【正文】 選用一個(gè)油泵或多個(gè)油泵。5wT7 圖 22 四柱活塞式液壓機(jī)工作原理圖 液壓機(jī)整體方案選擇 動(dòng)力機(jī)構(gòu)的選擇 本次設(shè)計(jì)主要目的是根據(jù)已知的條件公稱壓力和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)設(shè)計(jì)液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，首先需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)就是液壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)，主機(jī)主要有三個(gè)橫梁，四根立柱，還有提供壓力的動(dòng)力機(jī)構(gòu) 液壓缸。 總體布置 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)為對(duì)液壓機(jī)主機(jī)、液壓工作站、工作臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主機(jī)結(jié)構(gòu)中主要就是立柱與橫梁的連接，液壓缸與上橫梁和活動(dòng)橫梁的連接，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)這些連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算并進(jìn)行 強(qiáng)度校核，以確保設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)要求。典型的四柱液壓機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： 圖 31 四柱式液壓機(jī) 主機(jī)上各零件初步設(shè)計(jì)可取下列數(shù)值： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在中、小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)中，常用的連接形式有以下幾種，如圖 32 所示： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT13 k g fnzpp 1 6 2 0154 521 ????? 螺紋底端厚度為 a=KS=?= 剪切應(yīng)力為： 211 / cmk gfadp ????? ??? 擠壓應(yīng)力為： ? ? 222 kg f/ c 1620 ????擠壓? 立柱的螺母及預(yù)緊 立柱螺母一般情況下都是圓柱形的，小型液壓機(jī)的螺母一般都做成整體式的，當(dāng)立柱的直徑在 150mm 以上時(shí)，才會(huì)將立柱螺母做成組合式的，由兩個(gè)半螺母通過(guò)螺釘緊固在一起，一般都使用的是 3545 鍛鋼材料或者是鑄鋼件。主機(jī)的橫梁結(jié)構(gòu)外形尺寸一般都比較大，重量也比較大，占主機(jī)結(jié)構(gòu)全部重量的 絕大部分，所以說(shuō)為了節(jié)約材料，減輕主機(jī)結(jié)構(gòu)的總重量，一般情況下橫梁結(jié)構(gòu)都做成箱型結(jié)構(gòu)，在安裝液壓缸或立柱的位置上都做成圓筒形結(jié)構(gòu)，在較大的橫梁結(jié)構(gòu)中做成中間加設(shè)肋板的箱體結(jié)構(gòu)，在承受載荷較大的位置設(shè)置足夠的肋板，從而提高橫梁整體的剛度，降低局部的應(yīng)力，防止由于應(yīng)力不均衡而造成的損壞或事故。與立柱連接時(shí)屬于間隙配合，也就是上橫梁預(yù)留的立柱孔一般都比立柱插入上橫梁部分的外徑大一些，在中小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)中一般預(yù)留下 1~2mm 的間隙，避免由于立柱裝配時(shí)產(chǎn)生的誤差重疊而導(dǎo)致裝不進(jìn)去的現(xiàn)象。液壓缸缸體在上橫梁中放置時(shí)間隙要足夠小，間隙偏大時(shí)容易導(dǎo)致裝配產(chǎn)生較大誤差，一方面會(huì)導(dǎo)致立柱受力不均衡，影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，影響使用壽命，另一方面會(huì)導(dǎo)致缸體與上橫梁的垂直度偏差較大，在活塞工作工程中，活塞桿推力方向偏離軸向，造成生產(chǎn)事故。5wT17 活動(dòng)橫梁的主要作用是與活塞桿連接來(lái)傳遞液壓缸的動(dòng)力，然后與工作面板相連接用來(lái)完成對(duì)產(chǎn)品的壓制。5wT18 下橫梁也就是主機(jī)的底座，主要作用是承載液壓機(jī)主機(jī)部分的重量，另一方面承載壓力作用。液壓缸結(jié)構(gòu)如圖 37所示： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 O 型密封圈主要作用于一些機(jī)械部件之間，在靜止?fàn)顟B(tài)下或者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況中來(lái)防止油液泄露。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 2） 活動(dòng)橫梁快速下降：電磁換向 閥 5和電液換向閥 4右邊磁鐵得電，然后 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 另外，液壓工作站油箱也是一個(gè)重要組成部分，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也需要進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。