1250压砖机机身及液压系统设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图书分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 1250 压砖机机身及液压系统设计 THE BODY AND HYDRAULIC SYSTEM DESIGN OF 1250-HYDRAULIC PRESS 学生姓名 陈振斌 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械制造及其自动化 指导教师 张元越 2008 年 6 月 2 日 徐州工程学院毕业设计（论文） I 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有 关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计（论文） II 摘要 通过对分析液压压砖机的国内外生产及研究现状，确定了本课题的主要设 计内容。在确定了压砖机初步设计方案后，采用了传统设计方法对 1250T液压压砖机机身结构进行设计计算及强度校核，并采用 AutoCAD设计软件对上横梁、底座、拉伸滑块、压边滑块、拉伸缸、压边缸、顶出缸、立柱及总装图进行了工程绘图，在参考了某公司生产的四梁四柱式液压墙体压砖机机液压系统以及查阅了有关关于液压系统设计的书籍后，确定了全自动数字控制系统的设计方案，绘制了数字控制系统的梯形图，设计了电气系统的工作说明书，并对其进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。 关键词 压砖机；机身结 构；数字控制系统 徐州工程学院毕业设计（论文） III Abstract Through to analysed the type hydraulic press domestic and foreign research present situation, I had determined this topic main design content. After I had determined the type hydraulic press preliminary design plan, used the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the body of 1250T hydraulic presses fuselages structure, used AutoCAD design software to the main traverse, under the crossbeam, moves Liang, the master cylinder, goes against the cylinder, the column, the final assembly drawing had carried on the project cartography, meanwhile had carried on the mapping to the master cylinder； After referred to three Liang four columns hydraulic Type hydraulic press of wall hydraulic system which some company produces as well as has consulted massively and the hydraulic system design books, the definite system of numberal control design proposal, had drawn up the hydraulic system schematic diagram, had produced the system of numberal control working instructions, and had carried on the feasibility analysis to it, finally carried on the system analysis to the entire design, obtained the entire design to be practical and