组合框架式液压机立柱概念设计
组合式液压机结构仿真分析与优化设计 焦卫兵
组合式液压机结构仿真分析与优化设计焦卫兵摘要：液压机是重要的压力加工设备，是一种实现少、无切削加工的工作母机。
液压机的设计和制造水平体现了一个国家装备制造业整体实力。
传统方法设计的机架结构材料使用偏保守，致使液压机存在结构质量大，成本高、效益低等劣势。
；同时液压机机架的振动严重的破坏基础，而且还会导致加工精度下降，影响压制产品质量。
由于液压机存在足多不利特点，克服特殊的工况，对液压机结构进行详细的分析，并结合现代设计与分析方法对其结构进行优化和改进，对于液压机结构各项性能的提高具有十分重要的意义。
关键词：机械制造；结构；液压机；有限元分析一、液压机结构存在的主要问题（1）液压机的结构问题一般液压机是根据传统的方法设计的，只是依据经验提出设计方案，，比如把梁简化为简支梁，粗略估计简支梁的截面特性，没有经过实验校核和有限元分析，很难保证计算的精度和可靠性，设计者不得不加大安全系数，这就必然导致质量过大，浪费材料，经济性不高；或者会出现关键部位强度、刚度不够等问题，再者会直接或间接影响到工件的加工质量。
本文主要工作就是一方面基于液压机的计算理论对本型液压机的主要部件进行力学分析，另一方面结合现代设计方法，借助有限元分析软件对液压机作相应的分析并进行优化。
（2）液压机的振动问题液压机在充液、加压、卸载、失荷时，液体压力、流向变化都会引起机架与管道的振动，特别是在机器进行切料和冲裁时，工件断裂瞬间突然的失荷会诱发机架发生剧烈的振动。
突然失荷时，被冲工件突然断开，这时，作用在下横梁工作台上的力瞬时消失，而作用在液压紅底部的液体压力却要随着中被压缩液体的弹性恢复而逐渐消失。
这便激起了机架的上下振动。
当工作载荷超过机器的重力时，机身就会出现上跳趋势，严重时会拉断地脚螺钉，破坏基础。
而且失荷前机架因弹性变形吸收的能量在这时释放出来，也会加剧振动。
液压机的振动会加剧连接框架及递交连接处的破坏，缩短机器的使用寿命，另外，振动还会引起加工精度下降，影响压制产品质量，因此，对液压机进行有效的减振和隔振设计至关重要。
2000 kN四柱式液压机机架设计①
2000 kN四柱式液压机机架设计①作者：卜匀苗春晓高艳红来源：《科技资讯》2013年第08期摘要：介绍2000 kN四柱液压机机架设计方法，通过校核计算，确保安全性。
借助Pro/ENGINEER软件对相关设计零件进行三维建模并进行模拟装配，确保装配合理。
结果表明设计结构合理，满足使用要求。
关键词：四柱立柱横梁 Pro/ENGINEER中图分类号：TG3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0092-02液压机在现代化生产中占有十分重要的地位。
为适应液压机高速化、高效化、低能耗的发展方向，进行液压机机架设计研究具有现实意义。
液压机机架设计主要包括立柱和三横梁设计两大部分。
中心载荷下，立柱简化为受拉杆；偏心载荷下，将上、下横梁和立柱构成的机架简化为平面刚架，立柱简化为具有固定端约束的等截面梁。
横梁计算中将上、下横梁简化为等截面或变截面简支梁。
设计计算主要技术参数如下：公称压力2000 kN；液体最大工作压力25 MPa；活动横梁距工作台最大距离1090 mm；立柱中心距左右1050 mm；前后675 mm。
1 立柱设计计算立柱材料考虑经济、加工工艺等因素，选用45钢。
1.1 立柱的强度计算（1）中心载荷下应力计算。
MPa式中：P为公称压力；D0为立柱最小直径；N为立柱数量；[]为许用拉伸应力， 80 MPa。
（2）偏心载荷静载合成应力计算：MPa式中：为立柱危险截面所受最大轴向拉力；A为每根立柱的截面积；为立柱危险截面所受最大转矩；W为立柱截面系数；e为偏心距。
静载合成应力稍大，需对过渡圆角做适当增大。
1.2 立柱的螺母及预紧中型液压机且立柱直径小于150 mm，选用整体式圆柱型螺母，材料35钢，该螺母使用螺钉锁紧装置以防止螺母自行脱落。
1.3 立柱的导向装置活动横梁运动及工作时以立柱为导向。
