全自動(dòng)磚壓機(jī)設(shè)計(jì)

全自動(dòng)墻體磚壓機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)DesignofMechanicalStructureandHydraulicSystemofAutomaticHydraulicBrickPress摘 要全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)作為壓制力加工的重要設(shè)備，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)必不可少的裝備之一。大型磚壓機(jī)由于其自身結(jié)構(gòu)和承載方式的特征，容易因剛度、機(jī)械強(qiáng)度不足和共振而發(fā)生機(jī)身損壞，這使得結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化成為了大型全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。本課題采用傳統(tǒng)理論方法對(duì)全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)機(jī)身進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算和強(qiáng)度校核，采用CAD設(shè)計(jì)軟件及其他三維軟件對(duì)上橫梁、底座、上活動(dòng)梁、下活動(dòng)梁、主液壓缸、立柱、總裝圖進(jìn)行了工程繪圖，在參考某公司生產(chǎn)的四梁四柱液壓墻體磚液壓機(jī)液壓系統(tǒng)以及查閱大量關(guān)于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)后，確定全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行了可行性分析，最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出整個(gè)設(shè)計(jì)切實(shí)可行。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)；立柱；橫梁IAbstractAutomatichydraulicbrickpressasanimportantpressureprocessingequipment,industrialproductioninparticularhasbecomeessentialequipmentceramicindustry.Largeautomatichydraulicbrickpress,becauseofitsstructureandthebeareroffeatures,easyduetomechanicalstrength,stiffnessandlackofresonancefailureoccurs,whichmakesthestructuralanalysisandoptimizationhasbecomealarge-scaleautomatichydraulicbrickpressanimportantelementofthedesign.Thistopicusingthetraditionaltheoryofautomatichydraulicbrickwallpressesagainstthefuselagestructuredesign,calculation,strengthcheck,usingAUTOCADdesignsoftwareontheupperbeam,base,onthebeams,underthebeams,mastercylinder,column,theassemblydiagramoftheengineeringdrawings,inreferencetoacompanyproducesfourcolumnhydraulicbrickwallbeamhydraulicmachinehydraulicsystemandaccesstoalotofbooksaboutthedesignofthehydraulicsystemafterdeterminingautomaticdigitalcontrolsystemdesign,drawinghydraulicsystemdiagramshowstheelectricalsystemofthejobdescription,anditsfeasibilityanalysis,andfinallytheentiredesignsystemanalysis,theentiredesignisfeasible.Keyword:Automatichydraulicbrickpress;Column;BeamsII目 錄摘要.............................................................................................................IAbstract.....................................................................................................II1緒論..........................................................................................................11.1全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的簡(jiǎn)介...........................................................11.2全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)在國內(nèi)外的生產(chǎn)狀況及發(fā)展趨勢(shì)...............11.3本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和意義...........................................................32設(shè)計(jì)原理.................................................................................................32.1液壓磚壓機(jī)工作原理..................................................................42.2液壓磚壓機(jī)主要特點(diǎn)..................................................................43總體方案的論證和選擇........................................................................43.1壓制油缸的選擇..........................................................................53.2機(jī)架結(jié)構(gòu)形式的選擇..................................................................74磚壓機(jī)各主要零部件的設(shè)計(jì)................................................................94.1各零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................................................................94.2各主要零部件的初步設(shè)計(jì)計(jì)算................................................125磚壓機(jī)各主要零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)及三維模型......................................225.1活動(dòng)橫梁的詳細(xì)設(shè)計(jì)及三維模型的繪制................................225.2上橫梁的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型的繪制....................................245.3下橫梁（工作臺(tái)）的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制 255.4立柱的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制 265.5套筒的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制 275.6螺母的設(shè)計(jì)及三維模型繪制 285.7最終設(shè)計(jì)結(jié)果 29總結(jié) 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33附錄 34煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第1頁緒論1.1全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的簡(jiǎn)介全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)(以下簡(jiǎn)稱磚壓機(jī))是現(xiàn)代墻體磚生產(chǎn)線的核心關(guān)鍵設(shè)備，是集機(jī)、電、液、氣一體化的高技術(shù)專用設(shè)備。