630吨液压机本体结构设计

（1）筒壁部分：中间圆筒三向应力状态
• 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
（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β
•
•
= 0.074cm -1
即取法兰外径R4=400mm
二、工作缸的分析与强度检核
2.1法兰支撑工作缸的破坏及原因分析
• （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
t t
53.4MPa
• 按此种方法计算，[ ]取低值，为80MPa.所以 <[]
• 安全。
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。
谢谢
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
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
2r 5
=34.1KN/cm
203.3KN＊cm
ຫໍສະໝຸດ Baidu
z 10000 [ 6M
Fh
]
(r2 r2 r1 r1)
• 代入后得 z=141.8MPa
• [z]=110~150MPa 安全
• （3）缸底部分
•
2r1 2r
2r1
= 51.5 9.8 =0.812
51.5
•
0.75
pr1 r1
（2）原因分析
2.2工作缸的强度校核
（1）总体受力分析
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。
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。
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
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。
3.2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。
4Fh
4 6.3
•
D1= πp = 3.1431.5 =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=504mm
• 1.4活塞杆直径
• • •
(D1 D1 Dgan Dgan) p Fn
4
液压缸活塞杆直径D杆=480mm
• 1.5工作缸外径的确定
D2=D1
[
[
]
• 其中 ͧ 为泊松比，查得 ͧ =0.3
• B 缸理论上 发上最大推力Fn
= 3.14×25.75×25.75×3150= 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+47×0.2079=45.3cm
=44.6cm
FN=
Fh
• •
因为 则有
V管
V管
4
V缸
d管2
v管
4
d
2 管
v管
4
d2
v工作
• 其中V工作=10mm/s d=505mm • 所以d管=505 1 =97mm
45
V管=4.5m/s
1.9法兰外径的计算
带入公式R4= Fh10000 r2 = 6.310000 35 35 38.4
[]
3.14 80
]
3p
505
110
=711mm
110 3 31.5
1.6工作缸壁厚
D2 D1 711 505 103mm
2
2
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=(1.5~2)=190mm h=(1.5~2)=190mm
• R1=0.4r1= 101mm
L=1.5 =155mm
• R=(0.15~0.25)=18mm =10~15° 取=12°
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 v≤3~6m/s， 对于工作进油口，我们取流速V进
=4.5m/s 回油速度v≤1.5~2.5m/s 取V回=2m/s
• 单位时间流过油的体积：
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0.5~1.0. 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。