活动横梁往返运动频繁，且在偏心时有很大的侧推力，为避免活动横梁与立柱直接接触，相互磨损，影响液压机的精度和寿命，选耐磨、易更换的圆柱面导套。
基于SOLIDWORKS液压支架双伸缩式立柱结构设计与仿真
前言毕业论文与毕业设计毕业论文是在校大学生最后一次知识的全面检验，是对学生基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试。
大学生在学习期间，已经按照教学计划的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，这种考核是单科进行，考查对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。
但毕业论文则不同，它是着重考查学生运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。
写好一篇毕业论文，既要系统地掌握和运用专业知识，还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。
这就要求学生既要具备良好的专业知识，又要有深厚的基础课和公共课知识。
通过毕业论文的写作，使学生发现自己的长处和短处，以便在今后的工作中有针对性地克服缺点，也便于学校和毕业生录用单位全面地了解和考察每个学生的业务水平和工作态度，便于发现人才。
同时还可以使学校全面考察了解教学质量，总结经验改进工作。
还有设计在一定程度上就是创新，可以是在原有基础上改良，即推陈出新；也可以是完全的创新，如独辟蹊径；既指新观念、新思维和新思潮，亦指新材料、新技术、新样式；它既要能满足人们不断变化的需求，更要能够引领人类的生活方式。
作为未来的设计师，毕业设计的重要任务在于科学而准确地把握主题的内涵，追求卓越独特的设计创意，同时也要不断地探索新的艺术形式，为设计注入新鲜血液，丰富艺术传达中的表现手法，从而提升设计作品的表现力和感染力。
毕业设计是对即将步入社会的毕业设计能力的一次全面考核，毕业设计不是“作秀”，亦不是“走过场”，毕业设计的过程必须严格遵照科学性原则。
用正确的设计理论指导设计实践，科学合理的设计方法不仅能有效地协调、组织设计过程的各个阶段和环节，而且可以大大缩短设计周期，提高设计效率。
因此，进行毕业设计时，应持以科学严谨的态度和遵循科学合理的操作规范来进行，不论是实际性课题还是虚拟性课题，都要做到完整而规范，确保在生产、施工应用等各个环节的操作性和可靠性。
基于Solidworks液压支架双伸缩式立柱结构设计与仿真（一）摘要：1、立柱是液压支架支撑和承载的主要部件，也是液压缸的一种。
组合机床动力滑台液压系统设计
组合机床动力滑台液压系统的设计目录1 液压传动的发展概况和应用31.1液压传动的发展概况31.2液压传动在机械行业中的应用32 液压传动的工作原理和组成32.1工作原理42.2液压系统的基本组成43 液压传动的优缺点43.1液压传动的优点43.2液压传动的缺点54 设计的技术要求和设计参数 (6)5液压系统工况分析64.1运动分析64.2负载分析64.2.1 负载计算64.2.2 液压缸各阶段工作负载计算：74.2.3 绘制动力滑台负载循环图，速度循环图（见图1）74.2.4 确定液压缸的工作压力错误!未定义书签。
4.2.5 确定缸筒内径D，活塞杆直径d104.2.6 液压缸实际有效面积计算104.2.7 最低稳定速度验算。
104.2.7 计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列于表（1）错误!未定义书签。
