第2章 液压机的本体结构及设计计算分解
液压机
主要焊接结构件的设计1、液压机的本体液压机的本体分为铸造结构、焊接结构以及铸焊混合结构。
近代由于焊接技术的进步，液压机本体采用焊接结构的已很普遍，焊接结构对单件小批量生产的企业非常合适。
焊接结构的优点是：制造工艺灵活、方便、结构重量轻、外形美观、制造成本低，铸造结构有其自身的特点，对某些使用工艺是很合适的，因此目前焊接结构还是不能完全代替铸造结构的。
液压机的主要焊接结构件是指上横梁(CROWN)、滑块(SLIDE)、底座(BED)、立柱(UPRIGHT)、移动工作台(MOVING BOLSTER)等。
这些焊接构件的结构设计不应是铸造结构模式的简单变化，不同用途，公称力大小不同，外形尺寸不同的液压机的焊接构件也不能简单地采用一种结构模式，整体焊接框架不能简单地按组合框架的模式简单的变形。
但任何一个具体的结构设计必须按实际的情况考虑问题，所以下面介绍的原则必须结合具体的设计创造性的灵活运用。
焊接结构设计的另一个重要问题是焊接接头的设计。
焊接构件中，甚么部位采用全焊透接头，甚么部位采用不焊透接头，甚么接头开坡口，甚么接头不开坡口，坡口应该是甚么型式和大小等。
因此研究液压机结构件的设计对提高设计水平、设计质量、降低成本是很有意义的。
本资料的目的是研究这些问题，提出一些设计原则或总结一些经验，用来指导设计。
2、关于焊接接头焊接接头必须保证连接部位的强度，接头的形式及大小必须适应当代焊接技术并满足施焊的要求。
现代工艺一般都采用气保焊，焊接接头与接头部位的受力状况，与板厚有关。
接头的设计应该是在满足受力的前提下尽量简单，尽量的小。
这样才能减少变形，降低成本。
理论上对T型接头的研究证明，三分之一钝边的坡口的焊接接头即和被焊板等强度，下面提出的C方式接头就是根据这个理论并参照日本小松株式会社压力机溶接基准制订的。
对接焊缝及要求受力处则要求采用下面提出的D方式接头。
一般联系筋板采用A方式接头的不开坡口的角焊缝。
焊接接头及其坡口型式见表一。
液压机设计
1 绪论1.1 液压机原理液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。
液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、、橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。
液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图1所示。
两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F 1时，液体的压力为11F p A =，A 1为柱塞1的工作面积。
根据帕斯卡原理：在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力p 将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上特产生向上的作用力F 2，迫使工件3变形，且2211A F F A = 式中：A 2——大柱塞2的工作面积。
图1-1液压机工作原理 1--小柱塞 2--大柱塞 3--工件液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。
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图2所示。
它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。
工作缸9固定在上横梁1上，工作缸内接有工作柱塞8，它与活动横粱7相连接。
活动横梁以四鞘立柱为导向，在上、下横哭之间接复运动。
在活动横梁的下表面上，一般固定有上模(上砧)，而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。
当高压液体进人工作缸后，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5在上、下模之间产生塑性变形。
回程缸4固定在下横梁上，其中有回程柱塞6，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6向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成一个工作循环。
图1-2液压缸本体图1—上横梁 2—立柱 3—下横梁 4—回程缸5—工件 6—回程柱塞 7活动横梁 8—工作柱塞 9—工作缸1.2液压机的特点液压机与其他锻压设备相比具有以下特点：(1)基于液压传动的原理，执行元件(缸及柱塞或活塞)结构简单，结构上易于实现很大的工作压力、较大的工作空间和较长的工作行程，因此适应性强，便于压制大型工件或较长较高的工件。
800MN多向模锻液压机本体结构设计及分析
