洛阳理工学院毕业设计（论文）

间。

原设计主要参数为： F=8000KN H=300cm

B=180cm(宽边立柱中心距) d=30cm(立柱光滑部分直径) e=10cm(允许偏心距)

n=4（立柱的根数）

立柱材料为45#钢，中频淬火?b≥620MPa，?s≥375MPa （1） 中心载荷时的应力：

?=

Fd2nπ（）2=

8 =22.2MPa （2--1） 0.324π（）2（2） 偏心载荷静载荷合成应力 由于小型液压机，可将立柱考虑为插

入端的悬臂梁，m=0.25 ?1=

Fd2nπ（）2+

mFe=0.1d30.25?8?0.18+ 0.320.1?0.334π（）2=22.2+74.1=96.3MPa （2--2）

?1<150MPa,因此是安全的。

对于截面的45#钢，?s≥375MPa，尺寸系数已考虑在内，立柱表面为精车，对于正火的45#钢，表面质量系数为0.9，因此[?0]可取为300MPa.过渡圆角半径为30mm.

疲劳强度校核：

ddminr30==0.1 （3--3） d300 =

320=0.107 （3--4） 300从文献【10】中查出Kt=1.58

K=1=0.70（1.58-1）=1.41 （3--5）

14

洛阳理工学院毕业设计（论文）

?t=K?=1.41×96.3=104.4MPa<300MPa （3--6） [?0]为200MPa, 因此是安全的。

立柱是四柱液压机重要的支承件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。因此，立柱应有足够的强度与刚度，导向表面应有足够的精度，光洁度和必要的硬度。

（2）连结形式

立柱式机架是常见的机架形式，一般由4根立柱如图（3—2）通过螺母将上、下横梁紧固地连结在一起，组成一个刚性的空间框架。在这个框架中，既安装了液压机本体的主要零部件，又在液压机工作时，承受液压机的全部工作载荷，并作为液压机运动部分的导向。整个机架的刚度与精度，在很大程度上取决于立柱与上、下横梁的连接形式与连接的紧固程度。

图3--2 中、小型液压机立柱连结形式

在中、小型液压机中，常用的连结形式有以下4种：

1. 立柱用台肩分别支承上、下横梁，然后用外锁紧螺母上、下予以锁紧。这种结构中，上横梁下表面（工作台）上表面间的距离与平行度，全靠4根立柱台肩间尺寸的一致性来保证，因此装配简单，不需调整，装配后机架的精度也无法调整，且对立柱台肩间尺寸精度的加工要求很高。因此，这种结构仅在无精度要求的小型简易液压机中采用。

15

洛阳理工学院毕业设计（论文）

2. 内外螺母式，即在立柱上分别用内、外两个螺母来固定上、下横梁，用内螺母来起上述台肩的支承作用，用外锁紧螺母上、下予以锁紧。上横梁下表面的水平度以及下横梁（工作台）上表面的水平度，两个表面之间的平行度与间距的保持，全靠安装时内螺母的调整，因此，对立柱的有关轴向尺寸要求不高，但对立柱螺纹精度（与立柱轴线的平行度）及内螺母精度（内螺母的螺纹对于上、下横梁贴合面的垂直度）要求较高，安装时调整比较麻烦。

3. 在与上横梁连结处用台肩代替内螺母，精度调节和加工均不很复杂，但立柱预紧不如第2种方便。

4. 与第3种形式基本相同，如图（3—3）只是在下横梁处用台肩代替内螺母，但精度调节比第3种简便可靠。

在设计中选用的是第四种连结方式。

图3--3 组合式立柱螺母

（3）立柱的螺母及预紧

立柱螺母一般为圆柱形，小液压机的立柱螺母是整体的，立柱直径在150mm以上时，做成组合式，由两个半螺栓紧固而成，材料用35~45锻钢或铸钢。因为在设计中我选用的立柱为300mm，所以采用此种结构。

立柱螺母的尺寸已有机械行业标准JB/T 2001.73——1999，螺母外径约为螺纹直径的1.5倍，内螺母一般与螺母等高，约为螺纹直径的0.9倍。

25MN以下的液压机，其立柱多做成实心的，实心的立柱的两端要钻出预紧螺母用的加热孔。立柱的预紧分加热预紧与液压预紧。本次设计选用的是加热预紧方式。加热预紧 比较常用的方法，为此，立柱端部应钻有加热孔，其深度应大于横梁的高度。在立柱及上横梁安装好后，先将内、

16

洛阳理工学院毕业设计（论文）

外螺母冷态拧紧，然后用电热棒或通入蒸汽等加热方法使立柱端部伸长，达到一定温度后，将外螺母再向下拧过一个角度，一般是用螺母外径上一点转过的弧长来度量。立柱冷却后，就在螺母与横梁之间产生一个很大的预紧力，使螺母不易松动。加热时应注意两对角立柱同时加热。

（4）立柱的导向装置

活动横梁运动及工作时，一般以立柱为导向，由于活动横梁往复运动频繁，且在偏心加压时有很大的侧推力，因此，不可能让活动横梁与立柱直接接触，互相磨损，必须选择耐磨损、易更换的材料作为两者之间的导向装置。导向装置的质量直接关系到活动横梁的运动精度及被加工件的尺寸精度，也会影响到工作缸密封件与导向面的磨损情况如图（3—4），对模具寿命及机身的受力情况也均有影响，为此，必须合理选择导向装置的结构及配合要求。

图3--4 导套

导向装置可分为导套与平面导板两大类。导套

对于圆截面的立柱，都是在活动横梁的立柱孔中采用导套结构，又可分为圆柱面导套和球面导套。

圆柱面导套 在活动横梁的立柱孔中，各装有上、下两个导套，它们由两半组成，为了拆装方便，两半导套的剖分面最好有30~50的斜度，导套两端装有防尘用的毡垫。这种导套结构简单，制造方便。

本次设计中采用这种形式的导套。 导套的材料计算

导套材料一般采用铸锡青铜ZQSn6-6-3，小液压机也有用铁基粉末冶金的。

17