5拟定液压系统图105.1液压泵型式的选择105.2选择液压回路115.3组成液压系统126 液压元件选择146.1选择液压泵和电机146.1.1 确定液压泵的工作压力146.1.2 液压泵的流量146.1.3 选择电机146.2辅件元件的选择176.3确定管道尺寸187 液压系统的性能验算197.1管路系统压力损失验算197.1.1 判断油流类型19197.1.2 沿程压力损失∑△P17.1.3 局部压力损失∑△P1927.2液压系统的发热与温升验算227.2.1 液压泵的输入功率227.2.2 有效功率22227.2.3 系统发热功率Ph7.2.4 散热面积227.2.5 油液温升△t228注意事项23结束语24谢辞25文献261 液压传动的发展概况和应用1.1 液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据1650年帕斯卡提出的液体静压力传动规律---帕斯卡原理，18世纪建立的两个原理---连续方程和伯努力方程奠定基础，而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。
三梁四柱液压机设计手册
三梁四柱液压机设计手册引言液压机是一种重要的金属加工设备，广泛应用于冲压、压铸、成型等领域。
三梁四柱液压机是目前常见的结构形式之一，它具有结构简单、稳定性好、操作便捷等特点。
本手册将详细介绍三梁四柱液压机的设计原理、结构特点、操作方法及维护保养，以便读者能够全面了解和掌握该设备。
一、三梁四柱液压机的工作原理1.1 液压系统三梁四柱液压机采用液压系统驱动工作，主要包括油箱、液压泵、控制阀、油缸等组成。
液压泵通过输送高压油液来驱动活塞运动，控制阀则根据需要调节油液的进出，以实现对液压系统的控制。
1.2 结构特点三梁四柱液压机的主要结构包括机架、上横梁、下工作台、四根立柱、活塞、液压缸等部件。
活塞与液压缸连接，上横梁与立柱连接，通过控制液压系统的工作，实现对工件的加工成型。
二、三梁四柱液压机的设计要点2.1 结构设计三梁四柱液压机的结构设计应当充分考虑荷载情况、应力分布、工作平衡、运动稳定等因素，合理设计上横梁、立柱等部件的尺寸和连接方式，确保设备在工作时具有足够的稳定性和可靠性。
2.2 控制系统设计液压机的控制系统设计是关键，需要根据工件的加工要求和工艺流程设计相应的控制程序，合理设置压力、速度、行程等参数，并配置相应的液压元件来实现对设备的精准控制。
2.3 安全保护设计在设计三梁四柱液压机时，必须充分考虑设备的安全保护措施，加强对压力、温度、位移等参数的实时监测，设置相应的报警和保护装置，确保设备在工作中能够安全可靠地运行。
三、三梁四柱液压机的操作方法3.1 液压机的启动在启动液压机前，必须确保设备各部件完好无损、润滑良好、电气系统正常，并进行相应的漏油、漏气等检查，确保设备处于安全可靠的状态。
3.2 操作流程根据工件的加工要求和工艺流程，设置好液压机的参数，包括压力、速度、行程等，然后进行工件的装夹和定位，在对设备进行试运行前，要对工件进行严格的检查和确认。
确认无误后，可将液压机运行到位，进行加工作业。
液压式双柱汽车举升机设计方案
液压式双柱汽车举升机设计方案第1章举升机的介绍及分析1.1 举升机的结构类型目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪式、组合移动汽车式等。
仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：液压双柱式、龙门双柱式、四立柱式、剪式、移动式和单立柱式等汽车举升机按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条举升式等举升机。
从举升机的驱动方式分，主要有：电机驱动式举升机和液压驱动式举升机。
分别如下图(1-6)图 1.1液压双柱式汽车举升机图 1.2龙门双柱式汽车举升机图 1.3四立柱式汽车举升机图 1.4剪式汽车举升机图 1.5组合移动式汽车举升机图 1.6单立柱式汽车举升机各种形式各有千秋，适用于不同的场合。
最常用的形式是前四种，即：液压双柱式、龙门双柱式、四立柱式和剪式。
剪式举升机分为大剪（子母式）、小剪（单剪式）举升机。
双柱式举升机分又分为机械式和液压式举升机。
机械式举升机曾流行于1992-1998年间，该举升机特点是同步性好，但由于机械磨损维护成本高（经常需要更换铜锣母以及轴承），每年一台举升机的维修更换需要1000元左右，因此目前不生产此举升机，使用者们最终会将该产品更换为维护成本小的液压举升机。
