630吨液压机本体结构设计课件

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，下横梁，立柱螺母和立柱组成一个封闭框架。工作缸选用活塞式液压缸。液压缸的支撑形式选法兰支撑。

2、 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=

3、(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、工作进油口的计算 查机械设计手册可知压油管道流速v36m/s， 对于工作进油口，我们取流速V进=4.5m/s回油速度v1.52.5m/s 取V回=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=

4、 = 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

5、，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2.2工作缸的强度校核 （1）筒壁部分：中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

6、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 = 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

7、.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

8、。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 导套在活塞往复运动时起导向作用，导套长度与工作活直径比值一般为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致工作