1、精选优质文档-倾情为你奉上1 绪论1.1 液压机原理液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图1所示。两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F1时，液体的压力为，A1为柱塞1的工作面积。根据帕斯卡原理：在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力p将传递
2、到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上特产生向上的作用力F2，迫使工件3变形，且式中：A2大柱塞2的工作面积。图1-1液压机工作原理1-小柱塞 2-大柱塞 3-工件液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。液压机一般由本体(主机)及液压系统两部分组成。最常见的液压机本体结构简图如图2所示。它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。工作缸9固定在上横梁1上，工作缸内接有工作柱塞8，它与活动横粱7相连接。活动横梁以四鞘立柱为导向，在上、下横哭之间接复运动。在活动横梁的下表面上，一般固定有上模(上砧)，而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。当
3、高压液体进人工作缸后，在工作柱塞上产生很大的压力，并推动柱塞、活动横梁及上模向下运动，使工件5在上、下模之间产生塑性变形。回程缸4固定在下横梁上，其中有回程柱塞6，它与活动横梁相连接。回程时，工作缸通低压，高压液体进入回程缸，推动回程柱塞6向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成一个工作循环。图1-2液压缸本体图1上横梁 2立柱 3下横梁 4回程缸5工件 6回程柱塞 7活动横梁 8工作柱塞 9工作缸1.2 液压机的特点液压机与其他锻压设备相比具有以下特点：(1)基于液压传动的原理，执行元件(缸及柱塞或活塞)结构简单，结构上易于实现很大的工作压力、较大的工作空间和较长的工作行程，因此适应性强，便
4、于压制大型工件或较长较高的工件。(2)在行程的任何位置均可产生压力机额定的最大压力。可以在下转换点长时间保压，这对许多工艺来说，都足十分需要的。 (3)可以用简单的办法(各种阀)在一个工作循环中调压成限压，不易超载，容易保护各种模具。 (4)沿块的总行程可以在一定范围内任意地无级地改变，滑块行程的下转换点可以根据压力或行程位置来控制或改变。 (5)沿块速度可以在一定范围内在相当大的程度上进行调节，从而可以适应工艺过程时沿块速度的不同要求。用泵直接传动时，滑块速度的调节可以与压力及行程无关。(6)与锻锤相比，工作平稳，撞击、振动和噪声较小，对工人健康、厂房基础、周期环境及设备本身都有很大好处。液
5、压机的缺点是：(1)用泵直接传动肘，安装功率比相应的机械压力机大。(2)由于工作缸内升压及降压都需要一定时间，阀的换向也需要一定时间，速度不够高，因此在快速性方面不如机械压力机。(3)由于液体有可压缩性，在快速卸载时，可能会引起压机本体或液压系统的振动，因此不太适合于冲裁、剪切等工艺。(4)工作液体有一定使用寿命，到一定时间应更换。 专心-专注-专业2 总体方案的设计2.1 总体方案液压机可以分解为两大主要系统：液压系统和机械系统。具体可以分解为5大组件：1） 底板组件2） 小车组件3） 液压系统4） 立柱5） 上板组件液压机的结构分解图如图2-1所示：图2-1压力机系统结构分解图以上5个部分