1.2 各类汽车举升机的使用情况从调查的情况来看，双立柱结构形式的汽车举升机为最多，其次是四立柱式，同时还有少些的剪式举升机。
汽车举升机生产厂的市场占有率如表 1.1和图 1.7，其中永红和宝得宝生产的举升机市场占有率最高，分别为34.1%和28.5%。
国产和进口的百分比分别为：77.1%和22.9%。
进口的举升机大部分是比较早期的产品。
另外，未被统计的大部分小厂都是拥有国产的举升机。
表 1.1举升机主要生产厂的市场占有率总台数编号生产厂台数百分比1宝得宝6128.5%2永红7334.11%举升机总数2143中大8 3.74%4序达9 4.21%5其他4119.16%6进口4922.90%系列1图 1.7汽车举升机主要生产厂的市场占有率百分比图1.3汽车举升机的主要参数液压式双柱举升机、龙门式双柱举升机和四立柱式举升机这三种目前市场上主要的汽车举升机的主要技术参数统计如表 1.2所示。
机械毕业设计829机车减震弹簧拆装用10吨四立柱压力机的设计
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。
三梁四柱液压机设计手册
三梁四柱液压机设计手册一、简介三梁四柱液压机是一种常见且重要的液压设备，广泛应用于各类工业生产中。
其结构独特，功能强大，能够完成多种压力加工操作。
本手册旨在介绍三梁四柱液压机的设计原理、结构特点、工作原理、维护保养等相关内容，以帮助操作人员更加深入地了解该设备。
二、结构特点1. 三梁四柱液压机由上梁、下梁、三根立柱以及液压系统组成。
上梁与下梁通过立柱连接，形成一个稳固的压力机构。
2. 液压系统通过控制阀实现液压油的进出，通过缸活塞对上梁或下梁进行压力传递。
3. 设备采用先进的液压控制技术，可以实现千斤顶上升、下降，以及压力释放等功能。
4. 采用高强度材料和先进的加工工艺，保证设备的稳定性和可靠性。
三、工作原理三梁四柱液压机的工作原理主要是通过液压系统的运作实现的。
当液压油进入液压缸时，缸活塞开始向上或向下移动，从而使上梁或下梁施加压力。
在操作过程中，可以通过控制阀调整液压系统的工作压力和流量，以满足不同工件的加工需求。
四、设计原理三梁四柱液压机的设计原理是结构合理、功能齐全、操作便捷、安全可靠。
在设计过程中，需要考虑到充分满足工艺要求，确保设备的稳定性和可靠性，同时减少维护成本，提高设备的使用寿命。
1. 结构合理：设计时需要考虑上梁、下梁、立柱的结构强度和稳定性，以及液压系统的布局和连接方式。
2. 功能齐全：设备需要满足各类加工工件的要求，包括压力、速度、精度等方面的要求。
3. 操作便捷：设计时需要考虑设备的操作人员，确保设备的操作组合简单明了，易于控制。
4. 安全可靠：设备需要具有完善的安全保护装置，以确保操作人员的安全。
五、维护保养三梁四柱液压机的维护保养工作十分重要。
在日常使用过程中，需要定期对设备进行检查、清洁、润滑等工作，以确保设备的正常运行。
1. 设备检查：定期对设备的各个部位进行检查，发现问题及时排除。
2. 设备清洁：确保设备处于清洁的工作环境，避免灰尘、杂物进入设备内部。
3. 设备润滑：对设备的各个润滑部位进行润滑，以减少摩擦、延长使用寿命。
工程液压机方案设计
工程液压机方案设计一、前言液压机作为一种广泛应用于工程领域的设备，其在各种领域都具有重要的作用。
液压机以其高效、稳定的特性，被广泛应用于金属加工、压制成形、塑料模塑、压铸、挤压等领域。
本文将从设计液压机的整体结构、工作原理、控制系统及其他重要部件进行详细阐述。
通过本文的阐述，读者可以对液压机的设计原理有更加深刻的认识。
二、液压机的整体结构1.液压机的基本结构液压机主要由上横梁、下工作台、活塞缸、导向柱、液压系统、电气控制系统等部分组成。
其中，上横梁和下工作台被用于夹紧和固定被压制的工件，活塞缸用于提供压力，并且通过活塞的上下运动来实现对工件的压制。
导向柱起到引导和固定活塞缸的作用。