feasible. Keywords Hydraulic press body structure Numberal control system 徐州工程学院毕业设计（论文） IV 目 录 1 绪论 .1 1.1 压砖机的发展 .1 1.2 压砖机的概述 .2 1.2.1 压砖机应用领域 .2 1.2.2 压砖机的工作原理和主要参数 .3 1.2.3 国产压砖机的主要技术性能 .5 2 YZ-1250 压砖机机身结构设计 .7 2.1 用途和特点 .7 2.2 结构及工作原理 .7 2.3 YZ-1250 主体结构设计 .9 2.3.1 上横梁的设计、计算及效核 .9 2.3.2 下横梁的设计、计算及效核 .13 2.4 液压缸的设计、计算及效核 .15 2.4.1 负载分析 .16 2.4.2 主液压缸主要参数的确定 .16 2.4.3 顶出缸的设计 .19 2.5 立柱部分设计及计算 .19 2.6 柱塞与活塞 .25 2.7 机身的紧固 .26 3 电气系统的控制 .29 3.1 电气系统的概述 .29 3.2 电气原理说明 .29 3.3 梯形图及编程 .31 4 调运、安装与调试 .35 4.1 压砖机调运部分 .35 4.2 安装与调试 .35 4.2.1 条件 .35 4.2.2 安装 .35 徐州工程学院毕业设计（论文） V 4.2.3 调试 .36 4.3 使用须知 .37 结论 .39 致谢 .40 参考文献 .41 附录 1.44 附录 2.52 徐州工程学院毕业设计（论文） 1 徐州工程学院毕业设计（论文） 2 徐州工程学院毕业设计（论文） 3 徐州工程学院毕业设计（论文） 4 徐州工程学院毕业设计（论文） 5 1 绪论 徐州工程学院毕业设计（论文） 6 1.1 压砖机的发展状况 自动压砖机是墙地砖生产的关键设备，是机、电、液一体化的高技术设备。十多年来已进口 4000 多台，几乎垄断了“七五”、“八五”计划期间的国内市场。一九八七年国家建材局将其列为尚需攻关解决的十五项陶瓷装备之一。至今国内有 20 多家企业参与自动压砖机的开发生产，共有 19 家企业制造出样机，但大部分半途而废。至目前为止，年产销量超过 50 台的仅有两家，年产销量超过 10 台有 5 家。国产自 动砖机主要是在“九五”期间得到快速发展的。可喜的是，现已能生产 4800 吨以下吨位的各种系列产品，国内市场占有率已达 80以上。除 4800T 以上超大吨位压机近期尚需进口外，国产压机基本取代进口，成为建陶企业的首选产品。 据不完全统计，到目前为止有近 1000 台的国产自动压砖机在顶线运行。去年下半年以来，受建陶业总体不景气影响以及国产压砖机产量增加，竞争日趋白热化，市场价格大幅度下降，用户拖欠货款严重，各企业经营效益也出现滑坡，这很不利于新兴的国产压砖机行业的发展。对许多批量小、成本高的企业是个严重的考验。 自动 压砖机是技术复杂的产品，其制造难度高，要保证连续可靠的运行困难更大。 1995年前，进口压砖机一般设计三机配两窑，以后进口机的可靠性提高了，许多用户采用一机配一窑。为了节省投资，用户也对国产机要求一机配一窑，这对当时刚刚起步的国产压砖机行业是个严峻的挑战，不但要求有可靠的质量，还要求有完善的售后服务。因此一些开发制造压机企业就达不到要求上不去了。少量的企业由于敢于投入、创新快，质量服务上去了，产销量也跟着上去了。在正常的情况下，压砖机这个新产品都要有 2 3 年的“质量提高期”及“市场认同期”，不是想象的那么容易 ，这是许多投资开发自动压砖机企业对其认识不足而最终导致失败的原因。 国产压砖机主机大部分是消化吸收国外成熟可靠的结构，外型结构各家有所不同，但基本采取梁柱结构，主油缸内置于上梁内，活动横梁由立柱导向、活塞与活动梁刚性连接。有些大吨位采用活动梁倒置油缸结构。液压系统基本大同小异，电控系统均采用 PLC 控制，显示及保护系统各不相同，许多有自己的特色。国产压砖机许多闪光的创新，如：海源电气操作控制显示系统、全过滤泵站系统、多功能增压缸；力泰的主缸内置式充液与顶置式增压缸、带三次下落的顶出控制系统；科达的新颖外观设计 、网络服务等。海源的全过滤泵站系统、齿轮泵使用、密码屏等均为率先采用，在 1997 年 10 月上海压砖机行业研讨会上推广后，国内外许多压砖机厂家也跟着采用。创新需要勇气，并要付出一定的代价，不局限于仿制，能制造出技术先进、具有特色的产品是我们中国企业的骄傲。 5年来，国产压砖机的迅速崛起。