1.1液压缸基本设计模型

1.2  主要研究内容

    本次课题中，要求设计一个能够为扭转挤压模具挤压杆来提供50t挤压力的加压装置。在加压装置中选择思考之后，决定选用了液压机作为整个机构的加压源，在一定程度上，液压机相较于别的压力机更适合该状态下的工作。在整个设计过程中，要求考虑到滑块的行程问题，以及移动横梁的最大位移，从而在竖直方向上安排设计好合适的框架，并将液压缸安装到液压机横梁上。需要考虑液压机机架的强度问题，以及液压缸尺寸结构问题，使其能更好的将液压能转换为机械能。在确定好初始参数后进行机械结构设计参数，尽量达到加工制造、安装方便，机构要合理，符合所需的强度要求，保证一定的可靠性，选取零件也尽量挑选标准件，方便后续维修设备更换。

2 设计任务书

设计扭转挤压试验机加压装置，满足金属材料的扭转挤压试验要求，技术要求如下：

主油缸出力：50T，主油缸行程：≥300mm，主油缸压制速度：2—20mm/s，可调、可预设，动梁行程：≥300mm。操作方式：触摸屏+PLC；速度可预设；显示速度、压力。

3液压机总体机架设计及要求

3.1液压机本体结构设计

     考虑到液压机是液体根据液压原理设计的，其设计的工作部位较为简便，同时能够比较方便的实现很所需要达到的设置任务，通用范围大，易于使用，所以在这选取了液压机来作为扭转挤压装置的加压设备。同时在运动的过程中能够较为方便的产生其所需要的力，这对该挤压成形来说非常重要。液压机在设计的时候，要尽量符合工艺要求的需要，便于实验人员的操作调试。同时要具有一定的强度和刚度，可靠性要比较好，同时选取材料尽量是标准件，方便更换。液压机本体结构形式根据需求，选择了三梁四柱结构，同时由于为了模具装卸方便，如果直接设计移动横梁与液压缸一起运动，就不适合操作。所以选取了多个缸来控制，在经过考虑后选取了3个工作缸。最后液压机采用了上下横梁，移动横梁和四个立柱以及螺母来构成的封闭框架[7]。

3.2液压机立柱的设计计算

    液压机的立柱与上下横梁以及位于中间的活动横梁构成一个封闭的受力框架[8]，在一定程度上，作为一个整体工程计算，可以采取一点基本假设，从而进行近似计算。例如在立柱方面上，可以近似的考虑立柱与横梁之间的连接为刚性连接，对于后续的立柱选择及强度计算都有一定帮助。在这个计算过程中，对于中心载荷和偏心载荷作用下所需要计算的机架受力分析都很不同，在考虑诸多因素后，为了方便计算，最后决定采取近似计算从而来设计立柱的尺寸和校核立柱的结构强度。

3.1中小型液压机立柱连接形式

     在正中心受力情况下的立柱强度计算，可以运用到好多的简易液压机，比较符合我们所需设计的装置。同时根据前面假设横梁处于绝对刚性，由四根立柱来平均承受所产生的拉伸载荷。

 式中  ----液压机公称力 ；

 ----立柱最小直径 ；

 ----立柱数量；

 ----立柱材料许用拉伸应力，对45钢， 可取为50-80MPa。

取 =55MPa左右。

代入计算可得 ，即立柱光滑部分直径最小取53.8mm，鉴于方便选取，将立柱直径定在80mm，方便后续进一步加工螺纹，在螺母上也可以选取 的尺寸，在标准件中选取GB/T 6170-2000-1型六角螺母。立柱是所设计三梁四柱液压机关键部位，需要多加考虑其支撑功能及受力问题，由于设计的是小型机器，所以我根据相应条件框定下选取了用台肩固定，然后在选取外锁紧螺母对立柱上下锁紧，在这种结构下，上下横梁以及中间的移动横梁之间的距离以及平行度，都是依靠这四根立柱尺寸的一致性来确保，虽然这种方式装配较为简单，在装配完成后不需要在进行调整，但是装配完成以后的机架精度也无法在进行调整，这样也意味着立柱台肩之间的尺寸上的精度的加工要求非常高。所以这种设计方案也广泛的应用在平日里普通的机器上。而其余的三种立柱连结形式，在经过比较选择后，决定放弃。 Pro/E扭转挤压试验机加压装置设计(3):http://www.chuibin.com/jixie/lunwen_205776.html