6、共同组成了压力机系统，共同协调完成所需的工艺。接下来的两章将重点实现以上5个部分的设计过程及其校核。3 液压系统的设计液压系统对于整个压力机的重要性是不言而喻的。常见的液压系统由以下部分组成：图3-1液压系统的组成为了实现液压系统对工件进行规定的动作需要对液压系统的各个部分进行设计。3.1 明确系统设计要求对以固定式机械来说，该压力机对液压系统的要求是：a) 有较大的空间，可以存放油箱且不需要另设散热装置的系统；b) 要求结构尽可能简单的系统；c) 采用节流调速，d) 精度要求很低，只需控制行程即可。e) 经济性好为了满足对弹簧强压处理的要求，压力机需要实现“快进减速升压保压快速回程停止”的工
7、作循环。系统要求低速，小功率驱动。保压时压力为80kN，快退时取为2kN；工作行程为320mm。快进快退速度约为v1=v3=10mm/s，工进时v2=1mm/s所以，该系统适合用开式系统。回油节流调速回路3.2 工况分析3.2.1 负载分析经过计算可得，将弹簧压至并圈高度时，压力机所受的力F=80kN，简单的绘制其负载图如图3-2所示：图3-2液压系统的载荷图3.2.2 运动分析由压力机上的行程要求，得到液压系统的行程在工作循环的变化图如图3-3所示。以下为位移循环图。通过位移循环图，可以清楚地看到该液压执行元件的工作循环。图3-3液压系统工作循环图3.3 确定液压缸主要参数3.3.1 确定液
8、压缸表3-1 按速比要求确定d/DV1/V21.150.1251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：v1无杆腔进油时活塞运动速度； V2有杆腔进油时活塞运动速度；简单液压系统液压缸选用单杆式。依据表1，有杆腔与无杆腔的速比可取为1.46，所以活塞杆直径d与缸筒直径D的关系为。3.3.2 初选系统的工作压力工程机械的选型表如下：表3-2 各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010182032表3-3执行元件背压力系统类型背
9、压力/MPa简单系统或轻载节流阀调速系统0.20.5回油路代调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23回油路较短，且直接回油箱可忽略不计根据表2中提供的各类设备的常用工作压力，选定该压力机的工作压力为P=10MPa。因此，液压缸无杆腔的压力可取为P1=10MPa。在回油时，带有调速阀，液压缸上必须有一定得背压P2。根据表3中的情况，取P2=0.5MPa。3.3.3 计算液压缸的工作面积和流量1) 活塞直径计算8000KG，我们为了留有一定的余地故选择压力机油缸的推力为10000KG。缸径和系统压力的选择，当油缸推力一
10、定时，缸径与系统压力是成反比的，也就是说缸径越大时系统压力就会小；反之亦然。缸径与系统压力必须匹配，如果缸太大，制作成本就会很高，设备整体也不协调；如果系统压力太高，也会使系统元件的要求提高，制作成本也会提高，并且也会增加使用维护费用，因为液压系统的故障率是随系统压力的增高而增加的，故我们选择缸径为100（符合国家行业标准），系统压力为127kg/。（系统压力应选160 kg/级的）压力机在工作时要求油缸活塞杆往复运动的速度是可调的，并可在行程中的任意停止。所以我们在系统中应该选择三位四通电磁换向阀且其滑阀机能为M型。这样可以在油缸停止时，压力油直接回油箱，这样可以减少系统的压力负担，也可以减
11、缓系统油温的上升速度，我们还在换向阀下叠加一单向节流阀以调节油缸活塞杆的速度，并且采用回油节流，以利于活塞杆运行平稳。按设计规范我们我们要在油缸有杆腔油口处设置一平衡阀，以免系统出现故障（如油管破裂等）时，油缸活塞杆突然下滑造成工伤事故，但是由于我们的工件（减振弹簧）是由小车送入的，故我们没有设计平衡阀，特此说明。元件的选择。在满足功能的前提下成本越合理越好，也就是性价比要合理符合我们的要求，我们通过查阅相关资料并调研后得知，国内市场上液压元件第一档次为德国的力士乐、日本油研、美国威格士、等为代表，他们的元件质量好价格高，其价格比国内同类产品高35倍，有的甚至搞10倍；第二档次是以北京华德、上