在国内市场上，目前国产压机已占领市场份额约 90，进口机的市场逐渐委缩，价格也大幅下跌，如莱斯 600 吨，高峰时每台卖 38 45 万美元，现跌至 15 万美元，西蒂 2800 吨现仅售 28 万美元，萨克米 4600 吨现仅售 42 万美元。在国际市场 上，随着海源压机第一次走出国门并获得好评，国产压砖机已陆续出口亚洲朝鲜、徐州工程学院毕业设计（论文） 7 越南、印度、沙特等市场，相信不久的将来中国的压机必将称雄第三世界国家。国内外压机在吨位上已没什么差距，国外压机非是做得轻巧，速度提高及稳定性提高，国产压机技术更新很快，目前速度，可靠性上均接近国外先进的压机水平，而价格上的优势及售后服务的及时到位因此可以这么说，国内陶机行业的进步为国家节约了大量的外汇，也为用户节约了大量的投资，并有力地促进了中国建陶行业的发展。 国产压砖机的主要技术参数、主要技术性能和整体水平已接近国外现代压砖机的先进水平，而且差距在不断缩小，但是国产压砖机行业发展时间短，发展开发过程中存在一些问题也是难免的，制造企业还应该不断提高产品质量，进一步降低成本，提高自身的竞争力，在巩固国内市场的同时，应积极开拓国际市场，只有在国际市场上占有一席之地，才真正证明国产压机的成功。 压砖机技术发展趋势 : （ 1）高速化、高效化、低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。 （ 2）机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 （ 3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。 自动化不仅仅体现在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障处理的功能。 （ 4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了灌录连接，有效地防止泄露和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。 1.2 压砖机概述 1.2.1 压砖机应用领域 一、在粉煤灰蒸压砖领域的应用。 蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的墙材产品，是国家积极推广的综合利废、环保节能新型墙材产品。 二、在蒸压灰砂砖领域的应用。 蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料（砂 90%，石 灰 10%左右）掺入一定颜料和外加剂，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心或空心砖制品。 液压墙体砖压机应用于蒸压灰砂砖生产，可生产各种规格空心砖及空心砌块。因压强可达 27MP，压制的砖坯密实度高，可适合河砂、海砂、风砂、沉积砂、山岩砂、尾矿砂等物料，采用合理混合料颗粒级配，低含水率半干压成型。同时，若采取三次分级加压、二次排气，混合料中所含空气在压制过程中顺利排除，物料含水率 5.7%，使得制品强度高且不易产生裂缝，收缩率低，并配以海源企业开发的高压蒸压釜，工作压力可达 16Kg，使蒸压灰砂砖产品质量提高到 国外先进水平，并且制品成本低，容易推广。 三、高掺量粉煤灰烧结砖领域的应用。 徐州工程学院毕业设计（论文） 8 粉煤灰中的主要活性物质是二氧化硅 (SIO2)和三氧化二铝 (AL2O3)在碱性介质中起水化反应 OH-离子，打破了 AL-O、 Si-O 的网络，使聚合度降低成为活性状态并与 Ca(OH)2反应生成水化铝酸钙和水化硅钙结晶和胶凝物质，形成水泥石而获得强度。 图 1-1 粉煤灰烧结砖的化学反应 四、 煤矸石烧结砖领域的应用 。 （ 1） 用煤矸石制砖节省土地。 同样一个年产 5000 万块标砖的企业，粘土砖厂占地需 180 200 亩，全年耗用粘土 8万立方米，按 3 米深的土层计算，一年要挖废 40 亩土地。而利用煤矸石制砖，砖厂只需占用 30 左右亩地，不到 20 年就可节省近千亩地。 （ 2） 用煤矸石制砖节约能源。 因废弃的煤矸石中含有一定的发热量，用它来制砖可节省煤炭。可将每万块砖煤耗（含内燃煤）控制在 0.2 吨以下，大大低于国家外投煤标准。 （ 3） 用煤矸石制砖可以变废为宝，美化 环境。 废弃的煤矸石山，既不能种粮食，又不能植树，每年的炎夏还会因受暴雨冲刷而毁坏粮田，危害百姓。用煤矸石制砖，可以变废为宝，不仅可以消除污染，美化环境，还可以还草还田。 （ 4） 煤矸石砖质量优。 