浅谈简易大型压力机的设计

浅谈简易大型压力机的设计

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浅谈简易大型压力机的设计

2021-08-24



在维修车间,需要大型压力机对一些大型零件、部件进行校正、弯曲等压力加工,而目前市场上常用的压力机工作面积小,压力较小,而价格较高,不能满足大型零件的压力加工需求。为此,本文研究一种简单实用、低成本的大型压力机,主要用于大型零件、部件、结构件的校平、弯曲等压力加工工艺。


大型压力机主要由主体机架与液压系统两大部分组成。其中,主体机架承担支承作用,液压系统提供运动及动力。


常用的大型压力机多为四柱式结构,四根尺寸精度及粗糙度极高的立柱支承固定上横梁,且在下横梁上下移动时,四立柱还起到导向作用。因此,四立柱价格昂贵,生产及安装难度高。本文借鉴四柱式大型压力机结构,将四根立柱更改为H型钢焊接结构立柱,取消安装液压油缸的上横梁和安装工装的下横梁,直接更改为焊接结构的箱体式横梁,液压缸倒装在横梁上,通过液压缸的压力对大型零件进行校正或进行其他压力加工。本文设计的大型压力机分为工作台、H型钢结构、横梁三大主体,均采用箱体式焊接结构,结构简单,便于加工生产,并且可根据各维修单位实际需要,灵活调整液压压力机规格大小。




大型压力机




(1)大型压力机底座。底座采用箱型结构,为提高底座抵抗液压缸较平或其他压力加工时的压力,在底座的箱体结构中增加了不规则的竖筋板,以提高底座抗剪、抗压强度。底座焊接时,根据等强度理论,焊缝屈服强度不得低于母材强度。


(2)大型压力机横梁。横梁也采用箱体结构,横梁左右两端与H型钢焊接在一起,受力模型为典型的简支梁模型。简支梁两端固定,中间受力容易产生较大的弯曲应力而导致变形破坏。因此设计时,可有意提高梁体中箱型结构的高度,从而提高横梁的抗弯截面面积,减小横梁弯曲应力,提高安全系数。


(3)大型压力机H型钢。H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材。由于H型钢的各个部位均以直角排布,因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,被广泛应用。基于此,本液压压力机承重梁采用H型钢结构。


(4)大型压力机液压缸连接结构。由于工作台面积大,因此希望液压缸能在横梁中左右移动,以增大液压缸的工作面积。为此,液压缸与横梁的连接方式,液压缸底加工成圆环型凹槽,凹槽卡在横梁下方的焊接板材上,使液压缸能在横梁中左右移动。该方法结构简单,成本低,有利于制造加工。


大型压力机由液压缸提供运动和动力,设计方案中四根液压缸倒装在前后横梁上,因此,需要设计液压系统对液压缸进行控制。液压原理要求为:


(1)对于大型零部件,有的地方需要校正,有的地方不需要校正,因此每一个液压缸能单独动作,并且互不干扰。


(2)因为零部件高度不一,因此需要液压缸可在任意位置停留并保证压力不变。


(3)因考虑成本,液压系统尽可能简单实用,成本低廉。


(4)必须考虑的安全问题,液压缸不得在出现意外情况下(电机或液压泵故障)自行下落,必须考虑自锁。


(5)液压系统应操作简单,性能可靠,成本低。


大型压力机每个液压缸均可单独动作,可在任意位置停止,满足上述设计要求。该液压系统原理图主要包含以下两个基本回路:


(1)换向回路。由液控换向阀组控制换向回路,可分别控制前排、后排四个液压缸单独上升和下降。


(2)锁紧回路。在液压缸下行的回油路上装有液控单向阀,可保证动力元件出现故障时,液压缸不会因重力自行下滑,保证设备和操作人员安全。


本文根据四柱式大型压力机结构,创新性地提出以焊接结构设计大型压力机主体部分,降低了大型压力机生产难度,使一般的企业也能根据实际情况生产符合自身要求的大型压力机。



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