液压系统则提供液压力，控制系统用于实现对液压机的各种操作。
2.结构设计要点液压机的结构设计应该保证其具有足够的刚性和稳定性。
在设计上，应该采用一体式或者桥式结构，以提高整机的稳定性。
此外，为了适应不同的工艺要求，一些液压机还应具有一定的可调节性，使其具有更广泛的适用性和多功能性。
三、液压机的工作原理1.液压传动的工作原理液压机的工作原理是利用液体在封闭容器中的传递压力来实现工件的压制。
液压系统一般由液压泵、控制阀、油缸、液压缸等部分组成。
当液压泵启动时，液体将被泵送至液压缸内，从而产生一定的压力。
然后，通过控制阀的调节和控制，液压缸内的压力可以被传递到被压制的工件上，从而实现对工件的加工。
2.液压机的工作过程液压机的工作过程一般包括充液、压制、返回三个阶段。
首先，液压泵启动，将液体泵入液压缸内，使之充满液体；其次，通过控制阀的操作，使活塞缸的活塞开始向下运动，形成一定的压力，对工件进行压制；最后，当需要停止压制时，操作控制系统，使液压缸内的液体回流到油箱，活塞缸返回原位，从而完成一次压制过程。
四、液压机的控制系统1.液压机的控制方案液压机的控制系统一般由电气控制系统和液压控制系统组成，其中液压控制系统用于控制液体的流动和压力的变化，电气控制系统则用于控制各种执行元件和控制器的动作。
四柱液压机毕业设计
四柱液压机毕业设计四柱液压机毕业设计在工程机械领域中，液压机被广泛应用于各种加工和制造过程中。
其中，四柱液压机是一种常见的机型，具有稳定性高、加工精度高等优点。
本文将探讨四柱液压机的毕业设计，包括设计目标、设计要点以及设计过程中需要考虑的因素。
设计目标四柱液压机的毕业设计的首要目标是设计一台满足特定加工需求的机器。
因此，在设计之前，需要明确加工对象的特点和要求。
例如，如果是用于金属加工，需要考虑加工材料的硬度、形状等因素。
此外，还需要确定加工的尺寸范围、加工精度等要求。
设计要点在四柱液压机的毕业设计中，有几个关键要点需要特别注意。
首先是机器的结构设计。
四柱液压机的结构通常由上横梁、下工作台、四根立柱和液压系统组成。
在设计过程中，需要合理安排各个部件的位置和尺寸，以确保机器的稳定性和可靠性。
其次是液压系统的设计。
液压系统是四柱液压机的核心部分，负责提供动力和控制机器的运行。
在设计液压系统时，需要选择合适的液压元件，如油泵、液压缸等，并合理布置管路和阀门，以确保机器的工作效率和安全性。
此外，还需要考虑机器的控制系统。
控制系统可以采用传统的机械控制方式，也可以采用现代的电气控制方式。
在设计控制系统时，需要考虑机器的操作方式、控制精度等因素，并选择合适的控制元件和传感器。
设计过程中的考虑因素在四柱液压机的毕业设计过程中，还需要考虑一些其他因素。
首先是安全性。
液压机在工作时会产生较大的压力和力量，因此需要采取相应的安全措施，如安装安全阀、限位开关等，以防止意外事故的发生。
其次是能源消耗。
液压机的工作需要消耗大量的能源，因此在设计时需要考虑如何提高能源利用效率，减少能源浪费。
可以采用节能的液压元件和控制系统，降低机器的能耗。
最后是维护和保养。
设计一台易于维护和保养的液压机对于使用者来说非常重要。
在设计过程中，需要考虑机器的维修便捷性、易损件的更换方式等因素，以减少维护和保养的成本和时间。
总结四柱液压机的毕业设计是一项复杂而有挑战性的任务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｆ １ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
＝
（
）Ｐ
（ ６ ）
＋
＋
７
Ｐ
从式 （ ） 知 ， 紧系 数 总 是 大 于 １ 所 以 支 柱 总 ６可 预 ，
是 受压 。
２ 立 柱 概 念 设 计 模 型
以拉 杆 工作状 态 进 行设 计 ， 足强 度 的拉 杆 面 积 满
图２ 支柱 和拉杆变形 示意 图
Ｉ ｍ Ｔｌ
Ｐ＝ １ 了Ｐ
（） ４
式 中 ： 为拉 杆 工作 所 受 载荷 ； 为 支 柱工 作 所 受 Ｐ Ｐ． ｗ
