315t通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)

1、315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)摘要液壓機(jī)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，是一種重要的鍛壓設(shè)備。本文提出了液壓機(jī)的基本工作原理以及我國獨(dú)立發(fā)展液壓機(jī)的重要性，介紹了通用液壓機(jī)的概念、主要特點(diǎn)以及其主要用途，并著重對(duì)液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要尺寸計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的論述。首先，對(duì)液壓機(jī)的工作原理和特點(diǎn)及主要用途做了簡要的說明。其次，對(duì)液壓機(jī)各個(gè)缸的尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算和分析，并對(duì)液壓缸體破壞原因進(jìn)行了分析。再次，對(duì)液壓機(jī)的橫梁和立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算分析以及強(qiáng)度、剛度校核。最后，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了歸納。關(guān)鍵詞液壓機(jī)；本體；液壓缸；立柱；橫梁315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)AbstractHydraulic Pr

2、ess, which is widely used in every sector of national economies, is a kind of importantforgingequipment.Thisthesisproposedthebasicworkingprincipleofthe hydraulicmachineandtheIndependent Developmenthydraulicimportance.Besides,it introduced a common hydraulic machine concept, the main features as well

3、 as its main purpose and then discussed the hydraulic machine's overall design and key size calculation in detail.Firstly, the hydraulic machine working principle, characteristics and main uses werebriefly described.Secondly, the hydraulic cylinder the size and structure of each were calculated

4、and analyzed, and the destruction of the hydraulic cylinder causes were analyzed.Thirdly, beam and column structure of the hydraulic press were calculated and analyzed, and the strength and stiffness was checked.Finally, the entire design process was summarized.Keywords：Forging Hydraulic Press；body；

5、beam；Hydraulic cylinder；frame目 錄摘要1Abstract2第一章 緒論31.1 課題背景31.3 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)41.4 液壓機(jī)的發(fā)展概況41.4.1 液壓機(jī)發(fā)展歷史41.4.2 國內(nèi)液壓機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀6第二章 論文研究的主要內(nèi)容82.1 主要研究內(nèi)容82.2 名詞說明92.2.1 公稱壓力92.2.2 最大凈空距92.2.3 最大行程92.2.4 工作臺(tái)壓力92.2.5 回程力92.3.液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)概述10第三章 液壓缸部件123.1 液壓缸簡述123.2 液壓缸的型式及特點(diǎn)123.3 液壓缸與活動(dòng)橫梁的連接形式133.4 工作缸計(jì)算與校核133.5 活塞及缸的各附

6、件153.5.1. 密封件153.5.2.導(dǎo)套153.6 液壓缸校核153.6.1 缸體強(qiáng)度計(jì)算：153.6.2. 缸底強(qiáng)度計(jì)算：173.6.3. 缸口部分零件強(qiáng)度計(jì)算：173.7. 活塞部分計(jì)算：183.7.1. 活塞桿受壓計(jì)算：183.7.2. 活塞頭部導(dǎo)向套計(jì)算：183.7.3. 活塞頭部螺母螺紋應(yīng)力計(jì)算193.7.4. 活塞與活塞橫梁斷面擠壓應(yīng)力：3.7.4.活塞與活塞橫梁斷面擠壓應(yīng)力：3.7.5. 活塞與活動(dòng)橫梁連接螺母計(jì)算201315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)23.8. 頂出缸及頂出柱塞203.8.1 確定頂出缸尺寸213.8.2 頂出缸校核22第四章 機(jī)架部分234.1.橫梁234.

7、1.1 上橫梁強(qiáng)度計(jì)算244.1.2.上橫梁剛度計(jì)算274.1.3 下橫梁的強(qiáng)度計(jì)算284.1.4 下橫梁的剛度計(jì)算304.1.5.活動(dòng)橫梁314.2 立柱314.2.1 立柱的選擇314.2.2 立柱螺母和立柱預(yù)緊314.2.3.立柱的設(shè)計(jì)計(jì)算324.2.4 立柱拉伸變形35第五章 結(jié)論 .2315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)3第五章 結(jié)論參考文獻(xiàn)37致謝383315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)4第一章 緒論1.1 課題背景隨著人們生活水平的提高，金屬壓制和拉伸制品的需求逐年提高，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。為與中、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

8、使液壓機(jī)成為理想的成型工藝設(shè)備。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行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料?？勺兊膭?dòng)力組合、短的加工時(shí)間、根據(jù)工件長度的簡易的壓力行程調(diào)整， 這與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性。液壓機(jī)是制品成型聲頻中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，自 19 世紀(jì)問世以來發(fā)展很快， 已成為工業(yè)生產(chǎn)中必備的設(shè)備之一。由于液壓機(jī)在工作中的廣泛適用性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛應(yīng)用。隨著人們生活水平的提高，金屬制品和拉伸制品的需求逐年提高，同時(shí)對(duì)品種的需求也越來越多，另一方面產(chǎn)品的生產(chǎn)批量日

9、益縮小，為適應(yīng)這些趨勢(shì)的發(fā)展，就學(xué)要設(shè)計(jì)性能更完善的液壓機(jī)以滿足要求。同時(shí)，新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，使液壓機(jī)在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來越廣泛，在機(jī)床行業(yè)中所占的份額也在大幅度攀升。同時(shí)，為了節(jié)約能源及各種昂貴的高強(qiáng)合金，幾年來精密模鍛工藝發(fā)展很快，而液壓機(jī)的加壓速率易于控制，更適合精密模鍛，液壓機(jī)的設(shè)計(jì)及制造正在引起個(gè)制造業(yè)的重視?；谏鲜霰尘?，深入研究液壓機(jī)的設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用至關(guān)重要。而作為即將畢業(yè)的本科生，獨(dú)立設(shè)計(jì)一臺(tái)最為經(jīng)典的“315t 三梁四柱式通用液壓機(jī)”正是學(xué)習(xí)、研究液壓機(jī)的開始。1.2 液壓機(jī)的工作原理液壓機(jī)本體一般由機(jī)架、液壓缸部件、運(yùn)動(dòng)部分及導(dǎo)向裝置以及其他輔助裝置組

