Aug 24, 2021
在維修車間,需要大型壓力機一些大型零件、部件進行校正、彎曲等壓力加工,而目前市場上常用的壓力機工作面積小,壓力較小,而價格較高,不能滿足大型零件的壓力加工需求。為此,本文研究一種簡單實用、低成本的大型壓力機,主要用于大型零件、部件、結構件的校平、彎曲等壓力加工工藝。
大型壓力機主要由主體機架與液壓系統兩大部分組成。其中,主體機架承擔支承作用,液壓系統提供運動及動力。
常用的大型壓力機多為四柱式結構,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時,四立柱還起到導向作用。因此,四立柱價格昂貴,生產及安裝難度高。本文借鑒四柱式大型壓力機結構,將四根立柱更改為H型鋼焊接結構立柱,取消安裝液壓油缸的上橫梁和安裝工裝的下橫梁,直接更改為焊接結構的箱體式橫梁,液壓缸倒裝在橫梁上,通過液壓缸的壓力對大型零件進行校正或進行其他壓力加工。本文設計的大型壓力機分為工作臺、H型鋼結構、橫梁三大主體,均采用箱體式焊接結構,結構簡單,便于加工生產,并且可根據各維修單位實際需要,靈活調整液壓壓力機規格大小。
(1)大型壓力機底座。底座采用箱型結構,為提高底座抵抗液壓缸較平或其他壓力加工時的壓力,在底座的箱體結構中增加了不規則的豎筋板,以提高底座抗剪、抗壓強度。底座焊接時,根據等強度理論,焊縫屈服強度不得低于母材強度。
(2)大型壓力機橫梁。橫梁也采用箱體結構,橫梁左右兩端與H型鋼焊接在一起,受力模型為典型的簡支梁模型。簡支梁兩端固定,中間受力容易產生較大的彎曲應力而導致變形破壞。因此設計時,可有意提高梁體中箱型結構的高度,從而提高橫梁的抗彎截面面積,減小橫梁彎曲應力,提高安全系數。
(3)大型壓力機H型鋼。H型鋼是一種截面面積分配更加優化、強重比更加合理的經濟斷面高效型材。由于H型鋼的各個部位均以直角排布,因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節約成本和結構重量輕等優點,被廣泛應用?;诖耍疽簤簤毫C承重梁采用H型鋼結構。
(4)大型壓力機液壓缸連接結構。由于工作臺面積大,因此希望液壓缸能在橫梁中左右移動,以增大液壓缸的工作面積。為此,液壓缸與橫梁的連接方式,液壓缸底加工成圓環型凹槽,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。該方法結構簡單,成本低,有利于制造加工。
大型壓力機由液壓缸提供運動和動力,設計方案中四根液壓缸倒裝在前后橫梁上,因此,需要設計液壓系統對液壓缸進行控制。液壓原理要求為:
(1)對于大型零部件,有的地方需要校正,有的地方不需要校正,因此每一個液壓缸能單獨動作,并且互不干擾。
(2)因為零部件高度不一,因此需要液壓缸可在任意位置停留并保證壓力不變。
(3)因考慮成本,液壓系統盡可能簡單實用,成本低廉。
(4)必須考慮的安全問題,液壓缸不得在出現意外情況下(電機或液壓泵故障)自行下落,必須考慮自鎖。
(5)液壓系統應操作簡單,性能可靠,成本低。
大型壓力機每個液壓缸均可單獨動作,可在任意位置停止,滿足上述設計要求。該液壓系統原理圖主要包含以下兩個基本回路:
(1)換向回路。由液控換向閥組控制換向回路,可分別控制前排、后排四個液壓缸單獨上升和下降。
(2)鎖緊回路。在液壓缸下行的回油路上裝有液控單向閥,可保證動力元件出現故障時,液壓缸不會因重力自行下滑,保證設備和操作人員安全。
本文根據四柱式大型壓力機結構,創新性地提出以焊接結構設計大型壓力機主體部分,降低了大型壓力機生產難度,使一般的企業也能根據實際情況生產符合自身要求的大型壓力機。
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