說它關(guān)鍵，主要是它前面進(jìn)行原料加工，后加溫直至干燥燒成，若磚壓機(jī)出現(xiàn)故障，則整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。作為生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)顯出示許多的優(yōu)點(diǎn)：①壓機(jī)采用液壓傳動(dòng)對(duì)磚胚施加靜壓力，工作運(yùn)行平穩(wěn)，有利于胚體壓制成行。②采用液壓傳動(dòng)可非常方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)壓制力的大小、速度的快慢、時(shí)間的調(diào)節(jié)控制，并能保持穩(wěn)定運(yùn)行，使壓機(jī)動(dòng)作很好的符合工藝的要求；③磚壓機(jī)的大型化和自動(dòng)化更容易實(shí)現(xiàn)；④胚體成型好，強(qiáng)度高。現(xiàn)代全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)都有可靠性、耐久性、調(diào)控性、效率等特點(diǎn)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究寬體磚壓機(jī)，以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本為主體，來獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)在國內(nèi)外的生產(chǎn)狀況及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 國內(nèi)外磚壓機(jī)的生產(chǎn)概況1.2.1.1 國內(nèi)生產(chǎn)概況當(dāng)今的中國，是世界上公認(rèn)的墻地磚生產(chǎn)大國，有著世界最大的陶瓷壓機(jī)市場(chǎng)。但直到20世紀(jì)80年代末，全自動(dòng)磚壓機(jī)仍是我國建陶企業(yè)需要全部引進(jìn)的裝備，其主要來自意大利和德國。而今國產(chǎn)磚壓機(jī)不僅可以替代進(jìn)口的磚壓機(jī)，而且還可以大批量的向國外出口，這是一個(gè)具有歷史意義的重大的轉(zhuǎn)變。國產(chǎn)磚壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)性能和整體水平已接近國外現(xiàn)代磚壓機(jī)的先進(jìn)水平，而且差距在不斷縮小，但是國產(chǎn)磚壓機(jī)行業(yè)發(fā)展時(shí)間短，發(fā)展開發(fā)過程中存在一些問題也是難免的，制造企業(yè)還應(yīng)該不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步降低成本，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，在鞏固國內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，積極開拓國際市場(chǎng)，只有在國際市場(chǎng)上占有一席之地，才真正證明國產(chǎn)壓機(jī)的成功。經(jīng)過多年的不懈努力，國產(chǎn)磚壓機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無論從外觀和結(jié)構(gòu)方面都經(jīng)過了不斷的優(yōu)化、創(chuàng)新，但與國外磚壓機(jī)相比還有較大差距。因此國產(chǎn)磚壓機(jī)的研發(fā)，要立足國情，可以用好的結(jié)構(gòu)，適合國情的結(jié)構(gòu)來彌補(bǔ)國內(nèi)制造業(yè)的不足。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第2頁梁體的優(yōu)化最主要的就是最大限度的減少本體的應(yīng)力集中，使梁體的應(yīng)力場(chǎng)趨向均勻，在確保梁體剛度足夠的前提下，可以適當(dāng)減輕其重量。同時(shí)梁體的優(yōu)化還要有利于鑄造，例如優(yōu)化時(shí)可以通過改變結(jié)構(gòu)將鑄造缺陷的密集區(qū)設(shè)計(jì)為低應(yīng)力區(qū)以排除日后可能發(fā)生的隱患。科達(dá)機(jī)電為了滿足陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求推出寬體壓機(jī)，有 KD3800、KD3200、KD2100。在一定的壓力下，加寬工作臺(tái)的，可提高生產(chǎn)效率。寬體壓機(jī)可以降低主電動(dòng)機(jī)的功率，可提高壓制頻率，還可以提高其工作的穩(wěn)定性，并且在節(jié)能、外觀上有很大的改善等，研究寬體壓機(jī)還是很有意義的。通過現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，改變壓機(jī)的大小、重量、受力情況等，對(duì)寬體壓機(jī)將來能更好的適應(yīng)市場(chǎng)和受到使用廠家的信賴好評(píng)給以保證，降低生產(chǎn)成本，為生產(chǎn)廠家獲得更大的利益。。1.2.1.2 國外生產(chǎn)概況近十幾年來，國外的磚壓機(jī)發(fā)展非?？?，隨著科技的進(jìn)步，全世界生產(chǎn)磚壓機(jī)的主要產(chǎn)家如德國的萊斯公司，意大利的薩米克公司、西蒂公司等，日本的日型公司等一些公司不斷推出結(jié)構(gòu)日益完善，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度不斷提高，出現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)形式的新型墻地磚成形液壓機(jī)。國外的磚壓機(jī)現(xiàn)在都在向美觀，大噸位，高精度，高效率，節(jié)能控制，多功能自動(dòng)化程度更高和機(jī)器的動(dòng)作更加符合材料壓制成型的工藝要求的方向發(fā)展。1.2.2 全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，現(xiàn)代全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)無論從主機(jī)結(jié)構(gòu)還是液壓控制技術(shù)方面相對(duì)于早期磚壓機(jī)都有很大提高。例如磚壓機(jī)的結(jié)構(gòu)采用經(jīng)過不斷優(yōu)化的新型結(jié)構(gòu)，使其精度、穩(wěn)定性和抗疲勞性能得到較大的提高；近年來新興的液壓伺服比例控制技術(shù)，使磚壓機(jī)的壓制動(dòng)作更加的均勻、平穩(wěn)，傳動(dòng)更加精準(zhǔn)。這些都為建筑及陶瓷行業(yè)使用變化多樣的高檔瓷磚提供了非常有利的條件。液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：高質(zhì)量、高效化、低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，提高墻地磚的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。機(jī)-電-液壓一體化。充分利用機(jī)械、電子及液壓三個(gè)方面的先進(jìn)技術(shù)完善整個(gè)系統(tǒng)。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第3頁自動(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)在加工，還應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有自動(dòng)檢測(cè)及處理故障的功能。