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畢業(yè)設計(論文)任務書、指導書
畢業(yè)設計（論文）任務書、指導書
學 院： 機電工程學院
專業(yè)年級： 2010機械設計制造及其自動化
學生姓名: 武帥軍 學 號: 20101133
設計(論文)題目： 木塑復合材料熱壓成型機設計
起 迄 日 期:
指 導 教 師: 陳輝
教研室負責人: 易春峰
日期: 2014年 2 月 20 日
1．畢業(yè)設計（論文）題目：
木塑復合材料熱壓成型機設計
2．本畢業(yè)設計（論文）課題的目的：
本設計的目的在于應用大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，如機械制圖與技術制圖、機械原理與機械設計、工程材料與熱處理等課程知識，設計木塑復合材料熱壓成型機的機構。要求對木塑復合材料熱壓成型機的總體結(jié)構及零部件設計、零部件的計算、裝配圖及零部件圖的繪制、設計說明書的撰寫、設備使用說明書的編寫等等，為畢業(yè)后的工作或進一步深造打下良好的基礎。
3．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、工作要求等）：
主要內(nèi)容及要求：
對木塑復合材料熱壓成型機進行設計，熱壓機采用三梁四柱式，此結(jié)構應用廣泛，公稱力設計為1000kN，通過更換模具可適應多種不同形狀尺寸零件的加工，也可進行沖壓、擠壓等加工，具有很廣的使用范圍。
4．課題的成果要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：
1、圖紙10張以上，其中：
①、總裝圖圖紙1張；
②、1號圖紙（原理圖）2張；
③、其余7～8張；
④、所有圖紙從幅面、邊框、線條、標注、標題欄、技術要求、尺寸線、數(shù)字、文字、字母等的形式、字體大小均需嚴格按照“制圖標準”和“公差標準”進行繪制和標注。
2、設計說明書（論文）1本，1.5萬字以上（約30頁），版面、字體、圖表、頁眉等嚴格按學校教務處網(wǎng)上提供的格式處理；要求有中英文題目、摘要、關鍵詞、目錄、前言、正文（可設小標題）、結(jié)束語、參考文獻等內(nèi)容。
3、圖紙按標準摺疊方法摺疊好，加銅版紙封面裝訂成冊（大16開）；設計說明書、譯文（中英文）、任務書、指導書、開題報告、實習報告、評閱書亦用銅版紙封面裝訂成冊。（用檔案袋裝好）。
4、所有設計成果、文件需有電子文檔提供。
5．課題完成步驟和方法（收集資料或采集數(shù)據(jù)的方法和地點，分析技術，制作技巧，設計使用的工具等）：
1）、收集資料數(shù)據(jù)：根據(jù)不同的設計階段，收集資料和數(shù)據(jù)要貫切設計的全過程，開始階段可集中3～5天在圖書館、教科書、網(wǎng)上、相關雜志上查找資料，亦可到有關工廠、市場上參觀實習等。
2）設計方案的確定
3）、需熟悉計算機及相關軟件的使用方法，所有設計工作必須按照要求在計算機上完成（尤其是圖形、函數(shù)式的計算、打印材料等），如能做相關的運動仿真分析則更好。
6．主要參考文獻：
1. 鄧星鐘主編 ，機電傳動控制（第三版）， 武漢：華中科技大學出版社，2001
2. 鄭文緯，吳克堅主編 ，機械原理（第七版），北京：高等教育出版社，1997
3. 謝存禧，邵明主編 ，機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設計， 北京：機械工業(yè)出版社，1999
4. 濮良貴，紀名剛主編 ，機械設計（第七版）， 北京：高等教育出版社，2001
5. 張德泉，陳思夫，林彬主編，機械制造設備及其設計，天津：天津大學出版社，2003
6. 吳宗澤，羅圣國主編 ，機械設計手冊（第二版），北京：高等教育出版社，1999
7. 周宏雄，孫宗禹.，機械設計制造及其自動化英語教程，長沙：湖南大學出版社，2000
7．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2012年3月1日～3月10日
3月11日～3月20日
3月21日～3月31日
4月1日～4月15日
4月15日～4月30日
5月1日～5月10日
5月10日～5月17日
5月17日～5月22日
收集設計資料，包括參觀實習（自行安排）,方案比較，翻譯外文參考資料，寫出實習報告、開題報告。
確定設計方案，畫出傳動原理圖，與指導教師討論修改，方案中必須有具體的相關技術參數(shù)，如型號、功率、轉(zhuǎn)速等，打印出實習報告和開題報告。
進行設計計算，為撰寫設計說明書做文字、參數(shù)計算等方面做準備，并形成初步文件。
完成裝配圖、部件圖、零件圖的繪制設計工作（并用word文檔處理），并提供電子文檔給指導老師審閱。
完成電子文檔的設計說明書的全部工作，提供給指導老師審閱。
根據(jù)指導老師的審閱意見全面修改圖紙、設計說明書，形成正式版本，再交指導老師審閱。
根據(jù)指導老師審閱意見進行最后一次修改，打印出符合要求的紙質(zhì)文檔和相同的電子文檔作為畢業(yè)設計成果交指導老師。
做畢業(yè)設計答辯的準備工作：
①、 擬出答辯提綱；
②、 做好答辯的多媒體播放材料（包括文字、圖表或動畫等）；
在教師參與下試答辯一次
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
學院意見：
院領導：
年 月 日
5
中南林業(yè)科技大學畢業(yè)答辯 指導教師 木塑復合材料熱壓成型機設計 班級 匯報人 學號 設計要求對木塑復合材料熱壓成型機進行設計 公稱力設計為1000kN 通過更換模具可適應多種不同形狀尺寸零件的加工 也可進行沖壓 擠壓等加工 具有很廣的使用范圍 選題意義本設計的目的在于應用大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識 如機械制圖與技術制圖 機械原理與機械設計 工程材料與熱處理等課程知識 設計木塑復合材料熱壓成型機的機構 要求對木塑復合材料熱壓成型機的總體結(jié)構及零部件設計 零部件的計算 裝配圖及零部件圖的繪制 設計說明書的撰寫 設備使用說明書的編寫等等 為畢業(yè)后的工作或進一步深造打下良好的基礎 設計要求及選題意義 設計方案的確定 此次設計熱壓機采用三梁四柱式 此結(jié)構應用廣泛 該機的四根立柱上安裝有驅(qū)動上滑塊的液壓缸 主要零部件的設計 大小心軸的設計 大小心軸的設計 液壓缸的設計 熱壓機機體設計 液壓系統(tǒng)設計 主要零部件的設計 主缸的設計 主要零部件的設計 主缸活塞的設計 主要零部件的設計 主缸活塞桿的設計 主要零部件的設計 頂出缸的設計 主要零部件的設計 頂出缸活塞的設計 主要零部件的設計 頂出缸缸體的設計 主要零部件的設計 立柱的設計 液壓系統(tǒng)的設計 致謝 首先 感謝我的指導老師 感謝她在我的研究和學習過程中給予我的指導和幫助 在大學生活中 老師對我的言傳身教以及給予我許多無私的關心和幫助 所有這些不僅是我得以順利地完成本文 而且更是使我終身受益 我還要感謝系里的各位老師 他們?yōu)槲业漠厴I(yè)設計提出諸多良好的建議以及努力方向 使我得以較快地完成設計 其次 我還要特別感謝我的母校 為我提供了一個先進的學習 工作環(huán)境 能讓我順利完成各個課程 謝謝指正 THEEND 木塑復合材料熱壓成型機設計