力
崔 ＼
＼
／
载荷 。
则拉 杆 的平均拉 应力 增加 到
／ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 户
变形
：
＝
丽
Ｉ Ｐ Ｌ ＋
（
） Ｐ
Ｄｉａ ｅｈ ｅｎ ｄ ｓｒ设计与研究 ｓ ｎｅ ｃ ｇ Ｒａ
组 合框 架 式 液压 机 立 柱 概 念 设 计
李艳聪① 张连 洪① 喻宏波① 王栋彦① 张 淳③ ②
（ 天 津大 学机 械 工程 学 院 ， ① 天津 ３０ ７ ； 天津 农 学院机 电工程 系， ００ ２ ② 天津 ３０ ８ ； ０３ ４ ③ 天 津 市天 锻压 力机 有 限公 司 ， 津 ３０４ ） 天 ０ １２ 摘 要 ： 出 了组合框 架式 液压 机立 柱 的概 念 设计方 法 ， 立 了立 柱 的力 学模 型 以及 立 柱 的概 念 设 计模 型 ， 提 建
１＝Ｐ ／ ｍｌ１ ｙ（ Ｆ）
２
ｎ
拉 杆分 摊 的工作 载荷 只有支 柱 分 摊工 作 载 倚 的 Ｃ倍 ，
于是拉 杆 和支柱 分担 的工作 载 荷分别 为
（） ２
Ｐ ＝ Ｐ扣； Ｉ ＝ ＿
＝
式中： ｍ 为拉 杆数 目， 常 ｍ， ４ Ｆ为 拉杆 横 截 面 积 ， 通 ＝ ；
１ 组 合 框 架式 液压 机 立柱 力 学模 型
组合 框架 式 液压机 立柱 由支 柱和 拉杆组 成 。对 于
组合框架式液压机 ， 为了保证液压机的正常工作 ， 必须 使液压机主机在工作状态下 ， 支柱和上下横梁接合 面 不产 生 间 隙 ， 接触 面 间 存 在 残 余 预 紧 力 。假 设 上
拉 力 和支柱 受 的压 力相 等 ， 可得 单 根 拉 杆 面 积 只需 有 支 柱 断面 面积 的约 ０ ３ ６５倍 ， Ｆ ＝ ． ３ Ｆ ， 一 ．３ 即 ０ ３ ６５ 进
（
）
（ ７ ）
式中 ： ］ ［ 为拉杆许用应力 ， Ｐ ； １ Ｍ ａ叼为预紧系数 ； Ｐ为
ｍｌ Ｆｔ ｍ Ｆ
支 柱最 小 截 面 如 图 ３所 示 。根 据截 面 ， 立 支 柱 建
： ０． ７ ６ ３０ 。
将上式 比值修正为 ０ ５ 则 ．，
Ｃ ：— ｉ０ ５ 一 ．
： 一
（） ３
ｍ ｚ ｚ
式 中： ｃ为相 对 刚度 系数 。 根 据上 面 分析 的结 果 ， 计厂 家在 按经 验设 计 时 ， 设
．
６ ９
．
设计与研究 Ｄｉａ ｅｈ ｅｎｄｅ ｒ ｓ ｎ ｓｃ ｇ Ｒ ａ
＝
Ｐ／ ｍ Ｆ ） （
（） １
担 ， 担 的 大 小 与 二 者 的 刚 度 比有 关 。根 【 得 出 分 二 式
式 中 ： 支柱 横截 面积 ， ｍ ； Ｆ为 ｍ Ｐ 为预 紧载 荷 ， ｍ 为 Ｎ； 支柱 的数 目， 一般 ｍ： ２或 ４ 。 拉杆 在预 紧时所受 拉 应力 为
通常按支柱面积是拉杆面积 的 ２倍来计算 ， 对于大吨 位液压机 ， 还可将 比值进一步增大到 ２５ ．。 受公 称 载 荷 Ｐ 时 ， 荷 Ｐ 由 支 柱 和 拉 杆 共 同 承 载
图３ 支柱 最小截面
ｕ ｌ
卅Ｉ
Ｄ Ｒｅｈ 嘲ｎ ｄ ｓｒ设计与研究 ａ ｅｃ ｎ ａ
Ｆ ＝４ ｌＢ ｔ（ ２—２２ ｔ）＋２２Ｂ —Ｂ１ ｔ （ ） （） ９
液 压机 是机 械制 造 业 的 一种 重要 基 础 装 备 ， 压 液 机 立柱 是组 合框 架 式 液压 机 的主 要 部 件 。近 年来 ， 国 内外学 者对 液压 机立 柱 进 行 了大 量 研 究 ， 得 了一 定 取
为 此 ， 组合 框架 式液 压机 立柱 的力 学模 型出发 ， 从 进行 立 柱 的概 念 设 计 。并 将 此 方 法 应 用 到 Ｔ １ — ００ ＨＰ０ １００
与成 形 载荷 ； 概念设 计 是 整 个设 计 过程 中最 重 要 的 阶 段 ， 了把设 计过程 的活 动 从 逻 辑上 和时 间 关 系 上结 为 构化 ， 多产 品设计 方 法 学 都 把 设计 过 程 划 分 为 概念 很