12、海立新、台湾朝田湧镇等为代表的；第三档次为山西榆次、四川长江、上海高行、台湾力王等为代表的；第四档次为江浙一带仿制厂家等。油泵是系统的重要元件，我们应该选额压力为160 kg/，流量为16ml/r与国产榆次的为佳。换向阀、溢流阀、节流阀也是重要的控制元件，应选台湾型的元件为好。通径为6mm。压力表、压力表开关、空滤器、吸滤器、油标等附件应选国产为好。3.4.1 选择系统类型由于采用回油节流调速，故而选用开式系统。3.4.2 选择调速回路由工况图可知，压力机液压系统的功率不大，运动速度低，工作负载变化小，效率和发热并不突出，故可采用调速阀调速，因为回路节流调速能获得更低的稳定速度，故本系统采用调
13、速阀式回油节流调速回路。该型压力机需要一个结构简单，价廉，调速范围大，效率较低的低速小了功率场合，故而采用回油节流调速方案。3.4.3 选择液压泵的类型依据工作压力小于21MPa，而且系统采用节流调速回路，选择定量泵。或者齿轮泵。3.4.4 选择执行元件选用单出杆活塞缸的液压缸，它是一种广泛适用于各类机械的液压缸。3.4.5 选择调压方式利用弹簧加载式溢流阀。在换向阀处于中位时调压亦可。为了保证夹紧力可奥而且单独调节，在主路上串接单向阀。3.4.6 选择换向回路该流量为小流量，故而选用电磁换向阀。当压力机压头运动间隔后，电磁继电器通电，开始换向。进行下一步动作。3.4.7 绘制原理图综合上述分
14、析和所确定的方案，将各个回路合理的组合为该压力机的液压系统，其原理如图3-5所示。图3-5 液压系统原理1-过滤器 2油箱 3电机 4液压泵 5溢流阀 6，7压力表及压力表开关 8三位四通电磁换向阀 9单向调速阀 10液压缸其中：9由调速阀和单向阀组成3.5 计算和选择液压元件3.5.1 选择液压泵1) 确定液压泵的最大工作压力Pp式中：p1-液压缸的最大工作压力-从液压泵出口到液压缸入口之间的总的管路损失由上可知，p1为10MPa压力损失取为0.5MPa，那么最大工作压力Pp10.5MPa。2) 确定液压泵的流量液压缸工作时，液压泵的输出流量是：式中：K系统的泄露系数，一般取K=1.11.3
15、最大总流量，包括最小溢流量。由上式计算Qp=1.3*(0.5*10-4+5.48*10-5)=1.92*10-4m3/s。3) 选择液压泵的规格根据以上的Pp和Qp值，从产品样本中选取泵为小流量泵。4) 确定驱动功率根据式子式中：-液压系统的总效率。按照表5选取。表3-5液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.60.70.650.800600.750.800.85以上计算得到驱动功率P=2.88kW。选择驱动功率为5kW。3.5.2 选择液压控制阀1.电磁换向阀的选择根据系统设计需要在合理分配油路的原则基础上，查机械设计手册选择电磁换向阀型号为4WE6/AG24.4WE6
16、/AG24型牌号的含义如下：4代表三位四通；WE代表电磁换向阀；6代表通径6mm； A代表湿式标准电磁铁；G24代表直流电24V。电磁换向阀的部分技术规格如下：介质：矿物油；介质温度：-3080；介质黏度：(2.8380);工作压力：A、B、P腔小于等于25MPa，T腔小于等于6MPa；额定流量：15L/min；电源电压：交流电50Hz，110V，220V；直流电12V、24V、110V消耗功率：26W；吸合功率：46VA；启动功率：130 VA；接通时间：40ms（直流）、25ms（交流）；断开时间：30ms（直流）、20ms（交流）；最高环境温度：50；最高线圈温度：150； 2.溢流阀的
