5000KN四柱式通用液压机设计与计算（CAD图纸全套完整）

但不论采用铸造或焊接组成的上横梁都应该进行必要的热处理，消除其内应力。

图上横梁结构图形状尺寸要求上横梁通过立柱联接成机身上半部，并安装工作油缸。

为使其组成的空间合乎要求，以及活塞运行平稳，因此要求上横梁安装油缸孔的轴线与安装油缸的台肩平面应垂直，上横梁与调节螺母接触面与油缸台肩接触应平行，以及立柱穿过孔的上下平面应平行等等。

其具体要求为安装主油缸孔的轴线与油缸台肩贴合平面不垂直度允差.调节螺母接触平面与油缸台肩贴合平面的不平行度允差.锁紧螺母接触面与调节螺母接触面立柱穿过孔的上表面与下表面间不平度允差.油缸锁紧螺母平面与油缸台肩贴合平面间不平行度允差.与油缸外圆配合公差为或高于此级立柱孔尺寸般比立柱插入端直径大。

上横梁与工作缸的联接方式上横梁与油缸的联接方式常见有以下两种依靠圆螺母固定油缸依靠法兰盘固定油缸。

本设计采用的是第种方式，依靠圆螺母固定油缸。

其结构如图所示。

当油缸加压时，油缸台肩传递反作用力于横梁，连接零件不受反作用力的作用，只有当油缸回程工作时，回程力作用于连接零件上。

故连接零件的强度只满足回程力要求即可。

.工作台的结构设计图用圆螺母固定的结构图工作台的结构形式上横梁油缸圆螺母结构形式工作台是主机的安装基础，台面上固定模具，工作中承受机器本体的重量及全部载荷。

亦可安装顶出缸，回程缸及其他辅助装置。

工作台所选以及其结构形式与上横梁相同。

本设计的四柱式通用液压机，上横梁采用铸造结构。

其结构形式如图所示。

加工技术要求铸件不得有影像质量的气孔缩孔夹渣裂纹等缺陷铸件必须清理净型砂毛刺冒口应铲除磨光梁的非加工面律涂红色防锈漆铸件在加工前，应退火处理，消除内应力铸件材料应做机械性能试验，并符合要求后方可实施工作台台面不平直度，按标准允差.。

工作台与顶出缸的联接方式对于中小型通用液压机，其顶出力不大，顶出缸结构般采用活塞式。

其结构形式如图所示。

此优点为结构简单，安装方便。

缺点是顶出力集中于顶出活塞端面的很小面积内，因此对较大制件的顶出不方便。

图工作台与顶出缸联接方式工作台顶出缸螺母固定模具结构为了固定模具，般情况在工作台面上设有型槽，按标准尺寸进行加工。

用于中小型液压机的型槽型式尺寸见表.型槽的尺寸和数量主要根据液压机的回程吨位即加压制件后的拔模力和顶出制件的最大压力设计。

对于尺寸较小的工作台，型槽常采用交叉布置，尺寸较大的工作台的型槽，常采用平行布置图。

表型槽螺杆直径公称尺寸允差.公称尺寸允差.最小最大.注.尽可能不用加粗的尺寸.尺寸公差根据用途可按或自由公差选取.两边表面粗糙度按采用精度等级决定，其余均按.加工.可做成带有铸造后不加工的槽。

图型槽平行布置图.立柱的结构形式结构形式立柱是四柱式液压机重要的支撑件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。