10、成。輔助裝置則是根據(jù)工藝需要而增設(shè)，如頂出裝置、穿孔裝置、移動(dòng)工作臺(tái)、加熱保溫裝置等。工藝要求是影響液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式的最主要因素，由于在不同液壓機(jī)上完成的工藝是多種多樣的，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)形式也必然是多種多樣的。從機(jī)架形式看，有立式與臥式；從機(jī)架組成方式看，有梁柱組合式、單柱式、框架式、鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力牌坊式、圓筒及鋼筋混凝土整體澆鑄式等。最常見的液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)為三梁四柱式。它由上橫梁、下橫梁、框架，移動(dòng)橫梁， 立柱、拉桿等組成，工作缸固定在上橫梁上，工作缸內(nèi)裝有工作柱塞，它與活動(dòng)橫梁相4315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)5連接?；顒?dòng)橫梁以四根立柱為導(dǎo)向，在上、下橫梁之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活動(dòng)橫梁的下

11、表面上，一般固定有上模（上砧），而下模（下砧）則固定于下橫梁上的工作臺(tái)上。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸后，在工作柱塞上產(chǎn)生很大的壓力，并推動(dòng)柱塞、活動(dòng)橫梁及上模向下運(yùn)動(dòng)，使工件在上、下模之間產(chǎn)生塑性變形?；爻谈坠潭ㄔ谙聶M梁上，其中有回程柱塞， 它與活動(dòng)橫梁相連接?；爻虝r(shí)，工作缸通低壓，高壓液體進(jìn)入回程缸，推動(dòng)回程柱塞向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)橫梁回到原始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。1.3 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)液壓機(jī)是一種利用液壓力來傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)床。隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，液壓機(jī)在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來越廣泛，在機(jī)床行業(yè)中所占的份額也在大幅度攀升。液壓機(jī)根據(jù)帕斯卡原理制成。液壓機(jī)一般由

12、本體，操縱系統(tǒng)及泵站三大部分組成。泵站為動(dòng)力源，共給液壓機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)以高壓工作液體。操縱系統(tǒng)屬于控制機(jī)構(gòu)，它通過控制工作液體的流向來使液壓機(jī)動(dòng)作。四柱式液壓機(jī)是液壓機(jī)中最常見、應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)型式。其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其它類型液壓機(jī)簡單。四柱式液壓缸主要不足有：由于用四立柱作架體，機(jī)身剛度較框架式小，由于用四立柱作導(dǎo)向，活動(dòng)橫梁內(nèi)導(dǎo)套與四立柱磨損后不易調(diào)正。四柱液壓機(jī)組成部分可分為：工作部分即工作油缸，活動(dòng)橫梁等，機(jī)身部分即上橫梁、工作臺(tái)及立柱組成，輔助部分即移動(dòng)動(dòng)工作臺(tái)和移動(dòng)工作缸等。在本次設(shè)計(jì)中，采用的是預(yù)應(yīng)力框架式結(jié)構(gòu)，基于一些國內(nèi)外的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，適當(dāng)?shù)膶?duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些獨(dú)

13、特的設(shè)計(jì)，主要是參考我國重機(jī)廠對(duì)現(xiàn)有液壓機(jī)的改進(jìn)方案，改進(jìn)的方案主要有兩點(diǎn)，一是對(duì)立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，一是對(duì)液壓缸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。因?yàn)樗鼈儗⑹艿骄薮筝d荷作用，屬于易損件，如何通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)提高使用壽命成為關(guān)鍵。所以，在本次設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵步驟是對(duì)關(guān)鍵件的力學(xué)分析，而不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通常需要對(duì)易損件進(jìn)行有限元分析，在本次設(shè)計(jì)中，只基于了傳統(tǒng)的力學(xué)公式，建立在了材料力學(xué)基礎(chǔ)上。關(guān)鍵件采用鍛造結(jié)構(gòu)，三個(gè)橫梁采用鑄鋼結(jié)構(gòu)。1.4 液壓機(jī)的發(fā)展概況1.4.1 液壓機(jī)發(fā)展歷史早在1662就發(fā)現(xiàn)了利用液體產(chǎn)生很大力量的可能性。1795年英國人Bramah取得了第一個(gè)手動(dòng)液壓機(jī)的專利。直到1859年，維也納鐵路工場有了第一批

14、用于金屬加工的液壓機(jī)，它們分別是7000KN、10000KN、和12000KN。1884 年在英國曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機(jī)，由于它與鍛錘相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展很快，1893年建造了當(dāng)時(shí)最大的120MN的鍛造水壓機(jī)。5315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)6隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展，模鍛液壓機(jī)的公稱壓力不斷提高。1934年德國制造了70MN的模鍛水壓機(jī)，第二次世界大戰(zhàn)期間，德國又制造了一臺(tái)300MN的模鍛水壓機(jī)。1955 年左右，美國先后制造了二臺(tái)315MN及二臺(tái)450MN的大型模鍛水壓機(jī)，蘇聯(lián)則在50年代后期先后制造了幾臺(tái)300MN及兩臺(tái)750MN的大型模鍛水壓機(jī)。此外在法國安裝的由蘇

15、聯(lián)設(shè)計(jì)與制造的650MN模鍛液壓機(jī)，則是西歐目前最大的一臺(tái)。由于液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，它還普遍應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，如板材成形、粉末冶金、管、線型材擠壓、膠合板壓制、打包、人造金剛石、耐火磚壓制、電纜包覆、碳極壓制成形、輪軸壓裝、校直等等。各種類型的中小型液壓機(jī)發(fā)展十分迅速， 有力地促進(jìn)了各種工業(yè)的發(fā)展。1949年以前，我國沒有自己獨(dú)立的工業(yè)體系，也根本沒有液壓機(jī)制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機(jī)。1949年以后，我國迅速建立了獨(dú)立自主的完整工業(yè)體系。我國已能自行設(shè)計(jì)和制造汽車、機(jī)車、發(fā)電設(shè)備、軋鋼設(shè)備、飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星等產(chǎn)品， 這些都促進(jìn)各種液壓機(jī)的發(fā)展。19571962年間

