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1、摘 要本设计为自由锻液压机，主缸的最大的负载设计为15000KN，该液压机主要有工作缸、回程缸、上横梁、下横梁、滑块、工作台等组成。本文重点介绍了液压机的本体设计，通过给定的参数进行计算，然后进行总体的设计方案。由于液压机的公称压力比较大，所以在选用工作缸的时候选用柱塞缸，由于工作缸是柱塞式，所以要加提升缸。采用预应力框架式结构。此外，本文对液压机进行了总体布局设计，对重要机器原件进行了结构、外形、工艺设计。通过对液压机各个零部件的强度校核计算，保证了液压机在实际生产中的各项强度要求。关键词液压机；液压；毕业设计全套图纸加153893706I 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractTh
2、e Prestressed frame type large-scale hydraulic press, the greatest master cylinder is designed to load 15000KN, the main work machine hydraulic cylinder, a return tank, on the beams, the beams, the side beams, This article focuses on the body design of the hydraulic machine, through the parameters o
3、f a given calculation and then proceed to the overall design. The nominal pressure as a result of hydraulic pressure more, so the work in the selection of choice when the cylinder piston cylinder, as a result of the piston cylinder, the cylinder to increase the return. The use of pre-heating the str
4、ucture column. In addition, the hydraulic machine of the overall layout of the original machines have been an important structure, shape, process design. Through various parts of the hydraulic calculation of the intensity of checking to ensure that the hydraulic pressure in the actual production of
5、the strength.Keywords hydraulic machine; Hydraulic; Graduation ProjectI目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2液压机的工作原理11.3液压机的结构21.4 液压机发展概况31.5 液压机的研究主要成果5第2章 总体设计72.1 名词说明72.1.1 公称压力72.1.2 最大净空距（开口高度）82.1.3 最大行程82.1.4 工作台压力82.1.5 回程力82.1.6 活动横梁运动速度92.1.7 允许最大偏心距92.2 设计步骤92.2.1液压缸结构设计92.2.2导套及密封202.2.3
6、柱塞缸的柱塞压盖212.2.4液压机轮廓尺寸设计212.2.5横梁的结构设计222.2.6回程缸的设计272.3小结28第3章 拉杆与压套的设计293.1 拉杆、压套与横梁的连接形式293.2 拉杆、压套的材料303.3 拉杆的连接方式303.4 加热孔313.5 拉杆预紧313.6 压套导向333.7 立柱的设计与计算343.8小结34结论35参考文献37致谢39附录141附录247附录3531. Introduction532. Problem Description54III第1章 绪论1.1 课题背景随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求逐年提高，同时，对产品品种的需求也越来
7、越多，另一方面产品的生产批量日益缩小。为与中、小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能够实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，实现了极低的废品率。这种加工方式还适合于长行程、难成型以及高强度的材料。可变的动力组合、短的加工时间、根据工件长度的简易的压力行程调整，这与机械加工系统相比，有其优越性。液压机是制品成型声频中应用最广泛的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，已成为工业生产中必备的设备之一。由于液压机在工作中的广泛适用性，使其在国民经济各部门获得了广泛应用。随着人们生活水平的提高，
8、金属制品和拉伸制品的需求逐年提高，同时对品种的需求也越来越多，另一方面产品的生产批量日益缩小，为适应这些趋势的发展，就学要设计性能更完善的液压机以满足要求。通过5000t自由锻液压机本体设计的研究让我们把大学里所学到的知识综合的全面的用于实践，这不仅锻炼我们的动手能力更开拓我们的视野，激发我们的创新能力。1.2液压机的工作原理液压机一般由本体（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 所示。它由上横梁、下横梁、四个立柱和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作载荷。工作缸固定在上横梁上，工作缸内装有工作柱塞，它与活动横梁相连接。活动横梁以四根立柱为导向，在上、下横梁之间
