四柱液壓機導向結構介紹

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1、四柱液壓機導向結構介紹 滕州恒諾達液壓 滕州恒諾達機床 在設計上重點是合理選擇導向結構和導向長度；導軌面力求耐磨，磨損后間隙便于調整和修 復以提高壽命。而導軌面上的擠壓應力值是產(chǎn)生磨損降低壽命的重要因素。因此要仔細分析受力 情況，進行必要是計算，使擠壓應力不超過規(guī)定值，此外還需采取相應的潤滑措施，以保證充分 潤滑。 目前四柱式液壓機的滑塊均采用固定于機身支柱上的 45 斗面導軌導向，為了提高耐磨能力 和便于維修，通常在滑塊導軌面上鑲有青銅墊板。機身導軌則采用耐磨鑄鐵或淬硬鋼制造。在精 密沖裁和金屬擠壓液壓機上，為了最大限度的減小導軌間隙，提高剛度和導向精度，近幾年來也 有采用塑料襯板的

2、導軌或預應力滾動導軌。 在很多情況下，例如在精沖、冷擠壓和大臺面薄板沖壓液壓機上， 為了提高導向精度和偏心載 荷下保持精度的能力?，F(xiàn)代液壓機采取了一些措施來實現(xiàn)這一要求。這些措施包括； 第一，加長滑塊的導向尺寸。一般滑塊的導向長度與跨度之比為 0、3~0、6,現(xiàn)在很多液壓機 的這一比值已達1、2~2。由于導向面加長，導向精度大為提高；在偏心載荷下導軌面擠壓應力相 應減小，因而壽命提高。大噸位小臺面液壓機采用這一措施比較有效。但對大臺面液壓機由于跨 度太大，滿足上述比值結構是不現(xiàn)實的，而且顯得笨重。 該導柱在固定于上 第二，采用中央導柱。內導柱結構的特點是滑塊中部剛性固接一方形導柱,

3、橫梁方孔內的可調導軌上滑動。 導柱應有足夠的截面，以承受偏載下產(chǎn)生的彎矩。采用中央導柱結構，就可在不增加滑塊高度 的情況下使導向長度YL大大加長，提高了導向精度，并使導軌面上擠壓應力大為降低。但是由 于中央導柱占據(jù)了中間位置，滑塊只能由布置在中央導柱兩側的油缸驅動。 外導柱結構形式滑 塊做成T字形，加長的導軌面沿固定于上橫梁前后面的可調導軌上運動，這一結構的優(yōu)點是在整 個上橫梁的有效面積內，可自由布置各油缸。無論是內導柱還是外導柱結構，都不可避免的使滑 塊結構復雜化，加工精度要求較高。 第三，采用機械同步裝置提高運動精度和抗偏心載荷能力。 主要結構有齒輪齒條式和同步連桿 式。齒輪齒條式在

4、滑塊前后面均設有一與滑塊下平面平行的齒輪軸。軸兩端固定的大小相同的齒 輪與固定在機身支柱上的齒條相嚙合。這樣就保證了滑塊的平行運動。其運動精度取決于齒輪節(jié) 圓直徑、軸的剛度和齒輪齒條嚙合的精度，有的結構設計把齒輪軸布置于上橫梁上，兩齒條固定 于滑塊上。同步連桿式結構原理是利用兩平行四邊形原理保證滑塊平行運動。這一結構類似雙點 式機械壓力機。采用機械同步裝置后滑塊精度大為提高，并大大減小了偏載下導軌面上的擠壓應 力和改善了應力分布情況。 1.3液壓機典型結構 液壓機結構中較典型的主要有三梁四柱式、雙柱下拉式、框架式和單臂式等，其中三 梁四柱式液壓機為通用型液壓機的常用型式，本次畢業(yè)設計采用此

5、類型液壓機為設計對 象，這里只對此型液壓機作以介紹。 300三梁四柱式液壓機結構如圖所示，它由上橫梁、下橫梁、 4個立柱和16個內外螺母組成 一個封閉的框架，框架承受全部的工作載荷。工作缸固定在上橫梁上，工作缸內有工作柱塞與活 動橫梁相連接。活動橫梁以4根立柱為導向，在上、下橫梁之間往復運動?；顒訖M梁下面固定有 上砧，而下砧則固定與下橫梁上的工作臺上。 當高壓液體進入工作缸后，對柱塞產(chǎn)生很大的壓力， 推動柱塞、活動橫梁及上砧向下運動，使工件在上、下砧之間產(chǎn)生塑性變形。同時在完成工作之 后實現(xiàn)回程運動。 圖1-2液壓機典■型結構圖 三梁四柱式液壓機的主要部件有： ⑴立柱：立柱是