17、选择 DB/DBW型溢流阀具有压力高，调节性能平稳，最低调节压力和调节范围大等优点。DB型阀组要用于控制系统压力；DBW型电磁溢流阀也可以控制系统的压力并能在任意时候使之卸荷。设计调节泵的出口压力为5MPa，查机械设计手册选择溢流阀型号：直动式溢流阀DBDA6P6。DBDA6P6型直动式溢流阀部分参数如下：通径：6mm；工作压力：P口40MPa，T口31.5MPa；流量：50L/min；介质：矿物油磷酸脂液压油介质温度：-2070重量： 1.5kg表3-6 控制元件序号名称实际流量(L/s)选用规格1单向阀0.74DF-B20K2溢流阀2YF-B20C3三位四通阀3.634DY-B10H-T4
18、 调速阀0.7QF-B10C以上为选用的液压控制阀的列表。3.5.3 计算泵的驱动功率，选择电机Y系列的电动机为全封闭自扇冷或水冷式笼型三相异步电机，用于空气中有易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。它适用于电压为380V且无特殊要求的机械上，如泵、马达和机床等。根据给定参数的计算所得液压泵的驱动功率为2.2kw，查机械设计手册选用电机型号：Y100L1-4。该电机可防水滴、铁屑及其他物件沿垂直方向掉入电机内部，它可作为泵，机床等的动力源使用。该电机性能如下：额定功率：2.2kw；同步转速：1500r/min；满载转速：1440r/min；额定转矩：2.2N电压：380V。3.5.4 辅助元件1) 油
19、箱邮箱储油按下式计算：式中：a经验系数，按照表3-7选取表3-7经验系数a系统类型行走机械低压系统中亚系统锻压系统冶金机械a12245761210根据表格所示，取a为7。计算：V=5.48*7*60*10-5=0.023m3/min。由此设计得到油箱图。图3-6 油箱结构图3.5.5 联轴器的选择选择弹性套柱销联轴器。弹性套柱销联轴器具有一定的补偿两轴线相对偏移能力和缓冲减震能力。结构简单、维护方便。适用于对减震要求不高、底座刚性好、对中精度较高场合，不宜用于高速或低速重载场合，是应用广泛的一种联轴器。联轴器的计算转矩： 式中 T -理论转矩，N -驱动功率，kw； n-工作转速，r/min；
20、 -动力机的系数，查表取1.0； K-工况系数，查表取1.5； -启动系数，查表取1.0； -温度系数，查表取1.5； -公称转矩，；将数据代入上式计算得：经计算选取联轴器的型号为：LT5ZC3582/J1B3260GB/T4323-1984,其参数如下：主动端：Z型轴孔、C型键槽，； 从动端：J1型轴孔、B型键槽，；3.5.6 液压介质的选择液压工作介质的选择应该是根据液压系统中重要元件的油膜承载能力确定的，故应在保证承载能力的条件下，选择适合的介质粘度。工作介质粘度太大，系统的压力损失大，效率降低，而且泵的稀有状况恶化，容易产生空穴和气蚀作用，是泵运转困难，粘度太小，则系统泄露太多，容积损
21、失增加，系统效率亦低，并使系统的刚性变差。因此，为了使液压系统能够正常和稳定地工作，要求工作介质的粘度随温度的变化要小。工作介质对液压系统各运动部件起润化作用，以降低摩擦和磨损，保证系统能够长时间正常工作，故要求液压系统的介质要具有很好的润滑作用。另外液压介质还要有抗氧化性，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性，洁净度高等要求。液压介质的分类查液压与气压传动表1-3可知。根据系统要求选择液压介质如下： 查机械设计手册齿轮泵工作温度：540 ；推荐选用运动黏度（）：3070叶片泵工作温度：540推荐选用运动黏度（）：3049.综合考虑以上情况选用：L-HM32矿物油型液压油