目前，我國液壓機(jī)制造行業(yè)雖然取得了較大發(fā)展，但與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，還滿足不了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。充分發(fā)揮現(xiàn)有液壓機(jī)的生產(chǎn)潛力，提高設(shè)備利用率，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維修和設(shè)備本身的技術(shù)改造，加強(qiáng)液壓機(jī)和操作機(jī)之間的相互聯(lián)系、液壓機(jī)組的程序控制和自動(dòng)控制的研究。1.3 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和意義眾所周知，隨著我們國家的政策和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們自己意識(shí)到模仿別的國家的機(jī)器不再能滿足我們國家經(jīng)濟(jì)高速公路發(fā)展的要求，近些年來我們自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)越來越多。我們只有自主生產(chǎn)出先進(jìn)水平的機(jī)械，才能真正的擺脫國外對(duì)我們技術(shù)上的壟斷，我們才能在國際上更具有競(jìng)爭(zhēng)力。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，對(duì)磚壓機(jī)的機(jī)架進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磚壓機(jī)的設(shè)計(jì)制造，以優(yōu)化磚壓機(jī)，減輕機(jī)器自身重量，節(jié)省材料等，提高其可靠性、調(diào)控性、穩(wěn)定性等。陶瓷液壓磚壓機(jī)是現(xiàn)代陶瓷生產(chǎn)線的核心關(guān)鍵設(shè)備，是機(jī)、 電、液、氣一體化的高技術(shù)專用設(shè)備。而研究寬體磚壓機(jī)，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。此次我們研究的是全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)的機(jī)械部分，為了提高效率，可以加寬壓機(jī)的工作臺(tái)。增加磚壓機(jī)工作臺(tái)寬度可同時(shí)進(jìn)行多塊墻地磚的壓制。研究的磚壓機(jī)的機(jī)械部份，用CAD畫出其二維視圖，用PRO/E畫出其三維模型,然后用ANSYS軟件對(duì)其有限元分析代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)，以節(jié)省材料。目標(biāo)。一、實(shí)現(xiàn)磚壓機(jī)同時(shí)壓制墻磚 600mm×600mm(3片)，360mm×450mm（6片/次），450mm×600mm(5片/次)，500mm×500mm(4片/次)；二、實(shí)現(xiàn)磚壓機(jī)的最優(yōu)設(shè)計(jì)（減輕重量、提高疲勞強(qiáng)度等）。設(shè)計(jì)原理早期的磚壓機(jī)采用的是螺旋傳動(dòng)，而螺旋傳動(dòng)只能傳遞的壓制力相對(duì)較小，磚對(duì)磚壓機(jī)的發(fā)展有很大限制，直到后來人們引入了液壓傳動(dòng)，使壓制力有很大的提高，并且可以壓制出多種規(guī)格的磚，大大提高了生產(chǎn)效率。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第4頁2.1 液壓磚壓機(jī)工作原理圖2-1液壓磚壓機(jī)的工作原理1－小柱塞2－大柱塞3－坯體。液壓磚壓機(jī)是根據(jù)靜態(tài)下液體壓力等值傳遞的帕斯卡原理制成的，它是一種利用液體壓力傳遞能量的機(jī)器。其工作原理如圖2-1所示。2圖2-1 液壓磚壓機(jī)的工作原理2.2 液壓磚壓機(jī)主要特點(diǎn)根據(jù)液壓磚壓機(jī)的工作原理可知，采用液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）更容易實(shí)現(xiàn)大型化。因?yàn)橛蛪汉突钊拿娣e變動(dòng)的方位比較大，壓制力F=A×P，只要增大活塞面積 A和提高油壓力P，就可得到大噸位的液壓磚壓機(jī)。目前已有公司宣稱研制出一萬噸液壓磚壓機(jī)。由此可知采用液壓傳動(dòng)的磚壓機(jī)容易獲得更大的工作壓制力，以滿足壓制大規(guī)格制品的要求。（2）可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)壓制過程中的速度、 壓力、保壓時(shí)間等參數(shù)實(shí)行控制和調(diào)節(jié)。（3）對(duì)磚坯施加的壓力為靜壓力，因此工作平穩(wěn)，有利于磚坯的壓制成形。（4）容易實(shí)現(xiàn)磚壓機(jī)的自動(dòng)化操作。總體方案的論證和選擇全自動(dòng)液壓磚壓機(jī)主機(jī)部分（又稱機(jī)械部分）主要由機(jī)架、壓制油缸、增壓缸、煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第5頁頂模裝置、布料裝置及排氣、安全裝置等組成。本設(shè)計(jì)主要研究機(jī)架和壓制油缸的選擇。3.1 壓制油缸的選擇本設(shè)計(jì)擬采用活塞式油缸，油缸倒置并將其和活動(dòng)橫梁做成一體，即倒置式組合主油缸。改善了活動(dòng)梁的受力狀態(tài),使壓制力更加均勻,有利于坯體成形。現(xiàn)在磚壓機(jī)的油缸主要有兩種形式一種是活塞式油缸（圖3-1（a）），另一種是柱塞式(圖3-1(b))。我們將通過下面的比較，確定選擇哪一種油缸更符合本設(shè)計(jì)的要求。（a） (b)圖3-1液壓磚壓機(jī)壓制油缸示意圖1活動(dòng)橫梁 2 活塞 3 柱塞活塞式油缸被活塞分隔為兩個(gè)腔，因此可以獲得正反兩個(gè)方面的運(yùn)動(dòng)。它屬于雙作用油缸。當(dāng)活塞腔通入高壓油，活塞桿腔回油時(shí)，即為工作行程；當(dāng)活塞桿腔進(jìn)油，活塞腔回油時(shí)，則可實(shí)現(xiàn)回程，故不需要另外設(shè)置回程缸。由于活塞式油缸不需另設(shè)回程缸，所以結(jié)構(gòu)緊湊，零件少，安裝空間小?；钊谶\(yùn)動(dòng)時(shí)，除了活塞桿有導(dǎo)向作用外，活塞沿缸壁滑動(dòng)，同時(shí)擁有導(dǎo)向作用，并且導(dǎo)向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以活塞式油缸導(dǎo)向性能好。高壓端的密封填充件的微小滲漏屬內(nèi)泄漏，所以活塞缸密封件的壽命較長(zhǎng)，在不影響使用性能的前提下，一些微小泄漏不影響密封件的繼續(xù)使用。柱塞式油缸是一種單作用油缸，只能從一個(gè)方向加壓，所以要靠另外的油缸實(shí)現(xiàn)回程。柱塞在油缸中上下移動(dòng)時(shí)是在導(dǎo)向套（環(huán)）中滑動(dòng)的。一般導(dǎo)向套長(zhǎng)度較短，為了加長(zhǎng)導(dǎo)向距離，以便承受較大的偏心力矩，可在柱塞的兩端安裝導(dǎo)向套。此外回程缸的另一個(gè)作用是用于導(dǎo)向作用。柱塞缸的密封的壽命較短，原因是柱塞煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第6頁缸一端通高壓油腔，另一端直接與大氣相通，兩端的壓力差較大，很容易導(dǎo)致微小的滲漏，造成污染環(huán)境和坯體，影響油缸使用。柱塞在導(dǎo)向鋼套中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，偏心載荷斷還會(huì)發(fā)生傾斜，因此校塞表面必須具有足夠的硬度及光潔度，以免過早磨損或表面拉毛而導(dǎo)致?lián)p壞。拉壞后，會(huì)直接影響密封件的壽命，引起高壓液體的漏損，甚至每隔半月就必須換一次密封件，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。通過上面的比較我們將選擇活塞式的油缸。油缸的裝配也有兩種形式：一種是正常安裝與上梁做一體（圖 3-2），一個(gè)是倒置安裝下梁做成一體（圖 3-3）。圖3-2主油缸與上橫梁合一結(jié)構(gòu)圖3-3主油缸與動(dòng)梁合一結(jié)構(gòu)1橫梁2缸蓋3活塞4缸體5法蘭1橫梁2活塞3缸蓋4缸體5動(dòng)梁一般情況下，將油缸安裝在上橫梁上，活塞桿與活動(dòng)橫梁相連接。