简易大型液压压力机的设计

邓 陶

（四川信息职业技术学院，四川 广元 628000）

简易大型液压压力机的设计

邓 陶

（四川信息职业技术学院，四川 广元 628000）

针对大型零件的校正、弯曲等压力加工需求，设计了一种结构简单、成本低廉的大型液压压力机。与市场上常见的台面较小而价格较高的液压机相比，本方案不失为一种简单、适用的解决方案。

液压机；液压缸；设计

在维修车间，需要对一些大型零件、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、低成本的大型液压压力机，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。

1 设计方案

液压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。

1.1 主体机架

常用的大型液压压力机多为四柱式结构，如图1所示。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。本文借鉴四柱式液压压力机结构，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。本文设计的大型液压压力机分为工作台、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。其具体结构如图2所示。

图1 传统的四柱式液压压力机

（1）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。图3为底座箱体结构。

图3 底座结构

（2）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。其结构如图4所示。

图4 横梁结构

（3）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。其具体结构如图5所示。

图5 H型钢

（4）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采用图6所示的连接方式，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。

图6 液压缸安装示意图

1.2 液压原理

液压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。根据以上要求设计液压系统，其结构原理如图7所示。

图7 液压系统原理图

如图所示，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。

2 设计创新点

（1）将传统的四柱式结构更改为焊接结构，降低了立柱的加工制造成本，工艺结构更为简单。

（2）将上横梁和下横梁更改为焊接结构横梁，减少了零件数量，减轻了液压压力机整机重量，降低了生产成本。

（3）将一个液压缸更改为四个液压缸，并且每个液压缸均可在横梁上左右移动，通过工装配合，可更方便地进行零件的校平、弯曲等压力加工作业。

（4）压力机工作台大、高度低，可校正、弯曲大型零件，并且方便大型零件的装夹及搬运。

（5）液压原理简单，可单独控制每一个液压缸，也可让多个液压缸同时动作，操作简单、方便。

（6）结构简单可靠，便于生产，一般的维修企业都能生产制造出来。

3 总结

在工厂或维修车间，经常遇到一些大型零件需要校正或者进行简单的压力加工。本文根据四柱式液压压力机结构，创新性地提出以焊接结构设计液压压力机主体部分，降低了液压压力机生产难度，使一般的企业也能根据实际情况生产符合自身要求的液压压力机。

[1]黄纯颖.机械创新设计[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]李萍萍，贺 炜.机械制图与计算机绘图[M].北京：机械工业出版社，2007.

[4]李海萍.机械设计基础[M].苏州：苏州大学出版社，2002.

Design of simple and large hydraulic press

DENG Tao
（Sichuan Information Occupation Technical College,Guangyuan 628000,Sichuan China）

A simple and low cost large hydraulic press has been designed in the text.It is specially used in the pressure processing like correction and bending for large parts.

Press;Hydraulic cylinder;Design

TG315.4

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.03.005

1672-0121（2017）03-0025-02

2016-12-26；

2017-02-15

邓 陶（1982-），男，工程师，从事机械加工、液压传动研究。E-mail：254588545@qq.com