5000kn四柱式通用液壓機設計與計算中期報告[帶圖紙]

1、<p>　　第一章 已完成的任務</p><p>　　1.1液壓機主要技術(shù)規(guī)格的確定</p><p>　　1.1.1主要技術(shù)規(guī)格的內(nèi)容</p><p>　　主要技術(shù)規(guī)格是表述機器工作性能的指標。通常包括以下部分：第一，主要規(guī)格，又稱主要參數(shù)，它是表示液壓機主要特征的參數(shù)。第二，各執(zhí)行機構(gòu)各工藝動作的壓力。第三，工作空間，包括各執(zhí)行機構(gòu)固定模具的工作表面對主

2、機工作臺面（或中心線）的最大距離和最小距離，工作臺尺寸等。第四，各工藝動作的速度。第五，機器外形尺寸，總功率和總重量。</p><p>　　本設計是5000KN四柱式通用液壓機，其主要參數(shù)： </p><p>　?。?）公稱壓力 KN 5000；</p><p>　　（2）滑塊行程

3、 mm 900；</p><p>　?。?）滑塊開口高度 mm 1500；</p><p>　?。?）滑塊工作速度 mm/s 10；</p><p>　?。?）工作臺尺寸 mm

4、 1400×1400；</p><p>　?。?）液壓墊壓力 KN 1000；</p><p>　?。?）液體工作壓力 MPa 25；</p><p>　　（8）電動機功率 KW

5、 45.5；</p><p>　　（9）頂出力 KN 630；</p><p>　?。?0）頂出行程 mm 300.</p><p>　　1.2液壓機上橫梁的結(jié)構(gòu)的設計與確定</p><p>　　1.2.1上橫梁的結(jié)構(gòu)

6、形式</p><p>　　上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作中全部的反作用力。對于柱塞式工作缸，還可安裝回程缸及其他輔助裝置。</p><p>　　本設計是5000KN四柱式通用液壓機，采用的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 上橫梁結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　對于中小型液壓機其結(jié)構(gòu)形式主要有：鑄造和焊接兩種。但

7、不論采用鑄造或焊接組成的上橫梁都應該進行必要的熱處理，消除其內(nèi)應力。</p><p>　　1.2.2上橫梁與油缸的聯(lián)接形式</p><p>　　上橫梁與油缸的聯(lián)接方式常見有以下兩種：</p><p>　?。?）依靠圓螺母固定油缸；</p><p>　?。?）依靠法蘭盤固定油缸。</p><p>　　本設計采用的是第一種

8、方式，依靠圓螺母固定油缸。其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 用圓螺母固定的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1--上橫梁 2--油缸 3--圓螺母</p><p>　　當油缸加壓時，油缸臺肩傳遞反作用力于橫梁，連接零件不受反作用力的作用，只有當油缸回程工作時，回程力作用于連接零件上。故連接零件的強度只滿足回程力要求即可。</

9、p><p>　　1.3液壓機工作臺的結(jié)構(gòu)的設計與確定</p><p>　　1.3.1工作臺的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　工作臺是主機的安裝基礎，臺面上固定模具，工作中承受機器本體的重量及全部載荷。亦可安裝頂出缸，回程缸及其他輔助裝置。</p><p>　　工作臺所選以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。本設計是5000KN四柱式通用液壓機，其采用的是鑄造

10、結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-3所示。</p><p>　　1.3.2工作臺與頂出缸的聯(lián)接形式</p><p>　　對于中小型通用液壓機，一般來說頂出力不大。頂出缸結(jié)構(gòu)采用活塞式。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-4所示。此結(jié)構(gòu)優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。缺點是頂出力集中于頂出活塞端面的很小面積內(nèi)，因此對較大制件的頂出不方便。</p><p>　　圖1-3 工作臺的結(jié)構(gòu)形式

11、 圖1-4 工作臺與頂出缸聯(lián)接方式</p><p>　　1--工作臺 2--頂出缸 3--螺母</p><p>　　1.3.3固定模具的結(jié)構(gòu)</p><p>　　為了固定模具，一般情況下在工作臺面上設有T型槽，按GB158-59標準尺寸進行加工。T型槽的尺寸和數(shù)量主要依據(jù)液壓機的回程噸位（即加壓制件后的拔模力）和頂出制件的最大壓力設計。用于中小型液壓機的T型槽

12、形式尺寸見表1-1。</p><p>　　表 1-1 T型槽（GB158-59）</p><p>　　(mm) </p><p>　　1.4液壓機立柱的結(jié)構(gòu)的設計與確定</p><p>　　1.4.1立柱的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　立柱是四柱式液壓機重要的