大噸液壓磚壓機(jī)采用將活塞式油缸倒置的結(jié)構(gòu)，即將活塞桿與上橫梁固連，活塞桿固定在上橫梁上，將油缸與活動(dòng)橫梁做成一體，讓缸體活動(dòng)橫梁作同步運(yùn)動(dòng)。工作原理同普通活塞式油缸一樣，但具有如下優(yōu)點(diǎn)：①增加了活動(dòng)橫梁受力面積，大大改善了活動(dòng)橫梁的受力情況，提高了活動(dòng)橫梁的剛性，使其受力變形小，使磚坯壓制更加均勻，有利于磚坯的壓制成形，提高磚坯壓制質(zhì)量。②油缸倒置和梁結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，從而大大降低了加工難度，也不需要在上橫梁的加工出油缸，從而大大提高梁的強(qiáng)度，減小了主機(jī)的尺寸。由于倒置有以上優(yōu)點(diǎn)，煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第7頁所以本設(shè)計(jì)將選擇倒置式油缸。③主油缸與動(dòng)梁合一結(jié)構(gòu)是大型磚壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式（如圖3-3）。主油缸采用筒形無缸底結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)梁的上平面作為油缸底部，通過獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)和柔性聯(lián)接將主油缸和動(dòng)梁連成一體。不僅僅具有油缸倒置式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，而且同帶缸底倒置油缸結(jié)構(gòu)相比，重量大大減輕，大大提高了磚壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度及工作效率；油缸的重量減輕一半以上，主機(jī)高度可適當(dāng)降低，徹底解決了帶底油缸的缸體與缸底連接部位的應(yīng)力集中難題。綜上所述，本油缸將使用活塞式油缸，而且倒置，油缸做成一體。3.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)形式的選擇機(jī)架承受壓制成形時(shí)的全部載荷，因此機(jī)架的強(qiáng)度和剛度幾乎決定整機(jī)的性能。目前，在陶瓷墻地磚的生產(chǎn)過程中，磚壓機(jī)是生產(chǎn)陶瓷粉料干壓成型的關(guān)鍵設(shè)備，因此磚壓機(jī)框架剛性的強(qiáng)弱直接影響了磚坯體的質(zhì)量及成坯率的高低?？偠灾褪谴u壓機(jī)框架的剛性越好，框架變形越小，機(jī)械強(qiáng)度、所壓制的坯體密度、成坯率等都越高;反之，壓機(jī)機(jī)械強(qiáng)度、坯體的密度及成坯率等都較低，嚴(yán)重時(shí)，甚至成不了型，坯體壓制不出來。機(jī)架的性能在機(jī)器的整體中極為重要，所以說探討和研究磚壓機(jī)框架的設(shè)計(jì)計(jì)算，合理的提高框架的剛性，適當(dāng)改善其外形尺寸，能有效地減少框架的變形，極大限度地提高磚坯體的質(zhì)量及成坯率。目前常用的機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式有梁柱組合機(jī)架、拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架、鋼絲纏繞機(jī)架三種，通過下面的比較我們將選出最佳的方案是拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架。拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架（圖3-5）。由上、下橫梁與四根立柱用螺母連接而成，立柱由拉桿及套在其外面的套筒組成。裝配時(shí)，拉桿兩端分別穿過上、下橫梁的通孔，可用專用千斤頂或者加熱使拉桿伸長(zhǎng)，最后用螺母擰緊。這樣，拉桿受一個(gè)預(yù)拉力的作用，能夠全長(zhǎng)預(yù)緊。套筒受壓而拉桿受拉，使上下橫梁構(gòu)成一封閉的框架，使整機(jī)的剛性更好，強(qiáng)度更大。開機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)架承受脈動(dòng)載荷，循環(huán)特征r=0。立柱給予預(yù)拉力后，脈動(dòng)載荷與預(yù)拉力疊加，則會(huì)改變載荷的性質(zhì)。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，載荷的循環(huán)特征可大些，性質(zhì)接近于靜載荷。這樣的話，拉桿就可以使用材料的屈服極限而不是持久極限特征來進(jìn)行強(qiáng)度校核，材料本身的性質(zhì)得到充分的利用，拉桿截面可以減小一點(diǎn)。拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式適用于中等壓力的磚壓機(jī)，即可用于3800噸磚壓機(jī)。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第8頁梁柱組合機(jī)架（圖3-6）雖然制造和裝配都比拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低，但是剛度和強(qiáng)度都略遜一籌，在壓制的時(shí)候容易產(chǎn)生較大的變形，性能也不夠穩(wěn)定，只適合噸位小的磚壓機(jī)，不適合中型磚壓機(jī)的使用。鋼絲纏繞機(jī)架(圖3-7)現(xiàn)在是世界大噸位壓磚機(jī)比較常用的一種結(jié)構(gòu)形式，由兩個(gè)半圓梁，兩立柱預(yù)應(yīng)力絕緣繞組。利用預(yù)應(yīng)力鋼絲束柱施加足夠的預(yù)緊力，梁柱上的拉應(yīng)力大部分轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力，從而大大降低了拉伸力所造成的疲勞裂紋增長(zhǎng)和提高，由于壓磚機(jī)構(gòu)架的疲勞強(qiáng)度和剛度。在機(jī)架中較少使用的形式，技術(shù)尚未達(dá)到相應(yīng)的水平，有一定的制造和裝配難度大，成本高，它主要用于大噸位壓磚機(jī)。3800噸磚壓機(jī)是中等壓力的磚壓機(jī)，用拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式完全能夠滿足要求。圖3-5拉桿-套筒梁柱組合機(jī)架圖3-6梁柱組合機(jī)架1橫梁2動(dòng)梁3立柱4套筒5底座1橫梁2動(dòng)梁3立柱4底座煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第9頁圖3-7 鋼絲纏繞機(jī)架1上梁2動(dòng)梁3導(dǎo)柱4底座5支腳綜上所述，本設(shè)計(jì)將選擇拉桿－套筒梁柱組合機(jī)架。磚壓機(jī)各主要零部件的設(shè)計(jì)4.1 各零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 主機(jī)的結(jié)構(gòu)從前面方案的選擇中我們選擇了現(xiàn)在比較常用的拉桿套筒式的梁柱式的結(jié)構(gòu)形式，如下圖（4-1）所示圖4-1拉桿套筒式的結(jié)構(gòu)煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第10頁4.1.2 上橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)我們采用梁柱式的結(jié)構(gòu)，在上橫梁上需開四個(gè)立柱孔。為了結(jié)構(gòu)的美觀我們將把充液箱放在上橫梁，把兩者做成一體，即上橫梁上表面要開一個(gè)孔， 做為充液箱?；钊麠U和上橫梁之間采用法蘭連接，連接處開孔。螺母連接處開沉孔，在套筒、法蘭連接處都要設(shè)計(jì)有凸臺(tái)?？紤]到材料的成本，橫梁內(nèi)部可以適當(dāng)?shù)耐诳铡Ｆ浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖（4-2）所示。形狀尺寸要求：①立柱孔尺寸一般比插入端尺寸大 1-2mm。②立柱螺母鎖緊的表面（沉孔表面）平面度≤ 0。③與活塞接觸的表面平面度取 0.1，垂直度?。ㄏ鄬?duì)于軸線）0.05。圖4-2上橫梁的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.1.3 活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于我們才用油缸倒置的形式，我們將要做成缸梁一體式的，活動(dòng)橫梁上也開有四個(gè)立柱孔。由于活動(dòng)橫梁在運(yùn)動(dòng)中的精度要求比較高，因此我們?cè)谔淄埠蜕蠙M梁之間加導(dǎo)套。下面還要有 T型槽，如下圖（4-3）。形狀與尺寸的精度要求：①活動(dòng)橫梁下表面的不平面度取