16、，我國已開始自行設(shè)計(jì)、自行制造各種鍛壓設(shè)備，其中有近30臺(tái)10000KN到31500KN的中型鍛造水壓機(jī)及二臺(tái)120MN到125MN的大型鍛造水壓機(jī)，同時(shí)，也初步建立了一支設(shè)計(jì)和制造液壓機(jī)的技術(shù)隊(duì)伍。80年代以來，液壓機(jī)技術(shù)有了飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 迅速采用數(shù)控及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)工藝過程自動(dòng)化及提高各運(yùn)動(dòng)部分的控制精度。例如中小型鍛造液壓機(jī)在逐步實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)及操作機(jī)聯(lián)動(dòng)的基礎(chǔ)上，可以采取計(jì)算機(jī)程序控制，在鍛件高度方向的尺寸公差，已可控制在1mm左右，目前，中小型快鍛液壓機(jī)已有取代老式蒸汽, 空氣自由鍛錘的趨勢(shì)。在中小型模鍛液壓機(jī)方面，采用微機(jī)輔助的檢測(cè)控制系統(tǒng)，可以根據(jù)

17、壓力大小來補(bǔ)償工作臺(tái)、機(jī)架、滑塊及模具等環(huán)節(jié)受載變形帶來的誤差，從而使滑塊停止位置精度小于0.1mm。在液壓板料折彎機(jī)中，采用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)彎曲補(bǔ)償裝置，可經(jīng)常保持折彎機(jī)床身和上橫梁之間的平行度，從而保證了3m長的薄板彎曲件沿彎曲線的角度偏差在自動(dòng)彎管機(jī)可存貯一千多個(gè)程序段， 可以自動(dòng)彎曲不同弧度的管子，送進(jìn)、夾緊，折彎均自動(dòng)化?？删幊涛⑻幚頇C(jī)控制的全自動(dòng)矯正液壓機(jī)，其控制模塊包括檢測(cè)、計(jì)算和存貯，在考慮毛坯原始彎曲程度、材料硬度性能等原始條件下，經(jīng)過計(jì)算機(jī)運(yùn)算，可得出優(yōu)化的矯正過程。從一種矯正工件換到另一種所需輔助時(shí)間僅為幾分鐘，矯正過程中出現(xiàn)的問題可隨時(shí)在屏幕上顯示出來， 以便于修正。（

18、2） 出現(xiàn)了快速換模裝置，它包括設(shè)立中間模具庫、模具轉(zhuǎn)臺(tái)、橫向換砧裝置及快速央緊機(jī)構(gòu)等，以適應(yīng)多品種小批量的市場需求- 例如在20MN下拉式鍛造液壓機(jī)上， 已能將換一副砧芋的時(shí)間由15min減少到1min。又如瑞典制造的深拉延液壓機(jī)，模具初調(diào)在機(jī)外進(jìn)行，安裝完畢后進(jìn)入壓力機(jī)，新型夾緊裝置使模具在液壓機(jī)上的拆裝時(shí)間不到1min，同時(shí)完成行程，壓力的調(diào)整，再借助待加工板材進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整， 2min內(nèi)即可投入生產(chǎn)。（3） 采用各種先進(jìn)的快速滑閥或插裝閥，減少閥的換向時(shí)間，使閥的響應(yīng)時(shí)間減6315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)7少到10ms以下。（4） 采用各種有效的緩沖裝置，以減少?zèng)_裁時(shí)的振動(dòng)及噪聲，擴(kuò)大液壓

19、機(jī)的應(yīng)用范圍。（5） 逐步向柔性加工系統(tǒng)（FMS）發(fā)展，即把微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及反饋、工業(yè)機(jī)器入和自動(dòng)倉庫結(jié)合在一起，將多臺(tái)不同功能的設(shè)備組成柔性加工系統(tǒng)或中心，以適應(yīng)中小批量多品種工件的自動(dòng)化合理加工。1.4.2 國內(nèi)液壓機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀在生產(chǎn)能力及市場方面，國內(nèi)液壓機(jī)的產(chǎn)量每年都有 很大的增長率，其中2004 年， 國內(nèi)液壓機(jī)的銷售額大約在10 億元人民幣，2005 年達(dá)到13 億，到2006 年一季度，各液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的的全年定單已基本飽和。2006 年，在銷售收入上，國內(nèi)突破億元的企業(yè)已超過3 家，如合肥鍛壓機(jī)床有限公司、天津市天鍛壓力機(jī)有限公司、徐州壓力機(jī)械股份有限公司，其中合肥鍛壓機(jī)床

20、有限公司、天津市天鍛壓力機(jī)有限公司在2005 年銷售收入已突破2 億元。國內(nèi)液壓機(jī)從產(chǎn)值和銷售收入上和國外發(fā)達(dá)國家比較，還不具有優(yōu)勢(shì)，但從生產(chǎn)的臺(tái)數(shù)和總噸位上比較，在國際上，我國的液壓機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)量處于領(lǐng)先地位。國產(chǎn)液壓機(jī)在國內(nèi)的市場占有率超過90%，出口產(chǎn)品的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比例很少， 不到5%，只有少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品具備出口條件，大多出口到第三世界國家。國內(nèi)進(jìn)口的液壓機(jī)多為一些專用液壓機(jī)，大部分為日本產(chǎn)品，歐美的產(chǎn)品較少。在產(chǎn)品的技術(shù)水平上，國內(nèi)液壓機(jī)單機(jī)的技術(shù)水平達(dá)到了國際中等或較先進(jìn)水平。一些液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)或與國內(nèi)外同行業(yè)的合作，技術(shù)發(fā)展很快。但在一些技術(shù)含量較高的液壓機(jī)中，某些關(guān)鍵