摘 要
本文針對木塑復合材料熱壓成型機進行設計，熱壓機采用三梁四柱式，此結(jié)構應用廣泛，公稱力設計為1000kN，通過更換模具可適應多種不同形狀尺寸零件的加工，也可進行沖壓、擠壓等加工，具有很廣的使用范圍。
三梁四柱式熱壓機包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動力機構由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動機、壓力閥、方向閥等組成。熱壓機通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。
該熱壓機結(jié)構緊湊，動作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡單。在本設計中，通過查閱大量文獻資料，設計了液壓缸的尺寸、熱壓機本體，擬訂了液壓原理圖，并且按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動機，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件。最后還使用AutoCAD軟件繪制了該熱壓機的裝配圖和主要零件圖。
關鍵詞：三梁四柱；熱壓機；液壓缸；液壓系統(tǒng)
Abstract
In this paper, wood plastic composite molding machine design , pressing machine with three beam four-post , this structure is widely used , nominal force designed to 1000kN, through the replacement of mold can be adapted to a variety of different shapes and sizes of parts processing, can also be stamping, extrusion processing, with a very wide range.
Three -beam four- pressing machine includes hydraulic cylinders, beams, columns and liquid-filled devices. Power sector by the fuel tank, high pressure pumps, control systems , motors, pressure valves, directional valve. Pressing machine achieved through a variety of pumps and hydraulic cylinders and valves of energy conversion, regulation and transport , completing the cycle of various craft movement.
The pressing machine compact structure , sensitive and reliable , high speed , low energy consumption, low noise , pressure and stroke can be adjusted within a specified range, simple operation. In this design , through access to a lot of literature, design size , pressing machine body hydraulic cylinders , hydraulic schematics drawn up , and according to the size of the selected pressure and flow hydraulic pumps, motors, control valves, hydraulic filters, etc. components and auxiliary components. Finally, the use of AutoCAD software to draw a diagram of the pressing machine assembly and major parts diagram .
Keywords:Three beam four-post ; Pressing machine ; Hydraulic cylinder ;Hydraulic system
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 壓力機概述 1
1.2.1壓力機發(fā)展的概況 1
1.2.2壓力機工作原理 2
第二章 熱壓機的本體結(jié)構設計 4
2.1 本體結(jié)構與機架形式 4
2.2 基本參數(shù)的確定 4
第三章 液壓缸設計 7
3.1液壓缸的基本結(jié)構設計 7
3.1.1液壓缸的類型 7
3.1.2鋼筒的連接結(jié)構 7
3.1.3缸底結(jié)構 7
3.1.4油缸放氣裝置 8
3.1.5緩沖裝置 8
3.2 缸體結(jié)構的基本參數(shù)確定 8
3.2.1主缸參數(shù) 8
3.2.2頂出缸參數(shù) 9
3.3各缸動作時的流量 9
3.3.1 主缸進油流量與排油流量 9
3.3.2 頂出缸的進油流量與排油流量 10
3.4 液壓缸設計計算 11
3.4.1 主缸的設計計算 11
3.4.2 頂出缸的設計計算 15
第四章 液壓系統(tǒng)設計及元件選擇 20
4.1液壓系統(tǒng)方案設計 20
4.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 21
4.3選擇液壓元件 22
4.3.1 選擇液壓泵和確定電動機功率 22
4.3.2 選擇液壓控制閥 23
4.3.3選擇輔助元件 24
第五章 熱壓機機體設計 25
5.1 立柱設計 25
5.1.1立柱設計計算 25
5.1.2連結(jié)形式 26
5.1.3立柱的螺母及預緊 27
5.1.4 立柱的導向裝置 28
5.1.5 限程套 29
5.2 底座設計 29
5.3 橫梁設計 29
5.3.1 上橫梁結(jié)構設計 29
5.3.2活動橫梁結(jié)構設計 30
5.3.3 下橫梁結(jié)構設計 30
5.3.4 各橫梁參數(shù)的確定 30
