Y32315吨四柱式液压机主机设计.doc

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）Y32-315吨四柱式液压机主机设计摘 要液压机是压力加工的主要设备之一，广泛应用于国民经济的各个行业。液压机的设计主要包括液压机液压系统、电气系统、主机三部分的设计。液压系统、电气系统称为控制机构，来控制主机的运动。本次毕业设计的课题是315T液压机主机部分的设计，主机部分包括主油缸和顶出缸、上横梁、工作台、活动横梁、立柱等。设计中主要对各部分零部件进行了结构设计、与其它零部件的连接设计以及其强度的校核等。设计过程中要对压制的工件进行详细的工艺分析，了解工件的形状、尺寸、材料、重量、技术要求和压制的工艺过程对机器的要求，包括压力、速度、位移和位移精度、工作空间、生

2、产率和自动化装卸机构配合方式等。总之，要通过工艺分析明确机器的加工过程，即每一个工作循环中每一动作的详细要求和必要的调整范围。其次，是要确定设计满足使用要求，同时搜集和研究同类型产品的结构、性能的有关资料，以此来确定一个设计方案。设计过程中，不能单一的去考虑某一个步骤的设计，而是应该综合比较，互相协调，以达到最终的设计要求。关键词：液压传动原理 结构设计与计算 安装维护Y32 -315 four pillars of a hydraulic the console designABSTRACTHydraulic pressure processing is one of the main eq

3、uipment is widely used in the province. The design of hydraulic machines include hydraulic press hydraulic system, electrical system, the host of three parts of the design. Hydraulic system, electrical system, known as control mechanism, to control the hosts movement. The issue of graduation is the

4、host part of the 315T hydraulic design, including the host part of the master cylinder and a tank top, on the beam, bench, activities beam, column, etc. The design of major components for the various parts of the structure design, and other parts of the connection design and the strength of proof, a

5、nd so. The design process to suppress the artifacts on detailed process analysis to understand the workpiece shape, size, material, weight, technical requirements and repression processes on the machines requirements, including pressure, velocity, displacement and displacement accuracy, workspace, i

6、nstitutions with productivity and automation handling methods. In short, clear through the process of processing machines, each working cycle in which every action necessary adjustments to the detailed requirements and scope. Second, is to determine the design meets the requirement, and to collect a

7、nd study the structure of the same type of product, performance of the relevant information in order to determine a design. The design process, not a single step to consider a certain design, but the comparison should be integrated and co-ordination to achieve the final design requirements.Keywords:

8、 Hydraulic Principles Design and calculationInstallation and maintenance6目录前言1第1章 液压机基础21.1液压传动的简述21.2液压传动的工作原理21.3液压传动的特点21.4常见液压机的类型及用途31.5液压机设计要求4第2章315吨四柱式液压机的结构特点和技术参数72.1 315吨液压机的用途和特点72.2 315吨液压机的整体结构72.2 315吨液压机的技术参数8第3章315吨液压机的主机设计过程103.1主油缸和顶出缸103.2上横梁223.3工作台243.4立柱263.5活动横梁27第4章液压机安装与维护3

9、04.1机身零部件的紧固304.2液压机精度调整314.3液压机的安装、试车324.4机器的维护保养32结论34谢 辞35参考文献36外文资料翻译37前言液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力机相比较，具有压力和速度可在广泛的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，各执行机构动作可很方便的达到所希望的配合关系等等很多优点，同时液压元件具有高度的通用化标准化特点，设计和制造均较为简单。液压机是锻压机械的一大类。它是飞机、汽车和拖拉机等工业部门不可缺少的加工设备。因此，它在机器制造业中占有重要地位。液压机同所有的液压系统一样是根据帕斯卡原理制成，是一

10、种利用液体压力能来传递能量的机器，已成为工业生产中不可缺少的设备之一。由于液压机 在生产中的广泛使用性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用，如板材成型；管、线型材挤压；粉末冶金、塑料及橡胶制品成型；胶合板压制、打包；人造金刚石、耐火砖压制和碳极压制 成型；轮轴压装、校直等等。各种类型的液压机的迅速发展，有力的促进了各种工业的发展和进步。随着电子技术、液压技术等的发展和普及应用，液压机有了更进一步的发展。随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求量逐年提高，同时对产品品种的需求也越来越多，另一方面产品的生产批量日益缩小。为于中小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这种液压机成为理