21、技術(shù)，如液壓和電控部分，還要通過與國內(nèi)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(jìn)口。目前，國內(nèi)液壓機(jī)產(chǎn)品還是以單機(jī)或單機(jī)組成的無關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)線為主，主要還是靠人工上下料，帶自動(dòng)上下料的液壓機(jī)臺(tái)數(shù)還不足3%，由多臺(tái)機(jī)器組成的自動(dòng)線基本上還處于起步階段。從產(chǎn)品分布上看，低檔的液壓機(jī)主要集中在小噸位上，其臺(tái)數(shù)占有量超過總數(shù)的70%但產(chǎn)值不超過30%，一般為小噸位的四柱或單柱液壓機(jī)。具有一定技術(shù)含量的中檔框架液壓機(jī)的產(chǎn)值超過50%用于特殊場合的在控制上比較先進(jìn)的高檔產(chǎn)品產(chǎn)值占有率約在15%左右，這類液壓機(jī)一般采用先進(jìn)的電液比例技術(shù)，來提高和達(dá)到一定的特殊功能。在質(zhì)量水平上，隨著用戶對(duì)產(chǎn)

22、品質(zhì)量要求的不斷提高，國內(nèi)各液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)越來越重視產(chǎn)品的質(zhì)量問題。由于國內(nèi)液壓機(jī)的技術(shù)最早是從前蘇聯(lián)引進(jìn)和吸收的，國內(nèi)生產(chǎn)的液壓機(jī)在剛度和強(qiáng)度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于日本及韓國的產(chǎn)品，與歐美的產(chǎn)品相當(dāng)。和國外產(chǎn)品比較，我國的產(chǎn)品在質(zhì)量方面還存在以下不足：在可靠性方面，故障率還比較大， 主要集中在液壓系統(tǒng)方面，多是因?yàn)橐簤汉碗娖髟目煽啃缘鸵鸬?；漏油問題在國產(chǎn)液壓機(jī)中較為普遍；關(guān)鍵件的加工質(zhì)量還需提高；在外觀和美學(xué)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(jī)在質(zhì)量上和國外一些較知名公司的產(chǎn)品還有一定的差距，但隨著國內(nèi)制造商對(duì)質(zhì)量的不斷重視和管理水平的提高，國產(chǎn)7315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)

23、計(jì)8液壓機(jī)的質(zhì)量會(huì)接近和趕上國際水平。8315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)9第二章論文研究的主要內(nèi)容2.1 主要研究內(nèi)容本課題主要是設(shè)計(jì) 315t 三梁四柱式液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)（類似于圖 2）。結(jié)合已有液壓機(jī)類型及資料進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化，其中包括對(duì)液壓缸、立柱及橫梁的設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)如下： (1)公稱壓力：3150KN (2)頂出力：630KN (3)滑塊行程：800mm (4)凈空高：1250mm (5)頂出行程：200mm(6)有效臺(tái)面尺寸：1260mm×1200mm本著滿足生產(chǎn)要求、具有足夠剛度強(qiáng)度、有良好的經(jīng)濟(jì)性和較長使用壽命等原則， 主要得出以下擬解決的問題：(1) 對(duì) 3

24、15t 液壓機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及確定本體設(shè)計(jì)方案，主要是對(duì)液壓缸、橫梁、立柱的結(jié)構(gòu)、形式及尺寸確定。(2) 對(duì)液壓缸底及法蘭部分進(jìn)行強(qiáng)度校核，法蘭部分需重點(diǎn)校核。(3)對(duì)立柱、橫梁（重點(diǎn)）部分的強(qiáng)度校核。圖 2 315t 四柱式萬能液壓機(jī)9315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)102.2 名詞說明2.2.1 公稱壓力公稱壓力是指液壓機(jī)名義上能產(chǎn)生的最大力量，在數(shù)值上等于工作液體壓力和工作柱塞總工作面積的乘積（取整數(shù)），它反映了液壓機(jī)的主要工作能力。為了充分利用設(shè)備，節(jié)約高壓液體并滿足工藝要求，一般大中型液壓機(jī)將公稱壓力分為兩級(jí)或三級(jí)。泵直接傳動(dòng)的液壓機(jī)不需要從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行壓力分級(jí)。2.2.2 最大凈空距最大凈

25、空距是指活動(dòng)橫梁停在上限位置時(shí)，從工作臺(tái)上表面到活動(dòng)橫梁下表面的距離，最大凈空距反映了液壓機(jī)在高度方向上工作空間的大小，它應(yīng)根據(jù)模具（工具）及相應(yīng)墊板的高度、工作行程大小以及放人坯料、取出工件所需空間大小等工藝因素來確定。最大凈空距對(duì)液壓機(jī)的總高、立柱長度、液壓機(jī)本體穩(wěn)定性以及安裝廠房高度等都有很大影響。因此既要盡可能滿足工藝要求，又要盡量減小壓機(jī)的高度，以降低其造價(jià)。2.2.3 最大行程最大行程指活動(dòng)橫梁位于上限位置時(shí)，活動(dòng)橫梁的立柱導(dǎo)套下平面到立柱限程套上平面的距離，也即活動(dòng)橫梁能夠移動(dòng)的最大距離。最大行程應(yīng)根據(jù)工件成形過程中所要求的最大工作行程來確定，它直接影響工作缸和回程缸及其柱塞的長

26、度以及整個(gè)機(jī)架的高度。2.2.4 工作臺(tái)壓力工作臺(tái)一般安裝在下橫梁上，其上安放模具或工具，工作臺(tái)尺寸指工作臺(tái)面上可以利用的有效尺寸，工作臺(tái)尺寸取決于模具（工具）的平面尺寸及工藝過程的安排。大中型鍛造或厚板沖壓液壓機(jī)，往往設(shè)置移動(dòng)工作臺(tái)。移動(dòng)工作臺(tái)的行程則和更換模具及工藝操作方式有關(guān)。除了工作臺(tái)尺寸外，在有些四柱式或雙柱式液壓機(jī)中，反映液壓機(jī)平面尺寸上工作空間大小的參數(shù)，還有立柱中心距（寬邊及窄邊）。它們應(yīng)根據(jù)工藝過程操作上的要求來確定。2.2.5 回程力計(jì)算回程所需的力量時(shí)，要考慮活動(dòng)部分的重量、回程時(shí)工藝上所需的力量（如拔模力、提升剁刀等）、工作缸排液阻力、各缸密封處的摩擦力以及活動(dòng)橫梁導(dǎo)向