6、機架的主要支撐部件和主要受力件，又是活動橫梁的導向件，因此對立柱有 較高的強度、剛度和精度要求。立柱所用的材料、結構尺寸、制造質量及其與橫梁之間的連接方 式、預緊程度等因素，都對液壓機的工作性能甚至使用壽命有著很大的影響。 立柱通常用如下材料制成：35鋼、45鋼、40Cr、20MnV、20MnSiMo等。 ⑵橫梁：橫梁包括上橫梁、下橫梁（或稱底座）和活動橫梁（或稱滑塊），是液壓機的重要部 件。由于橫梁的輪廓尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，一般都做成空心箱形結構，中間加設 肋板，承載大的地方肋板較密，以提高剛度，減低局部應力，肋板一般按方格形或輻射形分布， 在安裝各種缸、柱塞（或活塞）及立

7、柱的地方做成圓筒形，以使其環(huán)行支撐面的剛度盡可能一致， 并用肋板與外壁相互之間連接起來。 橫梁有鑄造結構和焊接結構兩種，生產(chǎn)批量較大的中、小型液壓機其橫梁多為鑄鐵件（材料多 為HT200）或鑄鋼件（材料多為ZG275-500）;近年來采用焊接結構的日漸增多，材料一般為Q235 或16Mn鋼板。 中、小型液壓機橫梁多數(shù)為整體結構，而大型液壓機橫梁由于受制造和運輸能力的限制往往 設計成組合形式，并利用鍵和拉緊螺栓連接 J J L E 圖2-1液壓機主要結構參數(shù)示意圖 上橫梁結構如圖2?3所示，按一般經(jīng)驗公式‘上橫梁鑄造箱體告訴一般取值為橫梁跨 度的(0 J-O.8)倍，這里取

8、橫梁高度h =690mm.取上橫梁鑄造箱體壁厚為Sa = 40^ ,肋 楓厚度為8b =40m^： 圖2-3上橫梁機構圖  圖A5下橫梁結構圖 (3)活動衡量的相關計算 活動橫梁結構如圖2-7所示，活動橫梁高度一般為箱體跨度的(0.3?0.5)倍，在此取活動橫 梁箱體高度為 ，活動橫梁鑄造箱體壁厚取為 ，肋板厚度為 圏2-7活動橫梁結構圖 2.液壓機的本體結構及設計計算 2. 1液壓機本體結構概述 最常見的就是三梁四柱式，它廣泛應用于各種噸位和用途的液壓機中。橫梁為鑄造結 構，也有采用焊接結構的。上、下橫梁也立柱組成一個剛件的対閉框架，以承受液壓機的

9、全部I?作我荷。必須注意保證立柱打橫梁的剛性聯(lián)接，不應有任何松動。立柱在聯(lián)接區(qū)附 近往往會有應力集中。在承受偏心載荷時，偏心力矩作用于活動橫梁上，將在立柱或上橫 梁產(chǎn)生側推力，使機架受力情況惡化。在某吐液壓機屮，由于頻繁加載、卸城以及載荷突 然禪放?會引起機架的劇烈振動，以致縮短液壓機壽命。梁柱組介式屮又分卩L|柱、U杠、 三柱和多柱。 2. 1. 1三梁四柱式： 三梁四柱式液壓機是一種最常用的結構形式，如圖2?1,它由上橫梁、下橫梁、四個 立柱、和16個內外螺母組成一個封閉框架,框架承受全部工作載荷工作缸固定在上橫梁 上，工作缸內裝有工作活塞，與丁?作橫梁相連接?；顒訖M梁以4根立柱為

10、導向，在上下橫 梁Z間做往復運動?；顒訖M梁下血尚定冇上砧，而下砧同定與下橫梁上的丁?作臺上。、"|高 壓液體進入工作缸后，對柱塞產(chǎn)生很大的壓力，推動活塞、活動橫梁及上砧向上運動，使 鍛件在上下砧之間產(chǎn)牛?塑件變形。上橫梁的兩側還固定有冋程缸，*1高壓液體進入冋程缸 時，推動冋程活塞向上，通過頂部小橫梁及拉桿，活動橫梁實現(xiàn)冋程運動。 液壓成型機械活動橫梁設計 立柱：立柱是機架的重要支撐件和主要受力件，又足活動橫梁的導向件，因此，對立 柱有較高的強度、剛度和精度要求。立柱所用材料、結構尺寸、制造質量及其與橫梁之 間的連接方式、緊I占I程度等因索都対液壓機的丁作性能甚至使用壽命都有很大

11、的影響。 立中小型液壓機柱常用如下材料制成:35鋼、45鋼、40"、2OMn\\ 20MnSiMo等。的立柱 多做成實心的，兩端鉆出預緊用的加熱孔，大型液壓機的立柱可做成空心的。對三梁四柱 式液壓機起機架的剛度上要取決于立柱與上、下橫梁的連接剛度。 立柱與上下橫梁連接的結構形式有雙螺母式、錐臺式、錐套式。雙螺母式的每根立柱 靠4個內外螺母與上下橫梁緊固連接在一起，該種結構形式的立柱加I .、安裝與維修都較 為方便，因此，采用較為普遍。但由于液壓機經(jīng)常處與反復加載的悄況，因而，螺母易 松動，如不及時緊固，機架在加載及卸載時就會劇烈晃動，造成立柱的折斷。錐臺式的立 柱兩個外螺母及立柱上的錐臺和上