11、想的成型加工工艺。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能够实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且实现了极低的废品率。这种加工方式还适合于长行程、难成型以及高强度的材料，可变的动力组合、短的加工时间、根据工件长度的简易的压力行程调整，这与机械加工系统相比，有其优越性。 第1章液压机基础1.1液压传动的简述液压传动起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理，1795年，英国第一台水压机问世，1905年，将工作介质由水改为油后，性能得到很大改善。液压技术的推广使用，得益于19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业。最早成功应用液压传动装置的是舰艇上的炮塔转位器；第二次世界大战期间，由

12、于军事工业需要反应快、精度高、功率大的液压传动装置又进一步推动了液压技术的发展；战后，液压技术迅速的转向民用，在国民经济的各个行业中逐步得到了推广应用。我国液压技术开始于1952年，液压元件最初应用于机床和锻压 设备，后来应用于工程机械。1964年我国从国外引进了一些液压元件生产技术，同时自行设计液压产品，经过多年的艰苦探索和发展，目前，我国已形成门类齐全的标准化、系列化、通用化液压元件系列产品。随着科学技术特别是控制技术和计算机技术的发展，液压传动与控制技术将得到进一步的发展，应用更加广泛。1.2液压传动的工作原理液压传动是依靠运动着的液体的压力能来传递动力的，液压系统在工作时，液压泵将机械

13、能转换为压力能，执行元件（液压缸）将压力能转变为机械能。液压传动系统中的油液是在受调节、受控制的状态下进行工作的。液压传动系统必须满足它所驱动的机床部件（工作台、滑块等）在力和速度方面的要求。1. 3液压传动的特点液压传动的优点1. 液压传动能在运动中实现无级调速，调速方便且调速范围较大。2. 在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑，而且能传递较大的力或转矩。3. 液压传动工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动、制动和换向。4. 液压传动装置的控制调节比较方便，操作比较方便、省力，易于实现自动化，与电气控制配合使用，能实现复杂的顺序动作和远程控制。5. 液压传动装

14、置易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀回油箱。由于采用油液作工作介质，能自行润滑，所以寿命长。6. 液压传动易于实现回转、直线运动，且元件排列布置灵活。液压传动有许多的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。液压传动的缺点1. 液体为工作介质，易泄漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求准确的场合。2. 液压传动中有机械损失、压力损失、泄露损失，效率较低，所以不易做远距离传动。3. 液压传动对油温

15、和负载变化敏感，不宜于在低、高温度下使用，对污染很敏感。4. 液压传动需要有单独的能源（如液压泵站），液压能不能像电能那样从远处传来。5. 液压传动装置出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。 1.4常见液压机的类型及用途1) 常见液压机的类型有四柱式万能液压机、塑料制品液压机、单柱校正压装液压机、粉末制品液压机、双动薄板冲压液压机、冷挤压液压机、金属打包液压机等。四柱式万能液压机适用于一般金属压制、塑料、冶金压制等广泛的工艺；塑料制品液压机由于塑料压制时高压行程均较小，而且保压时间较长，所以此液压机高压速度很小；单柱校正压装液压机主要使用于轴类零件的校正和压装等工艺，也可使用于要求不高的粉末、

16、塑料等压制工艺；粉末制品液压机具有广泛的工艺动作和辅助装置，因此能压制各种精度复杂的零件，生产率很高。双动薄板冲压液压机利用双动倒拉伸工艺完成对汽车、拖拉机、飞机等工业部门的薄板拉伸件的拉伸成型，也可用作各种零件的弯曲成型等；冷挤压液压机具有吨位大、行程长、台面小、导向精度高等特点，并有必要的工艺动作，适用于各种金属零件的冷挤压工艺；金属打包液压机的加工对象为各工业部门金属薄板冲压的废料和其他轻薄料的打包工艺。2) 四柱式液压机是液压机中最常见、应用最广的一种结构形式。其主要特点是加工工艺性较其它类型液压机简单。主机为三梁四柱结构，上滑块为四柱导向。它的机身是由上横梁、工作台（下横梁）和四根立

