【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 b 公稱(chēng)尺寸 14 16 20 24 27 30 33 36 40 46 52 60 70 80 90 允差 + +2 +3 XI c 公稱(chēng)尺寸 6 7 9 11 12 14 15 16 18 20 22 25 29 34 38 允差 + +1 +2 h 最小 5 6 8 10 11 13 14 16 17 21 24 27 32 36 42 最大 9 13 15 18 20 23 25 28 30 36 42 46 54 60 70 e 1 2 注： ； 2.“a”尺寸公差根據(jù)用途可按 D D D6 或自由公差選取； 3.“a”兩邊表面粗糙度按采用精度等級(jí)決定，其余均按 加工； 。 圖 26 T型槽平行布置圖 立柱設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式 立柱是四柱式液壓機(jī)重要的支撐件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要 XII 的硬度。 其 結(jié)構(gòu)形式 為 ：上橫梁用立柱臺(tái)調(diào)節(jié)螺母支撐，立柱肩臺(tái)支持于工作臺(tái)面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。 (圖 27) 由于立柱使用 立柱螺母與上下橫梁連接為一剛性框架的，因此，保證立柱螺母的擰緊程度，使其與上、下橫梁的貼合面密切配合并不產(chǎn)生松動(dòng)是保持機(jī)架剛 度的基本條件。立柱螺母一般為圓形，可制成整體式和對(duì)開(kāi)式，材料一般可選用45 鍛鋼。安裝時(shí)需通過(guò)螺母對(duì)立柱進(jìn)行鎖緊，其預(yù)緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機(jī)組合機(jī)身的預(yù)緊相似。螺母預(yù)緊后，必須用防松裝置鎖緊，以防螺母脫落。 圖 27 立柱的結(jié)構(gòu)形式 形狀尺寸計(jì)算及要求 材料選擇：導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要承受，材料必須具備較高的抗拉強(qiáng)度。導(dǎo)柱材料選擇 45 圓鋼，也可選用鍛件形 式 熱處理要求：導(dǎo)柱除了承受拉力之外，外圓柱表面與滑塊之間還存在摩擦力。為了減少導(dǎo)柱表面的磨損，通過(guò)表面熱處理提高表面硬度增加表面耐摩性?？偟臒崽幚砉に嚍檎{(diào)質(zhì)和表面淬火。 理論設(shè)計(jì)計(jì)算： 液壓機(jī)的最大負(fù)載為 5000KN，通過(guò)力傳遞后，最后由四根導(dǎo)柱承受 5000KN人拉力，作用在每根導(dǎo)柱上的拉力為 1250KN 拉力， XIII AF?][?由許用拉應(yīng)力公式 （ ） 可計(jì)算導(dǎo)柱的安全直徑 D。 式中： ?][? 許用應(yīng)力：取 45 鋼 [6]＝ 80~100MPa F軸向拉力： A－橫截面積。 即：圓整后取導(dǎo)柱直徑 D＝ 140mm,為了防止四根導(dǎo)柱因瞬間的受力不均而被破壞，導(dǎo)柱直徑可適當(dāng)加大，取 D＝ 200mm。 立柱為液壓機(jī)的重要零件，是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。其具體的要求有： 立柱導(dǎo)向面表面粗糙度為 ； 立柱導(dǎo)向面錐度及橢圓度不大于公差一 半； 立柱導(dǎo)向面軸線不平直度允差不大于 ； 與工作臺(tái)貼合之端面對(duì)立柱導(dǎo)向表面 之跳動(dòng)量允差不大于 ； 材料一般選用 35 或 45 鍛鋼件。毛坯應(yīng)正火處理，消除鍛造過(guò)程的內(nèi)應(yīng)力； 立柱導(dǎo)向表面有條件應(yīng)進(jìn)行熱處理，表面硬度不低于 HRC45，也可進(jìn)行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為 ～ 。 立柱螺母 立柱螺母一般有整體式與對(duì)開(kāi)式兩種。對(duì)于中小型液壓機(jī)采用整體式較，材料一般選用 45 鍛鋼件。 對(duì)于螺紋型式一般對(duì)小于或等于 500 噸的選用公制細(xì)牙螺紋螺母高度一般?。? H＝ ~ 即： mmH 1 4 01 6 08 7 ??? 