油箱一般都采用 3 到 4mm 的鋼板焊接而成的，尺寸較大的油箱結(jié)構(gòu)需要添加焊接角、加強(qiáng)肋用來(lái)增加油箱整體的強(qiáng)度。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 51所示 圖 51 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu) 其工作原 理為：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小帶輪帶動(dòng)大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大帶輪與工作臺(tái)面圓盤做成整體形式，大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)將原材料在模具中撫平整的目的，圓盤和帶輪通過(guò)軸承與下方的圓柱連接，圓柱通過(guò)圓突臺(tái)使 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)需要準(zhǔn)備的足夠充分才能為后期的工作做好準(zhǔn)備，我們從圖書(shū)館還有其他的途徑借到了一些跟設(shè)計(jì)相關(guān)的資料。 最后，我們通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們對(duì)設(shè)計(jì)的過(guò)程有了一個(gè)清晰地了解。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)校給我們提供了很多學(xué)習(xí)和生活資源，一個(gè)良好的生活和學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是很有幫助的，學(xué)校圖書(shū)館也我們做設(shè)計(jì)提供了很多方便，我們可以根據(jù)需要到圖書(shū)館查閱各種資料，可以借閱各種參考資料，這個(gè)好的一個(gè)學(xué)習(xí)生活環(huán)境讓我學(xué)到了很多東西，所以我要感謝我的母校對(duì)我的教育和關(guān)心。大學(xué)四年的集體生活，讓我們都接觸了一些值得信賴的朋友，他們總是在我們需要的時(shí)候?yàn)槲覀兩斐鲈氖帧? The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。從畢業(yè)選題以后，就是任老師指導(dǎo)我們開(kāi)始各項(xiàng)工作，做設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備，帶領(lǐng)我們到工廠參觀實(shí)習(xí)。5wT31 案的可行性的論證。 畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我們大學(xué)生活的最后一次學(xué)習(xí)任務(wù)了，以前我們都做過(guò)各種不同的課程設(shè)計(jì)，用時(shí)一般都是兩周或者三周的時(shí)間，在短暫的時(shí)間里，我們只是根據(jù)現(xiàn)有的材料和數(shù) 據(jù)去完成設(shè)計(jì)，一般都是借鑒別人的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過(guò)程。另外，下方的連桿通過(guò)圓筒的導(dǎo)向與圓板連接，作為頂桿，用來(lái)頂起放置在圓盤上的另外三根頂桿，用來(lái)實(shí)現(xiàn)頂起模具的作用。完成以后才將模具推人壓機(jī)中完成壓制工作。 （ 3）油箱要進(jìn)行液壓油溫度的檢測(cè)和控制。在吸油口的管道口加上網(wǎng)狀過(guò)濾器，在工作過(guò)程中可以隔離油液中的污物，起到沉淀污物的作 用， 油箱結(jié)構(gòu)一般都是采用鋼板焊接而成，雖然不銹鋼板很適合作為油箱的板料，但是由于不銹鋼板的價(jià)格偏高，使用不銹鋼板的話消耗的成本較高，一般 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 3） 活動(dòng)橫梁慢速加壓：活動(dòng)橫梁下降至某特定位置會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，使電液換向閥右邊磁鐵斷電，閥 5回到左位，液控單向閥 6關(guān)閉，工作缸下腔油經(jīng)過(guò)支撐閥 7排回油箱，活動(dòng)橫梁不能再靠自身重力下降，而是需要靠泵輸出的壓力油對(duì)活塞加壓，促使活塞向下運(yùn)動(dòng)。 另外，面板作為工作平面，在承載壓力時(shí)需要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且在承壓的同時(shí)對(duì)面板進(jìn)行加熱處理，需要在面板中添加加熱的圓柱形加熱棒，通過(guò)外接到電路上實(shí)現(xiàn)加熱效果，同時(shí)完成加壓以后需要快速散熱。 組合式活塞是指活塞頭和活塞桿分別制造，然后將活塞頭和活塞桿通過(guò)輔助工具組合在一起，這種形式的活塞制造比較方便，安裝和修理也比較方便，在某些部件受損以后，可以通過(guò)更換部分組件進(jìn)行修理，在一定程度上改善了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。油缸密封結(jié)構(gòu)尺寸如表 34 所示： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。對(duì)于活塞式液壓缸，缸和活塞的配合大多采用的是基孔制間隙配合，當(dāng)使用橡膠作為密封材料時(shí)，缸筒內(nèi)徑采用 H H9公差等級(jí)，與活塞配合一起可以組成 H8/f H8/gH8/h7 等一系列不同的間隙配合。