[實(shí)用新型]用于液壓機(jī)的缸梁結(jié)構(gòu)和具有該缸梁結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120107640.4
• 申請(qǐng)日: 2011-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN202106570U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張人佶;盧清萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安德威重型機(jī)電裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B30B15/00
• 分類號(hào): B30B15/00;B30B1/32
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及液壓機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種改進(jìn)的用于液壓機(jī)的缸梁結(jié)構(gòu)、具有該缸梁結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)。?

背景技術(shù)

液壓機(jī)是一種通用的機(jī)械，用于汽車、飛機(jī)、陶瓷、塑料各行業(yè)的材料成形工藝。重型液壓機(jī)是國防、軍工、航天、核電、造船等領(lǐng)域不可缺少的重型設(shè)備，是象征國家實(shí)力的標(biāo)志性裝備。缸和梁是液壓機(jī)的基礎(chǔ)部件，作用在缸中的液壓介質(zhì)通過缸而產(chǎn)生巨大的壓力載荷，壓力載荷傳遞到上、下梁上，經(jīng)立柱而形成封閉的平衡力系。壓力載荷如何傳遞到梁上，即載荷傳遞鏈?zhǔn)怯绊憠簷C(jī)強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。缸-梁載荷傳遞是指一種載荷傳遞鏈關(guān)系。?

圖1顯示了現(xiàn)有的液壓機(jī)的缸梁載荷傳遞示意圖。油壓p_i作用在缸底1’上，產(chǎn)生向上的推力P，并同時(shí)也作用在活塞上，產(chǎn)生等值的向下的推力(P)，在其作用下，動(dòng)梁2’向下運(yùn)動(dòng)，壓制鍛件3’。根據(jù)平衡力系力傳遞鏈原理可知，作用在缸底1’向上的力，經(jīng)缸口法蘭接觸面(A面)，將傳遞到上梁4’的底面上，其值也是P。上述缸-梁載荷傳遞鏈關(guān)系是建立在缸口法蘭與梁底面上相應(yīng)承載面、即A面之間的載荷傳遞關(guān)系之上，這也被稱為“缸口傳力型”載荷傳遞鏈。?

圖2顯示了現(xiàn)有的另一種液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了缸底傳力型的缸梁結(jié)構(gòu)。如圖2中所示，所示的是鋼絲纏繞機(jī)架，鋼絲層將上、下梁1”、2”(均為半圓梁)和立柱3”纏繞預(yù)緊成為一個(gè)承載機(jī)架，這是一個(gè)“缸底傳力型”的載荷傳遞關(guān)系。缸底4”在油壓pi的作用下，將壓力P直接傳遞到上梁1”的底面上，而不通過油缸法蘭。采用“缸口傳力型”與“缸底傳力型”兩種載荷傳遞鏈的壓機(jī)，工程上的應(yīng)用都很廣泛，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。下面將進(jìn)行簡述。?

對(duì)缸口傳力型載荷傳遞鏈而言，如圖1中所示，梁中央截面上作用作最大彎矩M，如圖3中所示，此處正是缸穿出梁的位置，存在很大的孔，它削弱了例如上梁的強(qiáng)度。孔的變形還會(huì)引起孔曲率半徑的變化，它使孔邊的切向拉應(yīng)力進(jìn)一步增大，見圖3。這是造成梁強(qiáng)度問題的最大隱患，為了提高強(qiáng)度不得不增加孔周結(jié)構(gòu)的厚度。?

如圖1中所示，在缸口傳力型載荷傳遞鏈中，梁、缸的載荷傳遞是通其間的接觸面A而進(jìn)行的，但接觸情況會(huì)隨加/卸載循環(huán)次數(shù)的增加而惡化，接觸不均勻使接觸應(yīng)力劇增，影響梁的強(qiáng)度。例如，我國某廠8000噸缸口傳力型單缸壓機(jī)，新加工的梁、缸，由于配合關(guān)系好，接觸良好，缸的工作壽命可達(dá)70萬次；而當(dāng)長期工作后，由于接觸狀況惡化，一個(gè)新缸舊梁配合，缸的壽命則降至25萬次，可見配合A面的接觸優(yōu)劣關(guān)系之重大。?

缸底作用力P被法蘭上的支承反力Q所平衡，因而缸筒壁上承受巨大的拉應(yīng)力Q_z，如圖4中所示，其中顯示了圖1中的液壓機(jī)中的液壓缸的缸底5’的結(jié)構(gòu)示意圖，并形成兩個(gè)應(yīng)力集中區(qū)：缸底與缸壁過渡區(qū)I(半徑為R，如圖4中所示)和法蘭應(yīng)力集中區(qū)II(一般為組合型線)。絕大部分的缸體破壞都在這兩個(gè)區(qū)。?

為了提高I區(qū)的強(qiáng)度，則加大缸底的厚度，使其為缸壁厚度的1.5-2.5倍，厚缸底的彎曲變形小，從而減小該區(qū)的彎曲應(yīng)力；R增大可明顯減小I區(qū)的應(yīng)力集中程度。顯然此兩項(xiàng)措施都大大增加了缸的重量。R的增大，還增加了缸的長度，但并不增加缸的有效行程，因?yàn)榫芘浜系幕钊豢赡苓\(yùn)行到R圓角區(qū)。?

此外，提高I、II區(qū)的加工精度和表面光潔度是增加缸疲勞壽命的重要舉措，但同時(shí)增加了缸的加工成本和周期。可選地，也可以對(duì)II區(qū)進(jìn)行輥壓處理，增加表層的殘余壓應(yīng)力，從而大大提高II區(qū)的抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)也增加了缸的加工成本。?

對(duì)如圖2中所示的缸底傳力型載荷傳遞而言，由于缸底支承，故取消缸口法蘭，因而應(yīng)力集中的II區(qū)消失，如圖2中所示，一系列相關(guān)缺點(diǎn)隨之消失。此外，可將缸底與缸分離，形成組裝缸底式缸結(jié)構(gòu)，因而應(yīng)力集中區(qū)I區(qū)也消失，一系列相關(guān)缺點(diǎn)也隨之消失。?

進(jìn)一步地，組合缸底無需過渡圓角R，因而提高了缸內(nèi)腔行程利用率(活塞可以移動(dòng)更長的距離)。?

“缸底傳力型”載荷傳遞鏈的缸梁系統(tǒng)，其缺點(diǎn)也是非常明顯。由于缸底頂面與上梁底面接觸，缸底完全被梁底面覆蓋，因而失去了缸底頂面的安裝空間，無法在缸底頂面上安裝充液閥、安全閥、閥塊等部件；也無法將外置增壓器直接安裝到缸底頂面。液壓缸置于梁底面以下而非梁中，大大增加了機(jī)架的高度，這是一個(gè)非常大的缺點(diǎn)。?

目前工程上，超過數(shù)千噸以上的油缸，均避免“缸口傳力型”；而采用“缸底傳力型”。但在“缸底傳力型”缸梁關(guān)系中，缸頂部被梁底面所完全覆蓋，因而十分嚴(yán)重的影響了它的使用范圍。?

實(shí)用新型內(nèi)容