12、下橫梁連接，剛性好，nJ防止橫梁與立柱之間發(fā)生相 對水平位移,但錐臺加工困難,兩錐臺間的距離難以保證,裝配后機器不能調整,安裝、 預緊、維修也不方便。錐套式用分開的錐形套來代替內螺母或下錐臺，可以消除或減輕 立柱上的應力集中,并nJ消除與橫梁間的間隙,便于調整對中,但反復加載時錐套也會松 動，影響機架的剛度。 橫梁：橫梁包括上橫梁、下橫梁和活動橫梁（如圖2-2）,是液壓機的巫要部件。由于 橫梁的輪廓尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量一般都做成空心箱形結構，屮間加設肋板, 承我大的地力?肋板較密，以提高剛度、降低局部應力：肋板一般按方格形成輻射形分布， 在安裝液壓缸、柱塞及立柱的地方做成圜筒形，

13、以使其環(huán)形支承面的剛度盡町能一致。并 用肋板與外壁或相互之間連接起來。械梁有鑄造結構和焊接結構兩種。屮、小型液壓機桃 梁多數(shù)為整體結構，而大型液樂機橫梁由于受制造和運輸能力的限制往往設計成組合式， 并利用鍵和拉緊螺栓。對于活動橫梁其結構應根據(jù)壓制I?藝性質而;二 圖2-2活動橫梁結構 2 2主立柱的結構設計 山于立柱-端要尚定在工作臺上，另-端要用于尚定上 橫樂，所以在立柱兩端都車有螺紋，并且有?個定位臺階，初 步確定具體結構如圖2 二例*口itr —luviviru. 3.1主油缸的上固定橫梁的校核 受力分析：尚定橫梁通過螺母安裝在四立柱上，受力點在 4個角上，而橫梁中

14、央耍安裝，主油缸山于采用反向安裝形式, 所以必須任尚定檢梁上 中間開孔以便油缸的缸筒穿過，結構簡圖如圖4： 圖2主立柱的結構圖 -e 「36 Z XZ2S 給構中M72螺紋的小能為6R83fmn大于GZftnm軸徑 分別為7En、9ftm、M7Z立柱的結構初步確定后，應對立柱 進行壓桿穩(wěn)定性校核，判斷立柱為何種柔度壓桿.因為45鋼 為優(yōu)質炭素鋼，査得入!=10ft入r=a 那么入# M—壓桿的長度系數(shù)，収 I 圧桿全長》/ =1645mm； 訂一斥桿截面的最小慣性半徑， 貝0 入=Q7x 1645 =Q7x 1645 ? 4 4 圖4主油亂的上同定橫梁示息圖 油缸通

15、過圓形法蘭安裝在橫梁上，所以作用在橫梁上的 力為?圓環(huán)形的勻布截荷，經(jīng)分析，可把枷梁的受力形式簡化 為圓環(huán)形的平板檢梁，周界為餃支，截初為分布丁?圓環(huán)衣|何的 均如截荷，簡圖如圖$ 24副立柱的結構設計 副立柱上設計有定位臺階，用此臺階與圓螺母，把立柱尚 定于工作臺上，立柱另一末端車有螺紋,用圓螺母把頂模缸的 周定橫梁固定。具休結構如下圖3 圖3副龍柱的結構設計 分析方法同主立柱的分析方法,經(jīng)分析，副立柱為小柔度 壓桿,校核強度計算如下： 以鍛造水用機為例，其結構簡圖 如圖所示。它山上橫梁1、F橫梁 3、4個立柱2和16個內外螺母紐成 的封閉框架，框架承受全部工作 載荷。工

16、作缸9固定在橫梁1 11, 工作缸內裝有工作柱塞8,它9活 動橫梁7和連接。活動橫梁以四根 V?柱2為導向，在上、下橫梁之間 往復運動。在活動橫梁的下表面 上，?般同定有上模，而下模則 固定J：下橫梁的工作臺上。當高 爪液體進入工作缸后，在工作柱 塞I：產(chǎn)生很人的壓力，并推動工 作柱塞、活動橫梁及下模向下運 動，使工件5在上、下模之間產(chǎn)生 塑性變形,此時回程缸4內通低壓 液體并排出工作液體?；爻蘉.4ISI 定在下橫梁上，回程柱塞6與活動 橫梁相連接?；爻虝r，工作缸通 I"、/｝、 I r-i ?>^4— 4 《 ?■?■? I —a-* ?? Y ? 一 ■一 I I 低壓液體，高壓液體進入回程 缸，推動冋程柱塞6向上運動，帶 動活動橫梁冋到原始位置，完成 圖1-2 液壓機本體結構簡圖 1—上橫槃 2—立柱 —下橫華 4—回程fc! ”工件 0-回程柱皇 7—活動橫集 8—工作柱塞 9—工作虹 ?亡個工作循環(huán)。