第六章 熱壓機的安裝、維護與保養(yǎng) 31
6.1熱壓機的安裝 31
6.2熱壓機的安裝 31
6.2.1維修保養(yǎng) 31
6.2.2安全操作規(guī)程 32
總 結(jié) 33
參考文獻 34
致 謝 35
37
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
塑材料制造的關鍵技術是如何保證稻殼粉的高填充量，使稻殼粉填充量高達80%~90%以達到制品有較低的生產(chǎn)成本和較高的使用性能。作為在高填充量的前提下如何確保材料有高的流動性和滲透性從而能促使熱塑熔膠能充分地粘接稻殼粉，達到共同復合的力學性能及其他方面的使用性能，主要需解決以下幾個方面的問題：
（1）原材料（塑料、稻殼粉種類）的選擇及如何提高塑料與稻殼粉之間界面結(jié)合力。因為對于兩相復合界面往往成為應力集中區(qū)，因此提高復合材料力學性能的關鍵是提高界面的相容性。
（2）制品的成型設備及成型工藝――如何提高稻殼粉在體系中共混分散的能力及建立足夠的成型壓力。
（3）成型模具的設計與冷卻定型技術――產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量提高的關鍵因素。
聚合物中可以加入一些人工沸石，這種鋁硅酸鹽分子捕捉粉體可以吸收材料中的異味。通過粉體中大量的結(jié)晶空洞，吸附劑可以捕捉產(chǎn)生異味的有機小分子。分子捕捉吸附劑已經(jīng)成功應用于聚烯烴擠出管材、注射和擠出吹塑的器皿、隔絕包裝材料，擠出外包裝和密封材料。分子吸附粉體還可以作為除濕劑加入塑料中以除去其中的水氣。
不同尺寸和形狀的擠出制品增加了木塑復合材料的多樣性當型材不要求具有連續(xù)片形結(jié)構或者是部件具有復雜的結(jié)構設計，木塑型材可以是通過注射成型或者是模壓成型。加工者有時要面對木塑材料在加工過程中如何完全充模的問題，為了解決這個問題，他們需要減少木質(zhì)填料的用量以增加熔體的流動性。
熱塑性木塑復合材料（WPC）是采用木纖維或植物纖維填充、增強，經(jīng)熱壓復合、熔融擠出等不同加工方式制成的改性熱塑性材料。近年隨全球資源日趨枯竭，社會環(huán)保意識日見高漲，對木材和石化產(chǎn)品應用提出了更高要求。在這樣的背景下，設計適合的木塑復合材料熱壓成型機顯得尤為重要。
1.2 壓力機概述
1.2.1壓力機發(fā)展的概況
壓力機的發(fā)展歷史只有100年。壓力機是伴隨著工業(yè)革命的的進行而開始發(fā)展的，蒸汽機的出現(xiàn)開創(chuàng)了工業(yè)革命的時代，傳統(tǒng)的鍛造工藝和設備逐漸不能滿足當時的要求。因此在1839年，第一臺蒸汽錘出現(xiàn)了。此后伴隨著機械制造業(yè)的迅速發(fā)展，鍛件的尺寸也越來越越大，鍛錘做到百噸以上，即笨重又不方便。在1859-1861年維也納鐵路工廠就有了第一批用于金屬加工的7000KN、10000KN和12000KN的液壓機，1884年英國羅切斯特首先使用了鍛造鋼錘用的鍛造液壓機，它與鍛錘相比具有很好的優(yōu)點，因此發(fā)展很快，在1887-1888年制造了一系列鍛造液壓機，其中包括一臺40000KN的大型水壓機，1893年建造了當時最大的12000KN的鍛造水壓機。
在第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速發(fā)展航空業(yè)。美國在1955年左右先后制造了兩臺31500KN和45000KN大型模鍛水壓機。
近二十年來，世界各國在鍛造操作機與鍛造液壓機聯(lián)動機組，大型模鍛液壓機，擠壓機等各種液壓機方面又有了許多新的發(fā)展，自動測量和自動控制的新技術在液壓機上得到了廣泛的應用，機械化和自動化程度有了很大的提高。
再來看一下我國的情況，在解放前，我國屬于半殖民地半封建社會的國家，沒有獨立的工業(yè)體系，也根本沒有液壓機的制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機。
解放后我國迅速建立獨立自主的完整的工業(yè)體系，同時仿造并自行設計各種液壓機，同時也建立了一批這方面的科研隊伍。到了六十年代，我國先后成套設計并制造了一些重型液壓機，其中有300000KN的有色金屬模鍛水壓機，120000KN有色金屬擠壓水壓機等。特別是近十年來，又有了一些新的發(fā)展。比如，設計并制造了一批較先進的鍛造水壓機，并已向國外出口，與此相應的，我國也陸續(xù)制造了各種液壓機的系列及零部件標準。
但是，我們也應清楚地意識到我們與發(fā)達國家相比還有很大的差距，還不能滿足國民經(jīng)濟和國防建設的需要。許多先進的設備和大型機仍需進口，目前應充分發(fā)揮我們的優(yōu)勢，加強我國在這方面的競爭力，這不僅是有助于我們從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變也是國家安全的需要。
1.2.2壓力機工作原理
（1）壓力機功能簡介
壓力機是利用液壓傳動技術進行壓力加工的設備，廣泛用于金屬鍛壓、冷擠壓、粉末冶金以及金屬、橡膠和塑料等成型制品加工的壓力機械，也是最早應用液壓技術的機械之一。與其他壓力機相比，它具有壓力和速度可在大范圍內(nèi)無極調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結(jié)構布置靈活，各執(zhí)行結(jié)構可很方便地達到所希望的動作配合等優(yōu)點。
壓力機有多種型號規(guī)格，其壓制力從幾十噸到上萬噸。按工作介質(zhì)可分為水壓機和油壓機兩種。用乳化液做介質(zhì)的液壓機，稱為水壓機，其壓制力很大，多用于重型機械廠和造船廠等。用礦物油型液壓有做介質(zhì)的液壓機成為油壓機，產(chǎn)生的壓智力較水壓機小，在許多工業(yè)部門得到廣泛的應用。
圖1-1壓力機
液壓機的類型很多，多為立式,其中四柱式液壓機最為典型，應用也最為廣泛。其基本結(jié)構如圖1-1。
（2）壓力機的工作原理簡介
該機的四根立柱上安裝有驅(qū)動上滑塊的液壓缸。液壓機的壓制工藝要求液壓缸的工作循環(huán)為：快速下行→慢速加壓→保壓延時→快速返回→原位停止;并且壓力速度和保壓時間可調(diào)節(jié)。工藝循環(huán)圖如圖1-2所示。
圖1-2 壓力機工藝循環(huán)圖
第二章 熱壓機的本體結(jié)構設計
本設計為四柱式熱壓機，熱壓件是寬×厚為40×4（mm）的板條，熱壓件材料是木塑復合材料，此材料的彈性模量是4 GPa，彎曲模量是3.6 GPa，抗拉強度是19 MPa，彎曲強度是35 MPa，要求最終熱壓彎曲成下上模半徑分別為53 mm和50 mm、50 mm和47 mm、33 mm和30 mm、30 mm和27 mm、23 mm和20 mm、20 mm和17 mm的六組不同半徑的V形件，并設計其彎曲模。
2.1 本體結(jié)構與機架形式