22、L-HM32矿物油型液压油，运动黏度时不大于420.，40时运动黏度范围是28.835.5，是防锈抗氧制矿物油，可改善液压实验系统的抗磨性，保证实验数 据真实可靠，使系统稳定运行，保持性能安全可靠。其部分质量指标如下：运动黏度：28.8；黏度指数：不小于95；抗磨性试验：不小于10（FZG齿轮机试验），不小于100（叶片泵试验）；机械杂质：无；空气释放值：6/min（50）；泡沫性：150/10（24）。3.6 液压系统的性能验算3.6.1 压力损失 压力损失估计，=1MPa。主要是管路泄露等等损失。3.6.2 发热计算 采用相关文献公式估算，本系统对散热要求不高 3.7 液压装置结构设计3
23、7.1 液压装置的结构形式 采用单机，卧式液压泵布置。这样简单，实用。3.7.2 液压泵的类型 采用箱体式，占地小。4 机械系统总图的设计及其各零件的设计压力机的机械结构可以按照功能分为四个部分：1) 底板组件2) 小车组件3) 上板组件4) 立柱液压机本体结构的设计应考虑以下三个基本原则：(1)尽可能地满足工艺要求，便于操作；(2)具有合理的强度、刚度及运动部分的导向精度，使用可韶，不易损坏(3)具有很好的经济性，重量轻，制造维修方便。其中，工艺要求是最主要肋影响因素。出于在液压机上进行的工艺是多种多样的，因此液压机的本体结构型式也必然是多种多样的。从机架型式看，有立式与卧式；从机架组成方
24、式看，有梁柱组合式、单臂式和板架式；从：工作缸数量看，有单位、三位或多缸。对于小型、中型多采用最为常见的立式结构，梁柱组合式单缸结构。整个压力机是单件小批量生产，用于实现弹簧强压工艺中的一个步骤，故而考虑尽量采用焊接结构。下面就四个方面系统设计。以下是参考简图：图4-1 压力机简图4.1 横梁设计4.1.1 横梁的结构设计横梁包括上横粱、下横梁(或工作台)和活动横梁(或称滑块)。横梁通常都设计成上、下封闭的箱形结构件，在安装各种缸、柱塞及立柱处一般做成圆筒形并用筋扳与横梁面板相连(参阅图248)。在承载较大处，筋扳较密，以提高横梁刚度，降低局部应力筋板多布置成网格形式辐射形。中小型液压机横梁有
25、铸造结构和焊接结构两种。生产批量较大的小型液压机，义捞梁多为铸铁件HT 200或铸钢件ZG270500；单件小批生产时，采用A3或16Mn板材焊接而成。焊接件的焊缝质量要可靠。为防止横梁构件变形，不论采用铸造结构或焊接结构部必需进行热处理，以消除其内应力。中小型液压机掇梁多数为整体结构，而大型液压机横梁由于受制造和运输能力的限制往往设计成组合式，并利用控和拉紧螺栓联接。综合以上考虑，上横梁的结构设计如图4-2所示：图4-2上横梁结构图根据其结构形式而确定下的尺寸如图所示。而下横梁是为下滑动机构提供支撑平台，因而必须有导轨机构。采用焊接结构，其结构形式如下：图4-3 下横梁(工作台)结构图4.1
26、2横梁强度和刚度校核1 上横梁强度校核根据上横梁的受力情况，对其强度做初步校核。主要的承力件为上板体、螺栓。分别对其进行强度校核。A. 上板体强度校核上板体采用45钢加工而成，主要承受来自压力油缸的反作用力。其尺寸如下图所示：图4-4上板体尺寸上料板的有效面积Acm=S矩形4S小圆S大圆4S四角=0.2314m2而由上板的材料：45钢 。查机械设计手册得：=/S=360/1.5=240(S=1.5)轴向载荷 F= PS=P(Dd)/4=58875N=240MPa所以上板体的强度符合要求。B. 螺栓强度校核油缸座套上采用了4个M16的螺栓连接。联接螺栓的材料：45钢 。查机械设计手册得：=/S