0.05，工作的平行度取

0.08。②孔前后左右的中心距偏差取±

0.2，孔對(duì)角方向上的公差由下面的公式R

x

*

x

y

*

y（式中

R、

R對(duì)角上孔的間距及公差；

x、

x左右方向上的間R

R距及公差；y、 y前后方向的間距及公差。）H7③立柱孔與導(dǎo)套的外圓的配合精度n6煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第11頁圖4-3 活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.1.4 下橫梁（工作臺(tái)）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下橫梁承受機(jī)器的主要壓力，支撐整機(jī)重量與沖擊力，需要固定梁，安裝頂模裝置，我們的設(shè)計(jì)是一個(gè)寬體壓磚機(jī)，桌下梁應(yīng)相對(duì)寬。在不影響梁的強(qiáng)度的前提下，我們可以對(duì)梁壁適當(dāng)?shù)耐诳?，具體結(jié)構(gòu)形式如（4-4）所示。形狀尺寸的精度要求①工作臺(tái)面的平面度 0.05②鎖緊螺母與之貼全的平面的平面度 0.16③立柱孔比立柱大 2mm圖4-4 下橫梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.1.5 立柱的導(dǎo)向?qū)自O(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁與立柱配合間的導(dǎo)套是磚壓機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)向裝置，它對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)精度，壓出來的磚的尺寸精度，模具壽命及機(jī)身受力等有很大的影響，因此導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)也是非常重要的。拉桿套筒式的導(dǎo)向精度比較難保證，主要是由于配合面多，累積定向誤差大，為了保證活動(dòng)橫梁的較高導(dǎo)向精度，我們?cè)诨顒?dòng)橫梁導(dǎo)向處要加導(dǎo)套，導(dǎo)套的形式用圓筒式的。為了減小加工難度，將上下橫梁做成凸臺(tái)形式。上面我們?cè)谠O(shè)計(jì)上橫梁的時(shí)候已經(jīng)初步的設(shè)計(jì)了導(dǎo)套，厚度取 20,高取40.現(xiàn)在我們對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。考慮到安裝的方便性，我們把導(dǎo)套做成凸式的，然后用壓蓋將其固定，上面再加有防塵圈和毛線絨。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 4-5所示煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第12頁圖4-5拉桿套筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.2 各主要零部件的初步設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1立柱拉桿初步設(shè)計(jì)計(jì)算壓機(jī)在工作的時(shí)候，立柱只承受拉力，套筒內(nèi)承受壓力?？偟念A(yù)緊力一般為公稱壓力的1.2-1.5 倍，這里取1.5倍。我們可以以螺栓的設(shè)計(jì)方法為基準(zhǔn)進(jìn)行拉桿的設(shè)計(jì)。4.2.1.1 受力分析①拉桿的受力分析如下圖所示：②磚壓機(jī)在工作的時(shí)候是受力情況是在不斷變化的，所以立柱受的拉力也是變化的。和螺栓受力變化一樣如下圖所示（《機(jī)械設(shè)計(jì)》P86）煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第13頁其中：：每根立柱受的壓機(jī)工作時(shí)所受所受力：工作壓力（F＝p/4，其中p是公稱壓力）：立柱受的總拉力F:應(yīng)力幅C1: 立柱拉桿的剛度C2: 上橫梁各套筒的剛度△λ：拉桿加載后外伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度上橫梁和套筒加載后被壓縮后的增量由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式得Q＝Qp+C1FC1C2/C2QP=Qp-FC1C2n-n截面所受的圖如下圖煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第14頁/ C由QP=Qp-C1C1由Q＝Qp+C1 C2

2F=1.5-0.8F=0.7FC2F＝1.5F+0.2F＝1.7F由F＝P/4＝3.8107/4N＝9.95106N得Q＝1.6915107N4.2.1.2 材料選擇本設(shè)計(jì)中立柱的材料將選擇 35CrMo，以下是35CrMo的特性系數(shù)及力學(xué)性能：屈服極限MPa抗拉強(qiáng)度b980MPas835彈性模量E2.0741011MPa泊松比＝0.3由于立柱比較大，受力也比較大，需使用鍛造的方法對(duì)其進(jìn)行加工， 35CrMo這種合金鋼具有良好的鍛造性能，非常有利于立柱的鍛造。4.2.1.3 拉桿直徑計(jì)算初步的計(jì)算拉桿的直徑 d，取安全系數(shù) ns=3[ ]＝ s=835=278MPans3F][Q由A得到＝0.272mdAd2[]44螺紋型式的選擇，小于500噸的一般選用公制細(xì)牙螺紋，對(duì)大于500噸的選用單線細(xì)牙鋸齒形螺紋(按重型機(jī)床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q／ZBl73—73選用)。查閱《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)》499頁，選用大徑d=300螺距P＝12中徑d2=291小徑d1=279.14(螺母大徑D＝300中徑D2＝291小徑D1＝282）。由于d1=279.14>272可以滿足要求。故取d=300。4.2.1.4 螺母的設(shè)計(jì)立柱一般有整體式與對(duì)開式兩種。整體式多用于中小型液壓機(jī)，一般小于 500噸，對(duì)開式多用于大于 500噸的液壓機(jī)。材料一般選用 45鍛鋼件。螺母高度取：H=1—1.5d煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第15頁螺母外徑?。?/p>