13、支撐件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基</p><p>　　準。因此立柱應有足夠的強度和剛度，導向表面應有足夠的精度、光潔度和必要的硬度。常見的結(jié)構(gòu)形式有：</p><p>　　1）兩梁都用立柱臺肩支撐，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。</p><p>　　2) 兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支撐，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。</p><p>　　3）上橫梁用立柱肩

14、支撐，調(diào)節(jié)螺母安裝于工作臺面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。</p><p>　　4）上橫梁用立柱臺調(diào)節(jié)螺母支撐，立柱肩臺支持于工作臺面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。</p><p>　　本設計采用的是第四種結(jié)構(gòu)形式，因其精度調(diào)整和加工不復雜，精度調(diào)整簡單可靠。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-5所示。</p><p>　　圖1-5 立柱結(jié)構(gòu)形式</p><p>

15、　　安裝時需通過螺母對立柱進行鎖緊，其預緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機組合機身的預緊相似。螺母預緊后，必須用防松裝置鎖緊，以防螺母脫落。</p><p>　　1.5液壓機活動橫梁的結(jié)構(gòu)的設計與確定</p><p>　　1.5.1活動橫梁的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　活動橫梁的主要作用為，與主油缸的活塞桿連接傳遞液壓機的壓力，通過導向套沿立柱導向面上下往復運動，安

16、裝固定模具及工具等。因此要有較好的強度、剛度及導向結(jié)構(gòu)?；顒訖M梁選用的材料與上橫梁、工作臺相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似，便于制造。</p><p>　　活動橫梁與上橫梁、工作臺選用材料相同，常采用同樣的材料來制造 ，制造工藝相類似，便于制造。</p><p>　　活動橫梁的結(jié)構(gòu)設計除考慮導向精度要求外，還應根據(jù)壓制工藝中的承載要求來定。</p>&l

17、t;p>　　活動橫梁與柱塞聯(lián)接部位，開有環(huán)形的集油槽，以便貯存油缸缸口部漏滲的油液。鑄件應將壁厚設計均勻，防止應力集中，設計必要的加強筋并便于清砂及起重要求。本設計采用的材料是其45鑄造鋼，結(jié)構(gòu)為鑄造結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-6所示。</p><p>　　圖1-6 活動橫梁的結(jié)構(gòu)形式</p><p><b>　　1.5.2立柱導套</b></p>

18、<p>　　活動橫梁導向的正確性，關(guān)系到機器的精度，工作缸密封件與導向面的磨損情況，加工制件的尺寸精度，模具使用壽命及機身的受力情況。因此，應合理選擇導向結(jié)構(gòu)與配合要求。</p><p>　　中小型液壓機一般采用固定式導套。本設計是5000KN四柱式通用液壓機，采用的是固定式導套，其結(jié)構(gòu)形式如圖1-7所示。</p><p>　　圖1-7 固定式導套 </p>

19、;<p>　　導套可用黃油做潤滑劑。外端面上應該裝有毛氈或?qū)Ｓ梅缐m圈，以防止灰塵和臟物進入導套內(nèi)表面。</p><p>　　導套應有一定的厚度，以防止導套壓入動梁孔后內(nèi)孔變形。導套內(nèi)孔與立柱之間配合一般為D3/dc3~D4/dc4，導套內(nèi)外圓應同心，要求在一次裝卡下加工成型。較大的導套毛坯應進行時效處理，消除其內(nèi)應力。</p><p>　　本設計采用的是第一種形式。其結(jié)構(gòu)簡單

20、，潤滑方便。</p><p>　　1.5.3活動橫梁與活塞桿聯(lián)接方式</p><p>　　活動橫梁與活塞（柱塞)桿聯(lián)接形式有活塞（柱塞）桿端部結(jié)構(gòu)和活動橫梁相應部分的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接零件組成。</p><p>　　聯(lián)接結(jié)構(gòu)按其性質(zhì)可區(qū)分為可動聯(lián)接及固定聯(lián)接兩類。</p><p>　　可動聯(lián)接結(jié)構(gòu)是以球面鉸鏈聯(lián)接的方法，將活塞（柱塞）與活動橫梁聯(lián)接。