因此立柱应有足够的强度和刚度，导向表面应有足够的精度光洁度和必要的硬度。

常见的结构形式有两梁都用立柱台肩支撑，用锁紧螺母上下加以锁紧。

图两梁都用调节螺母支撑，用锁紧螺母上下加以锁紧。

图上横梁用立柱肩支撑，调节螺母安装于工作台面上，两端用锁紧螺母锁紧。

图上横梁用立柱台调节螺母支撑，立柱肩台支持于工作台面上，两端用锁紧螺母锁紧。

图上述结构中，第种结构中，上横梁与工作台间距右立柱台肩尺寸来保证。

因此，结构简单，装配方便。

但装配后机器精度不能调整，预紧也比较困难。

因此，仅在无活动横梁又无精度要求的小型简易液压机设计时采用。

第二种结构四螺母结构组成零件最多。

由于调节螺母起立柱台肩支承作用，且可调节两梁的支承距离，对立柱有关轴向尺寸要求不严格，紧固较容易。

但对立柱螺纹精度与立柱轴线的平行度以及调节螺母精度调节螺母的螺纹对于上下横梁贴合面垂直度要求严格。

机器精度调整较麻烦。

第三及第四种结构基本相同，精度调整及加工也不复杂，但总装后立柱预紧不如第二种方便。

由于立柱使用立柱螺母与上下横梁连接为刚性框架的，因此，保证立柱螺母的拧紧程度，使其与上下横梁的贴合面密切配合并不产生松动是保持机架刚度的基本条件。

立柱螺母般为圆形，可制成整体式和对开式，材料般可选用锻钢或。

安装时需通过螺母对立柱进行锁紧，其预紧原理和基本方法与通用曲柄压力机组合机身的预紧相似。

螺母预紧后，必须用防松装置锁紧，以防螺母脱落。

本设计采用的是第四种结构形式，因其精度调整和加工不复杂，精度调整简单可靠。

其结构形式如图所示。

形状尺寸要求立柱为液压机的重要零件，是活动横梁的导向基准。

其具体的要求有立柱导向面表面粗糙度为.立柱导向面锥度及椭圆度不大于公差半立柱导向面轴线不平直度允差不大于.与工作台贴合之端面对立柱导向表面之跳动量允差不大于.材料般选用或锻钢件。

毛坯应正火处理，消除锻造过程的内应力立柱导向表面有条件应进行热处理，表面硬度不低于，也可进行表面镀硬铬处理，镀层厚度为。

图立柱的结构形式.充液阀充液阀的工作原理充液阀如图所示，其作用有两个，其当活动横梁自重下行时，油缸上腔产生真空，吸开充液阀，油箱之油液通过充液阀大量流入主缸上腔填充其不足其二是当活动横梁快速回程时，油缸上腔之油通过充液阀迅速排入油缸。

图充液阀原理图充液阀的结构形式充液阀实质上是可控单向阀的种，个方向止流，另个方向自由流通，先导动作是由油口供压的控制阀芯用液压实现的，由此而直接打开主阀。

为了不增加快速用辅助油泵，减少功率的消耗，采用充液系统是有效的方法。

在大中型液压机选取油泵直接传动的系统中，由于运动部件均有几吨或几十吨的重量，故可利用其自重来实现快速下行。

上腔不足之油，可通过充液阀从油箱中吸取。

对于中小型液压机，若运动部件重量较大时，可利用其自重来实现快速下行，而重量较小时，采用快速油缸也是减小功率的有效措施之。

快速油缸部分，由油泵直接供油，而外缸同样需依靠充液阀来吸油补充其不足。

充液阀按其工作原理可分为常开式及常闭式两种，中小型液压机般均采用常闭式结构。

本设计的四柱式通用液压机，其充液阀结构如图所示。

图充液阀结构图.工作缸结构形式工作缸是液压机的主要部件之，其作用是将液体的压力能转换成机械功，即在高压液体的作用下，推动活塞或柱塞使活动横梁下行，并将液体压力经活动横梁传到工件上，使工件产生变形。

本设计的四柱式通用液压机，其工作缸体的底部利用法兰通过连接螺栓与缸筒连接，是种单作用工作缸，只能从个方向加压，当高压液体从进油口输入时，在液体压力作用下，活塞被向外推出进行工作。

其结构如图所示。

图工作缸体的结构图图工作缸结构尺寸结构尺寸设计本文通过对液压缸进行结构设计与计算，得出工作缸的结构尺寸如图所示。

图中工作缸外径工作缸内经活塞杆直径.活动横梁结构的设计结构形式活动横梁的主要作用为，与主油缸的活塞杆连接传递液压机的压力，通过导向套沿立柱导向面上下往复运动，安装固定模具及工具等。

