慮在內(nèi)，立柱表面為精車(chē)，對(duì)于正火的45#鋼，表面質(zhì)量系數(shù)為0.9，因此可取為300MPa.過(guò)渡圓角半徑為30mm.疲勞強(qiáng)度校核： =0.1 （3-3） =0.107 （3-4）從文獻(xiàn)【10】中查出=1.58 K=1=0.70（1.58-1）=1.41 （3-5） =K=1.4196.3=104.4<300 （3-6）為200MPa, 因此是安全的。立柱是四柱液壓機(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。（2）連結(jié)形式立柱式機(jī)架是常見(jiàn)的機(jī)架形式，一般由4根立柱如圖（32）通過(guò)螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個(gè)剛性的空間框架。在這個(gè)框架中，既安裝了液壓機(jī)本體的主要零部件，又在液壓機(jī)工作時(shí)，承受液壓機(jī)的全部工作載荷，并作為液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)向。整個(gè)機(jī)架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度。圖3-2 中、小型液壓機(jī)立柱連結(jié)形式在中、小型液壓機(jī)中，常用的連結(jié)形式有以下4種：1. 立柱用臺(tái)肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構(gòu)中，上橫梁下表面（工作臺(tái)）上表面間的距離與平行度，全靠4根立柱臺(tái)肩間尺寸的一致性來(lái)保證，因此裝配簡(jiǎn)單，不需調(diào)整，裝配后機(jī)架的精度也無(wú)法調(diào)整，且對(duì)立柱臺(tái)肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構(gòu)僅在無(wú)精度要求的小型簡(jiǎn)易液壓機(jī)中采用。2. 內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個(gè)螺母來(lái)固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來(lái)起上述臺(tái)肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺(tái)）上表面的水平度，兩個(gè)表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時(shí)內(nèi)螺母的調(diào)整，因此，對(duì)立柱的有關(guān)軸向尺寸要求不高，但對(duì)立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對(duì)于上、下橫梁貼合面的垂直度）要求較高，安裝時(shí)調(diào)整比較麻煩。3. 在與上橫梁連結(jié)處用臺(tái)肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復(fù)雜，但立柱預(yù)緊不如第2種方便。4. 與第3種形式基本相同，如圖（33）只是在下橫梁處用臺(tái)肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第3種簡(jiǎn)便可靠。在設(shè)計(jì)中選用的是第四種連結(jié)方式。圖3-3 組合式立柱螺母（3）立柱的螺母及預(yù)緊立柱螺母一般為圓柱形，小液壓機(jī)的立柱螺母是整體的，立柱直徑在150mm以上時(shí)，做成組合式，由兩個(gè)半螺栓緊固而成，材料用3545鍛鋼或鑄鋼。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中我選用的立柱為300mm，所以采用此種結(jié)構(gòu)。立柱螺母的尺寸已有機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 2001.731999，螺母外徑約為螺紋直徑的1.5倍，內(nèi)螺母一般與螺母等高，約為螺紋直徑的0.9倍。25MN以下的液壓機(jī)，其立柱多做成實(shí)心的，實(shí)心的立柱的兩端要鉆出預(yù)緊螺母用的加熱孔。立柱的預(yù)緊分加熱預(yù)緊與液壓預(yù)緊。本次設(shè)計(jì)選用的是加熱預(yù)緊方式。加熱預(yù)緊 比較常用的方法，為此，立柱端部應(yīng)鉆有加熱孔，其深度應(yīng)大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長(zhǎng)，達(dá)到一定溫度后，將外螺母再向下擰過(guò)一個(gè)角度，一般是用螺母外徑上一點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)來(lái)度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個(gè)很大的預(yù)緊力，使螺母不易松動(dòng)。加熱時(shí)應(yīng)注意兩對(duì)角立柱同時(shí)加熱。（4）立柱的導(dǎo)向裝置活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)及工作時(shí)，一般以立柱為導(dǎo)向，由于活動(dòng)橫梁往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁，且在偏心加壓時(shí)有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動(dòng)橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的質(zhì)量直接關(guān)系到活動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)精度及被加工件的尺寸精度，也會(huì)影響到工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況如圖（34），對(duì)模具壽命及機(jī)身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)及配合要求。圖3-4 導(dǎo)套導(dǎo)向裝置可分為導(dǎo)套與平面導(dǎo)板兩大類(lèi)。