煤矸石烧结砖采用的是高强度真空挤出方式，在原料的处理上，通过鄂破、锤破、中粗破、高速细破、筛选、陈化等工艺，增加砖的密实度（刚生产出的坯子就可以站立一个90 100Kg重量的人）。利用余热烘干后，再通过高温窑炉焙烧（比粘土砖温度高 100150 ），可消失砖体内的有害物质。因煤矸石砖可用于各种承重、非承重部位，还配 有配砖，因而施工方便，利于推广。 1.2.2压砖机的工作原理和主要参数 压砖机是利用液体传动技术进行压力加工建筑材料的设备，结构布局灵活，压力和速度可在大的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，液压元件具有通用化、标准化的特点，设计制造较为简单。其工作原理如图 1-2所示。两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞 1上的作用力为 F1时，液体的压力为 徐州工程学院毕业设计（论文） 9 P=F1/A1 式（ 1.1） 式中 A1 柱塞 1的工作面积。 根据帕斯卡原理，在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力 P 将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞 2上将产生向上的作用力 F2，迫使工件 3变形，且 F2 F1 式（ 1.2） 式中 A2 大柱塞 2的工作面积。 图 1-2：液压机工作原理 1-小柱塞 2-大柱塞 3-工件 压砖机机设计是由加工对象 工件的工艺要求决定的，因此在整个设计过程中，应详细分析 压制 工作的各执行机构的动作（包括压力、速度、相对位置关系和运动精度），工作空间和装卸要求等等。 压砖机的主要技术参数有： 一、公称压力（公称吨位） 公称压力是指液压机名义上能产生的最大力量，在数值上等于工作液体压力和工作柱塞总工作面积的乘积，它反映了液压机的主要工作能力。 二、开口高度（最大净空距） H 最大净空距 H是指活动横梁停在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。 最大净空距反映了液压机在高度方向上工作空间的大小，它应根据模具及相应垫板的高度、工作行程大小以及放入坯料、取出工件所需空间大小 等工艺因素来确定。最大净空距对液压机的总高、立柱长度、压砖机本体稳定性以及安装厂房高度等都有很大影响。 三、最大行程 S 最大行程 S是指活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下平面到立柱限程套徐州工程学院毕业设计（论文） 10 上平面的距离，也即活动横梁能够移动的最大距离。 最大行程应根据工件成形过程中所要求的最大工作行程来确定，它直接影响工作缸和回程缸及其柱塞的长度以及整个机架的高度。 四、工作台尺寸（长宽） 工作台一般安装在下横梁上，其上安放模具或工具，工作台尺寸指工作台面上可以利用的有效尺寸，工作台尺寸取决于模具的平面尺寸及工艺过程 的安排。 五、回程力 回程力指液压缸返回上限时所需要的力。 六、活动横梁运动速度（滑块速度） 活动横梁运动速度可分为工作行程速度、空行程（充液行程）速度及回程速度。 七、顶出器公称压力及行程 有些液压机还装有顶出器，以顶出或夹紧模具或工件。顶出器的力量及行程完全由工艺要求来确定。 1.2.3国产压砖机的主要技术性能 一、 国产压砖机的机架 国产压砖机机架结构合理 ,小吨位压砖机采用简式台肩支承式梁柱结构 (如 6002000t) ,中大吨位压砖机采用复式套筒拉杆式梁柱结构 (如 2800 4200t),大吨位压砖机采用钢丝预应力缠绕机架 (如 3800 7800t)。这与 萨克米 压砖机是完全一致的 ,是完全可靠成熟的结构。国产压砖机特别注重机架的抗疲劳设计 ,机架刚度大 ,变形小 ,可靠耐久。力泰公司把复式梁柱结构做到 4200t,成为这种结构中的最大吨位压砖机 ,科达公司 7800t 压砖机是目前钢丝缠绕机架中世界最大吨位的压砖机。 二、 国产压砖机外型设计 以力泰、科达、海源公司为代表的国产压砖机的外型越来越美观、大方、靓丽 ,同时又各具特色风格 ,完全可以与国外压砖机相媲美 ,力泰压砖机给人以尤为精细的感觉。 三、 国产压砖机的液压系统 国产压 砖机的液压系统具有简捷可靠 ,用阀少的特点 ,与国外压砖机相比具有再创新的特点 ,3 家的压砖机油路已形成各自的特点 ,但大同小异。