四柱液压机导向结构介绍

四柱液压机导向结构介绍滕州恒诺达液压 滕州恒诺达机床在设计上重点是合理选择导向结构和导向长度；导轨面力求耐磨，磨损后间隙便于调整和修 复以提高寿命。而导轨面上的挤压应力值是产生磨损降低寿命的重要因素。因此要仔细分析受力 情况，进行必要是计算，使挤压应力不超过规定值，此外还需采取相应的润滑措施，以保证充分 润滑。目前四柱式液压机的滑块均采用固定于机身支柱上的45 斗面导轨导向，为了提高耐磨能力和便于维修，通常在滑块导轨面上镶有青铜垫板。机身导轨则采用耐磨铸铁或淬硬钢制造。在精 密冲裁和金属挤压液压机上，为了最大限度的减小导轨间隙，提高刚度和导向精度，近几年来也 有采用塑料衬板的导轨或预应力滚动导轨。在很多情况下，例如在精冲、冷挤压和大台面薄板冲压液压机上， 为了提高导向精度和偏心载 荷下保持精度的能力。现代液压机采取了一些措施来实现这一要求。这些措施包括；第一，加长滑块的导向尺寸。一般滑块的导向长度与跨度之比为0、30、6,现在很多液压机的这一比值已达1、22。由于导向面加长，导向精度大为提高；在偏心载荷下导轨面挤压应力相 应减小，因而寿命提高。大吨位小台面液压机采用这一措施比较有效。但对大台面液压机由于跨 度太大，满足上述比值结构是不现实的，而且显得笨重。该导柱在固定于上第二，采用中央导柱。内导柱结构的特点是滑块中部刚性固接一方形导柱, 横梁方孔内的可调导轨上滑动。导柱应有足够的截面，以承受偏载下产生的弯矩。采用中央导柱结构，就可在不增加滑块高度 的情况下使导向长度YL大大加长，提高了导向精度，并使导轨面上挤压应力大为降低。但是由 于中央导柱占据了中间位置，滑块只能由布置在中央导柱两侧的油缸驱动。外导柱结构形式滑块做成T字形，加长的导轨面沿固定于上横梁前后面的可调导轨上运动，这一结构的优点是在整 个上横梁的有效面积内，可自由布置各油缸。无论是内导柱还是外导柱结构，都不可避免的使滑 块结构复杂化，加工精度要求较高。第三，采用机械同步装置提高运动精度和抗偏心载荷能力。 主要结构有齿轮齿条式和同步连杆 式。齿轮齿条式在滑块前后面均设有一与滑块下平面平行的齿轮轴。轴两端固定的大小相同的齿 轮与固定在机身支柱上的齿条相啮合。这样就保证了滑块的平行运动。其运动精度取决于齿轮节 圆直径、轴的刚度和齿轮齿条啮合的精度，有的结构设计把齿轮轴布置于上横梁上，两齿条固定 于滑块上。同步连杆式结构原理是利用两平行四边形原理保证滑块平行运动。这一结构类似双点 式机械压力机。采用机械同步装置后滑块精度大为提高，并大大减小了偏载下导轨面上的挤压应 力和改善了应力分布情况。1.3液压机典型结构液压机结构中较典型的主要有三梁四柱式、双柱下拉式、框架式和单臂式等，其中三 梁四柱式液压机为通用型液压机的常用型式，本次毕业设计采用此类型液压机为设计对 象，这里只对此型液压机作以介绍。300三梁四柱式液压机结构如图所示，它由上横梁、下横梁、4个立柱和16个内外螺母组成一个封闭的框架，框架承受全部的工作载荷。工作缸固定在上横梁上，工作缸内有工作柱塞与活 动横梁相连接。活动横梁以4根立柱为导向，在上、下横梁之间往复运动。活动横梁下面固定有 上砧，而下砧则固定与下横梁上的工作台上。 当高压液体进入工作缸后，对柱塞产生很大的压力， 推动柱塞、活动横梁及上砧向下运动，使工件在上、下砧之间产生塑性变形。同时在完成工作之 后实现回程运动。图1-2液压机典型结构图三梁四柱式液压机的主要部件有：立柱：立柱是机架的主要支撑部件和主要受力件，又是活动横梁的导向件，因此对立柱有 较高的强度、刚度和精度要求。立柱所用的材料、结构尺寸、制造质量及其与横梁之间的连接方 式、预紧程度等因素，都对液压机的工作性能甚至使用寿命有着很大的影响。