设 计 （ ｏ ｃｐｕ ｌＤ ｓ ｎ Ｃ ｎ ｅｔａ ｅｉ ）和 构 型 设 计 （ ｏ ｆ ｕａ ｏ ｇ Ｃ ｎｉ ｒｔ ｎ ｇ ｉ Ｄ ｓ ｎ 两个 阶段 。前 者 的 目的是 制 定 出方 案 ； ｅｉ ） ｇ 后者
② Ｄ ｐｒ ｅｔ ｆ ｃａｉ ｌ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎｉ ｅｉｇ ｉ ｊ ｇｉ ｌｒｌ ｏｅｅ Ｔａｊ ０ ３４ Ｃ Ｎ； ｅａｔ ｎ ｏ Ｍｅｈｎｃ ｄＥｅ ｒａ Ｅ ｇ ｅｒ 。Ｔａ ｉ Ａ ｒ ｕｔ ａ Ｃ ｌｇ ， ｉ ｉ ３０ ８ ，Ｈ ｍ ａａ ｃｉ ｎ ｎ ｎｎ ｃ ｕ ｌ ｎｎ ＠ Ｔａｊ ｉｎｕｎＰｅｓＣ ． Ｌｄ ， ｉｎｎ３０４ Ｃ Ｎ） ｉ ｉ Ｔａｄａ ｒｓ ｏ ， ｔ． Ｔａｊ ０ １２，Ｈ ｎｎ ｉ
下横 梁 为刚体 ， 压机 主 机 预 紧 原理 及 工 作 过 程如 图 液 １２所 示 。 由 图 ２知 ， 紧前 拉 杆 和 支 柱 无 变 形 （ 、 预 图 ２ ）受 预 紧力 Ｐ 时 ， 杆 的伸长 量 为 Ａ 支 柱 压缩 变 ａ； 拉 形量 为 Ａ 图 ２ ）Ｐ ：／ ７为预 紧系 数 ， 常取 １２ （ ｂ ； ｒ ７ Ｐ， 通 ．
～
的 目的是 设计 出具 体 构 型 。 目前 ， 念 设 计 阶段 的研 概 究 成果 较 少 ， 传统 液压 机设 计过 程 中 ， 在 采用 基 于实例 的推理 方 法得 到概 念设计 解是 液压 机 主机概 念设 计研
１７ 压 力机 受 公称 压 力 Ｐ作用 时 ， 杆 的伸 长量 增 ．， 拉
，
ＹＵ ｎ ｂ ① Ｈｏ ｇ ｏ
，
Ｗ ＡＮＧ ｎ ｙ ｎ Ｄｏ ｇ ａ ①
，
ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕ ③ ｎ
（ ｏｅｅｏ Ｍ ｃａｉ ｌ ｎｉ ｅｎ ， ｉ ｊ ｎ ｅ ｉ ， ｉ ｊ ０ ７ ，Ｈ ； ＠Ｃ ｌｇ ｆ ｅｈｎ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｔａ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ Ｔａ ｉ ３ ０２ Ｃ Ｎ ｌ ｃ ｎ ｉ ｎ ｎ ｖ ｓｙ ｎｎ ０
为 Ａ， 而支柱 的压缩量则减为 Ａ（ ２ ） 图 ｃ 。 从图２ 得出支柱在预紧载荷作用下所受压应力为
究和应用的常用方式 ， 存在着液压机设计主要依靠设 计 人员 的个 人 经 验 ， 计 结果 不 能 精 确 控 制 等 问 题 。 设
国家 自然科学基金（ Ｏ Ｏ １ １ ； ５ ８ ５Ｏ ） 国家 自 然科学基金 （０ ７ １２ ； ５ ８ ５ ８ ） 国家科技重大专项 “ 粉末冶金液 压机” ：￣ （ ０ ９ Ｘ ４ ０ — ３ — ４ ； 津 ３ｌＮ ２０Ｚ ００ ０ １ ０ ）天 ． ， ４ 市先进制造技术与装备重点实验室开放课题项 目资助
为
如果 １ 支柱布 置 ２根拉 杆 ， 个 拉杆采 用 材料 ４ ５钢 （ 用 应力 ［ ］ ２ ０ＭＰ ） 支柱 采用 材料 Ｑ ３ （ 用 许 ： ６ ａ ， ２５ 许 应 力 ［， ＝１５ＭＰ ） 在预 紧状 态 下 ， 设 ２个 构 件 受 ｒ］ ７ ａ ， 假 力 均达 到极 限应 力状 态 ， 据 牛顿 第 三 定 律 拉 杆受 的 根
（ ５ ）
式 中 ： 公称 力 ， Ｃ为 拉 杆 和 支 柱 刚 度 比； Ｐ为 Ｎ； 叼为 预
紧 系数 。 对 于支柱 ， 压应 力减 小 为
图 １ 支 柱和拉杆 受力和变 形关系
一 ■＝ 丽 尸 Ｐ 最 一
ｒ １ ｒ Ｉ ＋
＿ 主 一
Ａ １
＾ｌ ｒ ＿ ｌ １
型 １０ ０ ＭＮ等 温锻 造液 压机 主机立 柱 。
的进展 ： 文献 ［ ］ １ 对组合框架式液压机拉杆 部件 的预 紧力 进行 了分 析 ； 文献 ［— ］ 立 了包 含上 下 横梁 、 ２３建 活 动横梁 、 活塞柱塞 、 液压缸 、 垫板 和模具 的主机整机模 型， 模型 中考虑了拉 杆的预紧力 、 耦合接触 、 液压载荷
