1、洛阳理工学院毕业设计（论文）IY32-315 吨四柱式液压机主机设计摘 要液压机是压力加工的主要设备之一，广泛应用于国民经济的各个行业。液压机的设计主要包括液压机液压系统、电气系统、主机三部分的设计。液压系统、电气系统称为控制机构，来控制主机的运动。本次毕业设计的课题是 315T 液压机主机部分的设计，主机部分包括主油缸和顶出缸、上横梁、工作台、活动横梁、立柱等。设计中主要对各部分零部件进行了结构设计、与其它零部件的连接设计以及其强度的校核等。设计过程中要对压制的工件进行详细的工艺分析，了解工件的形状、尺寸、材料、重量、技术要求和压制的工艺过程对机器的要求，包括压力、速度、位移和位移精度、工作
2、空间、生产率和自动化装卸机构配合方式等。总之，要通过工艺分析明确机器的加工过程，即每一个工作循环中每一动作的详细要求和必要的调整范围。其次，是要确定设计满足使用要求，同时搜集和研究同类型产品的结构、性能的有关资料，以此来确定一个设计方案。设计过程中，不能单一的去考虑某一个步骤的设计，而是应该综合比较，互相协调，以达到最终的设计要求。关键词：液压传动原理 结构设计与计算 安装维护洛阳理工学院毕业设计（论文）IIY32 -315 four pillars of a hydraulic the console designABSTRACTHydraulic pressure processing i
3、s one of the main equipment is widely used in the province. The design of hydraulic machines include hydraulic press hydraulic system, electrical system, the host of three parts of the design. Hydraulic system, electrical system, known as control mechanism, to control the hosts movement. The issue o
4、f graduation is the host part of the 315T hydraulic design, including the host part of the master cylinder and a tank top, on the beam, bench, activities beam, column, etc. The design of major components for the various parts of the structure design, and other parts of the connection design and the
5、strength of proof, and so. The design process to suppress the artifacts on detailed process analysis to understand the workpiece shape, size, material, weight, technical requirements and repression processes on the machines requirements, including pressure, velocity, displacement and displacement ac
6、curacy, workspace, institutions with productivity and automation handling methods. In short, clear through the process of processing machines, each working cycle in which every action necessary adjustments to the detailed requirements and scope. Second, is to determine the design meets the requireme
7、nt, and to collect and study the structure of the same type of product, performance of the relevant information in order to determine a design. The design process, not a single step to consider a certain design, but the comparison should be integrated and co-ordination to achieve the final design re
8、quirements.Keywords: Hydraulic Principles Design and calculationInstallation and maintenance洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第 1 章 液压 机基础 .21.1 液压传动的简述 .21.2 液压传动的工作原理 .21.3 液压传动的特点 .21.4 常见液压机的类型及用途 .31.5 液压机设计要求 .4第 2 章 315 吨四柱式液压机的 结构特点和技术参数 .72.1 315 吨液压机的用途和特点 .72.2 315 吨液压机的整体结构 .72.2 315 吨液压机的技术参数 .
