【正文】 液壓機。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。從機架組成方式看，有立柱式、單臂式和框架式，立柱式中又分為四柱、雙柱、三柱及多柱等。但是，單臂式結構最大的缺點是機身懸臂受力，且受力后變形不對稱，使主缸中心線與工作臺的垂直度產生角位移，這樣將使模具間隙偏于一側，一定程度上影響工件壓制質量。(二)液壓缸的支承型式 液壓缸以法藍支承并安裝在橫梁內，由缸外壁的兩個環(huán)形面積與橫梁相配合，配合等級為。中間桿能在球面座中轉動，使柱塞保持垂直，因而作用在密封上的側推力最小，密封壽命長，但結構比較復雜，造價高，柱塞直徑過小時不易采用。但從結構設計看，圓弧和斜度也不能太大，否則法藍于橫梁接觸面過小，擠壓應力太大。工作缸一般由鍛鋼或鑄鋼制成，由中碳鋼鑄成的工作剛缸，一般多用在20MPa以下的工作壓力，對于在更高壓力下工作的工作缸，則由碳鋼或合金鋼鍛成。 (25)其中 代入式(25)得 ，安全工作缸材料為35鋼，其密度：所以其體積：+=其重量為： (26)其中 代入式(26)得 滿足要求。此外，在上橫梁上還要安裝工作缸和回程缸，上橫梁本身又需安裝在立柱上，所以它的結構便被這些要求所限制。由式(27)得 由式(210)得 ，由式(211)得，由式(212)得。本臺液壓機采用的是預應力組合框架，即通過預應力拉桿使上下橫梁和支座緊固連接，構成封閉框架。本設計采用兩個半螺母組合而成，材料選用35鍛鋼。故代入式(215)得 ==190MPa由上面計算可得：，疲勞強度安全。 密封裝置液壓機常用的密封裝置分活動件密封裝置和固定件密封裝置兩種，前者如液壓缸與柱塞、閥、液泵柱塞等處所用的密封裝置，后者如管接頭、閥座與閥套、組合缸接縫等處所用的密封裝置。活動件密封裝置包括密封、導套、法蘭、螺柱和螺母等。在本次設計之前，我們已經在實驗和實習中多次接觸和了解液壓機，包括各種類型，各種型號，其對于我們的設計有很大幫助，特別是在長春第一汽車總公司的實習我們已經見到了許多先進的機型，實習中我們不僅了解了他們的結構，也看到了他們的工作狀態(tài)，這對我們的設計有著不可估量的作用。三、研究步驟、方法及措施：1. 根據所給的主要參數(shù)，確定合理、可行的液壓機結構型式（單臂三梁四柱組合機架）；2. 根據確定的液壓機的結構型式來完成一些必要的強度、剛度（重點是剛度和整體工作性能）的性能分析；3. 最后整體完成液壓機本體結構裝配圖的設計及重要零部件的零件圖的技術設計。在20世紀，世界各國對液壓機的研發(fā)都很重視，技術上得到了長足的發(fā)展。我國的鍛造行業(yè)，除了這些鍛造液壓機之外，更多的是使用鍛錘(大多為蒸汽錘，有一部分已改為“電液錘”)。(4)液壓元件集成化，標準化。美國Wyman Gordon公司、俄羅斯BCMO公司、法國AD公司是世界上擁有模鍛液壓機公稱壓力最大、品種、數(shù)量最多的3個企業(yè)。矯直液壓機是機械制造業(yè)常見的用于各種板棒管材矯直矯正的設備。(3) 根據材料力學的強度分析方法，將上下橫梁進行簡化，并進行計算校核，驗證橫梁設計的合理性。(4) 聚四氟乙烯 耐熱性高，耐腐蝕性好，機械性能好，合適的工作溫度為120~260176。安裝后先使用3~5天，然后再加熱預緊，并裝上鎖緊裝置，這樣效果更好。故需要進行疲勞強度校核。若將工作壓力增至(Z為預緊系數(shù))，則大拉桿的變形量變?yōu)榱悖?，這樣式(217)就成為 (218)圖211 拉桿的力—變形圖 Forcedeformation of pull rod根據虎克定律 (219)其中 (220) 同理 (221) (222) (223)把上述式子代入(218)得 (224)式中 Z—預緊系數(shù)—兩個拉桿的工作長度—兩個拉桿的彈性模量—拉桿的數(shù)目—拉桿的截面積—拉桿在單位力作用下的變形拉桿的材料選用40鋼，有一定的韌性和塑性，強度和硬度較高。圖27 下橫梁計算模型及彎剪圖 Calculating model and shear and moment diagram of lower beam圖28 下橫梁的中間截面的等效截面圖 Equivalent crosssection diagram of middle crosssection of lower beam為了方便，計算結果如下表23所示： 由式(27)得截面對底邊WW軸的慣性矩由式(210)得，由式(211)得由式(212)表23 下橫梁的慣性矩計算Table 23 Inertia moment puting of lower beam分塊序號寬高mmm123(4)最大應力值 ， 安全。