17、柱组成。工作缸安装在上横梁内。活动横梁与工作缸的活塞连接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生的力量，对制件进行压力加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。顶出缸布置与工作台中间孔内。操纵箱布置于机身右前侧，各操纵调整元件均集中设置在操纵箱面板上。动力机构(包括电动机、泵、阀元件等)设置于右侧。整个系列均提供了典型的工艺动作即上滑块快速下行慢速加压保压延时快速回程并停止。四柱式液压机主要不足之处：第一，由于用四立柱做架体，机身刚度较框架式小。第二，由于用四立柱做导向，活动横梁内导套与四立柱磨损后不易调正。 1.5液压机设计要求液压机设计和其它任何机械设计一样，是由加

18、工对象工件的工艺要求决定的。因此整个设计过程首先就应该详细分析压制工件对各执行机构的动作（包括压力、速度、相对位置关系和运动精度），工作空间和装卸料要求等等。并根据加工的实际条件，参考液压机设计的一些典型结构和对同类产品结构性能等参考资料进行分析比较，确定总体设计方案，然后对主要零部件和液压系统、电气系统等等的零部件设计提出具体的要求，进行详细核算。但是设计是否正确，必须用实践来检验，即通过试制和工艺试验发现问题和解决问题，使设计符合预期的全部要求。在设计过程中，通常是首先根据主要技术规格和液压系统的要求，将各油缸设计出来，然后按照经验统计的有关结构比例关系和最简单的计算方法做初步计算，并考虑

19、到结构造型和各零件的布置要求确定主机的各主要零件的外形尺寸。在此基础上绘制初步的总图，然后根据受力情况做进一步的分析和计算，进行必要的修改，这样就可以对各零部件设计提出外形尺寸，联接方式的具体要求作为零部件设计的依据。各零部件设计后又要求对总体布置和联接型式做必要的修改。反复的平衡协调，直至完成全部设计。动力机构的初步设计：动力机构通常设计成独立部件。它由电动机、泵、各控制阀和油箱等零件所组成。设计成独立部件的优点是可以与整机其他部件平行装配以缩短装配周期，便于通用化和标准化。油箱是动力机构中各零部件安装的基础，结构设计上应考虑油箱容积、外形尺寸、过滤器、液面指示游标、冷却器（必要时安装），防

20、尘和空气过滤等要求。此外，设计上应使清洗油箱和换油时 尽量少拆卸液压元件和管路零件。泵阀元件的布置要求：泵和电动机应用弹性联轴器连接，设计时若采用管式连接元件，一般首先设计平面布置图，要求管路尽量缩短，便于装卸；吸排油管路和油箱吸排油区相对应。此外，元件和管路均应可靠固定，回油管与油箱之间力求可靠密封以保证油液清洁整体布局：目前，中小型液压机大多为单机直接传动，并由主机、动力机构、电气控制箱、操纵箱、限程装置和其它辅助装置所组成。合理的布置对制造、使用和维修影响很大， 但是由于液压机较其它机床适应的工艺范围要广，因此结构相差很大；同一吨位的液压机在不同工艺条件下液压系统功率有时甚至相差十倍以上

21、因此，没有一个相对定型的布置形式。以下为几点参考意见。整机布置力求紧凑、匀称、减少占地面积，结构造型要避免“傻、大、粗”的外形，但也不要过分追求外形美观而使制造和操作困难；尽可能采用集中操纵，使工作者在控制箱前即可完成主要的调整和操作，并在各种仪表的帮助下，清楚地观察到全部动作过程；工作空间要满足操作者的正常工作位置，减轻装卸零件和安装调整模具时的体力劳动；动力机构布置按不同情况有三种方案：第一，动力机构设计成单独部件放置于地面上。四柱式液压机通常放置于主机右侧，使主机前后面可自由操作。在全自动粉末制品液压机由于送料器和装卸料装置布置于后面，故动力机构常布置在后面紧靠工作台处。以缩小占地面积