27、360/1.5=240(S=1.5)轴向载荷 F= PS=P(Dd)/4=58875N按照受预紧力F0和工作载荷F共同作用的紧螺栓连接的强度计算可得：螺栓所受的总拉力F1不等于预紧力F0和工作拉力F之和，而等于残余预紧力F2与工作拉力F之和，即F1=F2+F对于一般连接，工作载荷稳定时，取F2=0.2F=0.2X58875N=11775N。所以，F1=F2+F=70650N。危险剖面的拉伸强度条件为：=114.2MPa=240MPa由上可得联接螺栓的强度足够C. 油缸座套强度校核油缸座套的结构尺寸如下图4-5 油缸座套油缸座套的有效面积Acm= S大圆S小圆=0.0157m2而由座套的材料：
28、45钢 。查机械设计手册得：=/S=360/1.5=240(S=1.5)轴向载荷 F= PS=P(Dd)/4=58875N=240MPa所以座套的强度亦符合要求。2 下横梁强度校核根据下横梁的受力情况，对其强度做初步校核。下横梁主要是对提供一个工作平台，亦称为工作台。对地支撑和对小车提供导轨支撑作用。主要的承力零件为底板支座和支柱套。分别对其进行强度校核。A. 底板支座强度校核底板支座的结构尺寸如下：图4-6 底板支座底板支座与地面靠钢板角支撑。底板支座的材料为A3钢。底板支座的有效面积Acm=t*L周长=0.0236m2而由支座的材料：45钢 。查机械设计手册得：=/S=360/1.5=15
29、6.7(S=1.5)轴向载荷 F= PS=P(Dd)/4=58875N=240MPa所以支座的强度亦符合要求。B. 支柱套强度校核支柱套的结构尺寸如下图：图4-7 支柱套支柱套的有效面积Acm= S大圆S小圆=0.00251m2而由支柱套的材料：45钢。屈服极限。查机械设计手册得：=/S=360/1.5=240(S=1.5)轴向载荷 F= PS=P(Dd)/4=58875N=240MPa所以支柱套的强度亦符合要求。4.1.3 横梁的固定：防松的根本问题是防止螺旋副的相对转动，防松的措施很多，按工作原理分为以下三类：（一） 摩擦放松：这类放松措施是使拧紧的螺母之间不因外载荷变化而失去压力，始终有
30、摩擦阻力防止连接松脱。这种方法不十分可靠，故多用于振动和冲击不剧烈的场合。常用的有以下几种：（1） 对顶螺母 采用对顶螺母通过两螺母对顶拧紧而产生的对顶压力，使两螺的螺纹分别与螺栓在旋合段内的螺纹相互压紧，防止连接松脱。（2） 弹簧垫圈 这种垫圈通常由65Mn钢制成，经热处理富有弹性。螺母拧紧后，因垫圈的弹性反力，使螺母与螺栓的螺纹之间产生一定的附加弹性压力，此压力不随外载荷的变化而消失，故产生的摩擦力始终存在，能防止螺母松脱。；另外，垫圈斜口的尖端低着螺母与被连接件的支持面，也有助于放松。（3） 自锁螺母 常用形式有利用螺母末端椭圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹。（二） 机械防松（1）
31、槽形螺母和开口销 开口销穿过螺母上的槽和螺栓末端的孔后，尾端分开，使螺母与螺栓不能相对转动，从而达到放松的目的。这种放松常用于有振动的高速机械中的联接。（2） 圆螺母和带翘垫圈 将带翘垫圈的内翘嵌入外螺纹零件端部的轴向槽内，拧紧圆螺母后，将垫圈的一个外翘弯入螺母的一个槽内锁住螺母，常用于滚动轴承等与轴一起转动的零件的轴向固定。（3） 止动垫圈 止动垫圈的一边弯贴在螺母的侧面上，另一边弯入被连接件的槽中，从而约束螺母松动。这种方法较麻烦，多用于较重要或受力较大的场合。（4） 串连钢丝 将低碳钢丝穿入各螺栓头部的孔内，使其相互制约，但必须注意钢丝的穿绕方向，要促使螺钉拧紧。此法防松可靠。但装拆不便
