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简易大型液压压力机的设计

发布时间:2021-10-10 15:41

  简易大型液压压力机的设计 邓陶 【摘 要】摘要:针对大型零件的校正、弯曲等压力加工需求,设计了一种结构 简单、成本低廉的大型液压压力机。与市场上常见的台面较小而价格较高的液 压机相比,本方案不失为一种简单、适用的解决方案。 【期刊名称】锻压装备与制造技术 【年(卷),期】2017(052)003 【总页数】3 【关键词】液压机;液压缸;设计 在维修车间,需要对一些大型零件、部件进行校正、弯曲等压力加工,而目前 市场上常用的压力机工作面积小,压力较小,而价格较高,不能满足大型零件 的压力加工需求。为此,本文研究一种简单实用、低成本的大型液压压力机, 主要用于大型零件、部件、结构件的校平、弯曲等压力加工工艺。 1 设计方案 液压压力机主要由主体机架与液压系统两大部分组成。其中,主体机架承担支 承作用,液压系统提供运动及动力。 1.1 主体机架 常用的大型液压压力机多为四柱式结构,如图 1 所示。四根尺寸精度及粗糙度 极高的立柱支承固定上横梁,且在下横梁上下移动时,四立柱还起到导向作用。 因此,四立柱价格昂贵,生产及安装难度高。本文借鉴四柱式液压压力机结构, 将四根立柱更改为 H 型钢焊接结构立柱,取消安装液压油缸的上横梁和安装工 装的下横梁,直接更改为焊接结构的箱体式横梁,液压缸倒装在横梁上,通过 液压缸的压力对大型零件进行校正或进行其他压力加工。本文设计的大型液压 压力机分为工作台、H 型钢结构、横梁三大主体,均采用箱体式焊接结构,结 构简单,便于加工生产,并且可根据各维修单位实际需要,灵活调整液压压力 机规格大小。其具体结构如图 2 所示。 (1)底座。底座采用箱型结构,为提高底座抵抗液压缸较平或其他压力加工时 的压力,在底座的箱体结构中增加了不规则的竖筋板,以提高底座抗剪、抗压 强度。底座焊接时,根据等强度理论,焊缝屈服强度不得低于母材强度。图 3 为底座箱体结构。 (2)横梁。横梁也采用箱体结构,横梁左右两端与 H 型钢焊接在一起,受力 模型为典型的简支梁模型。简支梁两端固定,中间受力容易产生较大的弯曲应 力而导致变形破坏。因此设计时,可有意提高梁体中箱型结构的高度,从而提 高横梁的抗弯截面面积,减小横梁弯曲应力,提高安全系数。其结构如图 4 所 示。 (3)H 型钢。H 型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济 断面高效型材。由于 H 型钢的各个部位均以直角排布,因此 H 型钢在各个方向 上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,被广泛应用。 基于此,本液压压力机承重梁采用 H 型钢结构。其具体结构如图 5 所示。 (4)液压缸连接结构。由于工作台面积大,因此希望液压缸能在横梁中左右移 动,以增大液压缸的工作面积。为此,液压缸与横梁的连接采用图 6 所示的连 接方式,液压缸底加工成圆环型凹槽,凹槽卡在横梁下方的焊接板材上,使液 压缸能在横梁中左右移动。该方法结构简单,成本低,有利于制造加工。 1.2 液压原理 液压压力机由液压缸提供运动和动力,设计方案中四根液压缸倒装在前后横梁 上,因此,需要设计液压系统对液压缸进行控制。液压原理要求为: (1)对于大型零部件,有的地方需要校正,有的地方不需要校正,因此每一个 液压缸能单独动作,并且互不干扰。 (2)因为零部件高度不一,因此需要液压缸可在任意位置停留并保证压力不变。 (3)因考虑成本,液压系统尽可能简单实用,成本低廉。 (4)必须考虑的安全问题,液压缸不得在出现意外情况下(电机或液压泵故障) 自行下落,必须考虑自锁。 (5)液压系统应操作简单,性能可靠,成本低。根据以上要求设计液压系统, 其结构原理如图 7 所示。 如图所示,每个液压缸均可单独动作,可在任意位置停止,满足上述设计要求。 该液压系统原理图主要包含以下两个基本回路: (1)换向回路。由液控换向阀组控制换向回路,可分别控制前排、后排四个液 压缸单独上升和下降。 (2)锁紧回路。在液压缸下行的回油路上装有液控单向阀,可保证动力元件出 现故障时,液压缸不会因重力自行下滑,保证设备和操作人员安全。 2 设计创新点 (1)将传统的四柱式结构更改为焊接结构,降低了立柱的加工制造成本,工艺 结构更为简单。 (2)将上横梁和下横梁更改为焊接结构横梁,减少了零件数量,减轻了液压压 力机整机重量,降低了生产成本。 (3)将一个液压缸更改为四个液压缸,并且每个液压缸均可在横梁上左右移动, 通过工装配合,可更方便地进行零件的校平、弯曲等压力加工作业。 (4)压力机工作台大、高度低,可校正、弯曲大型零件,并且方便大型零件的 装夹及搬运。 (5)液压原理简单,可单独控制每一个液压缸,也可让多个液压缸同时动作, 操作简单、方便。 (6)结构简单可靠,便于生产,一般的维修企业都能生产制造出来。 3 总结 在工厂或维修车间,经常遇到一些大型零件需要校正或者进行简单的压力加工。 本文根据四柱式液压压力机结构,创新性地提出以焊接结构设计液压压力机主 体部分,降低了液压压力机生产难度,使一般的企业也能根据实际情况生产符 合自身要求的液压压力机。 参考文献: [1]黄纯颖.机械创新设计[M].北京:高等教育出版社,2000. [2]张春林.机械创新设计[M].北京:机械工业出版社,2007. [3]李萍萍,贺 炜.机械制图与计算机绘图[M].北京:机械工业出版社,2007. [4]李海萍.机械设计基础[M].苏州:苏州大学出版社,2002.