導(dǎo)套對(duì)于圓截面的立柱，都是在活動(dòng)橫梁的立柱孔中采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，又可分為圓柱面導(dǎo)套和球面導(dǎo)套。圓柱面導(dǎo)套 在活動(dòng)橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個(gè)導(dǎo)套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導(dǎo)套的剖分面最好有的斜度，導(dǎo)套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。本次設(shè)計(jì)中采用這種形式的導(dǎo)套。導(dǎo)套的材料計(jì)算導(dǎo)套材料一般采用鑄錫青銅ZQSn6-6-3，小液壓機(jī)也有用鐵基粉末冶金的。導(dǎo)套比壓q的計(jì)算 =1.33 MPa 滿足要求 （3-7）式中 T機(jī)架計(jì)算中求得立柱上的側(cè)推力（N） d導(dǎo)套內(nèi)孔直徑 (m) c導(dǎo)套高度（m） q許用比壓 （MPa），對(duì)于ZQSn6-6-3，q=68 MPa（5）限程套為防止運(yùn)動(dòng)部分超程，有些液壓機(jī)在下橫梁的4個(gè)立柱上安裝限程套，一般為對(duì)開(kāi)式，上、下兩端應(yīng)平行，4個(gè)限程套高度應(yīng)一致，內(nèi)孔比立柱直徑大1-2mm，用鑄鐵制造如圖（35）。 圖3-5 立柱安裝限程套（6）底座底座安裝于工作臺(tái)下部，與基礎(chǔ)相連。底座僅承受機(jī)器之總重量。底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構(gòu)。主要考慮到外形的美觀，對(duì)精度無(wú)要求。3.3橫梁參數(shù)的確定（1）上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橫梁由鑄造制成，目前以鑄造為多，一般采用ZG35B鑄鋼。 橫梁的寬邊尺寸由立柱的寬邊中心距確定，上梁和活動(dòng)梁的窄邊尺寸應(yīng)盡可能小些，以便鍛造天車(chē)的吊鉤容易接近液壓機(jī)中心，梁的中間高度則由強(qiáng)度確定。設(shè)計(jì)上橫梁時(shí)，為了減輕重量，根據(jù)“ 等強(qiáng)度梁”的概念，設(shè)計(jì)成圖所示的不等高梁，即立柱柱套處的高度h 小于中間截面的高度H。但在過(guò)渡區(qū)( A處) 會(huì)有應(yīng)力集中如圖（66）由于上橫梁外形尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，盡量使各個(gè)尺寸在允許的范圍內(nèi)降到最小。梁體做成箱形結(jié)構(gòu)，在安裝缸的地方做成圓筒形，安裝立柱的地方做成方筒形，中間加設(shè)筋板，以提高剛度，降低局部應(yīng)力。圖3-6梁的不等高結(jié)構(gòu)（2）活動(dòng)橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1活動(dòng)橫梁的主要作用:與工作缸柱塞桿連接傳遞液壓機(jī)的壓力，通過(guò)導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng);安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)橫梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。當(dāng)液壓機(jī)工作時(shí)，高壓液體作用于柱塞的力是通過(guò)活動(dòng)橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動(dòng)橫梁的上下運(yùn)動(dòng)則依靠梁與立柱的導(dǎo)向裝置。(3)活塞桿與橫梁的連接 剛性連接 柱塞下端插入活動(dòng)橫梁內(nèi)。 此種連接方式在偏心載時(shí)，柱塞跟隨活動(dòng)橫梁一起傾斜，將動(dòng)梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導(dǎo)向套，使導(dǎo)向套承受側(cè)向水平推力或一對(duì)力偶，從而加劇導(dǎo)向套及封的磨損。單缸液壓機(jī)或三缸液壓機(jī)的中間工作缸多采取此種結(jié)構(gòu)。在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達(dá)到預(yù)緊的目的。(4)下橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下橫梁的剛度要求應(yīng)略嚴(yán)一些，以保證整個(gè)壓機(jī)的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺(tái)、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。對(duì)于下橫梁，其設(shè)計(jì)原則與上橫梁相同，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、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強(qiáng)度和減輕梁的重量應(yīng)首先把握的主要原則。(4)各橫梁參數(shù)的確定因?yàn)橐簤焊着c橫梁間的墊片厚度為25cm，因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求?？紤]在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用50cm，因?yàn)橛锌招牟糠?，所以整體厚度選用75cm。活動(dòng)橫梁受力部分為35cm，整體厚度選用50cm。因?yàn)橄赂椎墓Q壓力小，但受力打，所以整體厚度選用40cm。