9、8第 3 章 315 吨液压机 的主机设计过程 .103.1 主油缸和顶出缸 .103.2 上横梁 .223.3 工作台 .243.4 立柱 .263.5 活动横梁 .27第 4 章液压机安装与 维护 .304.1 机身零部件的紧固 .304.2 液压机精度调整 .314.3 液压机的安装、试车 .324.4 机器的维护保养 .32结 论 .34谢 辞 .35参考文献 .36外文资料翻译 .37洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力机相比较，具有压力和速度可在广泛的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，各执行
10、机构动作可很方便的达到所希望的配合关系等等很多优点，同时液压元件具有高度的通用化标准化特点，设计和制造均较为简单。液压机是锻压机械的一大类。它是飞机、汽车和拖拉机等工业部门不可缺少的加工设备。因此，它在机器制造业中占有重要地位。液压机同所有的液压系统一样是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，已成为工业生产中不可缺少的设备之一。由于液压机 在生产中的广泛使用性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用，如板材成型；管、线型材挤压；粉末冶金、塑料及橡胶制品成型；胶合板压制、打包；人造金刚石、耐火砖压制和碳极压制 成型；轮轴压装、校直等等。各种类型的液压机的迅速发展，有力的促进了各
11、种工业的发展和进步。随着电子技术、液压技术等的发展和普及应用，液压机有了更进一步的发展。随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求量逐年提高，同时对产品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。为于中小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这种液压机成为理想的成型加工工艺。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。洛阳理工学院毕业设计（论文
12、）2第 1 章液压机基础1.1 液压传动的简述液压传动起源于 1654 年帕斯卡提出的静压传动原理，1795 年，英国第一台水压机问世，1905 年，将工作介质由水改为油后，性能得到很大改善。液压技术的推广使用，得益于 19 世纪崛起并蓬勃发展的石油工业。最早成功应用液压传动装置的是舰艇上的炮塔转位器；第二次世界大战期间，由于军事工业需要反应快、精度高、功率大的液压传动装置又进一步推动了液压技术的发展；战后，液压技术迅速的转向民用，在国民经济的各个行业中逐步得到了推广应用。我国液压技术开始于 1952 年，液压元件最初应用于机床和锻压 设备，后来应用于工程机械。1964 年我国从国外引进了一些
13、液压元件生产技术，同时自行设计液压产品，经过多年的艰苦探索和发展，目前，我国已形成门类齐全的标准化、系列化、通用化液压元件系列产品。随着科学技术特别是控制技术和计算机技术的发展，液压传动与控制技术将得到进一步的发展，应用更加广泛。1.2 液压传动的工作原理液压传动是依靠运动着的液体的压力能来传递动力的，液压系统在工作时，液压泵将机械能转换为压力能，执行元件（液压缸）将压力能转变为机械能。液压传动系统中的油液是在受调节、受控制的状态下进行工作的。液压传动系统必须满足它所驱动的机床部件（工作台、滑块等）在力和速度方面的要求。1. 3 液压传动的特点液压传动的优点1. 液压传动能在运动中实现无级调速
14、，调速方便且调速范围较大。2. 在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑，而且能传递较大的力或转矩。3. 液压传动工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动、制动和换向。4. 液压传动装置的控制调节比较方便，操作比较方便、省力，易于实现自动化，与电气控制配合使用，能实现复杂的顺序动作和远程控制。洛阳理工学院毕业设计（论文）35. 液压传动装置易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀回油箱。由于采用油液作工作介质，能自行润滑，所以寿命长。6. 液压传动易于实现回转、直线 运动，且元件排列布置灵活。液压传动有许多的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压