Ｃｏ ｃ ｐ ｕ ｌ ｅ ｉｎ ｆ ｒｔ ｅ ｐ ｌ ｒ ｆｃ ｍｂｎ ｄ ｆ ｍｅ ｔ ｐ ｙ ｒ ｕｉ ｒｓ ｎ ｅ ｔ ａ ｓｇ ｏ ｈ ｉ ｓ ｏ ｏ ｄ ｌ ａ ｉｅ ｒ ａ ｙ ｅ ｈ ｄ ａ ｌ ｐ ｅ ｓ ｃ
Ｌ ｎ ｏ ｇ Ｉ Ｙａ ｃ ｎ ①②
，
ＺＨＡＮＧ ａ ｈ ｎ ① Ｌｉｎ ｏ ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｏ ｃ ｐ ｅ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ｐ ｌ ｒ ｆ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｓ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． Ａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｄ — ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓ ｔ ｏ ｏ ｈ ｉ ａ ｓｏ ｄ ａ ｌ ｐ ｅ ｓ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｇ ｌ ｈ ｃ ｃ ｏｄｎ ｔ ｏ ｃ ｐｕ ｌ ｅ ｏ ｈ ｓｇ ｄ ｌ ｈ ｃ ａ ｉａ ｄ ｌ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓ ｎ ｏ ｅ ｐ ｌ ｒ ｒ ｓ ｂ ｉｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏｏｙ ｅ ｉｎ ｍｏ ｅ ，ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｍｏ ｅ ｎ ｏ ｃ ｐ ｅ ｉ ｆｔ ｉ ａ ｓ ａ ｅ ｅ ｔ ｌ ｅ ｎ ｈ ｒ ｔ ｔｐ ｇ ｈ ｌ ａ ｓ
ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｉｌｒｉ ｂ ａｎｅ ．Ｐｉ ａ ｎ ＴＨＰＩ ｔｕ ｔ ｒ ｆｐ ｌ ｓｏ ｔｉ ｄ ａ ｌ ｒｉ ｌ Ｏ－Ｉ ０ ０ Ｏ０ ０ １ ０ＭＮ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｏ ｇｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｓ ｓｄ — ｉｏ ｈ ｒ ｌｆｒ ｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｐ ｅ ｓｉ ｅ ｓｇ ｅ ｓｎ ｈ ｓ ｍｅｈｏ ｉｎ ｄ ｕ ｉ ｇ ｔ ｉ ｔ ｄ．Ｔｈ ｓ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｏ ｉ ｅ ｅｅ ｅ ｃ ｒｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｓ ｓｅ ｄｅ ｉｎ． ｉ ｅ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｐｒ ｖｄ ｓｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｈ ｃ ａ ｉ ａ ｙ ｔｍ ｓｇ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｃｏ ｉ ｅ ａ ｐ ｄ ａ ｌｃ Ｐｒ ｓ ｍｂ ｎ ｄ Ｆｒ ｍｅ Ｔｙ ｅ Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｅ ｓ；Ｐ ｌａ ｓ ｉｌｒ ；Ｃｏ ｃ ｐ ｕ ｌＤｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｔ ａ ｓｇ