螺母外直徑?。?D＝ 1－ mmH 2 4 01 6 41 ??? 式中 d為螺紋直徑，其中 mmd 160? ? ? mFD 66 ??? ???? ?? XIV 活動(dòng)橫梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式 活動(dòng)橫梁的主要作用為，與主油缸的活塞桿連接傳遞液壓機(jī) 的壓力，通過(guò)導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，安裝固定模具及工具等。因此要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)橫梁選用的材料與上橫梁、工作臺(tái)相同，常采用同樣的材料來(lái)制造，以使毛坯的制造工藝相類(lèi)似，便于制造。 活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除考慮導(dǎo)向精度要求外，還應(yīng)根據(jù)壓制工藝中的承載要求來(lái)定。 根據(jù)壓制工藝性質(zhì)，若活動(dòng)橫梁無(wú)論在何種情況下都無(wú)彎曲，例如：粉末冶金液壓機(jī)或軸類(lèi)零件壓制專(zhuān)用液壓機(jī)，計(jì)算時(shí)就可以?xún)H按承壓能力來(lái)設(shè)計(jì)。因此，活動(dòng)橫梁常是上面敞開(kāi)的箱形梁。中部高度也可設(shè)計(jì)較低。 若被壓制零件尺寸較大，多制件同時(shí)加壓和使 用中具有偏心載荷等條件下，就要求活動(dòng)橫梁不但有足夠的承壓強(qiáng)度，還應(yīng)具有一定的承載剛度與抗彎能力。此時(shí)常將它設(shè)計(jì)成高度略低于上橫梁而壁厚相近的封閉箱形體。 若液壓機(jī)設(shè)有限程套，而活動(dòng)橫梁又可能支承在限程套上，并受全壓作用，則活動(dòng)橫梁應(yīng)有一定的抗彎能力。一般設(shè)成封閉的箱形體，結(jié)構(gòu)高度由計(jì)算后決定。 無(wú)論何種情況，導(dǎo)向部分應(yīng)有一定的的高度，以保證足夠的精度。一般情況下，導(dǎo)向部分高度不應(yīng)小于活塞行程的二分之一。 活動(dòng)橫梁與柱塞聯(lián)接部位，開(kāi)有環(huán)形的集油槽，以便貯存油缸缸口部漏滲油液。 鑄件應(yīng)將壁厚設(shè)計(jì)均勻，防止應(yīng)力集 中，設(shè)計(jì)必要的加強(qiáng)筋并便于清砂及起重要求。 本設(shè)計(jì)的活動(dòng)橫梁材料采用 HT2040，為鑄造結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖 28所示?；顒?dòng)橫梁的上部與柱塞（或活塞桿）連接，下部是安裝模具的平面，四個(gè)角上開(kāi)有安裝導(dǎo)套的立柱孔，立柱可在導(dǎo)套中導(dǎo)向，為使柱塞（或活塞桿）的支撐部位有足夠的承壓能力，柱塞孔多做成圓筒形，活動(dòng)橫梁的下表面開(kāi)有 T型槽供安裝模具用，對(duì)沖壓液壓機(jī)該面上常開(kāi)有打料孔。 XV 圖 28 活動(dòng)橫粱的結(jié)構(gòu)形式 形狀和尺寸要求 活動(dòng)橫梁是液壓機(jī)主 要運(yùn)動(dòng)部件，為保證液壓機(jī)符合精度要求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套孔軸線相互平行，它與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)平面亦要求平行等。其具體要求為： 連接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸應(yīng)互相平行，其不平度允差不大于； 活動(dòng)橫梁下表面不平直度，按 JB129373標(biāo)≤ ； 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸線對(duì)下平面不垂直度允差≤ ～； 下平面對(duì)上平面（與活塞桿貼合平面）不平行度允差≤ ； 四立柱孔中心距公差，前后、左右均在≤177。 ， 四立柱孔與導(dǎo)套外圓配合精度為 H8/j6。中心孔與活塞桿外圓配合精度為 H8/f7。 