15、力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。液压传动的缺点1. 液体为工作介质，易泄漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求准确的场合。2. 液压传动中有机械损失、压力损失、泄露损失，效率较低，所以不易做远距离传动。3. 液压传动对油温和负载变化敏感，不宜于在低、高温度下使用，对污染很敏感。4. 液压传动需要有单独的能源（如液压泵站） ，液压能不能像电能那样从远处传来。5. 液压传动装置出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。1.4 常见液压机的类型及用途1) 常见
16、液压机的类型有四柱式万能液压机、塑料制品液压机、单柱校正压装液压机、粉末制品液压机、双动薄板冲压液压机、冷挤压液压机、金属打包液压机等。四柱式万能液压机适用于一般金属压制、塑料、冶金压制等广泛的工艺；塑料制品液压机由于塑料压制时高压行程均较小，而且保压时间较长，所以此液压机高压速度很小；单柱校正压装液压机主要使用于轴类零件的校正和压装等工艺，也可使用于要求不高的粉末、塑料等压制工艺；粉末制品液压机具有广泛的工艺动作和辅助装置，因此能压制各种精度复杂的零件，生产率很高。双动薄板冲压液压机利用双动倒拉伸工艺完成对汽车、拖拉机、飞机等工业部门的薄板拉伸件的洛阳理工学院毕业设计（论文）4拉伸成型，也可
17、用作各种零件的弯曲成型等；冷挤压液压机具有吨位大、行程长、台面小、导向精度高等特点，并有必要的工艺动作，适用于各种金属零件的冷挤压工艺；金属打包液压机的加工对象为各工业部门金属薄板冲压的废料和其他轻薄料的打包工艺。2) 四柱式液压机是液压机中最常见、应用最广的一种结构形式。其主要特点是加工工艺性较其它类型液压机简单。主机为三梁四柱结构，上滑块为四柱导向。它的机身是由上横梁、工作台（下横梁）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连接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生的力量，对制件进行压力加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。顶出缸布置与工作
18、台中间孔内。操纵箱布置于机身右前侧，各操纵调整元件均集中设置在操纵箱面板上。动力机构(包括电动机、泵、阀元件等)设置于右侧。整个系列均提供了典型的工艺动作即上滑块快速下行慢速加压保压延时快速回程并停止。四柱式液压机主要不足之处：第一，由于用四立柱做架体，机身刚度较框架式小。第二，由于用四立柱做导向，活动横梁内导套与四立柱磨损后不易调正。1.5 液压机设计要求液压机设计和其它任何机械设计一样，是由加工对象工件的工艺要求决定的。因此整个设计过程首先就应该详细分析压制工件对各执行机构的动作（包括压力、速度、相对位置关系和运动精度） ，工作空间和装卸料要求等等。并根据加工的实际条件，参考液压机设计的一
19、些典型结构和对同类产品结构性能等参考资料进行分析比较，确定总体设计方案，然后对主要零部件和液压系统、电气系统等等的零部件设计提出具体的要求，进行详细核算。但是设计是否正确，必须用实践来检验，即通过试制和工艺试验发现问题和解决问题，使设计符合预期的全部要求。在设计过程中，通常是首先根据主要技术规格和液压系统的要求，将各油缸设计出来，然后按照经验统计的有关结构比例关系和最简单的计算方法做初步计算，并考虑到结构造型和各零件的布置要求确定主机的各主要零件的外形尺寸。在此基础上绘制初步的总图，然后根据受力情况做进一步的分析和计算，进行必洛阳理工学院毕业设计（论文）5要的修改，这样就可以对各零部件设计提出
20、外形尺寸，联接方式的具体要求作为零部件设计的依据。各零部件设计后又要求对总体布置和联接型式做必要的修改。反复的平衡协调，直至完成全部设计。动力机构的初步设计：动力机构通常设计成独立部件。它由电动机、泵、各控制阀和油箱等零件所组成。设计成独立部件的优点是可以与整机其他部件平行装配以缩短装配周期，便于通用化和标准化。油箱是动力机构中各零部件安装的基础，结构设计上应考虑油箱容积、外形尺寸、过滤器、液面指示游标、冷却器（必要时安装） ，防尘和空气过滤等要求。此外，设计上应使清洗油箱和换油时 尽量少拆卸液压元件和管路零件。泵阀元件的布置要求：泵和电动机应用弹性联轴器连接，设计时若采用管式连接元件，一般首