D＝1—1.8d式中

d為螺紋直徑，設(shè)計(jì)中螺母的高度

H＝1.2d＝1.2

300＝360，螺母的外徑D3＝1.5d=450，由螺紋的設(shè)計(jì)可得到螺母的大徑

D＝300、中徑

D2＝291、小徑

D1＝282。4.2.1.5 防松裝置的設(shè)計(jì)由于螺紋連接的柱在變負(fù)荷工況下，很容易松動(dòng)，壓磚的工作壓力是不允許出現(xiàn)松動(dòng)，松枝將不僅是有風(fēng)險(xiǎn)的，而且會(huì)影響壓磚機(jī)的壓制效果，所以需要防松設(shè)計(jì)。參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，我們采用摩擦防松中的對(duì)頂螺母。兩螺母對(duì)頂后，旋合螺紋之間始終有摩擦力和壓力的作用，通過兩種力的相互作用達(dá)到防松的目的。工作載荷變動(dòng)的時(shí)候，該摩擦力仍然存在。由上面可知螺母高度為360，故我們的兩個(gè)螺母高度和大于等于360，取每個(gè)螺母的高度為180。4.2.1.6 疲勞強(qiáng)度校核由于磚壓機(jī)在工作時(shí)立柱受交變應(yīng)力， 我們有必要對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度校核。 由上面已知安全系數(shù)S=3。立柱受的最大拉力Fmax=1.7F=1.6915107N，F(xiàn)min=1.5F=107，應(yīng)力幅F2.7106Ｎ，應(yīng)力保持不變，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》1.425N32機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算：m=FmaxFmin=223MPa2Aa=F=38MPaA根據(jù)《材料力學(xué)》P359式（11-16）nK1a m其中：n——工作安全系數(shù)；——對(duì)稱循環(huán)的持久極限；a ——應(yīng)力幅； m——平均應(yīng)力；——有效集中應(yīng)力系數(shù)；煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第16頁——尺寸系數(shù)； ——表面質(zhì)量系數(shù);——試件材料常數(shù)，對(duì)于合金鋼 =0.23—0.3。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷 P11106表11.6-4，立柱受抗壓 0 1.42 11 0.23(s b) 0.23(835 980)=417.450 1.42 417.45 592.779MPa我們選擇的材料是 35CrMo,查表得 =0.28，查表得螺紋連接的尺寸系數(shù)=0.5；由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表 6-5得有效應(yīng)力集中系數(shù) k≈2；查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)》表 3-2得[n]=1.7，所以：n417.5=1.95≥1.7380.284223因此立柱是安全，滿足要求。4.2.2 套筒的初步設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.2.1 套筒厚度的設(shè)計(jì)全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)采用套桿形式。套筒在工作過程總是在壓縮，通過設(shè)計(jì)表明，上柱套始終受壓，最大壓力即為預(yù)緊力：1.53.8107=7Fmax=1.5F=N41.42510最小壓力Fmin=0.7F=0.73.8107=6.65106N4在這里初步計(jì)算一下它的外徑的大小，材料使用35CrMo,安全系數(shù)ns=3，則[]＝278Mpa，由于套筒和立柱是部分接觸，套筒內(nèi)徑d初取330由1.5F[]得D2(0.3)21.331074得Ｄ389,這里?。模?00。(D22)3.14278106d44.2.2.2套筒的校核①壓桿穩(wěn)定性的校核煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第17頁由《材料力學(xué)》9.5壓桿穩(wěn)定的校核，由公式（9.8）求出2E2(210109)150p830由于套筒是可簡(jiǎn)化成一端固定的，另一端鉸支，=0.7。截面是圓環(huán)形，i=I=32(D4d4)D2d2A(D2d2)80.14l10.7(初取l=1300)，i1所以不能用歐拉公式計(jì)算臨界壓力。由分公式 (9.11)得as980798025.2961667b由于2，所以上面我們的強(qiáng)度計(jì)算是可以滿足要求。②疲勞強(qiáng)度的校核套筒受交變應(yīng)力，F(xiàn)max=1.5F=107，F(xiàn)min=6.65106N1.425Nm=FmaxFmin=190MPa，a=F=138MPa2AA由式（3-2），同上面的1=417Mpa，查表得應(yīng)力集中系數(shù)k=1，查表尺寸的截面系數(shù)=1查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)》表3-2得[n]=1.7n1=2.21.7，因此滿足要求。Kam4.2.3 上橫梁的初步設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.3.1 受力分析我們可以把上橫梁簡(jiǎn)化成梁的形式進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)油缸采用倒置安裝。活塞桿與上面接觸面的力可以看成是載荷均布力 q。通過材料力學(xué)的知識(shí)，我們對(duì)上橫梁進(jìn)行受力分析，求出最大彎矩 ,受力簡(jiǎn)圖如下圖所示煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第18頁得知活塞桿的直徑 d=1m，所以均布力 q=p/d=3.8107N/m；受力分析求出力FA，F(xiàn)B，彎矩M由MA＝0,求出FBFB*AB-q*d*AB/2=0FB＝q11.2=q＝1.6107N2.42同理FA＝q＝1.6 107N2剪力圖如下圖所示彎矩圖如下圖所示最大彎矩Mmax＝p*ABq*l2228煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第19頁=3.81072.43.810744=3.61107N.m4.2.3.2 材料的選擇磚壓機(jī)的上橫梁、活動(dòng)橫梁、底座都是采用鑄造的方式生產(chǎn)的。