三梁四柱式上傳動機架是最常見的結(jié)構形式，廣泛應用于各種用途的液壓機中。在這種結(jié)構中，上下橫梁與立柱應組成一個剛性封閉框架，它要承受液壓機的全部工作載荷，不應有任何松動，因此液壓機的地基是不承受工作載荷的。
2.2 基本參數(shù)的確定
對于V形件（圖2-1）
圖2-1 自由彎曲示意圖
（2.1）
式中 ——彎曲結(jié)束時的自由彎曲力；
——彎曲件寬度（mm）；
——彎曲件厚度（mm）；
——彎曲件的彎曲半徑（mm）；
——材料的強度極限（MPa）；
——安全系數(shù)，一般取k=1.3。
代入數(shù)據(jù)，得
可知此力較小。
根據(jù)表2-1，本設計選取公稱力為1000 kN。
表2.1 各種液壓機主參數(shù)系列（JB/T 611—1991）(節(jié)選)
序號
液壓機名稱
單位
主參數(shù)（公稱力）系列
34
三梁四柱式液壓機
KN
400，630，1000，1600，2000，2500，3150，4000，5000，6300，8000，10000，16000
三梁四柱式熱壓機的外形如圖2-2。
圖2-2 三梁四柱式液壓機
根據(jù)表2-2可知1000 kN 液壓機的基本參數(shù)。
表2-2 三梁四柱式液壓機的基本參數(shù)（JB/T 9957.2—1999）(節(jié)選)
名稱
單位
參數(shù)
公稱力P
kN
1000
滑塊行程S
mm
600
開口高度H
mm
900
空程下行
mm/s
22
工作
mm/s
14
回程
mm/s
47
工作臺面有效尺寸
左右x前后(BxT)
mm
720x580
頂出力P1
kN
190
頂出行程S1
mm
200
第三章 液壓缸設計
3.1液壓缸的基本結(jié)構設計
3.1.1液壓缸的類型
圖3-1雙作用單活塞桿液壓缸
液壓缸選用雙作用單活塞桿液壓缸，活塞在行程終了時緩沖。因為工作過程中需要往復運動，從圖可見，油缸被活塞頭分隔為兩腔，側(cè)面有兩個進油口，因此，可以獲得往復的運動。實質(zhì)上起到兩個柱塞缸的作用。此種結(jié)構形式的油缸，在中小型液壓機上應用最廣。
3.1.2鋼筒的連接結(jié)構
在設計中上、頂出缸都選擇法蘭連接方式。這種結(jié)構簡單，易加工，易裝卸。
主缸采用前端法蘭安裝，頂出缸采用后端法蘭安裝。
缸口部分采用了Y形密封圈、導向套、O形防塵圈和鎖緊裝置等組成，用來密封和引導活塞桿。由于在設計中缸孔和活塞桿直徑的差值不同，故缸口部分的結(jié)構也有所不同。
3.1.3缸底結(jié)構
缸底結(jié)構常應用有平底、圓底形式的整體和可拆結(jié)構形式。
平底結(jié)構具有易加工、軸向長度短、結(jié)構簡單等優(yōu)點。所以目前整體結(jié)構中大多采用平底結(jié)構。圓底整體結(jié)構相對于平底來說受力情況較好，因此，在相同應力，重量較輕。另外，在整體鑄造的結(jié)構中，圓形缸底有助于消除過渡處的鑄造缺陷。但是，在液壓機上所使用的油缸一般壁厚均較大，而缸底的受力總是較缸壁小。因此，上述優(yōu)點就顯得不太突出，這也是目前在整體結(jié)構中大多采用平底結(jié)構的一個原因。然而整體結(jié)構的共同缺點為缸孔加工工藝性差，更換密封圈時，活塞不能從缸底方向拆出，但由于較可拆式缸底結(jié)構受力情況好、結(jié)構簡單、可靠，因此在中小型液壓機中使用也較廣。
在設計中選用的是平底結(jié)構。
3.1.4油缸放氣裝置
通常油缸在裝配后或系統(tǒng)內(nèi)有空氣進入時，使油缸內(nèi)部存留一部分空氣，而常常不易及時被油液帶出。這樣，在油缸工作過程中由于空氣的可壓縮性，將使活塞行程中出現(xiàn)振動。因此，除在系統(tǒng)采取密封措施、嚴防空氣侵入外，常在油缸兩腔最高處設置放氣閥，排出缸內(nèi)殘留的空氣，使油缸穩(wěn)定的工作
排氣閥的結(jié)構形式包括整體式和組合式。在設計中選用的是整體式。
整體式排氣閥閥體與閥針合為一體，用螺紋與鋼筒或缸蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面間隙中擠出，并經(jīng)斜孔排出缸外。這種排氣閥簡單、方便、但螺紋與錐面密封處同心度要求較高，否則擰緊排氣閥后不能密封，會造成泄露。
3.1.5緩沖裝置
緩沖裝置的工作原理是使鋼筒低壓腔內(nèi)油液(全部或部分)通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外
緩沖裝置的結(jié)構有恒節(jié)流面積緩沖裝置和變節(jié)流型緩沖裝置。在設計中我采用的是恒節(jié)流面積緩沖裝置，此類緩沖裝置在緩沖過程中，由于其節(jié)流面積不變，故在緩沖開始時，產(chǎn)生的緩沖制動力很大，但很快就降低下來，最后不起什么作用，緩沖效果很差。但是在一般系列化的成品液壓缸中，由于事先無法知道活塞的實際運動速度以及運動部分的質(zhì)量和載荷等，因此為了使結(jié)構簡單，便于設計，降低制造成本，仍多采用此種節(jié)流緩沖方式。
3.2 缸體結(jié)構的基本參數(shù)確定
3.2.1主缸參數(shù)
（1）主缸的內(nèi)徑
（注：所用公式都來源于文獻【10】【17】）
===0.226M （3-1）
按標準取整=0.220m
（2）主缸活塞桿直徑
===0.175m （3-2）
按標準取整=0.180m
（3）主缸實際壓力:
= （3-3）
（4）主缸實際回程力:
= （3-4）
3.2.2頂出缸參數(shù)
（1）頂出缸的內(nèi)徑
===0.0984m
按標準取整=0.1m
（2）頂出缸的活塞桿直徑
===0.0485m
按標準取整=0.05m
（3）頂出缸實際頂出力:
=
（4）頂出缸實際回程力：
=
3.3各缸動作時的流量
3.3.1 主缸進油流量與排油流量
（1）快速空行程時的活塞腔進油流量
= （3-5）
（2）快速空行程時的活塞腔的排油流量
== （3-6）
（3）工作行程時的活塞腔進油流量
==
（4）工作行程時的活塞腔的排油流量
==
（5）回程時的活塞桿腔進油流量
==
（6）回程時的活塞腔的排油流量
==
3.3.2 頂出缸的進油流量與排油流量
（1）頂出時的活塞腔進油流量
=
（2）頂出時的活塞桿的排油流量
==
（3）回程時的活塞桿腔進油流量
==
（4）回程時的活塞腔的排油流量
==
表3-1主缸鋼筒所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
45
610
360
14
3.4 液壓缸設計計算
3.4.1 主缸的設計計算
（1）筒壁厚計算
公式: =++ （3-7）
當～0.3時，用使用公式:
==0.042 m （3-8）
取 =0.050m
--為缸筒材料強度要求的最小，M --為鋼筒外徑公差余量，M
--為腐蝕余量，M --試驗壓力，16M時，取=1.25P
P—管內(nèi)最大工作壓力為25 M --鋼筒材料的許用應力，M =/n
--鋼筒材料的抗拉強度，M n—安全系數(shù)，通常取n=5
當時,材料使用不夠經(jīng)濟,應改用高屈服強度的材料.