9、往复运动。在活动横梁的下表面上，一般固定有上模（上砧），而下模（下砧）则固定于下横梁上的工作台上。当高压液体进入工作缸后，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) 在上、下模之间产生塑性变形。回程缸固定在下横梁上，其中有回程柱塞，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，推动回程柱塞向上运动，带动活动横梁回到原始位置，完成一个工作循环。1.3液压机的结构液压机根据帕斯卡原理制成，是一种利用液体压力能来传递能量的机器。液压机一般由本体，操纵系统及泵站三大部分组成。泵站为动力源，共给液压机各执行机构及控制机构以高压工作液体。操纵系统属于控制机构，
10、它通过控制工作液体的流向来使液压机动作。四柱式液压机是液压机中最常见、应用最广泛的一种结构型式。其主要特点是加工工艺性较其它类型液压机简单。图1-1为立式四柱式液压机本体结构简图，它的机身是由上横梁、工作缸和四根立柱组成。工作缸安装在上横梁内。活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向向上向下运动，并传递工作缸内产生的力量，对制件进行压力加工。由于机身联结成一整体框架，故机身承受整个工作力量。四柱式液压缸主要不足有：由于用四立柱作架体，机身刚度较框架式小，由于用四立柱作导向，活动横梁内导套与四立柱磨损后不易调正。四柱液压机组成部分可分为：工作部分即工作油缸，活动横梁等，机身部分即上横梁、
11、工作台及立柱组成，辅助部分即移动动工作台和移动工作缸等。在本次设计中，采用的是预应力框架式结构，基于一些国内外的结构改进，适当的对结构进行了一些独特的设计，主要是参考我国重机厂对现有水压机的改进方案，比如：就目前为止，我国的大中型水压机普遍以三梁四柱为主要结构形式，改进的方案主要有两点，一是对立柱结构的改进，一是对液压缸结构的改进。因为它们将受到巨大载荷作用，属于易损件，如何通过改进结构提高使用寿命成为关键。所以，在本次设计中，关键步骤是对关键件的力学分析，而不是结构设计。通常需要对易损件进行有限元分析，在本次设计中，只基于了传统的力学公式，建立在了材料力学基础上。关键件采用锻造结构，三个横梁
12、采用铸钢结构。1.4 液压机发展概况 早在1662卡就发现了利用液体产生很大力量的可能性。1795年英国人Bramah取得了第一个手动液压机的专利。直到1859年，维也纳铁路工场有了第一批用于金属加工的液压机，它们分别是7000KN、10000KN、和12000KN。1884 年在英国曼彻斯特首先使用了锻造钢锭用的锻造水压机，由于它与锻锤相比具有很多优点，因此发展很快，1893年建造了当时最大的120MN的锻造水压机。随着航空工业的迅速发展，模锻液压机的公称压力不断提高。1934年德国制造了70MN的模锻水压机，第二次世界大战期间，德国又制造了一台300MN的模锻水压机。1955年左右，美国先
13、后制造了二台315MN及二台450MN的大型模锻水压机，苏联则在50年代后期先后制造了几台300MN及两台750MN的大型模锻水压机。此外在法国安装的由苏联设计与制造的650MN模锻液压机，则是西欧目前最大的一台。由于液压机在工作中的广泛适应性，它还普遍应用于国民经济的各个部门，如板材成形、粉末冶金、管、线型材挤压、胶合板压制、打包、人造金刚石、耐火砖压制、电缆包覆、碳极压制成形、轮轴压装、校直等等。各种类型的中小型液压机发展十分迅速，有力地促进了各种工业的发展。1949年以前，我国没有自己独立的工业体系，也根本没有液压机制造工业，只有一些修配用的小型液压机。1949年以后，我国迅速建立了独立
14、自主的完整工业体系。我国已能自行设计和制造汽车、机车、发电设备、轧钢设备、飞机、火箭、人造卫星等产品，这些都促进各种液压机的发展。19571962年间，我国已开始自行设计、自行制造各种锻压设备，其中有近30台10000KN到31500KN的中型锻造水压机及二台120MN到125MN的大型锻造水压机，同时，也初步建立了一支设计和制造液压机的技术队伍。80年代以来，液压机技术有了飞速发展，主要表现在以下几个方面：（1）迅速采用数控及计算机控制技术，以实现工艺过程自动化及提高各运动部分的控制精度。例如中小型锻造液压机在逐步实现液压机及操作机联动的基础上，可以采取计算机程序控制，在锻件高度方向的尺寸公
15、差，已可控制在1mm左右，目前，中小型快锻液压机已有取代老式蒸汽, 空气自由锻锤的趋势。在中小型模锻液压机方面，采用微机辅助的检测控制系统，可以根据压力大小来补偿工作台、机架、滑块及模具等环节受载变形带来的误差，从而使滑块停止位置精度小于0.1mm。在液压板料折弯机中，采用计算机控制的自动弯曲补偿装置，可经常保持折弯机床身和上横梁之间的平行度，从而保证了3m长的薄板弯曲件沿弯曲线的角度偏差在自动弯管机可存贮一千多个程序段，可以自动弯曲不同弧度的管子，送进、夹紧，折弯均自动化。可编程微处理机控制的全自动矫正液压机，其控制模块包括检测、计算和存贮，在考虑毛坯原始弯曲程度、材料硬度性能等原始条件下，经过计算机运算，可得出优化的矫正过程。从一种矫正工件换到另一种所需辅助时间仅为几分钟，矫正过程中出现的问题可随时在屏幕上显示出来，以便于修正。（2）出现了快速换模装置，它包括设立中间模具库、模具转台、横向换砧装置及快速央紧机构等，以适应多品种小批量的市场需求- 例如在20MN下拉式锻造液压机上，已能将换一副砧芋的时间由15min减少到1min。又如瑞典制造的深拉延液压机，模具初调在机外进行，安装完毕