中碳鋼有良好的韌性及塑性，強(qiáng)度和硬性較高，切削性能良好。性能比低碳鋼好。參照其它磚壓機(jī)，本設(shè)計(jì)將采用 ZG270-500。ZG270-500特性系數(shù)及力學(xué)性能：屈服極限MPa抗拉強(qiáng)度500MPas270b彈性模量E2.0741011MPa泊松比＝0.34.2.3.3上橫梁的設(shè)計(jì)參照其它磚壓機(jī)，取上橫梁的寬b=1400,高h(yuǎn)=1400，對(duì)其進(jìn)行初步計(jì)算可采用下面這個(gè)公式：KMmax[]W其中取K＝1.5，W＝bh2（初步設(shè)計(jì)把截面看成長(zhǎng)方形），脆性材料安全系數(shù)可以6取大點(diǎn)，這里ns=4。則[]＝500/4＝125MPa1.51.805107=w1.41.42＝0.49611.8107Pa＝118MPa135MPa，可以滿足要求。4.2.4 活動(dòng)橫梁的初步設(shè)計(jì)對(duì)于活動(dòng)橫梁，我們也可以簡(jiǎn)化成梁的形式進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，而不采用機(jī)械限煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第20頁制，通過模具墊板傳遞壓力，因此動(dòng)梁僅受擠壓應(yīng)力和較小的彎曲應(yīng)力兩個(gè)力的作用。參考其它磚壓機(jī)取其寬 b=1120，高h(yuǎn)=400，材料和上橫梁的一樣選擇ZG270-500。4.2.5 下橫梁（工作臺(tái)）的初步設(shè)計(jì)4.2.5.1 受力分析對(duì)于下橫梁，我們也可以簡(jiǎn)化成梁的形式進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，在壓制過程中下橫梁受的是均布載荷，均布載荷的面積為模具與下橫梁的接觸面積，可以壓制3塊600600,接觸長(zhǎng)度大約是 2100，下橫梁的分析計(jì)算過程和上橫梁基本一致， 受力簡(jiǎn)圖如下圖所示。剪力圖：彎矩圖：煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第21頁最大彎矩Mmax＝p(ABCD)，其中AB大約是中心間距AB初取3200，CD是下模和工作42臺(tái)的接觸面而定，一般取（0.35-0.6）倍的中心間距，由于是寬體磚壓機(jī)可以比一般的大，所以取0.6倍，即CD=2100。Mmax=1.28 107N/m。4.2.5.2 材料選擇材料和上橫梁的一樣選擇 ZG270-500，G270-500特性系數(shù)及力學(xué)性能：屈服極限MPa抗拉強(qiáng)度500MPas270b彈性模量E2.0741011MPa泊松比＝0.34.2.5.3 下橫梁的設(shè)計(jì)參照其它磚壓機(jī)，取上橫梁的寬b=1500,高h(yuǎn)=1400，對(duì)其進(jìn)行初步計(jì)算可采用下面這個(gè)公式：KMmax [ ]W2其中取K＝1.5，W＝bh （初步設(shè)計(jì)把截面看成長(zhǎng)方形），脆性材料安全系數(shù)取高一點(diǎn)，6這里ns=4，則[]＝500/4＝125MPa，1.51.8525107w1.51.420.52w6＝53.4MPa53.4 [ ]，滿足要求。4.2.6 充液箱的初步設(shè)計(jì)4.2.6.1 充液箱體積的計(jì)算為了保證一定的最低液壓面，以保證氣體不進(jìn)入管道。充液箱的體積 Q，可由以下公式得出：煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第22頁Q (K n )AS(m3)1 n式中：K——充液體積相對(duì)于工作缸的容積，一般取 2-2.5n ——充液箱相中最大壓力和最小壓力的比值一般取 0.7-0.75——工作缸的面積——活動(dòng)行程由上面可知將K值和n值代入可得Q (4.3 5.5)AS，這里取Q=4.5AS；3由上面我們知道工作缸的直徑 d=1250，活動(dòng)行程S=190，所以Q=1m。4.2.6.2 充液箱的設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)計(jì)為圓筒式，初取 D=1200，則h=850；計(jì)算壁厚 ，由充液箱的最大壓強(qiáng)取2bar即0.2MPa，用薄壁進(jìn)行計(jì)算：PD2[ ]式中P是1.5倍的最大壓強(qiáng)，D=1200，[]是許用應(yīng)力，充液箱選用Q235的鋼板焊接而成，安全系數(shù)取4，所以[]=58.755MPa，因此0.31200，取=3。2358.75磚壓機(jī)各主要零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)及三維模型磚壓機(jī)的三個(gè)都是用鑄造的方法獲得，零件成本 90%是由零件的設(shè)計(jì)決定。鑄件的設(shè)計(jì)涉及四個(gè)方面的內(nèi)容：a、壓力鑄造對(duì)零件形狀結(jié)構(gòu)的要求；b、壓鑄件的工藝性能；c、壓鑄件的尺寸精度及表面要求；d、壓鑄件分型面的確定。5.1 活動(dòng)橫梁的詳細(xì)設(shè)計(jì)及三維模型的繪制5.1.1 活動(dòng)橫梁的總體設(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁是磚壓機(jī)的一個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)部件，在運(yùn)動(dòng)中和套筒的摩擦很大，因此需要加導(dǎo)套，厚度可取10—20，這里取10，立柱導(dǎo)套做成對(duì)開式，這樣方便裝配與維修，每個(gè)導(dǎo)套高約11的活動(dòng)橫梁導(dǎo)向部分高度，這里約取1，高度80?；顒?dòng)4 3 4梁采用鑄造工藝方法，由于《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鑄造大壁厚可取 50，導(dǎo)向部分的高度煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第23頁用套筒直徑D=400和立柱導(dǎo)厚度10，導(dǎo)向套高度等于300，可以確定，活動(dòng)梁柱孔D=420，立柱凈間距為2400可以確定柱孔的水平距離L1=2820橫梁，立柱縱向間距取200，只是立柱縱向孔間距L2=620，長(zhǎng)=3420，寬b=1140，活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向部分的度要大于活動(dòng)橫梁的活動(dòng)行程的一半，取300。