22、对于大功率设备、由于泵站系统庞大，常设计成单独泵站，跨在主厂房外，使主机附近工作区宽敞。第二，动力机构布置于主机顶部平台之上。这一方案常在设计大台面液压机时采用，优点是减少了占地面积，便于操作和存放工件。但调整和维护时较为麻烦。另一个缺点是由于工作中主机震动易使管路等连接处松动造成渗漏，影响工作区的清洁。第三，动力机构布置在地面下，并用盖板盖上，因此地面上整齐、美观，但维修较为困难。四柱式液压机机身各零件初步设计按照以下要求：立柱：按平均简单拉伸应力为50MPa决定最小断面直径。工作台高度：0.4-0.7倍的立柱中心距，大台面小吨位的取偏小数值。上横梁高度：0.4-0.8倍立柱中心距。活动横

23、梁（滑块）高度：0.3-0.6倍立柱中心距。在偏心载荷较大时应取较大的数值。若为中心载荷受力状态，则可取较小的数值。各梁的结构：应尽可能设计成箱形断面。上横梁由于油缸孔的削弱，在采用铸造结构时，可设计成等强度梁结构，即中部高度加大，以抵消油缸孔对断面的削弱作用。第2章315吨四柱式液压机的结构特点和技术参数2.1 315吨液压机的用途和特点适用于各种可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、塑料制品、玻璃钢制品及粉末制品的压制成型。有独立的动力机构及电器系统，并采用按钮集中控制，工艺动作采用PLC控制，可实现调整和半自动化操作方式。工作压力、压制速度、行程范围

24、均可根据工艺需要进行调整。2.2 315吨液压机的整体结构315吨液压机整体由主机及控制机构两大部分组成，通过管路及电器装置联系起来构成一整体。主机部分包括机身、主缸、顶出缸等。控制机构包括液压站（动力系统）、电气控制系统组成。2.2.1主机部分的简介：1机身机身由上横梁、工作台、滑块、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成，依靠四根立柱为主架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固于两端，滑块安装在上横梁与工作台之间，机器精度靠调节螺母及固定于上横梁上的锁母来调整，滑块与主缸活塞杆由锁紧螺母联接，依靠四柱作导向上下运动，滑块和工作台均有T行槽，以便于模具安装。2主缸主缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于上横梁内。

25、活塞下端用联接法兰、螺栓与滑块联接，活塞头部有耐磨材料，作导向用。活塞头部外圆处装有方向相反的密封圈，内有O型圈密封，将缸内形成上下两个油腔，缸口部分也装有密封圈，借助法兰锁紧，以保证下腔密封。在法兰上下均装有密封圈。3顶出缸顶出缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于下横梁内。活塞头部的有耐磨材料，作导向用。活塞头部外圆处装有方向相反的密封圈，内有O型圈密封，将缸内形成上下两个油腔，缸口部分也装有密封圈，借助法兰锁紧，以保证下腔密封。在法兰上下均装有密封圈。2.2.2控制机构简介1液压泵站（动力系统）液压泵站由油箱、高压泵、电动机、插装阀等组成，油箱系钢板焊接，油箱上装有空气滤清器，前端之液位计用作

26、观察油位，加油高度应位于油标上位，若低于油标下位要加油。2电气控制系统采用PLC控制，可实现调整和半自动化操作方式。工作压力、压制速度、行程范围均可根据工艺需要进行调整，电控柜体上表面布有按钮、指示灯、自动开关等。行程限位装置位于机身右侧，由支架、撞块、行程开关等组成，调整撞块位置就可调节滑块运行位置。2.3 315吨液压机的技术参数 表2-1 315吨液压机技术参数序号项 目单位规格1公称力KN31502主缸回程力KN6003顶缸顶出力KN4004液体最大工作压力MPa255滑块最大行程mm8006顶出活塞最大行程mm3007滑块距工作台最大距离mm12508工作台面有效尺寸左右 mm120

