新型单臂油压机架结构设计

新型单臂油压机架结构设计

1单臂油压机液压系统单臂压机，又称单柱压机或开放式压机，是压力加工设备之一。它可以通过不同的模具在板、材料和部件上进行直、弯曲、形状、轮廓等工艺操作。单臂油压机显著特点是工作区域宽敞,因为其机身为开式结构,则机架设计成单柱C形结构,工作时可从三面接近工作区,装卸模具、工件以及在加工过程中进行观察、测量都很方便,特别适合于长度或宽度较大的中厚板的加工,在造船行业中广泛应用。350t单臂油压机是中船龙穴造船基地大型冷加工设备之一,由广船国际南机公司设计与制造。2主要技术回程力:45t滑块行程:800mm机器重量:35t3主要组成350t单臂油压机由C形机架、主油缸、液压站、工作台、模具、导柱、上下料吊机、安全防护装置、扶梯栏杆等组成,见图1。3.1悬臂受力分析单臂油压机机架是一个三面敞开的悬臂构架,见图,机身刚性较差,特别是上下梁呈悬臂受力。为提高机架的抗350t2弯刚度以及减轻构件重量,机架设计成空心箱形结构,并通过有限元分析,见图,找出应力集中区,并进行局部加强。33.2活塞杆密封主油缸采用活塞式结构,见图,缸体选用铸钢整体铸造,活塞采用组合形式,分成活塞与活塞杆,活塞杆选用锻钢整体调质,外圆中频445#45#HB260-280淬火,表面镀硬铬,铬层厚,活塞选用耐磨性较好的锡青铜()铸造而成。油缸活塞杆密封采用密封性能较好的形密封圈,活塞密封则采用摩擦力较小的滑环式密封圈。HRC45500.1mmZQSn10-1V3.3导柱的表面镀硬铬主油缸两侧设有导柱,导柱直径φ150mm,可承受一定的偏载力,导柱选用45#锻钢整体调质、表面镀硬铬处理。导套采用标准自润轴套,其材质为高力黄铜加石墨,具有较好的强度与耐磨性。3.4压头和工作台压头与工作台用45#钢整体铸造,表面设置有安装模具用的T形槽。3.5防止压头式覆盖物当操作者需要进入工作区装卸模具或工件时,为了防止压头由于自重而堕落,油压机设置有防止压头跌落装置。其原理是在压头上设有挂钩,机架装有液压锁,装卸模具或工件时,把压头行至最高位,通过液压锁锁住压头上的挂钩,避免压头意外堕落。3.6倾斜装置在机架两侧配置有送料或更换模具用的3t电动葫芦各1台,电动葫芦起吊范围5米,控制形式采用无线遥控或操作盒控制。3.7调质、催化作用上模采用Cr6W2Si锻钢,整体调质HB260～280,表面中频淬火HRC45～50。下模采用45#锻钢,整体调质HB260～280。3.8节流阀7工况分析液压系统由主油箱、副油箱、油泵系统、控制油路系统与管路组成,见图5,其油路分析如下:(1)电机启动。电机1启动后驱动液压泵2向系统供油,此时全部电磁铁均处于断电状态,油泵输出的液压油经单向阀3→电磁控制溢流阀4流回油箱,液压泵在卸荷状态下工作,机器静止不动。(2)压头快速下行。YV1通电使电磁溢流阀4关闭,油泵输出的液压油经单向阀3→电液换向阀6(右位)进入油缸上腔推动活塞下行,同时YV5通电,电磁溢流阀5打开,油缸下腔的液压油经电磁溢流阀5→节流阀7排入油箱,由于失去了活塞下腔的液压油支承,压头在重力作用下迅速下行,油缸上腔产生背压形成负压,使充液阀22打开,副油箱中的液压油经充油阀大量补充到油缸上腔中。压头下行速度取决于节流阀7,可以通过调节节流阀7来改变压头下行速度,以防止上下模之间的撞击。(3)压头慢速下行。当压头下行到接近工件时,触动行程开关,使YV1与YV3断电,电液换向阀6复中位,油泵输出的液压油经单向阀3→电磁溢流阀4排回油箱,压头在自重力作用下行(直至上模下行到接触工件)。(4)加压。YV1通电使电磁溢流阀4关闭,油泵输出的液压油经单向阀3→电液换向阀6(右位)进入油缸上腔推动活塞下行,同时油缸下腔的液压油经平衡阀12→电液换向阀6回油箱。当上模接触工件后,系统压力开始升高,充液阀22关闭,开始对工件加压。加压时主油缸上腔的液压油受到压缩,多余液压油经先导控制溢流阀10排入油箱。系统压力大小可通过远程控制溢流阀11来调节。(5)保压。若工艺要求进行保压,则在加压到设定值后使所有电磁铁断电,这时,主油缸上腔的油液封闭,靠其被压缩的液压油弹性保压;油泵输出的液压油经单向阀3→电磁控制溢流阀4流回油箱。(6)卸压。机器在工作时,主油缸上腔的压力较高,若突然换向,会产生很大的冲击并造成管道等的振动,系统设置了卸压功能,则主油缸回程前先使电磁换向阀9通电,使主油缸的高压力通过很小的阀口逐渐卸压。(7)回程。YV1通电使电磁溢流阀4关闭,油泵输出的液压油经单向阀3→电液换向阀6(左位)进入油缸下腔推动活塞上行,同时控制油路打开充液阀22,主油缸上腔的液压油排入副油箱中。435液压缸下腔压头操作(1)采用PLC和触摸屏控制,触摸屏能中文显示,可通过该界面对油压机进行各种操作,可设定压头工作行程、工作压力和保压时间等参数,同时实时显示压头位置和系统压力,并存有使用说明书和一般故障的解决方法供查阅。(2)设有无线遥控操作功能,操作时可选择触摸屏操作或无线遥控操作。(3)设有多套安全保护装置,确保操作安全:(1)油缸下腔压头在最高处设有液压锁,防止上下工件或更换模具时压头意外跌落。(2)油缸行程设有上下极限超程保护开关外,位移传感器程序设定最大和最小位移值,压头行程超出极限值则切断相应动作。(3)液压系统设定最高系统压力,当压力传感器检测到系统压力超过极限值则自动卸压。5高效的冷加工设备350t单臂油压机于2008年初在现场安装调试完毕,各项性能均达到设计要求,至今已经交付使用一年多,在这段时间里该系统运行情况良好,满足了使用要求,其先进的操作方式、较好的加工精度获得了用户的好评,目前已成为龙穴造船公司主要冷加工设备之一,见图6。350t单臂油压机的设计制作达到了预期的目标,为中船龙穴造船缩短造船周期,提高造船质量,提升造船核心竞