27、處的摩擦力等?；爻塘τ苫钊紫虑还ぷ髅娣e或單獨(dú)設(shè)置的回程缸來實(shí)現(xiàn)。10315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)112.3.液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)概述液壓機(jī)從結(jié)構(gòu)（主要是指主機(jī)結(jié)構(gòu)）觀點(diǎn)來看，則可分為單柱式、四柱式、整體框架式和拉桿預(yù)應(yīng)力組合結(jié)構(gòu)。液壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)包括機(jī)身各執(zhí)行機(jī)構(gòu)、各油缸和滑塊。合理的選擇主機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)于確保使用要求，制造工藝性和其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有很大的意義。1. 梁柱組合式最常見的形式是三梁四柱式結(jié)構(gòu)，四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱式需要大型圓鋼或鍛件。四柱式液壓機(jī)最大的缺點(diǎn)是承受偏心載荷能力較

28、差，最大載荷下偏心距一般為跨度（即左右方向的中心距）的百分之三左右；由于立柱的剛度較差在偏載下活動(dòng)橫梁與工作臺(tái)間易產(chǎn)生傾斜和水平位移；同時(shí)立柱導(dǎo)向面磨損后不能調(diào)整和補(bǔ)償。這些缺點(diǎn)在一定程度上限制了它的使用范圍。2. 框架式框架式結(jié)構(gòu)是液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)中常見的另一種結(jié)構(gòu)形式，可分為組合框架式和整體框架式兩大類，廣泛應(yīng)用于塑料制品、粉末冶金、薄板沖壓及擠壓液壓機(jī)中。整體框架式可以是整體焊接框架或整體鑄鋼框架，一般為空心箱型結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導(dǎo)向裝置。但 1250t 液壓機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)， 機(jī)架尺寸和重量過大，不便于制造、運(yùn)送、安裝和維修。組合框架式由上下橫梁及兩立柱

29、組成，之間靠拉緊桿（一般四根）連接和緊固，在橫梁和立柱的結(jié)合面用鍵定位。整體框架結(jié)構(gòu)多用于小型液壓機(jī)。由于機(jī)架在工作過程中承受拉力和彎曲應(yīng)力，因此大多采用型鋼、鋼板焊接和整體鑄鋼結(jié)構(gòu)。只有在小噸位和小臺(tái)面的液壓機(jī)才可能采用鑄鐵鑄造的整體結(jié)構(gòu)。整體焊接式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是省去了整個(gè)鑄造工序，制造周期短；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以根據(jù)受力情況合理布置和選用不同厚度的鋼板，因此重量最輕。缺點(diǎn)是各鋼板焊前加工量較大、需要相應(yīng)的焊接設(shè)備和熟練的焊接技術(shù)，以盡量減少焊接變形和殘余內(nèi)應(yīng)力；焊后一般必須消除應(yīng)力退火；此外，焊后加工也較為復(fù)雜。整體鑄造結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是零件數(shù)量少，加工面少，機(jī)架剛度大。但需要制作木模和砂箱等。結(jié)構(gòu)上

30、壁厚不能太薄、厚度差不能太大，因此重量較大。此外，鑄件清砂等均較費(fèi)工時(shí)，單件小批生產(chǎn)時(shí)成本較高，外觀也較粗糙。整體框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是零件數(shù)量少，重量輕、剛度大。但零件單件重量較大，焊后加工工藝較為復(fù)雜。有時(shí)甚至需要專門的設(shè)備加工，以確保工作臺(tái)面平直度和導(dǎo)軌支承面對(duì)工作臺(tái)的垂直度。由于單件重量較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮吊運(yùn)和加工設(shè)備工作能力?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)具有剛性好、導(dǎo)向精度高、抗疲勞能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但操作不如梁柱式結(jié)構(gòu)方便。11315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)12整體框架式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)為支柱和橫梁轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中，而且在轉(zhuǎn)角處往往應(yīng)力最大。所以設(shè)計(jì)上應(yīng)采取適當(dāng)加大過渡圓角半徑，合理布置焊縫和適當(dāng)加大轉(zhuǎn)角處的斷

31、面面積等措施。否則，其應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力可能較計(jì)算應(yīng)力大 1.53 倍，形成薄弱環(huán)節(jié)。3. 單柱式單柱式結(jié)構(gòu)又稱為“C”形床身或開式結(jié)構(gòu)。此類液壓機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)是操作方便， 可三面接近工件，裝卸件簡單方便。單柱式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是機(jī)身為懸臂梁受力。因此變形較大，機(jī)架剛度很差。特別是在受力時(shí)變形不對(duì)稱致使主缸中心線對(duì)臺(tái)面的垂直型產(chǎn)生角位移。這種情況將使模具間隙偏向一側(cè)，主缸活塞承受彎曲應(yīng)力，因而使密封結(jié)構(gòu)和導(dǎo)套工作惡化，磨損加劇， 壽命降低。12315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)13第三章 液壓缸部件3.1 液壓缸簡述液壓缸是液壓系統(tǒng)的兩類執(zhí)行元件之一，相對(duì)于液壓馬達(dá)來說，液壓缸應(yīng)用較為廣泛。它是以密閉在

32、管路中的受壓液體作為工作介質(zhì)，并通過介質(zhì)來進(jìn)行能量的傳遞、轉(zhuǎn)換。液壓缸可將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換元件，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，即液壓執(zhí)行元件。液壓缸的應(yīng)用與液壓傳動(dòng)的應(yīng)用幾乎是一致的，它可以作為控制元件、增力執(zhí)行元件、以及非執(zhí)行元件，還可與多種機(jī)構(gòu)配合使用，完成復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步的擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。在本實(shí)驗(yàn)壓機(jī)設(shè)計(jì)中，液壓缸與上下橫梁配合使用。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。是液壓設(shè)備中最早和最長應(yīng)用的液壓元件之一。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸蓋、缸筒、活塞桿、活塞、密封裝置、導(dǎo)向