ｂｅａｍ ｕｐ—ｂｅａｍ，ｌｏｗｅｒ
ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｅａｍ ｂｙ ｔｈｅ丘ｎｉｔｃ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏＲｗａｒｅ
ＡＮＳＹＳ．Ｉｔ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅｉｒ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ．
Ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｕｎｉｔｉｚｅｄ
１．２多向模锻工艺简述
模锻生产在提高锻件的精度，节约金属材料，减少机械加工等方面具 有重要的作用，随着我国工业飞跃的前进，模锻已在工业生产中得到广泛 的应用。模锻的成形实质是将金属毛坯加热到锻造温度使其具有良好的塑 性，然后置于锻模的模腔内，在模锻设备的压力作用下，使其产生不可逆 的塑性变形而充满模腔，于是获得所需形状锻件的一种压力加工方法。
Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｕｎｉｔｉｚｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｐ—ｂｅａｍ，ｌｏｗｅｒ ｂｅａｍ ａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｅａｍ．
Ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒｔ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｏｄｅ ｏｆ ｕｎｉｔａｒｙ
论文基于液压机设计理论，参考已有大型模锻液压机结构和设计经验， 通过可行性分析，确定了８００ＭＮ多向模锻液压机的结构与技术参数，给出 了压机的本体结构设计方案，在此基础上，论文分别给出了压机关键部件 包括上、下横梁及水平梁的分块组合结构设计。
论文以大型有限元软件ＡＮＳＹＳ作为分析工具，对８００ ＭＮ多向模锻液 压机的关键部件包括上、下横粱及水平梁的整体结构进行了三维计算，对 其结构设计的合理性进行了分析。
大型模锻液压机主要用于生产大型铝、镁合金以及钛和钛合金的模锻 件。过去，飞机的大梁是用铆接方式组合，大梁的重量重，铆钉孔容易产 生应力集中。采用大型压机整体模锻大粱，可以减轻重量，减少了接头， 消除应力集中。另外，采用自由锻件和轧材为毛坯进行机械加工时，由于 金属纤维被切断，机械强度被严重削弱，而模锻件的纤维方向与零件的轮 廓形状相符合，因此零件的强度高，使用寿命长。同时，还可以节约贵重 的高强度合金，减少零件机械加工与装配的工作量，用自由锻件或轧材制 造零件时金属利用率非常低，而用模锻件时金属利用率最高可达９０％。
液压机的压力计算方法及公式
液压机的压力计算方法如何计算压机顶出缸的直径？需要用10吨的顶出力，怎么计算？油缸的顶出压力（Kg）=油缸面积(平方厘米)×单位面积压力（Kg/平方厘米）设：顶出压力为10T=10000Kg油泵压力为160Kg/cm2油缸面积=10000÷160=62.5（平方厘米）油缸直径=9cm=90mm液压计算中液压泵比较常用到的计算公式液压泵的常用计算公式参数名称单位计算公式符号说明流量L/minV—排量(mL/r) n—转速(r/min)q0—理论流量(L/min) q—实际流量(L/min)输入功率kW Pi—输入功率(kW) T—转矩(N·m)输出功率kW P0—输出功率(kW) p—输出压力(MPa)容积效率% η0—容积效率(%) 机械效率% ηm—机械效率(%)总效率% η—总效率(%)油缸压力计算公式油缸工作时候的压力是由负载决定的，物理学力的压力等于力除以作用面积（即P=F/S）如果要计算油缸的输出力，可按一下公式计算：设活塞（也就是缸筒）的半径为R （单位mm）活塞杆的半径为r （单位mm）工作时的压力位P （单位MPa）则油缸的推力F推=3.14*R*R*P (单位N) 油缸的拉力F拉=3.14*（R*R-r*r）*P （单位N）液压常用计算公式项目公式符号意义液壓缸面積(cm2) A =πD2/4 D：液壓缸有效活塞直徑 (cm)液壓缸速度 (m/min) V = Q / A Q：流量 (l / min)液壓缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10t V：速度 (m/min)S：液壓缸行程 (m)t：時間(min)液壓缸出力(kgf) F = p × AF = (p × A)－(p×A)(有背壓存在時)p：壓力(kgf /cm2)泵或馬達流量(l/min) Q = q × n / 1000 