XVI 立柱導(dǎo)套 活動(dòng)橫梁導(dǎo)向的正確性，關(guān)系到機(jī)器的精度，工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，加工制件的尺寸精度，模具使用壽命及機(jī)身的受力情況。因此，應(yīng)合理選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與配合要求。 中小型液壓機(jī)一般采用固定式導(dǎo)套。對(duì)于大重型液（水）壓機(jī)也有采用雙球面及單球面活動(dòng)導(dǎo)套。本設(shè)計(jì)的 5000kN 四柱式通用液壓機(jī)，采用固定式導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)形式如圖 29所示。 圖 29 固定式導(dǎo)套 導(dǎo)套材料 為 銅 合金 ，近年來(lái)有些單位改用鐵基粉末冶金，效果及壽命均高于鑄鐵。對(duì)于大型液壓機(jī)為了便于裝配和維修，常將導(dǎo)套制成對(duì)開(kāi)式。導(dǎo)套分開(kāi)面也有用與軸線成 3176?！?5176。斜角，即斜切分開(kāi)。每個(gè)導(dǎo)套高度取動(dòng)梁導(dǎo)向部分高度的1/4～ 1/3 左右。導(dǎo)套可用黃油做潤(rùn)滑劑。外端面上應(yīng)該裝有毛氈或?qū)Ｓ梅缐m圈，以防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)套內(nèi)表面。 導(dǎo)套應(yīng)有一定的厚度，以防止導(dǎo)套壓入動(dòng)梁孔后內(nèi)孔變形。導(dǎo)套內(nèi)孔與立柱之間配合一般為 H8/j6，導(dǎo)套內(nèi)外圓應(yīng)同心，要求在一次裝卡下加工成型。較大的導(dǎo)套毛坯 應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。 XVII 活動(dòng)橫梁與活塞桿聯(lián)接方式 活動(dòng)橫梁與活塞（柱塞 )桿聯(lián)接形式有活塞（柱塞）桿端部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)橫梁相應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接零件組成。 對(duì)于單缸式液壓機(jī)以及多缸式主作用油缸活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁聯(lián)接形式都采用固定聯(lián)接。固定聯(lián)接要求活動(dòng)橫練及主缸安裝基準(zhǔn)等有較好的加工精度，否則就可能工作時(shí)產(chǎn)生不平穩(wěn)脈動(dòng)等現(xiàn)象。當(dāng)活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí)，除以立柱導(dǎo)套導(dǎo)向外，還可利用液壓缸導(dǎo)套做附加導(dǎo)向，增大了導(dǎo)向長(zhǎng)度，可提高其導(dǎo)向精度和抗偏載能力。但當(dāng)活動(dòng)橫梁承受偏心載荷作用時(shí)，活塞（柱塞）將隨之一起傾斜 ，使缸內(nèi)的導(dǎo)向部分也承受側(cè)向推力，加劇了導(dǎo)套及密封的磨損。 固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)是通過(guò)活塞（柱塞）端面及圓柱面與活動(dòng)橫梁配合聯(lián)接成不能相對(duì)移動(dòng)的整體，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖 210,為活塞（活塞桿 1）插入活動(dòng)橫梁 2內(nèi)用螺釘 4 加以緊固， 3 為墊圈。 活動(dòng)橫梁孔與活塞（柱塞）頭部配合一般采用 H8/f7 配合精度，并應(yīng)有一定的插入深度，使活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁聯(lián)接成一鋼體。對(duì)于活塞式結(jié)構(gòu)油缸與活動(dòng)橫梁連接零件的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)回程噸位來(lái)計(jì)算。 