（2）筒壁厚校核
額定工作壓力, 應該低于一個極限值,以保證其安全.
MPa=0.35=44MPa （3-9）
=外徑 D=內(nèi)徑
同時額定工作壓力也應該完全塑性變形的發(fā)生:
=2.3320=98.3MPa （3-10）
--缸筒完全塑性的變形壓力, --材料屈服強度MPa
--鋼筒耐壓試驗壓力，MPa
=34.4~41.3 MPa （3-11）
（3）缸筒的暴裂壓力
=2.3610=187.4MPa （3-12）
（4）缸筒底部厚度
缸筒底部為平面時:
0.4330.433mm （3-13）
取 mm --筒底厚，MM
（5）核算缸底部分強度
按照平板公式即米海耶夫推薦的公式計算，缸底進油孔直徑為φ20cm則
Ψ===0.6875 （3-14）
= =69.8 MPa （3-15）
按這種方法計算[]=100MPa <[] 所以安全
（6）缸筒端部法蘭厚度:
==40.4mm （3-16）
取 h=45mm
--法蘭外圓半徑; --螺孔半徑; 螺釘 – M20
b—螺釘中心到倒角端的長度
=32cm = 42cm =48.5cm = =10cm h=10cm
= =37cm = = =47.25cm
圖3-2 部分工作缸
（7）校核法蘭部分強度：
==0.067cm （3-17）
（3-18）
其中P===110.2=11.02KN/cm （3-19）
==0.0335 （3-20）
=0.367 （3-21）
=1 （3-22）
==0.42 （3-23）
所以 =95.1MPa
（3-24）
=57.1+34.6=91.7 MPa<[] 滿足要求
依據(jù)上面公式當墊片的厚度為大于10cm時就能滿足要求，為了滿足橫梁的強度和工藝性，墊片厚度選用25cm。因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求。
（8）缸筒法蘭連接螺釘：
表2.2 螺釘所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
35
540
320
17
（a）螺釘處的拉應力
=MPa==4.5MPa （3-25）
z-螺釘數(shù)8根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底徑, m
（b）螺紋處的剪應力:
=0.475MPa （3-26）
=MPa （3-27）
-屈服極限 -安全系數(shù); 5
（c）合成應力:
== MPa （3-28）
（9）墊片與橫梁間螺釘?shù)男：耍?
（a）螺釘處的拉應力
=MPa==3.8MPa （3-29）
z-螺釘數(shù)8根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底徑, m
（b）螺紋處的剪應力:
=0.475 MPa （3-30）
= MPa （3-31）
-屈服極限 -安全系數(shù); 5
（c）合成應力:
== MPa （3-32）
（9）活塞桿直徑d的校核
表2-3 活塞桿所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
45MnB
1030
835
9
（3-33）
d=0.05m滿足要求
F—活塞桿上的作用力
—活塞桿材料的許用應力，=/1.4
3.4.2 頂出缸的設計計算
表2.4鋼筒所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
45
610
360
14
（1）頂出缸管壁厚：
公式: =++
當～0.3時，用使用公式:
==0.0196m
取 =0.025m
--為缸筒材料強度要求的最小，M --為鋼筒外徑公差余量，M
--為腐蝕余量，M --試驗壓力，16M時，取=1.25P
P—管內(nèi)最大工作壓力為25 M --鋼筒材料的許用應力，M =/n
--鋼筒材料的抗拉強度，M n—安全系數(shù)，通常取n=5
當時,材料使用不夠經(jīng)濟,應改用高屈服強度的材料.
（2）頂出缸筒壁厚校核
額定工作壓力, 應該低于一個極限值,以保證其安全.
MPa=0.35=62.2MPa
=外徑 D=內(nèi)徑
同時額定工作壓力也應該完全塑性變形的發(fā)生:
=2.3320=78.9 MPa
--缸筒完全塑性的變形壓力, --材料屈服強度MPa
--鋼筒耐壓試驗壓力，MPa
=27.62～33.14 MPa
（3）缸筒的暴裂壓力
=2.3610=150.4MPa
（4）缸筒底部厚度
缸筒底部為平面:
0.4330.433mm
取 mm
--筒底厚，MM
（5）核算缸底部分強度
按照平板公式即米海耶夫推薦的公式計算，缸底進油孔直徑為φ8cm，則
Ψ===0.68= =43.1MPa
按這種方法計算[]=100MPa <[] 所以安全
（6）缸筒端部法蘭厚度:h
==36.3mm
取 h=40mm
--法蘭外圓半徑; --螺孔直徑; 螺栓 – M12
b—螺栓中心到倒角端的長度
=12.5cm = 16cm =20.2cm = =3.5cm h=4cm = =14.25cm = = =20.1cm
（7）校核法蘭部分強度：
==0.182cm
其中 P===137.1=13.71KN/cm
==0.364
=0.175
=1.493
==0.48
所以 =53.9 MPa
=264+39.2=303.2 MPa<[] 滿足要求
（8）缸筒法蘭連接螺釘：
表2.5 螺釘所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
35
540
320
17
（a）螺栓處的拉應力
=MPa==2.9MPa
z-螺栓數(shù)8根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底徑, m
（b）螺紋處的剪應力:
=0.475MPa
=MPa
-屈服極限 -安全系數(shù); 5
（c）合成應力:
== MPa
（9）墊片與橫梁間螺栓的校核
（a）螺栓處的拉應力
=MPa==2.9 MPa
z-螺栓數(shù)8根; k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4; -螺紋底徑, m
（b）螺紋處的剪應力:
=0.475MPa
=MPa
-屈服極限 -安全系數(shù); 5
（c）合成應力:
== MPa
（10）活塞桿直徑d的校核：
表2.6 活塞桿所選材料
型號
≥／MPa
≥／MPa
≥／%
45MnB
1030
835
9
d=0.018m 滿足要求
F—活塞桿上的作用力
—活塞桿材料的許用應力，=/1.4
第四章 液壓系統(tǒng)設計及元件選擇
4.1液壓系統(tǒng)方案設計
液壓機液壓系統(tǒng)的特點是在行程中壓力變化很大，所以在行程中不同階段保證達到規(guī)定的壓力是系統(tǒng)設計中首先要考慮的。
確定液壓機的液壓系統(tǒng)方案時要重點考慮下列問題：
（1）快速行程方式
