15MN 双C 型机架油压机设计

刘丽静

(葫芦岛弘达制造有限公司，辽宁 葫芦岛 125001)

在5万t 至10万t 船舶建造中，需要把厚度为16 ～20 mm，材质为Q235A、Q235B、AH32、AH36 等的钢板压弯成图1形状。根据对油压机的技术要求，设计了双C 形机架油压机［1-12］。

图1 船板压弯曲形状

1 钢板压力计算

压力计算公式为

式中:N 为设计压弯力;C 为系数(取1.1 ～1.3);B 为工件长;t 为钢板厚度;σb为抗压强度;zl 为支撑点距离。

选取N=15 000 kN，设计为2 台油缸，每台油缸的公称力设计为油缸行程800 mm。

2 C 形单柱式机架受力计算

C 形机架受力简图见图2。曲杆O-O 段分别受轴向力N1和弯矩M 共同作用，为危险截面。N1= Pcosθ，M =P(L+rcosθ)，工作时，外板承受最大压力σj，内板承受最大拉应力σL，θ 角等于0 时为危险截面。

式中:σj为外缘压应力(MPa);σL为内缘压应力(MPa);F 为机架截面积，F=414 000 mm2;h1为截面中性层到外缘的距离，h1=1 690.5 mm;h2为截面中性层到内缘的距离，h2=579.5 mm;Z0为中性层到截面中心的距离，Z0=579.5 mm;L为油压机喉深，L=1 800 mm;θ 为计算角度，θ =0°;r 为中性层曲率半径，r=1 179.5 mm。

经计算，满足Q235A、Q235B、AH32、AH36 等钢板允许应力要求。

3 本油压机特点

1)采用双C 形机架，用Q23A 钢板焊接而成。本方案制造简单，不需要大型加工设备。油压机可三面进出料，即便于压弯作业，也便于对压弯中工件进行观察和检测。

2)活塞杆和凸模的连接采用单球面支承和铰轴组合连接，见图4。铰轴外径比孔内径小4 mm，使得球面座在2 个活塞不同步时可左右滑动，保证压弯力对活塞杆的反作用力在活塞杆轴心附近，致使当2 个油缸不同步时偏心力较小，防止了油缸支承环受较大偏心力，避免了因活塞杆过早磨损而造成高压密封漏油现象的发生。

图4 连接器

3)液压系统分别由1 台高压泵和1 台低压泵组成2 套供油系统。每套供油系统单独向1 个油缸供油。工作空行程和回程由高低泵联合供油，供流流量大，压力小，运行速度快;工作行程由高压泵单独供油，流量小，工作速度慢。这样的配置既满足压弯力的要求也减小了油泵容量。

4)油压机本体上装有2 台3t 转臂调式吊车，可吊装、卸掉压弯的钢板。

5)油压机工作平台前设有12 m 长滚轮式钢板移动平台，用于帮助吊车支承钢板进入凹凸模具。

6)本油压机辅助设施齐全，进行压弯作业时不需要其他吊装设备协助，可单独工作。

4 结束语

该设备建成后，一次试车成功。8 h 可压弯各类钢板20块，每块外委加工费用为5 000 元，每天可创造利润10万元。使用本油压机压弯各类钢板建成的34 800 t散货船已下水交用户使用。在使用中，对各项设计技术指标进行了全面检查，基本达到设计要求。该设备已成为建造10万t 以下船舶必备的大型设备。参照本设计可设计40万t 船舶用板的油压机。

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