q：泵或马达的幾何排量(cc/rev)n：转速（rpm）泵或馬達轉速(rpm) n = Q / q ×1000 Q：流量 (l / min)泵或馬達扭矩(N.m) T = q × p / 20π液壓泵所需功率 (kw) P = Q × p / 612管內流速(m/s) v = Q ×21.22 / d2 d：管內徑(mm)管內壓力降(kgf/cm2) △P=0.000698×USLQ/d4 U：油的黏度(cst)S：油的比重L：管的長度(m)Q：流量(l/min)d：管的內徑(cm)液压油缸行程所需时间计算公式⑴、当活塞杆伸出时，时间为(15×3.14×缸径的平方×油缸行程)÷流量当活塞杆缩回时,时间为[15×3.14×(缸径的平方-杆径的平方)×油缸行程]÷流量缸径单位为：m 杆径单位为：m 行程单位为：m 流量单位为：L/min⑵、活塞杆伸出：T=10^3*π*D^2/(4*Q) 活塞杆收回：T=10^3*π*(D^2-d^2)/(4*Q) 其中：T:所需时间π:3.14D:缸筒内径 d：杆劲Q：系统流量例题：油缸直径是220毫米,行程4300毫米,电动机功率22千瓦,液压泵用多大排量?油缸循环时间长短？（以下仅做参考）液压泵的选择：1）确定液压泵的最大工作压力pppp≥p1+∑△p （21）式中 p1——液压缸或液压马达最大工作压力；∑△p——从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。
液压机油缸设计计算公式
液压机油缸设计计算公式
1.计算油缸内径
油缸内径的计算一般可以根据工作压力、输出力和油液作用面积来确定。
常用的计算公式如下：
S=F/P
其中，S为油液作用面积，F为输出力，P为工作压力。
2.计算油缸工作压力
油缸的工作压力可以根据系统所需的输出力和油缸的有效面积来计算。
常用的计算公式如下：
P=F/S
其中，P为工作压力，F为输出力，S为油缸的有效面积。
3.计算油缸的输出力
油缸的输出力可以根据工作压力和油缸的有效面积来计算。
常用的计
算公式如下：
F=P*S
其中，F为输出力，P为工作压力，S为油缸的有效面积。
4.计算油缸的速度
油缸的速度可以根据流量和油缸的有效截面积来计算。
常用的计算公
式如下：
Q=A*V
其中，Q为流量，A为油缸的有效截面积，V为油缸的速度。
除了以上的计算公式外，液压机油缸的设计还需要考虑油缸的结构形式、工作环境、密封性能、轴向稳定性等因素，这些因素会直接影响油缸的性能和使用寿命。
因此，设计液压机油缸时需要综合考虑以上因素，并根据具体的应用要求进行合理的选择和优化。
综上所述，液压机油缸设计计算公式是制定液压机油缸尺寸和参数的重要依据，通过合理的计算和选择，可以确保液压机油缸的性能和使用寿命，从而实现液压系统的稳定运行和高效工作。
液压系统的设计与计算
本演示将介绍液压系统的设计与计算，探讨其背景和重要性，液压元件的功 能，系统的工作原理，设计步骤和计算方法，实际应用，常见问题和挑战， 以及总结和展望。
背景和重要性
了解液压系统设计和计算的背景和重要性，探索在现代机械工程中的广泛应用和对工业自动化的 重要贡献。
1 工业领域
广泛应用于工厂设备、建筑机械等领域，提升工作效率和减少人力需求。
根据系统的流量需求和力的 要求计算液压泵和缸的流量 和压力。
元件配合和选取
根据系统要求和元件性能选 择合适的液压元件，确保系 统的可靠性和效率。
设计案例和实际应用
通过设计案例和实际应用探讨液压系统在不同领域中的广泛应用和创新。
土木工程
工业自动化
汽车维修
液压挖掘机在土木工程中的应用， 提高施工效率和减轻劳动强度。
液压系统在工厂自动化中的应用， 提高生产线的效率和自动化程度。
液压汽车升降机的应用，方便维 修和保养汽车，提高工作效率。
液压系统设计中的常见问题和挑战
描述液压系统设计过程中可能遇到的常见问题和挑战，以及如何解决和克服这些问题。
1 泄漏问题
泄漏是液压系统常见的问 题，需要通过合适的密封 和维护解决。
液压阀
控制液压系统中液压流体的流 动和压力。
液压系统的基本原理和工作过程
探讨液压系统的基本原理和工作过程，包括压力传递和转换，液体流动和控制的关键原则。
1
压力传递
通过液压系统，在系统中传递和增加压
液体流动
2
体的流动，从液压泵出发
到执行器，使得机械元件能够工作。
3
2 运输和航空
在飞机、汽车和船舶等交通工具中的重要作用，提供高效和可靠的动力传输。
液压机设计的计算资料
上液压缸工作循环 （1） 快速下行。按下起动按钮， 电磁铁 1YA 通电，这时的油路为：
液压缸上腔的供油的油路 变量泵 1—换向阀 6 右位—节流阀
8—压力继电器 11—液压缸 15 液压缸下腔的回油路 液压缸下腔 15—液控单向阀 7—换向 阀 6 右位—电磁阀 5—背压阀 4—油 箱 油路分析：变量泵 1 的液压油经过换 向阀 6 的右位，液压油分两条油路： 一条油路通过节流阀 7 流经继电器 11，另一条路直接流向液压缸的上腔 和压力表。使液压缸的上腔加压。液 压缸 15 下腔通过液控单向阀 7 经过 换向阀 6 的右位流经背压阀，再流到 油箱。因为这是背压阀产生的背压使 接副油箱旁边的液控单向阀 7 打开， 使副油箱 13 的液压油经过副油箱旁