33、裝置組成，若有需要，某些液壓缸在前面基礎(chǔ)上還設(shè)有緩沖裝置以及排氣裝置。3.2 液壓缸的型式及特點(diǎn)隨著液壓行業(yè)的發(fā)展，為了滿足液壓機(jī)的設(shè)計(jì)需求，液壓缸設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式在不斷改進(jìn)。規(guī)格、品種相對(duì)以往也在不斷地增多。更能滿足不同的生產(chǎn)需求。根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來看，液壓缸按結(jié)構(gòu)可分為活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸以及差動(dòng)式液壓缸三種類型。（1） 柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸是最簡單的液壓缸，一般由缸體、柱塞、導(dǎo)向、密封等結(jié)構(gòu)組成，它只有一個(gè)油口，此結(jié)構(gòu)在水壓機(jī)中應(yīng)用最多，主要在工作臺(tái)移動(dòng)缸、主工作缸和回程缸等地方廣泛應(yīng)用。它制造容易，但柱塞缸下端無油口，柱塞只能進(jìn)行單方向作用，若要進(jìn)行回程，則需要借助外力

34、來實(shí)現(xiàn)反方向這一運(yùn)動(dòng)。由于柱塞與液壓缸缸體內(nèi)表面沒有配合尺寸，因此對(duì)缸體內(nèi)表面精度要求不是很高，故只需進(jìn)行粗加工或者不加工。（2） 活塞式液壓缸活塞式液壓缸可進(jìn)行兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，故需要在活塞的兩端均加密封，故在活塞的移動(dòng)的位置中，缸體內(nèi)表面與活塞接觸的部位均有較高的精度及光潔度要求，需進(jìn)行加工，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故在油壓機(jī)中相對(duì)水壓機(jī)應(yīng)用較多，可以在工作缸及頂出缸等采用。對(duì)于活塞式液壓缸，活塞與活塞桿之間有整體式和組合式兩種類型。（3） 差動(dòng)柱塞式液壓缸該結(jié)構(gòu)實(shí)際上是將柱塞式液壓缸進(jìn)行的一種變形，它是利用液壓缸內(nèi)部兩端的有效面積差值來進(jìn)行傳動(dòng)的，在回程缸中應(yīng)用較為廣泛，該結(jié)構(gòu)的密封要比其它的多一處

35、，導(dǎo)向長度也比柱塞式液壓缸長，并且在某種特定的情況下，柱塞與活動(dòng)橫梁之間的連接比較13315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)14簡單。本題選用活塞式液壓缸3.3 液壓缸與活動(dòng)橫梁的連接形式液壓缸與活動(dòng)橫梁的連接方式有三種，即剛性連接、單球面支承連接以及雙球面中間桿連接。（1） 剛性連接柱塞下端插入到活動(dòng)橫梁內(nèi)。當(dāng)存在偏心載荷時(shí)，柱塞則會(huì)跟隨活動(dòng)橫梁一起傾斜， 這就使得活動(dòng)橫梁所受到的偏心力矩其中有一部分會(huì)傳遞到缸內(nèi)導(dǎo)套上，使導(dǎo)套受到側(cè)向水平推力的作用，從而加重了導(dǎo)套以及密封的磨損。（2） 單球面支承連接柱塞支承于活動(dòng)橫梁上的凸球面底座上。凸球面底座可以在水平方向上稍有移動(dòng)。球面接觸面加潤滑油槽，如果潤滑

36、條件良好，那么當(dāng)存在偏心載荷并且活動(dòng)橫梁在偏心載荷作用下產(chǎn)生傾斜時(shí)，球面副可以相對(duì)滑動(dòng)，那么柱塞只傳遞摩擦力矩及軸向壓力， 此時(shí)柱塞依舊保持垂直狀態(tài)，因此側(cè)推力將大大減少，改善了導(dǎo)套及密封的加速磨損情況。（3） 雙球面中間桿連接中間桿與柱塞之間留有間隙，這種結(jié)構(gòu)多用于大型液壓機(jī)，當(dāng)液壓機(jī)承受偏心載荷時(shí)， 依靠中間桿在上下球面座中擺動(dòng)，使柱塞保持垂直，減小作用在各個(gè)部件的側(cè)推力，這種連接方式的缺點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工成本高。本題選用剛性連接的方式。柱塞的表面質(zhì)量，對(duì)工作缸密封裝置和導(dǎo)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(dá)到這一要求，制造柱塞的材料一

37、般選用含碳量較高的碳素鍛鋼，鍛造毛坯，機(jī)加工后表面進(jìn)行特殊處理。本臺(tái)液壓機(jī)的工作柱塞空心桿部材料選用鑄鋼，工作柱塞頭部、回程柱塞和頂出缸采用 45 鋼。3.4 工作缸計(jì)算與校核液壓機(jī)在工作時(shí)，假定各密封處總摩擦阻力與活動(dòng)部分重量對(duì)壓機(jī)工作能力的影響相互抵消。液壓缸要求配合表面的粗糙度Ra 值為 0.1-0.4m，使導(dǎo)套、密封圈、支承件能順利滑動(dòng)，從而確保密封效果，減小磨損。主工作缸采用 ZG310-570 鑄造。初取=120Mpa。最高工作油壓 p=32Mpa。14315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)15確定工作缸尺寸:根據(jù)液壓缸應(yīng)產(chǎn)生的名義總壓力 P 及選定的工作油壓 p 可確定柱塞直徑4FpPH4