計算模型和剪力、彎矩圖如圖23所示。在大型液壓機的設計中，梁的設計的合理性，剛度和強度分析的可靠性直接影響到梁的功能的發(fā)揮和使用壽命，進而影響到整機功能的發(fā)揮和整體工作性能，因此梁的結構分析與設計方案的擬定是本壓機設計的重點。， (1)筒壁部分最大應力點在缸筒內壁，按下面公式計算的當量應力為安全系數(shù)為 ， 安全。橫梁剛度不夠或安裝水缸處筋板布置不合理，也會導致法藍接觸面上支反力分布不均勻，引起過大的工作應力。如某臺20000KN鍛造液壓機，法藍處計算應力超過，工作1~2年后，兩個缸先后破裂。當偏心鍛造時，橫梁在偏心力矩作用下傾斜，此時，如果球面處潤滑良好，球面副可以相對移動，則柱塞只傳遞軸向壓力及摩擦力矩，柱塞仍然保持垂直，因此側推力將大大減少，改善了柱塞導套及密封的磨損情況。 活塞在運動的兩個方向上都要求密封，因此缸的內表面在全長方向上均需加工，精度及光潔度要求較高，結構比較復雜，故在水壓機中應用不多，僅在頂出缸和其他輔助機構中采用，但中小型油壓機上應用很普遍。瑞典曾用于制造冷鍛液壓機，前蘇聯(lián)則設計并制造了從10MN到150MN的有色金屬模鍛液壓機系列。第2章 液壓機的本體結構方案設計 引言大型液壓機本體結構設計應考慮以下三個基本原則：(1)滿足各種鍛件的工藝要求；(2)具有良好的強度與剛度和整體工作性能；(3)結構設計合理，具有良好的制造、安裝工藝性；(4)使用可靠，便于操作和維修。(3)自動化、智能化。在20世紀，世界各國對液壓機的研發(fā)都很重視，技術上得到了長足的發(fā)展。(2)在產品的技術水平上，國內液壓機單機的技術水平達到了國際中等或較先進水平。預計再過10年到20年。正因為如此，鍛件雖經上千年的發(fā)展，但至今其生命力仍與日俱增。隨著新工藝及新技術的應用，液壓機在金屬加工及非金屬成形方面的應用越來越廣泛，在機床行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升。本壓機主要用于大型軸類、管類、板類件的矯直。 Noumenally configuration。如在生產率、金屬材料利用率、產品的機械性能等重要經濟指標方面，均比機械加工，鑄造和焊接工藝占有優(yōu)勢。鍛件生產的最高目標，應是以最短的時間和最低的成本，得到最好質量的產品。國家建立了多所鍛壓工藝設備研究所，作了大量的研究開發(fā)工作。特別是1934年以后，各國為了發(fā)展航天工業(yè)，研制了許多巨型液壓機，德國在二戰(zhàn)前就建造了3臺150MN液壓機和一臺300MN液壓機。提高液壓機的工作效率，降低生產成本。、方法及措施(1)根據所給的主要參數(shù)，確定合理、可行的液壓機結構型式(單臂三梁四柱組合機架)；(2)根據確定的液壓機的結構型式來完成一些必要的強度、剛度(重點是剛度和整體工作性能)的性能分析；(3)最后整體完成液壓機本體結構裝配圖的設計及重要零部件的零件圖的技術設計。 (5)多板組合框架式 對于大型多向模鍛液壓機，其大噸位和對壓機剛度的更高要求使得本體結構設計變得更加復雜。 工作缸的結構參數(shù)設計(一)液壓缸的型式及用途液壓缸部件通常可以分為柱塞式、活塞式和差動柱塞式三種，一般根據液壓機總體結構、缸的總壓力大小及工作條件的要求來選定。單缸液壓機及三缸液壓機的中間工作缸多采用此種結構，柱塞和橫梁孔的配合為。首先在內部過渡圓角處開始出現(xiàn)環(huán)向裂紋，逐漸向外壁擴展乃至裂透。并且一定要對焊縫附近熱影響區(qū)采取相應措施，以消除焊接過程中的熱應力和不利的結晶組織，在采用補焊時也要進行同樣處理。液壓缸按受力情況可以分成三部分，即缸底、法蘭和中間厚壁圓筒。其中 代入式(25)得 ，安全。由于上梁變形和吊缸螺釘?shù)乃蓜赢a生缸的上下竄動，而使上橫梁與工作缸法蘭的支撐接觸面出現(xiàn)壓陷現(xiàn)象，破壞了接觸精度，形成了沿圓周方向不均勻局部接觸，局部支撐反力過大，導致缸的早期破壞，因此使用時應注意經常擰緊松脫的螺母。