21、可動聯(lián)接一般在多缸式液壓機側(cè)缸上采用。對于單缸式液壓機以及多缸式主作用油缸活塞（柱塞）與活動橫梁聯(lián)接形式都采用固定聯(lián)接。固定聯(lián)接要求活動橫練及主缸安裝基準等有較好的加工精度，否則就可能工作時產(chǎn)生不平穩(wěn)脈動等現(xiàn)象。但固定聯(lián)接對精度調(diào)整較有利。在活動橫梁承受偏心力矩時，活塞（柱塞）承受一部分彎曲力矩，并將此力矩通過油缸導套傳給上橫梁和立柱。</p><p>　　固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)是通過活塞（柱塞）端面及圓柱面與活動橫梁配合

22、聯(lián)接成不能相對移動的整體。</p><p>　　本設計是5000KN四柱式通用液壓機，是單缸式結(jié)構(gòu)，采用的是固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-8所示。</p><p>　　圖1-8 活塞與活動橫梁的聯(lián)接結(jié)構(gòu)</p><p>　　活動橫梁孔與活塞（柱塞）頭部配合一般采用D4/dc4或高于此配合精度，并應有一定的插入深度，使活塞（柱塞）與活動橫梁聯(lián)接成一鋼體。對于活塞

23、式結(jié)構(gòu)油缸與活動橫梁連接零件的強度應根據(jù)回程噸位來計算。</p><p>　　1.5.4固定模具結(jié)構(gòu)</p><p>　　活動橫梁下平面同工作臺相同，并設有T型槽。</p><p>　　1.6液壓機的相關(guān)計算</p><p>　　1.6.1工作臺的計算 </p><p>　　1.6.1.1受力計算</p>

24、<p>　　工作臺中心有一個中心孔，其直徑為34cm，工作臺材料選用HT20-40，臺面擠壓許用應力取=1000kgf/。故可得模具墊板最小尺寸應為：</p><p>　　按圓的直徑計算，則墊板直徑d=42.34cm,取墊板寬度b=40cm。立柱中心距為160cm,則取B/b=1/4B，均布載荷q=4P/Bkgf/cm.</p><p>　　圖1-9為工作臺受力簡圖。

25、 </p><p>　　在1-1截面上的彎矩為： </p><p><b>　　最大剪切力：</b></p><p>　　圖1-9 工作臺受力簡圖 </p><p>　　1.6.1.2 1-1截面的強度計算</p><p>　　按上述計算方法， 可得1-1截面

26、特征如下：</p><p><b>　　h1=30cm</b></p><p><b>　　h2=28cm </b></p><p>　　在受拉截面上的彎曲應力：</p><p>　　對于剪切應力在1-1截面上很小，其最大值出現(xiàn)在長度為（0～)和（～B)兩段上，并由立板承受，立板高度H=64cm，

27、寬度B=16cm。故在上述兩段中性截面上最大剪切應力為：</p><p>　　=1.5Q/BH=1.5=366kgf/</p><p>　　1.6.1.3 2-2斷面上強度計算</p><p>　　在距10cm處（見圖1-9）即T型槽處其等量截面簡截面圖1-10所算。</p><p>　　在2-2截面處彎矩：</p><

28、p>　　由于簡化之2-2截面為工字形截面。其慣性矩為：</p><p>　　由計算可知，強度滿足要求。</p><p>　　圖1-10 2-2截面之簡化截面</p><p>　　1.7液壓機總裝圖設計</p><p>　　1.7.1 液壓機總裝圖設計 </p><p>　　經(jīng)過對《金屬塑性成型設備》和《中小型

29、液壓機的設計與計算》以及液壓機的一些相關(guān)資料的查閱，對液壓機的總體結(jié)構(gòu)有了一些認識和了解，通過對液壓機的上橫梁、工作臺、立柱、活動橫梁等結(jié)構(gòu)的設計與確定，利用CAD繪圖軟件，將液壓機的總裝配圖繪制出來。其結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。</p><p>　　第二章 未完成項目</p><p>　　2.1液壓機充液閥部裝圖設計與計算</p><p>　　2.2液壓機工作臺零件

30、圖設計</p><p>　　2.3液壓機工作缸零件圖設計</p><p>　　2.4撰寫畢業(yè)設計論文</p><p>　　第三章 未解決的難點</p><p>　　液壓機充液閥的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)計算，相信在接下來的學習中會將其解決，弄懂。</p><p><b>　　第四章 日程安排</b><

31、;/p><p>　　11月27日-----12月03日 液壓機充液閥部裝圖設計；</p><p>　　12月04日-----12月11日 液壓機零件圖設計；</p><p>　　12月12日-----12月23日 撰寫畢業(yè)設計論文與準備答辯；</p><p>　　12月28日-----12月30日