在国防工业中：海、陆、空各种战备
武器均采用液压传动与控制。如飞 机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹 及火箭等。 在民用工业中：有机床工业、冶金工 业、工程机械、农业方面，汽车工业、 轻纺工业、船舶工业。 另外，近几年又出现了太阳跟踪系 统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、 船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助 飞发射装置、宇航环境模拟、高层建 筑防震系统及紧急刹车装置等，均采 用了液压技术。 总之，一切工程领域，凡是有机械设 备的场合，均可采用液压技术。它的 发展如此之快，应用如此之广，其原
液压机设计全套图纸与说明计算资 料
turelies 2009-11-13 10:33 一 绪论 1.1 液压传动与控制概述 液压传动与控制是以液体（油、高水 基液压油、合成液体）作为介质来实 现各种机械量的输出（力、位移或速 度等）的。它与单纯的机械传动、电 气传动和气压传动相比，具有传递功 率大，结构小、响应快等特点，因而 被广泛的应用于各种机械设备及精 密的自动控制系统。液压传动技术是 一门新的学科技术，它的发展历史虽
液压机主要焊接结构件的设计
主要焊接结构件的设计1、液压机的本体液压机的本体分为铸造结构、焊接结构以及铸焊混合结构。
近代由于焊接技术的进步，液压机本体采用焊接结构的已很普遍，焊接结构对单件小批量生产的企业非常合适。
焊接结构的优点是：制造工艺灵活、方便、结构重量轻、外形美观、制造成本低，铸造结构有其自身的特点，对某些使用工艺是很合适的，因此目前焊接结构还是不能完全代替铸造结构的。
液压机的主要焊接结构件是指上横梁(CROWN) 、滑块(SLIDE) 、底座(BED) 、立柱(UPRIGHT) 、移动工作台(MOVING BOLSTER) 等。
这些焊接构件的结构设计不应是铸造结构模式的简单变化，不同用途，公称力大小不同，外形尺寸不同的液压机的焊接构件也不能简单地采用一种结构模式，整体焊接框架不能简单地按组合框架的模式简单的变形。
但任何一个具体的结构设计必须按实际的情况考虑问题，所以下面介绍的原则必须结合具体的设计创造性的灵活运用。
焊接结构设计的另一个重要问题是焊接接头的设计。
焊接构件中，甚么部位采用全焊透接头，甚么部位采用不焊透接头，甚么接头开坡口，甚么接头不开坡口，坡口应该是甚么型式和大小等。
因此研究液压机结构件的设计对提高设计水平、设计质量、降低成本是很有意义的。
本资料的目的是研究这些问题，提出一些设计原则或总结一些经验，用来指导设计。
2、关于焊接接头焊接接头必须保证连接部位的强度，接头的形式及大小必须适应当代焊接技术并满足施焊的要求。
现代工艺一般都采用气保焊，焊接接头与接头部位的受力状况，与板厚有关。
接头的设计应该是在满足受力的前提下尽量简单，尽量的小。
这样才能减少变形，降低成本。
理论上对 T 型接头的研究证明，三分之一钝边的坡口的焊接接头即和被焊板等强度，下面提出的 C 方式接头就是根据这个理论并参照日本小松株式会社压力机溶接基准制订的。
对接焊缝及要求受力处则要求采用下面提出的 D 方式接头。
一般联系筋板采用 A 方式接头的不开坡口的角焊缝。
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3.液压机机架结构部件 3.2横梁 • 横梁强度计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架 结构部件
3.2横梁 • 横梁强度计
算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架 结构部件
3.2横梁 • 横梁强度计
算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 • 立柱受偏心载荷强度
计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 • 立柱导套。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 • 立柱螺母。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机 架结构部件 3.2横梁 • 横梁的结
确定液压缸的活塞和活塞杆直径，或柱塞杆直径。 由液体压力P和液压缸材料的许用应力计算出液压缸外径。 由液压缸的壁厚计算出液压缸体各参数。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构 部件 3.1立柱 • 立柱结构形式。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 • 立柱形状尺寸要求。