21、先设计平面布置图，要求管路尽量缩短，便于装卸；吸排油管路和油箱吸排油区相对应。此外，元件和管路均应可靠固定，回油管与油箱之间力求可靠密封以保证油液清洁整体布局：目前，中小型液压机大多为单机直接传动，并由主机、动力机构、电气控制箱、操纵箱、限程装置和其它辅助装置所组成。合理的布置对制造、使用和维修影响很大， 但是由于液压机较其它机床适应的工艺范围要广，因此结构相差很大；同一吨位的液压机在不同工艺条件下液压系统功率有时甚至相差十倍以上。因此，没有一个相对定型的布置形式。以下为几点参考意见。整机布置力求紧凑、匀称、减少占地面积，结构造型要避免“傻、大、粗”的外形，但也不要过分追求外形美观而使制造和操
22、作困难；尽可能采用集中操纵，使工作者在控制箱前即可完成主要的调整和操作，并在各种仪表的帮助下，清楚地观察到全部动作过程；工作空间要满足操作者的正常工作位置，减轻装卸零件和安装调整模具时的体力劳动；动力机构布置按不同情况有三种方案：第一，动力机构设计成单独部件放置于地面上。四柱式液压机通常放置于主机右侧，使主机前后面可自由操作。在全自动粉末制品液压机由于送料器和装卸料装置布置于后面，故动力机构常布置在后面紧靠工作台处。以缩小占地面积。对于大功率设备、由于泵站系统庞大，常设计成单独泵站，跨在主厂房外，使主机附近工作区宽敞。第二，动力机构布置于主机顶部平台之上。这一方案常在设计大台面液压机时采用，优
23、点是减少了占地面积，便于操作和存放工件。但调整和维护时较为洛阳理工学院毕业设计（论文）6麻烦。另一个缺点是由于工作中主机震动易使管路等连接处松动造成渗漏，影响工作区的清洁。第三，动力机构布置在地面下，并用盖板盖上，因此地面上整齐、美观，但维修较为困难。四柱式液压机机身各零件初步设计按照以下要求：立柱：按平均简单拉伸应力为 50MPa 决定最小断面直径。工作台高度：0.4-0.7 倍的立柱中心距，大台面小吨位的取偏小数值。上横梁高度：0.4-0.8 倍立柱中心距。活动横梁（滑块）高度：0.3-0.6 倍立柱中心距。在偏心载荷较大时应取较大的数值。若为中心载荷受力状态，则可取较小的数值。各梁的结构
24、：应尽可能设计成箱形断面。上横梁由于油缸孔的削弱，在采用铸造结构时，可设计成等强度梁结构，即中部高度加大，以抵消油缸孔对断面的削弱作用。洛阳理工学院毕业设计（论文）7第 2 章 315 吨四柱式液压机的结构特点和技术参数2.1 315 吨液压机的用途和特点适用于各种可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、塑料制品、玻璃钢制品及粉末制品的压制成型。有独立的动力机构及电器系统，并采用按钮集中控制，工艺动作采用 PLC 控制，可实现调整和半自动化操作方式。工作压力、压制速度、行程范围均可根据工艺需要进行调整。2.2 315 吨液压机的整体结构315 吨液压机整体由
25、主机及控制机构两大部分组成，通过管路及电器装置联系起来构成一整体。主机部分包括机身、主缸、顶出缸等。控制机构包括液压站（动力系统） 、电气控制系统组成。2.2.1 主机部分的简介：1 机身机身由上横梁、工作台、滑块、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成，依靠四根立柱为主架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固于两端，滑块安装在上横梁与工作台之间，机器精度靠调节螺母及固定于上横梁上的锁母来调整，滑块与主缸活塞杆由锁紧螺母联接，依靠四柱作导向上下运动，滑块和工作台均有 T 行槽，以便于模具安装。2 主缸主缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于上横梁内。活塞下端用联接法兰、螺栓与滑块联接，活塞头部有耐磨材料，作导向用。活塞头部外圆处装有方向相反的密封圈，内有 O 型圈密封，将缸内形成上下两个油腔，缸口部分也装有密封圈，借助法兰锁紧，以保证下腔密封。在法兰上下均装有密封圈。3 顶出缸顶出缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于下横梁内。活塞头部的有耐磨材料，作导向用。活塞头部外圆处装有方向相反的密封圈，内有 O 型圈密封，将缸内形成上下两个油腔，缸口部分也装有密封圈，借助法兰锁紧，以保证下腔密封。在法兰上下均装有密封圈。