34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)與頂出缸的聯(lián)接方式 對(duì)于中小型通用液壓機(jī)，一般來(lái)說(shuō)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d300mm，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D360mm，立柱中心距為B1400mm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GB158-59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，常用平行布置如圖（3-7）。 圖3-7 工作臺(tái)俯視圖3.4缸體基本參數(shù)的確定（1）主缸的內(nèi)徑 （注：所用公式都來(lái)源于文獻(xiàn)【10】【17】）=0.638M （3-8）按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.640M（2） 主缸活塞桿直徑=（2-2）=0.573M （3-9）按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.58M（3）主缸實(shí)際壓力= （3-10）（4）主缸實(shí)際回程力= （3-10）（5）頂出缸的直徑:=0.226M按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.25M（6）頂出缸實(shí)際頂出力:= （7）頂出缸實(shí)際回程力=（8）筒壁厚計(jì)算公式: =+ （3-11）當(dāng)0.3時(shí)，用使用公式:= =0.122 m （3-12）取 =0.2m-為缸筒材料強(qiáng)度要求的最小，M -為鋼筒外徑公差余量，M-為腐蝕余量，M -試驗(yàn)壓力，16M時(shí)，取=1.25P P管內(nèi)最大工作壓力為25 M -鋼筒材料的許用應(yīng)力，M =/n-鋼筒材料的抗拉強(qiáng)度，M n安全系數(shù)，通常取n=5當(dāng)時(shí),材料使用不夠經(jīng)濟(jì),應(yīng)改用高屈服強(qiáng)度的材料.（9）筒壁厚校核額定工作壓力, 應(yīng)該低于一個(gè)極限值,以保證其安全. MPa=0.35=47MPa （3-13）=外徑 D=內(nèi)徑同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生:=2.3320=86.9 MPa （3-14）-缸筒完全塑性的變形壓力, -材料屈服強(qiáng)度MPa-鋼筒耐壓試驗(yàn)壓力，MPa =30.4236.50 MPa （315）（10）缸筒的暴裂壓力=2.3610=165.7MPa （3-16）(11)缸筒底部厚度缸筒底部為平面時(shí):0.433 0.433 mm （3-17） 取 mm -筒底厚，MM （12）核算缸底部分強(qiáng)度按照平板公式即米海耶夫推薦的公式計(jì)算，缸底進(jìn)油孔直徑為20cm則 =0.6875 （2-14） = =69.8 MPa （3-18）按這種方法計(jì)算=100MPa < 所以安全（13）缸筒端部法蘭厚度: =67.0mm （3-19） 取 h=100mm -法蘭外圓半徑; -螺孔直徑; 螺釘 M30b螺釘中心到倒角端的長(zhǎng)度（如圖38）=32cm = 42cm =48.5cm = =10cm h=10cm= =37cm = = =47.25cm圖3-8部分工作缸（14）校核法蘭部分強(qiáng)度：=0.067cm （3-20） （3-21）其中 P=110.2=11.02KN/cm （3-22） =0.0335 （3-23） =0.367 （3-24） =1 （3-25） =0.42 （3-26）所以 =95.1MPa （3-27） =57.1+34.6=91.7 MPa< 滿足要求依據(jù)上面公式當(dāng)墊片的厚度為大于10cm時(shí)就能滿足要求，為了滿足橫梁的強(qiáng)度和工藝性，墊片厚度選用25cm。因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求。 （15）缸筒法蘭連接螺釘表3-1螺釘所選材料型號(hào)MPaMPa%3554032017(1)螺釘處的拉應(yīng)力= MPa = =8.5 MPa （3-28）z-螺釘數(shù)12根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底m(2)螺紋處的剪應(yīng)力: =0.475 MPa （3-29） = MPa （3-30）-屈服極限 -安全系數(shù); 5(3)合成應(yīng)力:= = MPa （3-31）（16）墊片與橫梁間螺釘?shù)男：?1)螺釘處的拉應(yīng)力= MPa = =3.8 MPa （3-32）z-螺釘數(shù)12根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底m(2)螺紋處的剪應(yīng)力: =0.475 MPa （3-33） = MPa （3-34）-屈服極限 -安全系數(shù); 5(3)合成應(yīng)力:= = MPa （3-35）27第4章4 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(lái)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)緊力的大小主要由液壓機(jī)壓力大小來(lái)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！42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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(wú)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(shuō)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(chē) 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。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(kāi)泵回油口接頭，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(chē)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(kāi)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