3.液压机机架 结构部件
3.2横梁 • 横梁刚度
计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机 架结构部件 3.3工作台 • 工作台
设计。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.3工作台 • 工作台强度和刚度计
算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.5工作台计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机 架结构部件 3.4滑块计算 • 滑块强度
和刚度计 算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架 结构部件 • 滑块强度
计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 • 滑块刚度计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.5工作台垫板计算
总结
材料变形范围：上梁Q235焊接 0.20-0.22 滑块Q235焊接 ≤0.17 下梁Q235焊接 0.17-0.18
许用拉压应力：上梁Q235焊接 60MPa 滑块Q235焊接 60MPa 下梁Q235焊接 60MPa
许用剪切应力：上梁Q235焊接 45MPa 滑块Q235焊接 45MPa 下梁Q235焊接 45MPa
受力分为三部分，即缸底，法兰和中间厚壁圆筒。 油缸体各部分应力许用值： 油缸体中部许用应力为100 -120 MPa； 缸底许用应力为70 -100 MPa；· 油缸法兰处许用应力为70 -100 MPa； 油缸与上梁接触处的环形挤压应力为80-100 MPa（去除倒角）。 液压缸的有限元分析计算
第2章 液压机的本体结构及设计计算
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 液压缸部件的结构：柱塞式液压缸
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 • 液压缸部件的结构：活塞式液压缸
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 液压缸部件的支撑形式： 法兰支撑；缸底支撑。 油缸柱塞与活动横梁的连接：刚性连接。 油缸柱塞与活动横梁的连接：球面连接。 导套及密封；导套标准JB2003-76；密封常用材料：聚
2.液压缸 部件 液压缸部 件的强度 计算：
中间厚壁 圆筒。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸 部件 液压缸部 件的强度 计算：
法兰计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压 缸部件液 压缸部件 的强度计 算：
缸底计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 液压缸设计步骤：
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.5工作台垫板计算 • 工作台强度和刚度计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.5工作台垫板计算 • 工作台强度和刚度计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
3.液压机机架结构部件 3.5工作台垫板计算 • 工作台强度和刚度计算。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
• 本章内容
– 液压机的本体结构概述 – 液压缸部件 – 液压机机架结构部件
第2章 液压机的本体结构及设计计算
1.液压机的 本体结构概 述 • 单臂式
第2章 液压机的本体结构及设计计算
1.液压机的 本体结构概 述 • 四柱式
第2章 液压机的本体结构及设计计算
1.液压机的 本体结构概 述 分体框架式 整体框架式
工作台板ZG270-500 0.10-0.1260MPa
胺脂，耐油橡胶，夹布橡胶
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 液压缸部件的强度计算：液压缸的损坏部位通常是 园筒筒壁；缸的法兰；缸底；气蚀。
第2章 液压机的本体结构及设计计算
2.液压缸部件 • 液压缸部件的强度计算 液压缸的损坏原因：
设计方面；加工制造方面；安装使用方面。 液压缸部件的强度计算：