630吨液压机本体结构设计课件.ppt

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1、630吨自由锻造液压机本体设计10级锻压2班刘秀侠指导老师仇平630吨自由锻造液压机本体设计10级锻压2班主要设计参数公称压力：6.3MN工作介质压强：31.5MPa工作压力：0.63MN最大净空距(H)：800mm最大行程（h）：500mm工作台尺寸：500X500mm工作速度:100 mm/s最大空程下降速度：100 mm/s工作台移动行程：1500mm结构形式：三梁四柱上传动主要设计参数公称压力：6.3MN 一、液压机的本体结构1.1液压缸本体组成本机采用三梁四柱式液压机，其本体结构由上横梁，下横本机采用三梁四柱式液压机，其本体结构由上横梁，下横梁，立柱螺母和立柱组成一个封闭框架。梁，立

2、柱螺母和立柱组成一个封闭框架。工作缸工作缸选用选用活活塞塞式液压缸式液压缸。液压缸的支撑形式选法兰支撑。液压缸的支撑形式选法兰支撑。一、液压机的本体结构1.1液压1.2液压缸的材料1.2液压缸的材料1.3活塞尺寸及液压缸内径根据液压缸名义总压力Fh及选定的液压工作p,可按下式确定液压缸内径D1 D1=505mm由表查得液压缸内径与活塞头部间隙为1mm，所以活塞头部直径D=504mm1.4活塞杆直径 液压缸活塞杆直径D杆=480mm 1.3活塞尺寸及液压缸内径根据液压缸名义总压力Fh及选定的液 1.5工作缸外径的确定 D2=D1 505 =711mm 1.6工作缸壁厚1.6工作缸壁厚1.7相关尺

3、寸计算1.7相关尺寸计算根据 为参数及相应公式初步选择液压缸有关尺寸，在进行强度校核。t=(1.52)=190mm h=(1.52)=190mm R1=0.4r1=101mm L=1.5 =155mm R=(0.150.25)=18mm =1015 取 =12 根据 为参数及相应公式初步选择液压缸有关尺寸，在1.8液压缸进水口直径计算a a、工作进油口的计算、工作进油口的计算 查机械设计手册可知压油管道流速查机械设计手册可知压油管道流速v v336m/s6m/s，对于工作进油口，我们取流速对于工作进油口，我们取流速V V进进=4.5m/s=4.5m/s回油速度回油速度v1.52.5m/s v1

4、.52.5m/s 取取V V回回=2m/s=2m/s1.8液压缸进水口直径计算a、工作进油口的计算单位时间流过油的体积：因为则有其中V工作=10mm/s d=505mm V管=4.5m/s所以d管=505 =97mm单位时间流过油的体积：1.9法兰外径的计算带入公式R4=即取法兰外径R4=400mm1.9法兰外径的计算带入公式R4=二、工作缸的分析与强度检核（1）破坏性质：疲劳破坏破坏的部位及特点：A.法兰与缸壁的圆弧过渡区，最易破坏特点：由外向内，环形裂纹B.缸底与缸壁的过渡区 特点：由内向外，环形裂纹C.直筒壁部位特点：由内向外，与母线平行或成45度，较少发生D.进水口内壁气蚀为蜂窝状麻点

5、E进水口外侧拉裂，由外向内 2.1法兰支撑工作缸的破坏及原因分析法兰支撑工作缸的破坏及原因分析二、工作缸的分析与强度检核（1）破坏性质：疲劳破坏 （2）原因分析（2）原因分析2.2工作缸的强度校核 液压缸的一般形式是一端开口，一端封闭的高压厚壁容器，当高压液体作用在柱塞上时，反作用力作用于缸底，通过缸壁传递到法兰部分，靠法兰与横梁支撑面上的支撑力来平衡。因缸底与法兰部分有弯曲力矩的影响，故不能用一般的厚壁圆筒公式来计算，而是根据各部分受力特点不同，将液压缸分为3个部分：法兰部分，缸底部分，中间厚壁部分这样三部分分别校核。（1）总体受力分析）总体受力分析2.2工作缸的强度校核 （1）筒壁部分：中

6、间圆筒三向应力状态（1）筒壁部分：中间圆筒三向应力状态630吨液压机本体结构设计课件将r4=40cm r1=25.75cm r2=35.55cm 和p=31.5MPa代入得 max=114.8MPa a安全 所以 =270/114.8=2.35 满足要求将r4=40cm r1=25.75cm （2）法兰过度部分（2）法兰过度部分A梁的弯曲刚度及基础系数有关的K的数据 =0.074cm-1 其中 为泊松比，查得 =0.3 B 缸理论上 发上最大推力Fn =3.1425.7525.753150=6558KN C平均半径r5圆周半径上单位长度的轴向力Fn r5=0.5(r1+r2)=30.65cm

7、=35.55+470.2079=45.3cm A梁的弯曲刚度及基础系数有关的K的数据 =44.6cm FN=34.1KN/cm 203.3KNcm 630吨液压机本体结构设计课件代入后得 z=141.8MPa =110150MPa 安全630吨液压机本体结构设计课件（3）缸底部分 =0.812 53.4MPa按此种方法计算，取低值，为80MPa.所以 安全。（3）缸底部分 三、液压缸的部件 本机的工作缸采用活塞式液压缸，它由缸体、活塞、活塞环、导套等零件组成。活塞式液压缸可以在两个方向上作用即能完成工作行程，又能实现回程，因此简化了液压机结构，但活塞在运动的两个方向上都要求密封，因此缸的内表面

8、在全长上均需加工，精度要求较高，液压缸部件较复杂。三、液压缸的部件 3.1液压缸的支撑形式采用法兰支撑：液压缸以法兰支撑并安装在横梁内，与缸外壁的两个环形面积与横梁相配合。缸体进入高压液体时，通过法兰与横梁的接触面积将反向作用力传递给横梁。液压缸本身则靠法兰上的一圈螺栓固定在横梁上。缺点：法兰与缸壁过度区有应力集中。3.1液压缸的支撑形式采用法兰支撑：液压缸以法兰支撑并安装在3.2柱塞与活动横梁的联接形式 柱塞和活动横梁的联结形式是球面支撑联接，采用半压环固定于动梁上，球面半径的为800mm，球面垫于动梁内，球面与压环之间留有足够的活动空间，半压环与动梁上表面有橡胶垫圈。间隙处根据条件选择人字

9、型密封圈。半压环上螺钉用内六角圆柱头螺钉M36。排布时需要注意不得与油管接头位于同一垂面上，以避免装卸困难。3.2柱塞与活动横梁的联接形式 柱塞和活动横梁3.3工作缸导套 导套在导套在活活塞往复运动时起导向作用，导套长度与工作塞往复运动时起导向作用，导套长度与工作活活直直径比值一般为径比值一般为0.51.0.3.4密封 密封是用于防止高压水的泄漏。密封质量如果不好会导密封是用于防止高压水的泄漏。密封质量如果不好会导致工作缸泄漏，直接影响生产。对密封的基本要求是：密致工作缸泄漏，直接影响生产。对密封的基本要求是：密封性能好，能随液体压力增高而提高其密封性能，摩擦阻封性能好，能随液体压力增高而提高其密封性能，摩擦阻力小，磨损小，寿命长。使用维修方便，易拆换，成本低，力小，磨损小，寿命长。使用维修方便，易拆换，成本低，制造容易。本机液压缸的密封均采用人字形夹布橡胶制造容易。本机液压缸的密封均采用人字形夹布橡胶。3.3工作缸导套 导套在活塞往复运动时起导向作用，导 谢 谢