因此要有较好的强度刚度及导向结构。

活动横梁选用的材料与上横梁工作台相同，常采用同样的材料来制造，以使毛坯的制造工艺相类似，便于制造。

活动横梁的结构设计除考虑导向精度要求外，还应根据压制工艺中的承载要求来定。

根据压制工艺性质，若活动横梁无论在何种情况下都无弯曲，例如粉末冶金液压机或轴类零件压制专用液压机，计算时就可以仅按承压能力来设计。

因此，活动横梁常是上面敞开的箱形梁。

中部高度也可设计较低。

若被压制零件尺寸较大，多制件同时加压和使用中具有偏心载荷等条件下，就要求活动横梁不但有足够的承压强度，还应具有定的承载刚度与抗弯能力。

此时常将它设计成高度略低于上横梁而壁厚相近的封闭箱形体。

若液压机设有限程套，而活动横梁又可能支承在限程套上，并受全压作用，则活动横梁应有定的抗弯能力。

般设成封闭的箱形体，结构高度由计算后决定。

无论何种情况，导向部分应有定的的高度，以保证足够的精度。

般情况下，导向部分高度不应小于活塞行程的二分之。

活动横梁与柱塞联接部位，开有环形的集油槽，以便贮存油缸缸口部漏渗的油液。

铸件应将壁厚设计均匀，防止应力集中，设计必要的加强筋并便于清砂及起重要求。

本设计的活动横梁材料采用，为铸造结构。

其结构形式如图所示。

活动横梁的上部与柱塞或活塞杆连接，下部是安装模具的平面，四个角上开有安装导套的立柱孔，立柱可在导套中导向，为使柱塞或活塞杆的支撑部位有足够的承压能力，柱塞孔多做成圆筒形，活动横梁的下表面开有型槽供安装模具用，对冲压液压机该面上常开有打料孔。

图活动横梁结构图形状和尺寸要求活动横梁是液压机主要运动部件，为保证液压机符合精度要求，因此，要求四立柱导向套孔轴线相互平行，它与联接活塞杆孔的中心线平行上述这些孔轴线都应与活动横梁下平面相垂直与活塞杆接触平面对平面亦要求平行等。

其具体要求为连接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴应互相平行，其不平度允差不大于.活动横梁下表面不平直度，按标.联接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴线对下平面不垂直度允差下平面对上平面与活塞杆贴合平面不平行度允差.四立柱孔中心距公差，前后左右均在.，对角线上孔间距公差按下式计算求出四立柱孔与导套外圆配合精度为。

中心孔与活塞杆外圆配合精度为。

立柱导套活动横梁导向的正确性，关系到机器的精度，工作缸密封件与导向面的磨损情况，加工制件的尺寸精度，模具使用寿命及机身的受力情况。

因此，应合理选择导向结构与配合要求。

中小型液压机般采用固定式导套。

对于大重型液水压机也有采用双球面及单球面活动导套。

本设计的四柱式通用液压机，采用固定式导套，其结构形式如图所示。

导套材料可用铸铁青铜等，近年来有些单位改用铁基粉末冶金，效果及寿命均高于铸铁。

对于大型液压机为了便于装配和维修，常将导套制成对开式。

导套分开面也有用与轴线成斜角，即斜切分开。

每个导套高度取动梁导向部分高度的左右。

导套可用黄油做润滑剂。

外端面上应该装有毛毡或专用防尘圈，以防止灰尘和脏物进入导套内表面。

导套应有定的厚度，以防止导套压入动梁孔后内孔变形。

导套内孔与立柱之间配合般为，导套内外圆应同心，要求在次装卡下加工成型。

较大的导套毛坯应进行时效处理，消除其内应力。

本设计采用的是第种形式。

其结构简单，润滑方便。

图固定式导套活动横梁与活塞杆联接方式活动横梁与活塞柱塞杆联接形式有活塞柱塞杆端部结构和活动横梁相应部分的结构及联接零件组成。

联接结构按其性质可区分为可动联接及固定联接两类。

可动联接结构是以球面铰链联接的方法，将活塞柱塞与活动横梁联接。

可动联接般在多缸式液压机侧缸上采用。

柱塞或活塞杆可相对于球面座有个小的水平位移和偏移，当活动横梁受偏心载荷作用发生倾斜时，柱塞或活塞仍保持垂直，大大减少导套所承受的侧推力，有利于减少导套及密封的磨损。

对于单缸式液压机以及多缸式主作用油缸活塞柱塞与活动横梁联接形式都采用固定联接。

固定联接要求活动横练及主缸安装基准等有较好的加工精度，否则就可能工作时产生不平稳脉动等现象。

当活动横梁运动时，除以立柱导套导向外，还可利用液压缸导套做附加导向，增大了导向长度，可提高其导向精度和抗偏载能力。

但当活动横梁承受偏心载荷作用时，活塞柱塞将随之起倾斜，使缸内的导向部分也承受侧向推力，加剧了导套及密封的磨损。

图活塞与活动横梁的联接结构固定联接结构是通过活塞柱塞端面及圆柱面与活动横梁配合联接成不能相对移动的整体，结构形式见图。

图中为活塞活塞杆插入活动横梁内用螺钉加以紧固，为垫圈。

图活塞头部螺纹与螺母紧固于活动横梁内。

图