32、仅适用于螺栓组连接。（三） 对于不经常装拆和不拆的连接，可采用破坏螺纹副的关系来防松。本设计中就使用了对顶螺母的防松形式，通过两螺母对顶拧紧而产生的对顶压力，使两螺的螺纹分别与螺栓在旋合段内的螺纹相互压紧，防止连接松脱。4.2 立柱设计4.2.1 立柱结构设计1立柱结构及其与横梁连接的型式由于采用立式结构的四立柱设计，故而每个立柱承受相同的力。立柱要求能够支撑起液压系统及其其他部件。对于小型压力机系统，图a为双螺母式(内外螺母式)，每根立柱取四个内外螺母与上、下横粱紧固连接在一起，该种结构型式的立柱加工、安装与维修都较为方便，因此采用较普遍。图4-8 常见立柱结构形式由以上的结构图，参考a的
33、结构形式，结合立柱的高度要求而设计得到立柱的结构如下：图4-9 立柱结构及尺寸图2 立柱受力由以上立柱的结构图，得到立柱的受力为拉应力力弯矩产生的弯曲应力。4.2.2立柱强度校核按最简单的受力状态计算，假设上下横梁的刚度很大，忽略上下横梁的变形而施加于立柱的附加弯曲应力，则立柱只承受简单的轴向拉力，其拉应力为：式中： F-液压机的公称压力； A-每根立柱的截面积； n-立柱根数； -许用应力对于材料为40Cr的立柱来说，=800MPa；轴向载荷为F= PS=P(Dd)/4=58875N所以，立柱强度符合要求4.2.3立柱装配配合立柱在加工时，有着较高的精度和配合要求，两端配合圆柱需要保持较高同
34、轴度，端面与圆柱面需保持较高的垂直度，圆柱面上有较高的粗糙度要求。对于配合，一般采用基轴制配合。如K6/h7。4.2.4立柱预紧立柱的预紧方法：对小型液压机可使用扳手旋紧螺母，但其所能达到的预紧力是有限的。一般液压机可采用“超张预紧”、“加热预紧“以及“液压拉紧”。超张预紧适用于内外螺母式立柱结构的液压机；超张后，用扳手旋紧上、下横梁处的内螺母即可，但旋紧时需注意保证上横梁下表面与下横梁上表面之间的平行度。采用加热预紧，通常需在立柱端部钻一直径为4060mm的孔，其深度需大于横梁高度，孔内可通热蒸汽、插入烧红的钢棒或插入电热棒加热，加热时应注意两对角立柱同时加热。对加热温度的计算以及螺母旋转角
35、度的外算，详见参考文献。采用液压拉紧装置对螺栓进行冷拉，所需时间短，效率高，但需一套专门装置。4.3 滑动机构设计(小车)4.3.1 小车结构设计小车的主要作用是给弹簧提供一个支撑环境，待弹簧完成强压处理的工艺后，退出，取走弹簧，开始处理下一个弹簧。故而小车在导轨上运动，车体上有下模座，为弹簧提供支撑。按照此要求，初步确定小车的结构形式如下：图4-10 小车组件4.3.2 小车关键部件强度校核由于小车中主要的承力零件为导轨、橡胶弹簧和小车下模座。而导轨为角钢焊接结构，显然满足强度要求，下模座同上模座，强度符合要求。重点校核橡胶弹簧的强度。要求其形变量不能超过规定值。橡胶弹簧的结构如下：图4-1
36、1 橡胶弹簧圆柱橡胶弹簧的压缩形变为其中： 取HS=50，d=25mm，h=28mm，代入计算可知f=14.7mm18mm，因此，此橡胶弹簧是满足设计要求的。4.3.3 其他零件设计图及小车装配要求1 其他零件设计图小车中由小车框轨，基座，轴座，弹簧，下模座，小车轴，小车支杆小车轴座盖组成。按照小车的设计要求，其余部分的主要结构如下：图4-12小车下模座图4-13 小车基座图4-14 小车轴图4-15 小车轴座盖图4-16 小车支杆图4-17 小车框轨2 小车装配要求小车轴与轴承装配为基孔制。其余为过渡配合。结 论“锲而不舍，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。”经过三个多月的马拉松式的紧张设计，随
37、着这份设计说明书的收笔也即将告捷。回想起设计的过程，酸甜酸苦辣一言难尽。虽然时间的紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但毕竟收获的喜悦还是胜过了工作的幸劳。非常庆幸能在毕业之际交上一份令自己满意的答卷。毕业设计是大学课程的最后一次课，也是四年来最重要的一个环节，它涉及四年来所学的各科知识，将它们融合在一起。在毕业设计这门课程中让我们体会到知识的重要，每门课程都有它的可取之处，所有的事物都是相联通的，缺少其中任何一门知识，我们的设计将会停滞，所以我们要学会融会贯通，综合运用。经过三个多月的马拉松式的紧张设计，随着这份设计说明书的收笔也即将告捷。回想起设计的过程，酸甜酸苦辣一言难尽。虽然时间的