液壓機液壓缸的尺寸較大，在快速下行時速度也較大，需要的流量較大（289.4 L/min），這樣大流量的油液如果由液壓泵供給；則泵的容量會很大。液壓機常采用的快速行程方式可以有許多種，本機采用自重快速下行方式。
（2）減速方式
液壓機的運動部件在下行行程中快接近制件時，應該由快速變換為較慢的壓制速度。減速方式主要有壓力順序控制和行程控制兩種方式；壓力順序控制是利用運動部件接觸制件后負荷增加使系統(tǒng)壓力升高到一定值時自動變換速度；
（3）壓制速度的調(diào)整
制件的壓制工藝一般要提出一定壓制速度的要求，解決這一問題的方很多。本例中采用機動伺服變量泵，故仍利用行程擋塊（塊擋的形狀）來使液壓泵按一定規(guī)模變化以達到規(guī)定的壓制速度。
（4）壓制壓力及保壓
在壓制行程中不同階段的系統(tǒng)壓力決定于負載，為了保證安全，應該限制液壓系統(tǒng)的最高壓力，本系統(tǒng)擬在變量泵的壓油口與主油路間并聯(lián)一只溢流閥作安全閥用。
有時壓制工藝要求液壓缸在壓制行程結(jié)束后保壓一定時間，保壓方法有停液壓泵保壓與開液壓泵保壓兩種，本系統(tǒng)根據(jù)壓機的具體情況擬采用開液壓泵保壓；此法的能量消耗較前一種大。但系統(tǒng)較為簡單。
（5）泄壓換向方法
若泄壓過快，將引起劇烈的沖擊、振動和驚人的聲音，甚至會因液壓沖擊而使元件損壞。此問題在大型液壓機中愈加重要。本例采用帶阻尼狀的電液動換向閥，該閥中位機能是H型，控制換向速度，延長換向時間，就可以使上腔高壓降低到一定值后才將下腔接通壓力油。此法最為簡單，適合于小型壓機。
（6）主缸與頂出缸的互鎖控制回路
為保障頂出缸的安全，在主缸動作時，必須保證頂出缸的活塞下行到最下位置。本例采用兩個換向閥適當串聯(lián)的方法來實現(xiàn)兩缸的互鎖控制（見圖4-1）。
4.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖
在以上分析的基礎上，擬定的液壓系統(tǒng)原理圖如圖4-1所示。
圖4-1 液壓機液壓系統(tǒng)原理圖
系統(tǒng)的工作過程如下：
液壓泵起動后，電液換向閥4及6處于中位，液壓泵輸出油液經(jīng)背壓閥7再經(jīng)閥6的中位低壓卸荷，此時主缸處于最上端位置而頂出缸在最下端位置，電磁鐵2YA得電，換向閥6在右位工作，此時5YA得電，換向閥4也在右位工作，液壓泵輸出的壓力油進入主缸上腔，此時3YA也得電，控制油路經(jīng)閥5通至液控單向閥3，使閥3打開，主缸下腔的油能經(jīng)閥3很快排入油箱，主缸在自重作用下實現(xiàn)快速空程下行，由于活塞快速下行時液壓泵進入主缸上腔的流量不足，上腔形成負壓，充液筒中的油液經(jīng)充液閥（液控單向閥）1吸入主缸。
當電氣擋塊碰到行程開關時3YA失電，控制油路斷開，閥3關閉，此時單向順序閥（平衡閥）2使主缸下腔形成背壓，與移動件的自重相平衡。自重快速下行結(jié)束。與此同時用行程擋塊使液壓泵的流量減小，主缸進入慢速下壓行程，在此行程中可以用行程擋塊控制液壓泵的流量適應壓制速度的要求。由壓力表刻度指示達到壓制行程的終點。
行程過程結(jié)束后，可由手動按鈕控制使5YA失電，4YA得電，換向閥4換向，由于閥2帶阻尼器，換向時間可以控制，而閥4的中位機能是H型，閥處于中位時使主缸上腔的高壓油泄壓，然后閥4再換為左位，此時壓力油經(jīng)閥2的單向閥進入主缸下腔，由于下腔進油路中的油液具有一定壓力；故控制油路可以使閥1打開，主缸上腔的油液大部分回到充液筒，一部分經(jīng)閥4排回油箱，此時主缸實現(xiàn)快速回程。充液筒油液充滿后，溢出的油液可經(jīng)油管引至油箱。
回程結(jié)束后，閥4換至中位，主缸靜止不動。
1YA得電，2YA失電，閥6換至左位，壓力油進入頂出缸下腔，頂出缸頂出制件，然后1YA失電，2YA得電，閥6換至右位，頂出缸回程；回程結(jié)束后，2 YA失電，閥6換至中位，工作循環(huán)完成，系統(tǒng)回到原始狀態(tài)。液壓系統(tǒng)電磁鐵動作見表4-1。
4.1 電磁鐵動作循環(huán)表
元件
動作
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
主缸快速下行
–
+
+
–
+
主缸慢速下壓
–
+
–
– –
+
主缸泄壓
–
+
–
-
–
主缸回程
–
+
–
+
–
頂出缸頂出
+
–
–
+
–
頂出缸回程
–
+
–
+
–
原位卸荷
–
–
–
–
–
4.3選擇液壓元件
4.3.1 選擇液壓泵和確定電動機功率
① 液壓泵的最高工作壓力就是液壓缸慢速下壓行程終了時的最大工作壓力
pp = = = 24.6 MPa
因為行程終了時流量q＝0，管路和閥均不產(chǎn)生壓力損失；而此時液壓缸排油腔的背壓已與運動部件的自重相平衡，所以背壓的影響也可不計。
② 液壓泵的最大流量
qp≥K（∑q）max
泄漏系數(shù)K = 1.1~1.3，此處取K = 1.1。由工況圖（圖1.3）知快速下降行程中q為最大（q =64.8L/min），但此時已采用充液筒充液方法來補充流量，所以不按此數(shù)值計算，而按工作行程時的流量計算。
qmax = q3 =41.23L/min
qp=1.1q3 = 1.1×41.23=45.35L/min
③ 根據(jù)已算出的qP和pP，選軸向杜塞泵型號規(guī)格為63CCY14-1B，其額定壓力為28MPa，滿足25~60％壓力儲備的要求。排量為63m L/r，電動機同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min，故額定流量為：q = qn = = 94.5 L/min，額定流量比計算出的qP大，能滿足流量要求，此泵的容積效率ηv = 0.92。
④ 電動機功率 驅(qū)動泵的電動機的功率可以由工作循環(huán)中的最大功率來確定；由工況分析知，最大功率為5.76 kW，取泵的總效率為η泵 = 0.85。
則P ===6.78kW
選用功率為7.5 kW，額定轉(zhuǎn)速為1440 r/min的電動機。電動機型號為：Y132m-4（Y系列三相異步電動機）。
4.3.2 選擇液壓控制閥
閥2、4、6、7通過的最大流量均等于qP，而閥1的允許通過流量為q
q = q1–qP＝289.4–65.9＝223.5 L/min
閥3的允許通過流量為q = q1 = 289.4 = 67.9 L/min
閥8是安全閥，其通過流量也等于qP。
以上各閥的工作壓力均取p＝32 MPa。
本系統(tǒng)所選用的液壓元件見表4-2。
表4-2 液壓機液壓元件型號規(guī)格明細表
序號
元件名稱
型 號
規(guī) 格
1
液控單向閥
SV30P-30B
華德：31.5MPa，30通徑，流量400L/min
2
單向順序閥
（平衡閥）
DZ10DP1-40BY
華德：10通徑，流量80L/min，
控制壓力（25~210）×105Pa
3
液控單向閥
SV20P-30B
華德：31.5MPa，20通徑，流量400L/min