圖 210 活塞與活動(dòng)橫梁的聯(lián)接結(jié)構(gòu) 1－活塞桿； 2－活動(dòng)橫梁； 3為墊圈； 4螺釘 XVIII 充液閥 充液閥的工作原理 充液閥如圖 211 所示，其作用有兩個(gè)，其一當(dāng)活動(dòng) 橫梁自重下行時(shí)，油缸上腔產(chǎn)生真空，吸開(kāi) 充液閥，油箱之油液通過(guò)充液閥大量流 入主缸上腔填充其不足；其二是當(dāng)活 動(dòng)橫梁快速回程時(shí)，油缸上腔之油通 過(guò)充液閥迅速排入油缸。 圖 211 充液閥原理圖 充液閥的結(jié)構(gòu)形式 充液閥實(shí)質(zhì)上是可控單向閥的一種，一個(gè)方向止流，另一個(gè)方向自由流通，先導(dǎo)動(dòng)作是由油口供壓的控制閥芯用液壓實(shí)現(xiàn)的，由此而直接打開(kāi)主閥。 為了不增加（快速用）輔助油泵，減少功率的消耗，采用充液系統(tǒng)是有效的方法。在大中型液壓機(jī)選取油泵直接傳動(dòng)的系統(tǒng)中，由于運(yùn)動(dòng)部件均有幾噸或幾十噸的重量，故可利用其自重來(lái)實(shí)現(xiàn)快速下行。上腔不足之油，可通過(guò)充液閥從油箱中吸取。對(duì)于中小型液壓機(jī)，若運(yùn)動(dòng)部件重量較大時(shí)，可利用其自重來(lái)實(shí)現(xiàn)快速下行，而重量較小時(shí)，采用快速油缸也是減小功率的有效措施之一。快速油缸部分，由油泵直接供油，而外缸同樣需依靠充液閥來(lái)吸油補(bǔ)充其不足。充液閥按其工作原理可分為常開(kāi)式及常閉式兩種，中小型液壓機(jī)一般均采用常閉式結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)的 5000kN 四柱式通用液壓機(jī)，其充液閥結(jié)構(gòu)如圖 212 所示。 XIX 圖 212 充液閥結(jié)構(gòu)圖 液壓機(jī)總裝圖設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)對(duì)《金屬塑 性成型設(shè)備》和《中小型液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算》以及液壓機(jī)的一些相關(guān)資料的查閱，對(duì)液壓機(jī)的總體結(jié)構(gòu)有了一些認(rèn)識(shí)和了解，通過(guò)對(duì)液壓機(jī)的上橫梁、工作臺(tái)、立柱、活動(dòng)橫梁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定，以及各結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)接形式的分析與了解，在此基礎(chǔ)上，利用 CAD 繪圖軟件，將液壓機(jī)的總裝配圖繪制出來(lái)。其結(jié)構(gòu)如圖 213 所示。 XX 圖 213 液壓系統(tǒng)總裝配圖 第 3 章 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的計(jì)算 液壓機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 公稱(chēng)力 :500KN: 最大工作壓力 :25MPa；開(kāi)口高度 :1500mm 滑塊最大行程 :900mm: 工作臺(tái)面有效尺寸 (長(zhǎng) X寬 ): 1400mmX1400mm。 繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負(fù)載圖 主缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及表 中主缸滑塊最大行程為 900mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖 ： 圖 31 速度循環(huán)圖 2 主缸負(fù)載分析 液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí) ,主缸上腔充油主缸快速下行 ,慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力，動(dòng)摩擦力負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。液壓機(jī)的最大負(fù)載為工進(jìn)時(shí)的工作負(fù)載。通過(guò)各工況負(fù)載分