国产压砖机主缸液压系统均采用插装阀、动态插装阀、高频响伺服比例节流插装阀、双向比例节流插装阀等控制 ；小吨位压砖机采用定量泵供油 ,中大吨位压砖机采用变量泵供油。这些与 萨克米 压砖机都是一样的。所选用的液压件和密封件都是国外著名的品牌 ,所以国产压砖机液压系统十分可靠。 四、 国产压砖机的顶出装置 国产大吨位压砖机的顶出装置独具特色 ,如力泰研发的单缸伺服比例顶出装置 ,科达研发的并联同步缸伺服比例顶 出装置 ,均获国家专利。具有结构简单 ,动作精确 ,调控精度高 (以百分之一毫米计 ) ,保证了瓷砖精度 ,达到国际先进水平。 徐州工程学院毕业设计（论文） 11 五、 国产压砖机的节能 国产压砖机节能效果显著 ,这主要是国产压砖机机架强劲、可靠、刚度大、变形小 ,再加之多项行之有效的节能措施 ,使国产压砖机的某些机型主油泵电机功率大大低于国外同类压砖机 ,如力泰 YP5000、 YP5600,科达 KD4800、 KD5800 型压砖机主油泵电机功率仅为110KW,比国外同类压砖机节省 22KW。 六、 国产压砖机的电控系统 国产压砖机的电控系统先进、可靠 ,普遍采用可编程控制 器控制。程序软件更加符合陶瓷砖生产工艺 ,工作参数及工作状态屏幕显示 ,可任意调整 ,可自动诊断故障。应用多种控制方式位置、时间、压力控制 ,参数调整更加灵活方便 ,具有广泛的工艺适应性。应用先进的控制软件 ,可获得精确压力控制。大吨位压砖机采用模拟量和伺服比例控制技术可获得更高的控制精度 ,实施精确压制。超大吨位压砖机设有动梁与底座平行检测控制系统。自动控制系统 ,具有先进的远程监控、诊断功能。 2 YZ-1250压砖机机身结构设计 2.1用途和特点 徐州工程学院毕业设计（论文） 12 本机器适用于墙体材料的压制工艺。尤其适用于 标准墙体砖的压制成型工艺。 本机器具有独立的动力机构和液压系统，可实现调节和半自动二种操作方式。是由可编程控制器控制的，集机，电液一体化的压砖机。它能完成压制过程中的压制，脱模，夹砖以及布料等工作。 本机执行标准 Q/FJH005-2004全自动液压墙体砖压砖机。 表 2-1 主要技术参数 序号 项目 单位 规格 1 最大压制力 KN 12500 2 最大顶出力 KN 1500 3 最大填料深度 mm 400 4 活动梁行程 mm 580 5 柱间净空距 mm 1400 6 主机功率 KW 130 7 每循环周期（标砖） S 13-16 8 液压系统油量 L 1000 9 冷却水量 t/s 30 10 外形尺寸 Mm 1700 3200 6455 11 设备净重 t 45 2.2结构及工作原理 本机主要由主机（包括机架、主液压缸、充气油箱、脱模装置、增压缸、机械锁等）、送料装置、液压站、液压控制阀块以及电器控制系统等组成。 一、 机架 本机机架采用采用梁柱结构，四根立柱靠预紧力将上梁和下梁连成一个密封的框架，有效的提高了整机的刚度。活动梁以四根立柱为导向，由主液压缸带动做上下往返运动 。下活动梁以四根立柱为导向，两端提升液压缸带动下活动梁和模具中框做上下往复运动，导向精度高。 二、 主液压缸 主液压缸在上梁内，由主活塞、缸套、端盖以及优质的密封圈等组成。主液压缸靠液压系统控制最终实现压砖机的（快下、慢下、加压以及压制保护）压制动作。 三、 充气油箱 充气油箱位于上梁的顶部，油箱内油液的上方充以 0.15 0.18Mpa的压缩空气，油箱的顶部还有二个气动安全阀。充气油箱主要用来供给压砖机液压系统所需的液压油，并且徐州工程学院毕业设计（论文） 13 当活动梁快速下行时，靠充气油箱内油液上方的气压对主液压缸的无杆腔快速大量的补油。 四 、 增压缸 增压缸装在上梁的顶部，位于充气油箱内，它主要由大活塞、小活塞、缸筒、缸盖以及导套等组成。增压缸的增压腔与主液压缸的无杆腔相通，通过增压缸的增压，使主液压缸的无杆腔达到压砖机所需要的压制力。 五、 机械锁 它位于上梁，插销可以相对移动，当压砖机不工作时，应将插销插入活动梁的插销座，将活动梁挂住，使活动梁不会下降。 这一部分有两个传感器。当机械锁插销离开后限位置传感器或靠近前限位置传感器时，压砖机将不能完成自动循环压制。 六、 送料及夹砖装置 送料装置连接在下活动梁上，主要由布料斗、送料小车（料车）、液压 缸以及夹砖装置等组成。布料斗在料车的上方，汽缸控制料斗闸门的开关，配合压制的节拍，将料斗上的粉料均匀的撒落在送料小车的框中。送料小车则由液压缸带动做往复运动，向前运动由夹砖装置将砖坯夹出压砖机，接着将粉料喂入膜腔内，返回时将模框上的粉料刮平。料框中的搅拌装置可使粉料均匀快速落入膜腔内。 七、 脱模装置 脱模装置主要由两个脱模液压缸和下活动梁组成。