4
電液換向閥
WEH25H20B106AET
華德：28MPa，25通徑，流量1100L/min
5
電磁換向閥
3WE4A10B
華德：21MPa，4通徑，流量25L/min
6
電液換向閥
WEH25G20B106AET
華德：28MPa，25通徑，流量1100L/min
7
順序閥
DZ10DP140B210M
華德：10通徑，流量80L/min，
控制壓力（25~210）×105Pa
8
溢流閥
（安全閥）
DBDH20P10B
華德：20通徑，流量250L/min，
調(diào)壓范圍（2.5~40）MPa
9
軸向柱塞泵
63CCY14-1B
32MPa，排量63mL/r，1500r/min
10
主液壓缸
自行設計
11
頂出液壓缸
自行設計
12
壓力表
Y-100
（0~400）×105Pa
13
壓力表開關
KF-L8/20E
4.3.3選擇輔助元件
（1）確定油箱容量
由資料，中高壓系統(tǒng)（p>6.3 MPa）油箱容量V =（6~12）qP。
本例取V = 8×qP = 8×94.5 = 756 L（qP用液壓泵的額定流量）.
取油箱容量為800 L。
充油筒容量V1 =（2–3）Vg = 3×25 = 75（L）
式中 Vg——主液壓缸的最大工作容積。
在本例中，Vg = A1Smax = 804×31 = 24924cm3 ≈ 25（L）
（2）油管的計算和選擇
如參考元件接口尺寸，可選油管內(nèi)徑d = 20mm。
計算法確定：液壓泵至液壓缸上腔和下腔的油管
d = 取v = 4m/s，q = 65.9 L/min
d = = 1.87 cm，選d = 20 mm.
與參考元件接口尺寸所選的規(guī)格相同。
充液筒至液壓缸的油管應稍加大，可參考閥1的接口尺寸確定
選d = 32 mm的油管，油管壁厚：δ≥。
選用鋼管：[σ] = ≈ 83.25MPa，取n = 4， σb = 333MPa（10＃鋼）。
σ = = = 3.84 mm，取σ = 4 mm
第五章 熱壓機機體設計
5.1 立柱設計
5.1.1立柱設計計算
先按照中心載荷進行初步核算，許用應力[]不應大于55，并參照同類型液壓機的立柱，初步定出立柱直徑。
按標準選取立柱螺紋。
立柱螺紋區(qū)到光滑區(qū)過渡圓角應盡可能取大些，最好在30~50mm之間。
原設計主要參數(shù)為：
F=1000KN
H=900mm
B=360mm(寬邊立柱中心距)
d=30cm(立柱光滑部分直徑)
e=10cm(允許偏心距)
n=4（立柱的根數(shù)）
立柱材料為45#鋼，中頻淬火≥620MPa，≥375MPa
中心載荷時的應力：
===22.2 （5-1）
偏心載荷靜載荷合成應力 由于小型液壓機，可將立柱考慮為插入端的懸臂梁，m=0.25
=+=+=22.2+74.1=96.3 （5-2）
<150,因此是安全的。
對于截面的45#鋼，≥375MPa，尺寸系數(shù)已考慮在內(nèi)，立柱表面為精車，對于正火的45#鋼，表面質(zhì)量系數(shù)為0.9，因此[]可取為300MPa.過渡圓角半徑為30mm.
疲勞強度校核：
==0.1 （5-3）
==0.107 （5-4）
從文獻【10】中查出=1.58
K=1=0.70（1.58-1）=1.41 （5-5）
=K=1.41×96.3=104.4<300 （5-6）
[]為200MPa, 因此是安全的。
立柱是四柱液壓機重要的支承件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基準。因此，立柱應有足夠的強度與剛度，導向表面應有足夠的精度，光潔度和必要的硬度。
5.1.2連結(jié)形式
立柱式機架是常見的機架形式，一般由4根立柱通過螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個剛性的空間框架。在這個框架中，既安裝了液壓機本體的主要零部件，又在液壓機工作時，承受液壓機的全部工作載荷，并作為液壓機運動部分的導向。整個機架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度。
圖5-1中、小型液壓機立柱連結(jié)形式
在中、小型液壓機中，常用的連結(jié)形式有以下4種：
（1）立柱用臺肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構中，上橫梁下表面（工作臺）上表面間的距離與平行度，全靠4根立柱臺肩間尺寸的一致性來保證，因此裝配簡單，不需調(diào)整，裝配后機架的精度也無法調(diào)整，且對立柱臺肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構僅在無精度要求的小型簡易液壓機中采用。
（2）內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個螺母來固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來起上述臺肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺）上表面的水平度，兩個表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時內(nèi)螺母的調(diào)整，因此，對立柱的有關軸向尺寸要求不高，但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對于上、下橫梁貼合面的垂直度）要求較高，安裝時調(diào)整比較麻煩。
（3）在與上橫梁連結(jié)處用臺肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復雜，但立柱預緊不如第2種方便。
（4）與第3種形式基本相同，只是在下橫梁處用臺肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第3種簡便可靠。
在設計中選用的是第四種連結(jié)方式。
圖5-2 組合式立柱螺母
5.1.3立柱的螺母及預緊
立柱螺母一般為圓柱形，小液壓機的立柱螺母是整體的，立柱直徑在150mm以上時，做成組合式，由兩個半螺栓緊固而成，材料用35~45鍛鋼或鑄鋼。因為在設計中我選用的立柱為300mm，所以采用此種結(jié)構。
立柱螺母的尺寸已有機械行業(yè)標準JB/T 2001.73——1999，螺母外徑約為螺紋直徑的1.5倍，內(nèi)螺母一般與螺母等高，約為螺紋直徑的0.9倍。
25MN以下的液壓機，其立柱多做成實心的，實心的立柱的兩端要鉆出預緊螺母用的加熱孔。
立柱的預緊分加熱預緊與液壓預緊。本次設計選用的是加熱預緊方式。
加熱預緊 比較常用的方法，為此，立柱端部應鉆有加熱孔，其深度應大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長，達到一定溫度后，將外螺母再向下擰過一個角度，一般是用螺母外徑上一點轉(zhuǎn)過的弧長來度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個很大的預緊力，使螺母不易松動。加熱時應注意兩對角立柱同時加熱。