38、´ 3150´103p ´ 32´106d =´102 =» 35.4cm （注：液壓缸工作壓力取32´106 Pa）（2-1）將 d 圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=360mm（查表 2-1，JB2001-76） 液壓缸內(nèi)經(jīng) D 為 D=d+ D =2rD 為缸內(nèi)壁與活塞間在直徑上的間隙，鑄鋼液壓缸取 2040mm,s s -3P所以取液壓缸直徑為 40cm液壓缸外徑： D1= D´= 52cm （取s =135MPa，適合于 32´106 Pa，對(duì)于35 鋼。實(shí)際的工作壓力：pp主壓力： FH=´ Pd

39、 2 ´10-4 =´ 32 ´106 ´ 362 ´10-4 » 3.26MN 44pp回程壓力：P=´（D2 - d2）´ P =´（402 - 362）´ 3200 » 0.76MN 4415315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)16Fs=H ´104 £ s（許用擠壓引力可取為 80MPa，當(dāng)橫梁為鑄鋼時(shí)）擠A若倒角為 0.2 時(shí)，4 ´106´104£ 80´106p ´(D2- 0.2 ´ 2)2 - (

40、52 + 0.2´ 2)2 Þ D³ 53.5cm2取D= 57cm(法蘭直徑）2d = r1- r = 26 - 20 = 6 cm取 t=13cm,h=23cm,R= 5cm,R=1.5cm.13.5 活塞及缸的各附件3.5.1. 密封件密封用來防止高壓液體的泄漏，如質(zhì)量不好，會(huì)直接影響生產(chǎn)。對(duì)密封的基本要求是：密封性能好，能隨著液體壓力增高自動(dòng)提高密封性能，摩擦阻力小，磨損小，壽命長，使用維修方便，易拆換，成本低，制造容易?；谏鲜鲆?，密封材料應(yīng)具有以下特點(diǎn)：在一定溫度使用范圍內(nèi)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不溶于工作液體，與金屬接觸不相互其作用，不軟化或硬化，彈性

41、好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，耐磨性好，摩擦系數(shù)小，易于壓制變形，價(jià)格低廉等。在工作缸與柱塞之間，我國目前采用的是夾布人字形密封，由支撐環(huán)、人字形密封圈及壓環(huán)組成。在高壓液體作用下，密封圈自動(dòng)貼緊密封件，起到密封作用。人字形密封的具體尺寸可查標(biāo)準(zhǔn) HG4-337-66。設(shè)計(jì)中必須采用非標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，允許采用相鄰較大一檔的密封圈，以 45°剖口切去一段使用。3.5.2. 導(dǎo)套導(dǎo)套在柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用，一般用抗壓耐磨的 ZQSn6-6-3 青銅鑄造。導(dǎo)套/的長度與工作柱塞直徑比值 H/d 一般為 0.5-1.0，小值用于大型液壓機(jī)。我國已擬定了工作缸導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)JB2003-76。導(dǎo)套與

42、液壓缸內(nèi)壁的配合在柱塞直徑小于500mm 時(shí)為D/gc，4大于 500mm 時(shí)為 D/db，與柱塞的配合為 Ddc4 。3.6 液壓缸校核3.6.1 缸體強(qiáng)度計(jì)算：1. 中段強(qiáng)度：缸體材料選用 35 號(hào)鋼。應(yīng)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算，缸筒內(nèi)壁最大當(dāng)量應(yīng)力為s=max3D21D2 - D21P = 135MPa £ s = (110 150)MPa16315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)17圖 1 油缸支承臺(tái)肩處尺寸F2. 支承臺(tái)肩強(qiáng)度計(jì)算： s擠=H ´104 £ s （許用擠壓應(yīng)力，當(dāng)橫梁為鑄鋼時(shí)，可A取為 80MPa），取S= 0.2cm ，p (D2倒角4 ´

43、;106- 0.2´ 2)2 - (52 + 0.2 ´ 2)2 ´104£ 80´106則Þ D2若取D2則s=擠³ 53.5 cm= 57cm4´104p(57 - o.4)2 - (52 + 0.4)2 = 27.8 £ 80MPa, 所以符合要求。3. 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，即：s =P+ 6Ma£ s = 120MPa0.78（5 D2 - D2）h 2341上式中，P=326000kgf, D3= 52.5cm，D4= 42cm ，Ma= T（

44、D- D224 ）1bh2hD 1+2bD4( h )3 ln D214其中：T=PpD4=3260003.14 ´ 42= 2471kgf / cm ，h=23cm,h= 0.5´(D13- D ) = 5.25cm , b =（3 1- m2）（ D4 ）2h2214m 材料泊松比系數(shù)。鋼： m = 0.3，鑄鐵： m = 0.25.17315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)18得： b =（3 1- 0.32） = 0.1231212 ´ 5.252帶入求 Ma 式內(nèi)：Ma 求得為 2380kgf，所以s =326000+ 6 ´ 2380= 92MPa &

45、#163; s 0.78（5 52.52 - 422 )5.2323.6.2. 缸底強(qiáng)度計(jì)算：通過j =2r - 2rs1a ,2rd1Pr2=´j0.751t 2£ s(取100MPa）Þ r= 35mm, 若取raa= 30mmj2r- 2r20 - 31=校核：a = 0.85 2r201s= 0.75´dPr 21jt 2= 93.3 £ 100MPa.符合圖 2 缸底結(jié)構(gòu)尺寸圖 3 缸口結(jié)構(gòu)尺寸3.6.3. 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，P = 0.78（5 D2 - d2 )P ，所以P= 0.78（54

46、22 - 362）´ 320 » 117000kgf1412. 螺栓計(jì)算：螺栓選用 20 個(gè) M30 雙頭螺栓，材料為 35，M30 螺紋內(nèi)徑為d內(nèi)= 26.2mm 。螺栓拉伸應(yīng)sP力為：= nF11£ s ，式中：n 為螺栓數(shù)目，n=20, F1為螺栓截面積F = 0.785´ 26.221= 5.4cm2 ，s 為許用拉伸應(yīng)力。對(duì)于大于 M12 的螺釘s £ 120MPa，小于 M12 的螺釘s £ 100MPa18315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)19所以s = 117000 = 108 £ s 20´ 5.43.