(1)受力簡圖受均布載荷作用 圖26 下橫梁結構圖 Lower beam structure(2)由圖可知： (3)慣性矩計算由于下橫梁簡化成簡支梁，所以危險截面在中間截面，故主要校核中間截面的強度。圖211中(a)、(b)是預緊后拉桿的力—變形圖，圖中(c)是把(a)、(b)兩圖綜合在一起，圖中(d)表示預緊后和工作時的情況。(1)靜載合成應力拉桿應力主要由軸向力引起的純拉應力與彎矩引起的彎曲應力組成，其合成應力為： (225)其中 —拉桿所受最大軸向拉力(N)；—拉桿所受最大彎矩(N而一般的液壓機在安裝時，是以內螺母為基準調整上橫梁的水平度，而超壓預緊時,則以外螺母為基準轉動內螺母,破壞了安裝基準面。但具有水溶性，耐熱性也較差。 本章小結本章介紹了20MN單臂校直液壓機的優(yōu)缺點，給出了液壓機本體結構的基本方案，并對液壓機的關鍵部件進行了設計計算，即工作缸、回程缸結構設計方案、上下橫梁的結構方案和拉桿結構方案的確定，并分別給出了工作缸底法蘭和回程缸底法蘭連接螺栓的選擇方案，并對工作缸、回程缸、上下橫梁的強度和剛度進行了校核，并單獨介紹了液壓缸的密封裝置。單臂液壓機又稱“C”形液壓機，屬中小型壓機，機架為整體鑄鋼結構或鋼板焊接結構，結構簡單，工作時可以從三個方向接近，操作方便?？傮w上講，國產液壓機在質量上和國外一些較知名公司的產品還有一定的差距，但隨著國內制造商對質量的不斷重視和管理水平的提高，國產液壓機的質量會接近和趕上國際水平。(3)自動化、智能化。五、主要參考文獻：1. ：機械工業(yè)出版社，1982：8102. 李貴閃，何曉燕，. 鍛壓技術，2005，(5)3. 4. ：機械工業(yè)出版社，5. ，2005.（3）：28296. ：機械工業(yè)出版社，1989：38487. ：天津人民出版社，1977：13298. ：機械工業(yè)出版社，1996：63809. ：機械工業(yè)出版社，10. （第I卷）.北京：機械工業(yè)出版社，11. ：清華大學出版社，12. ：機械工業(yè)出版社，13. 邵曉榮，：機械工業(yè)出版社，14. 許立忠，：機械工業(yè)出版社，15. Leland et al,Equal Area Displacement Hydraulic States Patent,1976:394965016. Wangjing,Wang Wei of the first International Conference on Research and Design of Metal Forming :Tsinghua University Press,1989附錄2外文資料Control system of a mini hydraulic press for evaluating springback in sheet metal formingAbstractThe paper proposes a method of evaluating springback that occurs after unloading during sheet metal forming of a control system. A linear displacement occurring by springback of the ponents formed is used as the reference value of springback to evaluate actual springback , and displayed on the control interface in real time. The proposed method is based on measurements performed during closed loop controlled stamping operations. To perform the closeloop control of the hydraulic press two pressure sensors are installed in the cylinder chambers and a position sensor (optical scale with a reso