為了節(jié)省材料，形成一個(gè)箱體，在做十字加強(qiáng)筋，厚度100。從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鑄造的倒圓角，內(nèi)部圓角取30，外部取25角。布置設(shè)計(jì)和鑄造工藝的砂孔，砂孔邊的應(yīng)力最集中，砂孔一般布置在彎曲應(yīng)力為零的中性層，雖然彎曲應(yīng)力為零，但仍有較大的剪應(yīng)力。砂孔半徑R=100，設(shè)置在中性層，6個(gè)砂孔。5.1.2T 型槽的設(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁下表面 T型槽的設(shè)計(jì)，T型槽是要固定模具。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-1可得取a=36，則b=60(允差+3)，c=25（允差+2），h=40，e=2，活動(dòng)橫梁上分布8個(gè)，具體位置與模具決定，三維圖如圖(5-1)所示。圖5-1 活動(dòng)橫梁三維圖煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第24頁5.2 上橫梁的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型的繪制5.2.1 上橫梁的總體設(shè)計(jì)大型鑄件一般都要做成箱體的形式，由于上橫梁受力比較大，為了保證梁強(qiáng)度和剛度，壁應(yīng)該厚一些，上橫梁我們?cè)O(shè)計(jì)成箱體形式，這里壁厚取 100。活動(dòng)橫梁左右的中心間距2820，前后的中心間距620，我們可以確定上橫梁的長(zhǎng)l=3330，寬(中間截面)b=1400，兩邊寬b1=1150，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》箱體拐角處和連接處的倒圓角和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鑄件的設(shè)計(jì)，查得內(nèi)部圓角都取50，外部取25。砂孔大小取直徑D＝100,在中性面上，在上面兩個(gè)面，總共4個(gè)，對(duì)稱分布。5.2.2 立柱和上橫梁的連接設(shè)計(jì)由立柱d=300，取其與柱孔接觸部分的直徑為 310，接觸高度為120，上橫梁與立柱的配合間隙原定為 H7，但在實(shí)際安裝中，常常由于立柱垂直度公差（或向外n6偏離對(duì)角線方向），出現(xiàn)安裝不進(jìn)去的情況，所以對(duì)中小型液壓機(jī)，應(yīng)留有 1—2mm的間隙，這里取2mm，所以上橫梁的立柱孔直徑為312mm（接觸部分），接觸高度h=120，梁的立柱孔高度一般是立柱徑的2.5—3.5倍，這里取等高梁，高度1400。由上下接觸部分均為120,所以不接觸部分為1140，由《JB-ZQ4169-97鑄件設(shè)計(jì)規(guī)范》，不接觸部分的直徑要大于等于342我們?nèi)?45，過渡處的倒圓角R=30。螺母與上橫梁的接觸地方加工出沉孔，沉孔的高度＝20，直徑d＝470。套筒和上橫梁接觸的地方要做出凸臺(tái)，凸臺(tái)高度取20，內(nèi)徑310，外徑420。5.2.3 活塞桿和上橫梁的連接設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用油缸倒置的形式，活塞橫桿與上橫梁的連接形式的設(shè)計(jì)?；钊麠U的直徑 D＝1100,這里我們將采用螺栓連接，螺栓直接從上橫梁充液箱的底部連到活塞桿。綜上所述，和參照目前磚壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，其上橫梁的結(jié)構(gòu)形式如圖（5-2）所示。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第25頁圖5-2 上橫梁三維圖5.3 下橫梁（工作臺(tái)）的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制下橫梁的設(shè)計(jì)和上橫梁的設(shè)計(jì)幾乎相同，下橫梁也采用箱體式，立柱孔的直徑為310，配合精度為H7/h6，厚度為100，加強(qiáng)肋條的厚度為150，直接把上表面加厚取厚300，下表面直接穿透。下橫梁的長(zhǎng)度l=3565，寬b=1500，高h(yuǎn)=1400，立柱孔的高度 h=900，與上橫梁一樣的結(jié)構(gòu)形式，箱體內(nèi)部放置螺母。四個(gè)地腳螺栓均布在橫梁周圍，對(duì)其進(jìn)行固定，地腳螺栓取 M20，其它的參數(shù)和上橫梁一樣。立柱孔與立柱的接觸部分長(zhǎng)度 120，所以不接觸部分的長(zhǎng)度 660，具體給構(gòu)形式如圖 5-3所示。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第26頁圖5-3 下橫梁三維圖5.4 立柱的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制5.4.1 立柱上螺紋設(shè)計(jì)我們采用的螺紋是鋸齒螺紋，螺距P＝12，每個(gè)螺母的高度為180，由機(jī)《械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷6-10中查得螺紋的退刀槽l=1.25p=15、螺紋的總長(zhǎng)度395加上過度段的長(zhǎng)度25。5.4.2 立柱上各段長(zhǎng)度確定由上面我們知道上、下橫梁與套筒的接觸部分的直徑d=310，高度h=100，過度部分的圓角R，都等于10。a段長(zhǎng)420，b段和上橫梁連接長(zhǎng)度80，c段在上橫梁內(nèi)部不接觸部分長(zhǎng)度1190，g段與上橫梁和套筒接觸部分的長(zhǎng)度160，f段上橫梁到下橫梁的長(zhǎng)度去掉和套筒接觸部分長(zhǎng)度 1400，f 段下橫梁和套筒接觸部分的長(zhǎng)度180，在下橫梁內(nèi)部不接觸的部分長(zhǎng)度740，h段是與下橫梁接觸的部分長(zhǎng)度80，i段與a段一樣也是420，立柱總長(zhǎng)度4670，三維模型如圖（5-4）所示。煙臺(tái)南山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第27頁圖5-4 立柱三維圖5.5套筒的詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維模型繪制由上面我們知道套筒的長(zhǎng)度 1580，內(nèi)徑 310（接觸部分），不接觸部分內(nèi)徑320，外徑 400，上下接觸接觸部分的高度為 100，上面