下活动梁以四根立柱为导向，两端液压缸带动下活动梁和模具中框做上下往复运动，导向精度高。 八、 液压站 液压站是为压砖机提供液压能的中心，主要由高压泵、循环泵、冷却器、精 密滤油器以及副油箱等组成。 液压站上装有测温计，用以检测液压系统的油温。当油温超过油温上限时压砖机自动停机，等油温下降后才能开机。在液压站上还装有滤芯堵塞报警装置，当滤芯堵塞时，报警装置将报警通知更换滤芯。 九、 液压控制回路（阀块） 液压控制回路由四个部分组成： （ 1） 主缸上腔控制回路，用以控制主液压缸上腔及增压缸； （ 2） 主缸下腔控制回路，用以控制主液压缸下腔； （ 3） 调压回路，用以调定系统压力并控制送料小车； （ 4） 模框集成回路，用以控制脱模装置的动作。 2.3 YZ-1250 主体结构设计 本机器主要适用于生产 240mm 115mm 90mm标准墙体砖。 徐州工程学院毕业设计（论文） 14 本机器具有独立的动力机构和液压系统，可实现调节和半自动二种操作方式。 本机器的工作压力、压制速度及滑块的行程和顶出距离，顶出速度在规定的范围内均可根据工艺需要进行调整，并且能完成定压和定程两种工艺方式。在定压成型工艺方式中，压制后具有保压延时，顶出保压和自动补压动作。在调整操作方式中也具有保压延时功能。 2.3.1上横梁的设计，计算及校核 2.3.1.1 结构形式 上横梁位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸的 反作用力。亦可安装回程缸及其它辅助装置。 主要结构形式有；铸造及焊接。 在成批生产中，一般上横梁都采用 HT20-40铸造件或 ZG35铸钢件。 制造单台压砖机时，采用 A3 普通钢板焊接组成的上横梁较多。焊接件应有较强大的焊缝及可靠的焊接质量。 不论采用铸造或焊接组成的上横梁都应进行必要的热处理，消除其内应力。 2.3.1.2 上横梁的强度计算 上横梁可视为两集中力，两端支承的简支梁。下图为所示受力图及剪力弯距图。 图 2-1 上横梁所受剪力图 图 2-2 上横梁所受弯矩图 图 2-3 上横梁受力图 徐州工程学院毕业设计（论文） 15 其中： P 公称压力（ kgf） P=12500kgf D 油缸台肩尺寸 (cm) D=77cm B 立柱中心距 (cm) B=166mm 在主截面（ I I）所收弯距 : M = 41PB（ 1-2BD ） 式（ 2.1） =41 1250000 166（ 1-14.32 1677 ） =36548500kgf Q=1/2P=625000kgf 主截面 I I 可简化为如图 2-4所示： 图 2-4 主截面 受力简图 表 2-2 主截面 I I 强度计算 序号 截面高度bi(cm ) 截面宽度hi(cm ) 截面积 Fi=bi hi (cm2) 面积中心至 X轴距离Yi(cm ) 截面对 X轴的静面距 Si=FiYi ( 3cm ) 静面矩与面 积中心至 X 轴距离成 积 Si Yi ( 4cm ) 各截面积的惯性距3121 hibJ ioi ( 4cm ) 徐州工程学院毕业设计（论文） 16 1 84 100 8400 68 571200 38841600 710 6 2 24 18 432 9 3888 34992 11664 总计 118 8832 575088 38876592 7.9766410 6 重心至 X 轴距离： H111fs=8832575088=65.11cm H2=h-h1=118-65.1=52.9cm 截面对 X轴惯性距 Jx J0 xSiYi 式（ 2.2） 7.011664 106+38876592 45888256cm4 截面对 X轴惯性距 JJih1Fi 式（ 2.3） 45888256-65.12 8832 8458151.68cm4 在受压截面上的弯曲应力： 压JMh1式（ 2.4） =68.8458151 1.6536548500 =281.3kgf /cm2 在受拉截面上的弯曲应力： 拉 JMh2 式（ 2.5） =228.59 kgf cm2 式中， M 弯矩 H 计算截面的 形心至最外点距离 应力 许用应力。在本计算中为铸铁件。 350kgf/cm2 算得在主截面（ I I）上的弯曲应力小于许 用应力 截面剪切强度计算： 根据材料力学可知断面抗剪切力主要由立板承受，故可按简化截面 矩形计算。其最大应力 t max在中心截面。 