5.1.4 立柱的導向裝置
活動橫梁運動及工作時，一般以立柱為導向，由于活動橫梁往復運動頻繁，且在偏心加壓時有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導向裝置。導向裝置的質(zhì)量直接關系到活動橫梁的運動精度及被加工件的尺寸精度，也會影響到工作缸密封件與導向面的磨損情況，對模具壽命及機身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導向裝置的結(jié)構及配合要求。
圖5-3 導套
導向裝置可分為導套與平面導板兩大類。
（1）導套
對于圓截面的立柱，都是在活動橫梁的立柱孔中采用導套結(jié)構，又可分為圓柱面導套和球面導套。
（2）圓柱面導套
在活動橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個導套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導套的剖分面最好有的斜度，導套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導套結(jié)構簡單，制造方便。
本次設計中采用這種形式的導套。
導套的材料計算
導套材料一般采用鑄錫青銅ZQSn6-6-3，小液壓機也有用鐵基粉末冶金的。
導套比壓q的計算
=1.33 MPa 滿足要求 （5-7）
式中 T——機架計算中求得立柱上的側(cè)推力（N）
d——導套內(nèi)孔直徑 (m)
c——導套高度（m）
[q]——許用比壓 （MPa），對于ZQSn6-6-3，[q]=6~8 MPa
5.1.5 限程套
為防止運動部分超程，有些液壓機在下橫梁的4個立柱上安裝限程套，一般為對開式，上、下兩端應平行，4個限程套高度應一致，內(nèi)孔比立柱直徑大1-2mm，用鑄鐵制造。
圖5-4 立柱安裝限程套
5.2 底座設計
底座安裝于工作臺下部，與基礎相連。底座僅承受機器之總重量。
底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。
5.3 橫梁設計
5.3.1 上橫梁結(jié)構設計
橫梁由鑄造制成，目前以鑄造為多，一般采用ZG35B鑄鋼。 橫梁的寬邊尺寸由立柱的寬邊中心距確定，上梁和活動梁的窄邊尺寸應盡可能小些，以便鍛造天車的吊鉤容易接近液壓機中心，梁的中間高度則由強度確定。
設計上橫梁時，為了減輕重量，根據(jù)“ 等強度梁”的概念，設計成圖所示的不等高梁，即立柱柱套處的高度h 小于中間截面的高度H。但在過渡區(qū)( A處) 會有應力集中。
由于上橫梁外形尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，盡量使各個尺寸在允許的范圍內(nèi)降到最小。梁體做成箱形結(jié)構，在安裝缸的地方做成圓筒形，安裝立柱的地方做成方筒形，中間加設筋板，以提高剛度，降低局部應力。
圖5-4梁的不等高結(jié)構
5.3.2活動橫梁結(jié)構設計
（1）活動橫梁的主要作用
與工作缸柱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;安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強度、剛度及導向結(jié)構?；顒訖M梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構和受力狀態(tài)都很復雜。當液壓機工作時，高壓液體作用于柱塞的力是通過活動橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動橫梁的上下運動則依靠梁與立柱的導向裝置。
（2）活塞桿與橫梁的連接
剛性連接 柱塞下端插入活動橫梁內(nèi)。此種連接方式在偏心載時，柱塞跟隨活動橫梁一起傾斜，將動梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導向套，使導向套承受側(cè)向水平推力或一對力偶，從而加劇導向套及封的磨損。單缸液壓機或三缸液壓機的中間工作缸多采取此種結(jié)構。
在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達到預緊的目的。
5.3.3 下橫梁結(jié)構設計
下橫梁的剛度要求應略嚴一些，以保證整個壓機的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構和受力狀態(tài)都很復雜。對于下橫梁，其設計原則與上橫梁相同，是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下，盡可能縮減其縱向、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強度和減輕梁的重量應首先把握的主要原則。
5.3.4 各橫梁參數(shù)的確定
因為液壓缸與橫梁間的墊片厚度為25cm，因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求?？紤]在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用50cm，因為有空心部分，所以整體厚度選用75cm?；顒訖M梁受力部分為35cm，整體厚度選用50cm。因為頂出缸的公稱壓力小，但受力打，所以整體厚度選用40cm。
第六章 熱壓機的安裝、維護與保養(yǎng)
6.1熱壓機的安裝
主機的四根立柱安裝在下橫梁上固定起來，下橫梁用地腳螺栓固定在混凝土上，安裝時，要注意思使立柱的軸線相對于水平面的垂直度不低于0.08mm（見<機械設計手冊>第一巻）立柱上安裝有橫梁，安裝時要注意，用水平儀來測量是否處于水平位置，棟梁為板狀。
液壓機安裝在穩(wěn)固的基礎上，環(huán)境應干燥，空氣中無腐蝕性氣體，機器應有足夠的空間，便于操作和維修保養(yǎng)。
主體安裝時一般采用精度為0.1/1000 mm 的水平儀度在油缸的側(cè)面或油缸的端面上，水平儀找到±1格即可，不符時，加墊鐵片調(diào)正。
壓力機采用優(yōu)質(zhì)中等精度的粘度的礦物油，油內(nèi)不要含雜質(zhì)以免進入油缸后損壞油缸及油塞，影響壓力機的準確性。
壓制前，可根據(jù)工件的最大屈服強度，合理的選擇壓制范圍。
壓制過程中，如油泵突然停止工作，應立即將所加之負載缷掉。使油壓降低，檢查后重新開動油泵，進行壓制，不要在高壓下起動油泵或檢查事故原因。
壓制暫停時，應停轉(zhuǎn)油泵，以避免無故磨損和耗電。
壓制時，如果電器發(fā)生故障，啟動或停止按鈕不起作用時，應立即切斷電源，使