27、0前后 mm12009滑块行程速度快速下行mm/s80慢下压制mm/s612回程mm/s6510顶出活塞行程速度顶出mm/s65退回mm/s1309洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章315吨液压机的主机设计过程根据315吨液压机整体结构、使用要求和技术参数进行液压机主机的设计，主要部分包括主油缸、顶出缸、上梁、滑块、下梁、立柱等零件。3.1主油缸和顶出缸液压缸是液压系统的执行元件，它的职能是将液压能转换为机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置等部分组成。液压缸按照其结构形

28、式分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸、伸缩式套筒缸；按照活塞杆形式分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。（1）结构形式由于主机所要完成的运动形式为直线运动选择单活塞液压缸。根据液压机滑块的技术要求，选择缸固定的单杆液压缸。单杆液压缸为一般联接，往返方向的速度和出力不同；为完成一般的压制工艺，要求主缸（上液压缸）驱动上滑块实现“快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止”的工作循环；要求顶出缸（下液压缸）驱动下滑块实现“向上顶出向下退回原位停止”的工作循环。如图3-1所示。（2）液压缸零部件的设计（1）缸筒的设计缸筒是液压缸的主要零件，他与缸盖、缸底、油口、等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油液，同时它还是活塞的运

29、动“轨道”。设计液压缸缸筒时，应该正确确定各部分的尺寸，保证液压缸有足够的输出力、运动速度和有效性称，同时还必须具有一定的强度，能足以承受也压力、负载力和意外的冲击力；缸筒的内表面应具有合适的配合公差等级、表面粗糙度和行为公差等级，以保证液压缸的密封件、运行平稳性和耐用性。缸筒选用经常根据缸筒预断该的连接形式选用，而连接形式又取决于图3-1 液压机的工作循环额定工作压力、用途、使用环境等因素。缸筒的材料也必须按照工作需要来选用，一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒环要求有良好的焊接性能。对缸筒的要求：a 有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不导致永久变形。b 有足够

30、的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲变形。c 内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和行为公差的等级足以保证活塞密封件的密封性。d 需要焊接的缸筒要求有良好的可焊性，以便在焊接上法兰或管接头后不至于产生裂纹或过大的变形。（2）活塞的设计由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，他与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大，配合过紧，不仅是最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，是液压缸达不到要求的设计性能。液压力的大小与活塞的有效工作面积有关，活塞直径应与

31、缸筒内径一致。所以，设计活塞时，主要任务就是确定活塞的结构形式。1）活塞的结构形式根据密封装置形式来选用活塞结构形式（密封装置则按工作条件来选定）。通常分为整体活塞和组合活塞两类。整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单，但给活塞的加工带来困难，密封圈安装时也容易拉上和扭曲。组合式活塞结构多样，主要受密封形式决定。组合式活塞大多数可以多次拆装，密封件使用寿命长，随着耐磨的导向环的大量使用，多数密封圈与导向环联合使用，大大减低了活塞加工成本。2）活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接有多种方式，所有形式都需要锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而分开。同时活塞与活塞杆之间需设置静密封。3）活

32、塞的密封密封形式与活塞的机构有关，可根据液压缸的不同作用和不同的工作压力来选择。4）活塞的材料无导向环活塞：用高强度铸铁HT200-300或球墨铸铁有导向环活塞：用优质碳素钢20号、35号、45号。由于本活塞将采取装配式活塞外环用选用锡青铜，所以活塞选用45号钢。5）活塞尺寸及加工公差活塞宽度一般为活塞外径的0.6-1.0倍，但也要根据密封件的型式、数量和安装导向环的沟槽尺寸而定。有时需要结合中各圈的布置确定活塞宽度。活塞外径一般采用f9,外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，端面与轴线的垂直度公差不大于0.04/100mm,外表面的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之半，表面粗糙度是结构形式

33、不同而各异。（3）活塞杆设计1）.活塞杆的结构活塞杆一般情况下选多用实心杆，空心杆一般多在以下情况下采用：a 缸筒运动的液压缸，用来导通油路b 大型液压缸的活塞杆（或柱塞杆）为了减轻重量c为了增加活塞杆的抗弯能力d d/D比值较大或杆心需装有如位置传感器等竞购的情况时2）.活塞杆的材料和技术要求：活塞杆要在导向套中滑动，一般采用H8/h7配合。太紧了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滞现象和单边磨损。其圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半。安装活塞的轴径与外圆的同轴度公差不大于0.01mm,是为了保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，以避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆

34、的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，以保证活塞安装不产生外斜。活塞杆的外圆粗糙度Ra值一般为0.1mm-0.3um。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于润滑。为了提高耐磨性和防锈性，活塞杆表面需进行镀铬处理，镀层厚约为0.03-0.05mm，并进行抛光火磨削加工。对于工作条件恶劣、碰撞机会较多的情况，工作表面须先经高频淬火后再镀铬。用于地载荷（如低速度、低工作压力）和良好环境是可不做表面处理。活塞杆的卡环槽、螺纹和缓冲柱塞也要保证轴线的同心，特别是缓冲柱塞，最好与活塞杆作成一体。卡环槽取动配合公差，螺纹则取较紧的配合。（3）.主缸的基本尺寸的计算：主缸：公称力：3150KN 主缸回程

35、力：600KN 液体最大工作压力：25MPa活塞工作面积：A=F/P F=3150KN P=25MPa 计算得 A=0.126活塞直径：（D*D）/4=A D=400.6mm 圆整为标准系列值：D=400mm活塞杆腔有效工作面积：A1=F1/P F1=600KN P=25MPa 计算得A0.024 活塞杆直径：（D*D-d*d）/4=A1 d359.7mm 圆整为标准系列值：则d360mm活塞杆长度l：与活塞宽度、导向套长度、行程等有关。 行程L=800mm 选取l=1510mm缸体长度L：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其它长度确定。 选取L=1320

36、mm 缸筒壁厚:=60mm =60/400=0.15 应按厚壁圆筒公式验算壁厚 （3-1）（）缸体材料得许用应力。（）= ，为缸筒材料的抗拉强度；n为安全系数，一般取n=3.55. 缸筒内的最高工作压力式中D=400mm代入式（3-1） =60mm=36.6mm（4）顶出缸尺寸计算: 顶出力： 400KN 退回力：250KN 液体最大工作压力：P=25MPa.液压缸主要尺寸的计算 活塞直径（无杆腔进油）D= D=143mm圆整为标准系列值D=140mm 活塞杆直径（有杆腔进油）D= 代入数据，得d=82mm 圆整为标准系列值d=80mm活塞宽度B=100mm 导向套长度C=110mm活塞杆长度

37、l：与活塞宽度、导向套长度、行程等有关。 行程L=250mm 选取l=645mm缸体长度L：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其它长度确定。 选取L=655mm液压缸筒壁厚=26mm缸筒壁厚的校核因为/D=0.18 应按照厚壁圆筒公式验算壁厚 （3-2） D=140mm 代入式（3-2）得： =26mm=12.8mm（5）主油缸的强度核算1) .结构尺寸 D1油缸外径（mm）D1=520mm D油缸内径（mm）D=400mm d活塞杆直径（mm）d=360mm2) .实际工作压力主压力： P=(KN)回程压力： （KN） 式中：p液体工作压力（MPa） 此

38、液压机中选用p=25MPa代入尺寸数据，得： 主压力： P=3140 KN 回程压力： P=596 KN （3）缸体强度计算.中段强度： 缸体采用35#锻钢，应用第四强度理论进行设计=100120MPa式中=520mm, D=400mm=x25=105.9MPa.支承台肩处强度计算 支承台肩接触面挤压应力：=式中:P=3140KN =570mm =525mm s=2mm(倒角尺寸) 许用挤压应力（MPa） 120MPa =98.7MPa支承台肩断面：台肩处断面上的合成应力为弯曲应力与拉伸应力之和。 = 120MPa P=3140KN =525mm =415mm=其中：T=2409KN.m h=

39、200mm =55mm=材料波松比系数 钢：=0.3 铸铁：=0.25得： = = 0.1030代入求M得：M=20.35KN缸底强度计算：按圆形平板弯曲计算:=0.1875=100MPa式中：p=25MPa D=400mm B=110mm D=115mm D=20mm 得0.65代入上式得：=95.4MPa（4）缸口部分零件强度计算.作用在缸口导套及法兰盘上的力= 其中：D=415mm d=360mm =836.5KN螺栓计算 螺栓选用12个M30螺栓，材料为35，M30螺纹内径d=26.2mm。螺栓拉伸应力为：式中：n螺栓数目 n=12螺栓截面积 =5.4 许用拉伸应力对大于M12螺钉=1