38、紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但毕竟收获的喜悦还是胜过了工作的幸劳。非常庆幸能在毕业之际交上一份令自己满意的答卷。本次毕业设计课题内容覆盖面广。涉及到机械、液压、等多门主干课程，通过认真实习、调查、分析、研究、查阅大量参考资料，顺利地完成了此次的毕业设计。这次的设计中，我也发现自己在基础课和专业课上存在的缺陷，在王老师的悉心指导和同组同学的帮助下，我也逐渐地弥补自己的缺陷，努力将自己的设计做好。通过此次毕业设计，我了解和掌握了压力机设计的基本要求、步骤、方法及应考虑的有关问题，并巩固和深化了大学三年中几乎所有专业知识，培养了科学的思维、工作方式和理论联系实际的能力，更是体会到了相互协
39、作的工作精神，给即将踏上工作岗位的我们起到一次很好地实战练兵演习，为将来的工作打下基础。致 谢在本次设计中，全部由王小平老师指导，王老师工作细致，严谨治学，不仅在设计中给予我极大的帮助，指导我完成工作，还教给我许多做人的道理：“多读书，求甚解”，“活到老，学到老”，我感受很深，不懂不可怕，重要努力去弄懂。王老师作为一位高级工程师，教给我们这些做人做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地谢意！同时，借此机会谨向教诲过我的老师们表示深深地谢意；向在身后一如既往地支持我的父母表示深深地谢意；向在设计过程中关心和帮助我的同学表示深深地谢意！由于本人设计经验不足，不妥之处在所难免，水
40、平亦有限，恳请各位老师批评指正。参考文献1李兆铨，周明研机械制造技术M北京：中国水利水电出版社，2005.2左健民，液压与气压传动M北京：机械工业出版社，1999.3王为，汪建晓机械设计M武汉：华中科技大学出版社，2007.4赵大兴，李天宝，赵成刚现代工程图学M武汉：湖北科学技术出版社，20055孙波毕业设计宝典M西安：西安电子科技大学出版社，2008.6赵月静，宁辰校液压实用回路360例M北京：化学工业出版社，2007. 7机械设计手册编写组机械设计手册M北京：机械工业出版社.8吴振顺液压控制系统M北京：高等教育出版社，2007.9陈立德机械制造装备设计课程设计M北京：高等教育出版社，200
41、7.10唐增宝，常建娥机械设计课程设计M 武汉：华中科技大学出版社 2006. 11陈立德机械设计基础课程设计M北京：高等教育出版社 ，2006.12蔡春源机械设计手册M沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.13崇凯机械制造技术基础课程设计M北京：化学工业出版社， 2000.1.14 章宏甲.黄谊主编液压传动M. 北京:机械工业出版社.1993.15 谢家瀛主编组合机床设计简明手册M北京:机械工业出版社.1994.16李天无主编.简明机械工程师手册M. 北京:北京机械工业出版社.1984.17 彭文生等主编机械设计M华中理工大学出版社.2001.18 上海第二工业大学液压教研室编液压传动与控制M. 上海科学技术出版社.1975.19何庆机械制造专业毕业设计指导与范例M北京：化学工业出版社， 2007.20周诵明机械类专业毕业设计指导书M武汉：华中理工大学出版社 ，1993.21宋昭祥机械制造基础M北京：机械工业出版社，1998.
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