鄧 陶

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 廣元 628000）

簡(jiǎn)易大型液壓壓力機(jī)的設(shè)計(jì)

鄧 陶

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 廣元 628000）

針對(duì)大型零件的校正、彎曲等壓力加工需求，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的大型液壓壓力機(jī)。與市場(chǎng)上常見(jiàn)的臺(tái)面較小而價(jià)格較高的液壓機(jī)相比，本方案不失為一種簡(jiǎn)單、適用的解決方案。

液壓機(jī)；液壓缸；設(shè)計(jì)

在維修車(chē)間，需要對(duì)一些大型零件、部件進(jìn)行校正、彎曲等壓力加工，而目前市場(chǎng)上常用的壓力機(jī)工作面積小，壓力較小，而價(jià)格較高，不能滿足大型零件的壓力加工需求。為此，本文研究一種簡(jiǎn)單實(shí)用、低成本的大型液壓壓力機(jī)，主要用于大型零件、部件、結(jié)構(gòu)件的校平、彎曲等壓力加工工藝。

1 設(shè)計(jì)方案

液壓壓力機(jī)主要由主體機(jī)架與液壓系統(tǒng)兩大部分組成。其中，主體機(jī)架承擔(dān)支承作用，液壓系統(tǒng)提供運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。

1.1 主體機(jī)架

常用的大型液壓壓力機(jī)多為四柱式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。四根尺寸精度及粗糙度極高的立柱支承固定上橫梁，且在下橫梁上下移動(dòng)時(shí)，四立柱還起到導(dǎo)向作用。因此，四立柱價(jià)格昂貴，生產(chǎn)及安裝難度高。本文借鑒四柱式液壓壓力機(jī)結(jié)構(gòu)，將四根立柱更改為H型鋼焊接結(jié)構(gòu)立柱，取消安裝液壓油缸的上橫梁和安裝工裝的下橫梁，直接更改為焊接結(jié)構(gòu)的箱體式橫梁，液壓缸倒裝在橫梁上，通過(guò)液壓缸的壓力對(duì)大型零件進(jìn)行校正或進(jìn)行其他壓力加工。本文設(shè)計(jì)的大型液壓壓力機(jī)分為工作臺(tái)、H型鋼結(jié)構(gòu)、橫梁三大主體，均采用箱體式焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工生產(chǎn)，并且可根據(jù)各維修單位實(shí)際需要，靈活調(diào)整液壓壓力機(jī)規(guī)格大小。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 傳統(tǒng)的四柱式液壓壓力機(jī)

（1）底座。底座采用箱型結(jié)構(gòu)，為提高底座抵抗液壓缸較平或其他壓力加工時(shí)的壓力，在底座的箱體結(jié)構(gòu)中增加了不規(guī)則的豎筋板，以提高底座抗剪、抗壓強(qiáng)度。底座焊接時(shí)，根據(jù)等強(qiáng)度理論，焊縫屈服強(qiáng)度不得低于母材強(qiáng)度。圖3為底座箱體結(jié)構(gòu)。

圖3 底座結(jié)構(gòu)

（2）橫梁。橫梁也采用箱體結(jié)構(gòu)，橫梁左右兩端與H型鋼焊接在一起，受力模型為典型的簡(jiǎn)支梁模型。簡(jiǎn)支梁兩端固定，中間受力容易產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力而導(dǎo)致變形破壞。因此設(shè)計(jì)時(shí)，可有意提高梁體中箱型結(jié)構(gòu)的高度，從而提高橫梁的抗彎截面面積，減小橫梁彎曲應(yīng)力，提高安全系數(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 橫梁結(jié)構(gòu)

（3）H型鋼。H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效型材。由于H型鋼的各個(gè)部位均以直角排布，因此H型鋼在各個(gè)方向上都具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用?；诖?，本液壓壓力機(jī)承重梁采用H型鋼結(jié)構(gòu)。其具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 H型鋼

（4）液壓缸連接結(jié)構(gòu)。由于工作臺(tái)面積大，因此希望液壓缸能在橫梁中左右移動(dòng)，以增大液壓缸的工作面積。為此，液壓缸與橫梁的連接采用圖6所示的連接方式，液壓缸底加工成圓環(huán)型凹槽，凹槽卡在橫梁下方的焊接板材上，使液壓缸能在橫梁中左右移動(dòng)。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，有利于制造加工。