40、32MPa为螺栓材料的抗拉强度=330MPa；n 为安全系数，一般取n=1.22.5 缸口导套挤压计算：缸口导套材料为Q235-A导套挤压应力为 D=429mm D=390mm 代入数据得 .法兰盘计算法兰材料选用35，故弯曲应力：式中符号：D=480mm （4） .活塞部分计算：螺纹剪切应力 螺纹弯曲应力 螺纹选用 M150x3则=146.8mm h=1.6mmb=85mm t=3mm k=0.81 =596KN 3.2上横梁（1）结构形式上横梁位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸的反作用力。也可安装回程缸及其它辅助装置。对于中小型液压机其结构形式主要有：铸造及焊接两种。在成批生产中，一

41、般上横梁都采用HT20-40铸铁件或ZG35铸钢件。制造单台液压机时，采用普通钢板焊接组成的上横梁较多，焊接件应有较强大的焊缝及可靠的焊接质量。无论采用铸造或焊接的上横梁都应进行必要的热处理，消除其内应力。应尽可能设计成上、下封闭的箱式结构，以便受力后使应力分布较合理。此外，结等高梁。与立柱联接部位的高度，随受力较小，一般不小于中间高度的二分之一。结构设计应考虑到起重和清砂的方便。上横梁断面分布应根据其受力情况来考虑，一般梁的中部高度较两端稍高。在立柱中心距较小时，为了便于加工，常设计成等高梁，与立柱连接的部位的高度，虽受力较小，一般也不小于中间高度的二分之一。（2） .形状尺寸要求上横梁通过

42、立柱联接成机身上半部分，并安装工作油缸，为使其组成的空间合乎要求，以及活塞运行平稳，因此要求上横梁安装油缸孔的轴线与安装油缸的台肩平面应垂直，上横梁与调节螺母接触面与主油缸台肩接触应平行，以及立柱穿过孔的上下平面应平行。图3-2上横梁结构图（3） .上横梁与油缸的联接上横梁与油缸的联接方式依靠圆螺母来固定。当油缸加压时，油缸台肩传递反作用力于横梁，圆螺母不受反作用力的作用，只有当回程工作时，回程力作用于联接零件上。故联接零件的强度只需满足回程力要求即可。上横梁安装主液压缸，液压机加压工作时，上梁承受反作用力。上横梁的计算可假设为放置在两支点上的简支梁来考虑，支点间距离即为立柱中心距。则中间截面

43、处的弯距为PxB/4 P为液压机公称压力 B为立柱中心距计算3150x1400/41102500根据强度条件计算其强度：强度计算公式为用等量简化计算的方法，计算出截面对X轴（形心）的惯性距为J93200038.5MPa=60MPa由计算得弯曲应力满足设计要求3.3 工作台（1）结构形式工作台是主机的安装基础。台面上固定模具，工作中承受机器本体的重量及全部载荷。同时安装有顶出缸。工作台选用材料和结构形式与上横梁相同。为铸造结构，材料选用HT20-40。中间的台阶孔为安装顶出缸用。（2）形状尺寸要求工作台是整机的基础性零件，是安装模具的基准。此外，在工作台上还要安装顶出缸和 其它零部件。因此，对工作台面的平行度、垂直度、各部件安装定位基面均应有必要的技术要求。（3）工作台与顶出缸的联接方式对于中小型通用液压机，一般来说顶出力不大。采用法兰和螺栓联接，顶出缸结构为活塞式。工作台中心有一中心孔，其直径为d300mm，故可得模具垫板的最小直径由公式 式中F为垫板面积代入数据计算： 计算得D360mm，立柱中心距为B1400mm计算截面弯距为= =960750根据上面的计算得惯性距：J=21.6MPa（HT20-40材料的许用应力）计算满足材料许用应力要求（4）固定模具的结构为了固定模具，一般情况在工作台面上设有T型槽，按GB1