立柱通常用如下材料制成：35钢、45钢、40Cr、20MnV、20MnSiMo等。横梁：横梁包括上横梁、下横梁（或称底座）和活动横梁（或称滑块），是液压机的重要部 件。由于横梁的轮廓尺寸很大，为了节约金属和减轻重量，一般都做成空心箱形结构，中间加设 肋板，承载大的地方肋板较密，以提高刚度，减低局部应力，肋板一般按方格形或辐射形分布， 在安装各种缸、柱塞（或活塞）及立柱的地方做成圆筒形，以使其环行支撑面的刚度尽可能一致， 并用肋板与外壁相互之间连接起来。横梁有铸造结构和焊接结构两种，生产批量较大的中、小型液压机其横梁多为铸铁件（材料多 为HT200）或铸钢件（材料多为ZG275-500）;近年来采用焊接结构的日渐增多，材料一般为Q235 或16Mn钢板。中、小型液压机横梁多数为整体结构，而大型液压机横梁由于受制造和运输能力的限制往往设计成组合形式，并利用键和拉紧螺栓连接JJL E图2-1液压机主要结构参数示意图上横梁结构如图23所示，按一般经验公式上横梁铸造箱体告诉一般取值为横梁跨 度的(0 J-O.8)倍，这里取橫梁高度h =690mm.取上横梁铸造箱体壁厚为Sa = 40 ,肋 枫厚度为8b =40m：图2-3上横梁机构图图A5下橫梁结构图(3)活动衡量的相关计算活动横梁结构如图2-7所示，活动横梁高度一般为箱体跨度的(0.30.5)倍，在此取活动横 梁箱体高度为，活动横梁铸造箱体壁厚取为，肋板厚度为圏2-7活动横梁结构图2.液压机的本体结构及设计计算2. 1液压机本体结构概述最常见的就是三梁四柱式，它广泛应用于各种吨位和用途的液压机中。横梁为铸造结构，也有采用焊接结构的。上、下横梁也立柱组成一个刚件的対闭框架，以承受液压机的 全部I作我荷。必须注意保证立柱打横梁的刚性联接，不应有任何松动。立柱在联接区附近往往会有应力集中。在承受偏心载荷时，偏心力矩作用于活动横梁上，将在立柱或上橫 梁产生侧推力，使机架受力情况恶化。在某吐液压机屮，由于频繁加载、卸城以及载荷突然禅放会引起机架的剧烈振动，以致缩短液压机寿命。梁柱组介式屮又分卩L|柱、U杠、 三柱和多柱。2. 1. 1三梁四柱式：三梁四柱式液压机是一种最常用的结构形式，如图21,它由上横梁、下横梁、四个 立柱、和16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，工作缸内装有工作活塞，与丁作橫梁相连接。活动橫梁以4根立柱为导向，在上下横 梁Z间做往复运动。活动横梁下血尚定冇上砧，而下砧同定与下横梁上的丁作台上。、|高 压液体进入工作缸后，对柱塞产生很大的压力，推动活塞、活动横梁及上砧向上运动，使 锻件在上下砧之间产牛塑件变形。上横梁的两侧还固定有冋程缸，*1高压液体进入冋程缸 时，推动冋程活塞向上，通过顶部小横梁及拉杆，活动横梁实现冋程运动。液压成型机械活动横梁设计立柱：立柱是机架的重要支撑件和主要受力件，又足活动横梁的导向件，因此，对立 柱有较高的强度、刚度和精度要求。立柱所用材料、结构尺寸、制造质量及其与橫梁之 间的连接方式、紧I占I程度等因索都対液压机的丁作性能甚至使用寿命都有很大的影响。 立中小型液压机柱常用如下材料制成:35钢、45钢、40、2OMn 20MnSiMo等。的立柱 多做成实心的，两端钻出预紧用的加热孔，大型液压机的立柱可做成空心的。对三梁四柱 式液压机起机架的刚度上要取决于立柱与上、下横梁的连接刚度。立柱与上下横梁连接的结构形式有双螺母式、锥台式、锥套式。双螺母式的每根立柱 靠4个内外螺母与上下横梁紧固连接在一起，该种结构形式的立柱加I .、安装与维修都较 为方便，因此，采用较为普遍。