47、 缸口導(dǎo)套計(jì)算：缸口導(dǎo)套材料選用 HT20-40，導(dǎo)套擠壓應(yīng)力為：Ps =1£ s = 1000kgf / cm20.78（5 D2 - D2）4545式中尺寸， D= 42cm，D= 38cm.帶入得到：s =117000= 465kgf / cm2£ s 0.78（5 422 - 382 )4. 法蘭盤計(jì)算；法蘭材料選用 35，故彎曲應(yīng)力：s3P（D=13- D ）cp£ s = 1500kgf / cm2彎p（D2- D- 2d50)H 2彎D式中尺寸為：3= 46cm，Dcp= 0.5(D4+ D ) = 40cm, D52= 57cm, d0= 3.2c

48、mH = 6.5cm彎代入上式得：s= 1470kgf / cm2£ s彎3.7. 活塞部分計(jì)算：圖 4 活塞頭部結(jié)構(gòu)3.7.1. 活塞桿受壓計(jì)算：活塞桿材料為 35，活塞桿直徑為 36cm,長度為 140cm 左右。長度與直徑之比約為 4.在加壓過程中活塞僅受壓，面積較大。故對(duì)其擠壓及其穩(wěn)定性可略去不計(jì)。3.7.2. 活塞頭部導(dǎo)向套計(jì)算：導(dǎo)套材料為 HT20-40,活塞頭部結(jié)構(gòu)見圖，導(dǎo)套擠壓應(yīng)力為：s =0.78（5D2 - d2 )P1£ s0.785(d - 2S )2 - (d1+ 2S2)2 12式中尺寸為： d= 29cm，d = 36cm, s = 0.2cm

49、, S= 0.3cm19315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)20s ® 許用擠壓應(yīng)力 kgf/cm 2 ,s =1000kgf/cm 20.78（5 402 - 292）320代入式中得；s = 620kgf / cm20.785(36 - 0.4)2 - (29 + 0.6)2 3.7.3. 活塞頭部螺母螺紋應(yīng)力計(jì)算£ s 螺母螺紋所受的力： P = 0.78（51式中符號(hào)尺寸位： D = 40cm, dD2 - d2 ) p1= 29cm代入得： P = 0.78（5402 - 292）320 = 190660kgfP螺紋剪切應(yīng)力：t = pdbk£ t = 600k

50、gf / cm2彎螺紋彎曲應(yīng)力：s內(nèi)= pd3Phtb(tk)2£ s彎 = 1200kgf / cm2內(nèi)式中：螺紋選取M280 ´ 4d- -螺紋中徑（cm）, d中中d- -螺紋內(nèi)徑（cm), d= 27.74cm= 27.48cm內(nèi)內(nèi)b - -螺紋長度（cm）, b = 5,.6cm t - -螺距（cm）, t = 0.4cmh - -螺紋高度（cm）, h = 0.259cmk - -螺紋完滿系數(shù)，對(duì)三角形螺紋取k = 0.81代入兩式：t = 48.7MPa £ t s= 116.8MPa £ s彎彎所以符合要求。3.7.4. 活塞與活塞橫梁

51、斷面擠壓應(yīng)力：活塞橫梁材料選用 HT20-40，取許用擠壓應(yīng)力s = 1000kgf / cm2 得s =P£ s 0.785（ d - 2S )2 - (d4+ 2S )444式中各個(gè)尺寸： d = 36cm, S = 0.5cm, d= 15.5, S= 0.3cm代入上式：s =3260000.785（ 36 -1)2 - (15.5 + 0.6)2 = 430kgf / cm2 £ s 20315t 通用液壓機(jī)本體設(shè)計(jì)213.7.5. 活塞與活動(dòng)橫梁連接螺母計(jì)算P螺紋剪切應(yīng)力：t = pd回£ t = 600kgf / cm2 bk螺紋彎曲應(yīng)力：s內(nèi)=3P

52、 ht回£ s = 1200kgf / cm2彎pd b(tk)2彎內(nèi)式中各式符號(hào)尺寸位: 螺紋選取M150 ´ 4 故：螺紋內(nèi)徑d= 14.48cm螺紋高度h =d- d=外內(nèi)0.26cm 2內(nèi)b - -螺紋長度（cm）, b = 8.5cm t - -螺距（cm）, t = 0.4cmk - -螺紋完滿系數(shù)（kgf），P回= 76000kgf代入兩式：t =760003.14 ´14.48 ´ 8.5 ´ 0.81= 242kgf / cm2 £ t s=3´ 76000 ´ 0.26 ´ 0.458

53、4kgf / cm2彎3.14 ´14.48 ´ 8.（5 0.4 ´ 0.81）2£ s彎符合要求。3.8. 頂出缸及頂出柱塞頂出器頂出力為 630KN，頂出桿的最大行程為 200mm。頂出缸若采用法蘭支承形式， 缸的加工精度容易確保，法蘭的受力情況較好，但法蘭的外徑較大，對(duì)中間橫梁的強(qiáng)度和剛度削弱較嚴(yán)重，并且法蘭與橫梁內(nèi)部支承肋板的貼緊情況不易檢查。綜合考慮頂出裝置的技術(shù)要求及在中間橫梁內(nèi)的固定便利，將頂出缸制成缸底支承形式，如圖 3-5 所示。頂出缸直接靠缸底支承在中間橫梁底板的內(nèi)壁上，缸的上下部側(cè)壁上開進(jìn)油口和出油口，且下部外圓表面與中間橫梁內(nèi)的圓筒形肋板配合，充分發(fā)揮“厚壁筒效應(yīng)”，有效保護(hù)油缸。缸底支承的缺點(diǎn)是缸底與中間橫梁的接觸情況不易測(cè)量，只能通過確保加工精度避免過大的接觸應(yīng)力。頂出活塞桿的作用除頂出工件外，在有些用途中可以完成浮動(dòng)壓邊、浮動(dòng)壓制、反向沖功能。進(jìn)行浮動(dòng)壓邊