圖6 液壓缸安裝示意圖

1.2 液壓原理

液壓壓力機(jī)由液壓缸提供運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，設(shè)計(jì)方案中四根液壓缸倒裝在前后橫梁上，因此，需要設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)對(duì)液壓缸進(jìn)行控制。液壓原理要求為：

（1）對(duì)于大型零部件，有的地方需要校正，有的地方不需要校正，因此每一個(gè)液壓缸能單獨(dú)動(dòng)作，并且互不干擾。

（2）因?yàn)榱悴考叨炔灰唬虼诵枰簤焊卓稍谌我馕恢猛Ａ舨⒈ＷC壓力不變。

（3）因考慮成本，液壓系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉。

（4）必須考慮的安全問(wèn)題，液壓缸不得在出現(xiàn)意外情況下（電機(jī)或液壓泵故障）自行下落，必須考慮自鎖。

（5）液壓系統(tǒng)應(yīng)操作簡(jiǎn)單，性能可靠，成本低。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖7所示。

圖7 液壓系統(tǒng)原理圖

如圖所示，每個(gè)液壓缸均可單獨(dú)動(dòng)作，可在任意位置停止，滿足上述設(shè)計(jì)要求。該液壓系統(tǒng)原理圖主要包含以下兩個(gè)基本回路：

（1）換向回路。由液控?fù)Q向閥組控制換向回路，可分別控制前排、后排四個(gè)液壓缸單獨(dú)上升和下降。

（2）鎖緊回路。在液壓缸下行的回油路上裝有液控單向閥，可保證動(dòng)力元件出現(xiàn)故障時(shí)，液壓缸不會(huì)因重力自行下滑，保證設(shè)備和操作人員安全。

2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）將傳統(tǒng)的四柱式結(jié)構(gòu)更改為焊接結(jié)構(gòu)，降低了立柱的加工制造成本，工藝結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。

（2）將上橫梁和下橫梁更改為焊接結(jié)構(gòu)橫梁，減少了零件數(shù)量，減輕了液壓壓力機(jī)整機(jī)重量，降低了生產(chǎn)成本。

（3）將一個(gè)液壓缸更改為四個(gè)液壓缸，并且每個(gè)液壓缸均可在橫梁上左右移動(dòng)，通過(guò)工裝配合，可更方便地進(jìn)行零件的校平、彎曲等壓力加工作業(yè)。

（4）壓力機(jī)工作臺(tái)大、高度低，可校正、彎曲大型零件，并且方便大型零件的裝夾及搬運(yùn)。

（5）液壓原理簡(jiǎn)單，可單獨(dú)控制每一個(gè)液壓缸，也可讓多個(gè)液壓缸同時(shí)動(dòng)作，操作簡(jiǎn)單、方便。

（6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，便于生產(chǎn)，一般的維修企業(yè)都能生產(chǎn)制造出來(lái)。

3 總結(jié)

在工廠或維修車(chē)間，經(jīng)常遇到一些大型零件需要校正或者進(jìn)行簡(jiǎn)單的壓力加工。本文根據(jù)四柱式液壓壓力機(jī)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地提出以焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓壓力機(jī)主體部分，降低了液壓壓力機(jī)生產(chǎn)難度，使一般的企業(yè)也能根據(jù)實(shí)際情況生產(chǎn)符合自身要求的液壓壓力機(jī)。

[1]黃純穎.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]李萍萍，賀 煒.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[4]李海萍.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2002.

Design of simple and large hydraulic press

DENG Tao
（Sichuan Information Occupation Technical College,Guangyuan 628000,Sichuan China）

A simple and low cost large hydraulic press has been designed in the text.It is specially used in the pressure processing like correction and bending for large parts.

Press;Hydraulic cylinder;Design

TG315.4

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.03.005

1672-0121（2017）03-0025-02

2016-12-26；

2017-02-15

鄧 陶（1982-），男，工程師，從事機(jī)械加工、液壓傳動(dòng)研究。E-mail：254588545@qq.com