但由于液压机经常处与反复加载的悄况，因而，螺母易 松动，如不及时紧固，机架在加载及卸载时就会剧烈晃动，造成立柱的折断。锥台式的立 柱两个外螺母及立柱上的锥台和上下横梁连接，刚性好，nJ防止横梁与立柱之间发生相 对水平位移,但锥台加工困难,两锥台间的距离难以保证,装配后机器不能调整,安装、 预紧、维修也不方便。锥套式用分开的锥形套來代替内螺母或下锥台，可以消除或减轻 立柱上的应力集中,并nJ消除与横梁间的间隙,便于调整对中,但反复加载时锥套也会松 动，影响机架的刚度。横梁：橫梁包括上横梁、下橫梁和活动横梁（如图2-2）,是液压机的巫要部件。由于 横梁的轮廓尺寸很大，为了节约金属和减轻重量一般都做成空心箱形结构，屮间加设肋板, 承我大的地力肋板较密，以提高刚度、降低局部应力：肋板一般按方格形成辐射形分布， 在安装液压缸、柱塞及立柱的地方做成圜筒形，以使其环形支承面的刚度尽町能一致。并 用肋板与外壁或相互之间连接起來。械梁有铸造结构和焊接结构两种。屮、小型液压机桃 梁多数为整体结构，而大型液乐机横梁由于受制造和运输能力的限制往往设计成组合式， 并利用键和拉紧螺栓。对于活动横梁其结构应根据压制I艺性质而;二图2-2活动橫梁结构2 2主立柱的结构设计山于立柱-端要尚定在工作台上，另-端要用于尚定上 横樂，所以在立柱两端都车有螺纹，并且有个定位台阶，初 步确定具体结构如图2二例*口itrluviviru.3.1主油缸的上固定橫梁的校核受力分析：尚定横梁通过螺母安装在四立柱上，受力点在 4个角上，而横梁中央耍安装，主油缸山于采用反向安装形式, 所以必须任尚定檢梁上中间开孔以便油缸的缸筒穿过，结构简图如图4：图2主立柱的结构图-e36Z XZ2S給构中M72螺纹的小能为6R83fmn大于GZftnm轴径 分别为7En、9ftm、M7Z立柱的结构初步确定后，应对立柱 进行压杆稳定性校核，判断立柱为何种柔度压杆.因为45钢 为优质炭素钢，査得入!=10ft入r=a那么入#M压杆的长度系数，収I圧杆全长/ =1645mm；订一斥杆截面的最小惯性半径，贝0 入=Q7x 1645 =Q7x 1645?44图4主油亂的上同定横梁示息图油缸通过圆形法兰安装在横梁上，所以作用在横梁上的 力为圆环形的匀布截荷，经分析，可把枷梁的受力形式简化 为圆环形的平板檢梁，周界为饺支，截初为分布丁圆环衣|何的 均如截荷，简图如图$24副立柱的结构设计副立柱上设计有定位台阶，用此台阶与圆螺母，把立柱尚 定于工作台上，立柱另一末端车有螺纹,用圆螺母把顶模缸的 周定横梁固定。具休结构如下图3图3副龙柱的结构设计分析方法同主立柱的分析方法,经分析，副立柱为小柔度 压杆,校核强度计算如下：以锻造水用机为例，其结构简图 如图所示。它山上横梁1、F横梁 3、4个立柱2和16个内外螺母纽成 的封闭框架，框架承受全部工作 载荷。工作缸9固定在横梁1 11, 工作缸内装有工作柱塞8,它9活 动横梁7和连接。活动横梁以四根 V柱2为导向，在上、下横梁之间 往复运动。在活动横梁的下表面 上，般同定有上模，而下模则 固定J：下横梁的工作台上。当高 爪液体进入工作缸后，在工作柱 塞I：产生很人的压力，并推动工 作柱塞、活动横梁及下模向下运 动，使工件5在上、下模之间产生 塑性变形,此时回程缸4内通低压 液体并排出工作液体。回程M.4ISI 定在下横梁上，回程柱塞6与活动 横梁相连接。回程时，工作缸通I、/、 I r-i 4 4 I a-* Y 一 一 I I低压液体，高压液体进入回程 缸，推动冋程柱塞6向上运动，带 动活动横梁冋到原始位置，完成图1-2 液压机本体结构简图1上横槃 2立柱 下横華4回程fc! ”工件 0-回程柱皇7活动横集 8工作柱塞 9工作虹亡个工作循环。