因?yàn)榈鬃€要承受整個(gè)主機(jī)的重量，所以其結(jié)構(gòu)尺寸較大，承壓能力較強(qiáng)。除了要用足夠的承受壓力的能力，活動(dòng)橫梁還要有一定的剛度和抗彎能力，因此常常設(shè)計(jì)為壁厚均勻的箱體結(jié)構(gòu)。由于上橫梁的整體剛度要遠(yuǎn)大于立柱上的剛度，可以將上橫梁簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)的距離取立柱的中心距。由于活塞工作過(guò)程中，活塞桿需要提供足夠的作用力來(lái)完成產(chǎn)品的壓制工作，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的作用力對(duì)上橫梁的反作用力較大，這就要求上橫梁與缸體連接位置足夠牢靠，防止由于作用力偏大而導(dǎo)致缸體與上橫梁連接受損，造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。 橫梁一般都是由鑄造或焊接而成的，目前國(guó)內(nèi)外的液壓機(jī)橫梁結(jié)構(gòu)一般都是鑄造而成的，大多數(shù)采用的是鑄鋼，例如 ZG35 鑄鋼 。小型液壓機(jī)中的螺紋形式一般都選用公制細(xì)牙螺紋，大中型液壓機(jī)一般會(huì)選用 45 度的齒形螺紋。 立柱的強(qiáng) 度計(jì)算 液壓機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)立柱與三根橫梁組成了一個(gè)封閉形式的受力框架，在承受偏心載荷的時(shí)候，立柱不僅要承受立柱軸向的拉力，還要承受在橫向上產(chǎn)生的側(cè)推力和彎矩。在這種結(jié)構(gòu)形式中，上橫梁的下表面與底座的上表面間的距離與平行度，全部只能依靠這 4 根立柱上的臺(tái)肩間結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)保證，因此這個(gè)形式的結(jié)構(gòu)裝配簡(jiǎn)單，不需要做調(diào)整，不過(guò)裝配以后機(jī)架整體的精度也都沒(méi)辦法再進(jìn)行調(diào)整了，而且這個(gè)連接方式對(duì)立柱臺(tái)肩間尺寸精度要求都很高。 （ 2）上橫梁高度：一般初步取值為立柱中心距的 倍。最后就是工作臺(tái)部分的結(jié)構(gòu)選擇和設(shè)計(jì)，工作臺(tái)面上主要就是模具，工作臺(tái)上方的頂出裝置一般有兩種情況，一種是氣壓傳動(dòng)，在工作臺(tái)面上設(shè)計(jì)專用的夾具，將模具置于夾具上，通過(guò)氣壓傳動(dòng)，將模具頂開(kāi)。 加工工藝的確定 本次設(shè)計(jì)的液壓機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)中各部分，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和大小尺寸等因素分析可知，三個(gè)橫梁采用的是鑄造件，然后再在橫梁的一個(gè)或兩個(gè)表面上進(jìn)行銑平面，根據(jù)配合的精度要求，依次進(jìn)行粗加工。各種可塑性材料的壓力加工和成形，如不銹鋼板鋼板的擠壓、彎曲、拉伸及金屬零件的冷壓成形，同時(shí)亦可用于粉末制品、砂輪、膠木、樹(shù)脂熱固性制品的壓制。 對(duì)比可知，四柱液壓機(jī)在本次設(shè)計(jì) 200 噸樹(shù)脂磨具成型設(shè)計(jì)中較合適，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，能耗小，生產(chǎn)產(chǎn)品精度高，生產(chǎn)效率高，因此選用上壓式四柱液壓機(jī)的設(shè)計(jì)作為本次設(shè)計(jì)方案。 其工作原理為：通過(guò)上腔進(jìn)油，在液壓力作用下，活塞向下運(yùn)動(dòng)，柱塞推動(dòng)活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生壓力實(shí)現(xiàn)壓制磨具的功能，壓制完成后下腔進(jìn)油推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，使活動(dòng)橫梁向上運(yùn)動(dòng)。5wT4 第二章 設(shè)計(jì)方案分析 液壓機(jī)根據(jù)其主機(jī)的結(jié)構(gòu)形式大致可以分為單柱活塞式液壓機(jī)、龍門液壓機(jī)、三梁四柱式液壓機(jī)三種形式。 7) 所有設(shè)計(jì) 內(nèi)容需做電子檔一份備存。5wT3 合格的產(chǎn)品需要重新填補(bǔ)均勻。這些都是在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要完成的作業(yè)。液壓機(jī)的發(fā)展在我們國(guó)家只有幾十年的時(shí)間，從 1957 年 1958 年之間，我們國(guó)家 獨(dú)立自行設(shè)計(jì) 并 自行制造了第一批 25000KN 的中型鍛壓水壓機(jī)，到了 20 世紀(jì) 80年代，隨著我 們 國(guó) 家的 改革開(kāi)放 政策發(fā)展 ，國(guó)民經(jīng)濟(jì) 得到了 迅猛發(fā)展，液壓機(jī)的設(shè)計(jì) 能力 及制造水平 都得到了 很大的發(fā)展。5wT 目 錄 第一章 設(shè)計(jì) 題目 總體說(shuō)明 ............................................ 1 第二章 設(shè)計(jì)分析 .................................................... 4 壓