max x=BHQ1.5式（ 2.6） =705.65 3125005.1 =121kgf/cm2 徐州工程学院毕业设计（论文） 17 其中： Q 截面剪切力（ kgf） B 简化截面宽度（ cm） B=65cm H 简化截面高度（ cm） H=70cm 刚度计算： f弯 =EJDBP962 ）（ 2B2+2BD2-（D2） 2 式（ 2.7） 式中： P 公称吨位（ kgf） P=1250000kgf B 立柱中心距（ cm） B=166cm D 油缸与上横梁联接处台肩尺寸 (cm) D=77cm J 上横梁主截面的惯性距 (cm4) J=8458151.68cm4 F1 受剪主力板面积（ cm2） F1 70.5342400cm2 E 材料弹性模数（ kgf/cm2） 用于铸铁 E=1.05106kgf/cm2 G 剪切弹性模数 用于铸铁 G 6105kgf/cm2 代入上式： 弯f 8 4 5 8 1 5 1 . 6 8101 . 0 596772-1 6 61 2 5 0 0 0 06 ）（ 2 1662+2 1663.14772-(3.14772)2 =1210852.581171250000 = 8-10852.56117125 =17.154 10-8 90135.91 =0、 0155cm F剪 = 0 . 370651063 . 1 4772-1 6 61 2 5 0 0 0 05 ）（=0.0016cm 徐州工程学院毕业设计（论文） 18 上横梁在公称压力下总变形量 f1: f 1 =f弯 f剪 =0.0155-0.00166 =0.01348cm 允许上横梁扰度值为 0.15mm/m。 通过以上计算：上横梁的强度和刚度是安全的。 2.3.2下横梁的设计、计算和效核 下图为下横梁受力简图 图 2-5 下横梁所受剪力图 图 2-6 下横梁所受弯矩图 图 2-7 下横梁受力简图 B=166cm P=1250000kgf 工作台中心装点模具，其左右宽度为 135cm，前后为 80cm 台面挤压许用应力取 =1000kgf/cm2 徐州工程学院毕业设计（论文） 19 F-135*8010001250000F 1250+10800 F 12050 M1 =41 166 1250000(1-1662135) =30606250kgf/cm 最大剪切应力为： Q =21P=625000 Kgf 表 2-3 下横梁主截面强度 I I计算 序号 截面高 度 bi (cm) 截面宽 度 hi (cm) 截面积 Fi=bi hi (cm2 ) 面积中 心至 X 轴距 离 Yi (cm) 截面对 X轴 的静面距 Si FiYi (cm3 ) 静面矩与面 积中心至 X轴距离成积 Si Yi (cm4) 各截面积的惯性 距 Joi=121bihi3 1 44 22 968 22 21296 468512 156170 重心至 X 轴距离： H1=11fs=96821296=22cm H2=H-h1=44-22=22 截面对 X 轴的惯性距： Jx=JoiSiYi 式（ 2.8） =468512+156170 =624682 截面对 X 轴 (形心轴 )的惯性距： JJih1Fi=624682-442 986=3750634 在受压截面上的弯曲应力： 压 =JMh1=3750634 2230606250 =179.53kgf cm2 在受拉截面上的弯曲应力： 压 =JMh1=3750634 2230606250 =179.53kgf cm2 算得在主截面（ I I）上的弯曲应力小于许用应力满足要求。 下横梁刚度计算： F弯 =EJP664412143222 bbBBB ）（ 式（ 2.9） 徐州工程学院毕业设计（论文） 20 将 b=2B代入 F弯 = 8641)1621(46322 BBBBEJP =EJP651264733 BB =EJP651273B F弯 = 36 16651273 7 50 6 3 4101 . 0 56 1 2 50 0 0 0 =0.0033cm f剪 =1.2xbdGF xGFbP 20 92.1221 =GFPbGFPb 8 2.12.141=44106 1661 2 50 0 0 082.1 5 =0.0087 F2 = f 剪 + f 弯 =0.012 允许下横梁弯曲变形量为： f=（ 0.12 0.20） 0.168 =0.01992-0.0332 故下横梁刚度满足要求。 2.4 液压缸的设计、计算和效核 根据设计要求，公称力： 12500KN，顶出力： 1500KN，上活动梁重力为 1000N，模具重力为 5000N，下活动梁重力为 1000N，负载设为 40KN 滑块最大行程： 580mm。 现拟定：