CN101973136B

CN101973136B - 缸梁一体式液压机

Info

Publication number: CN101973136B
Application number: CN 201010502688
Authority: CN
Inventors: 王仲仁; 苑世剑; 王小松; 何祝斌
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-10-11
Also published as: CN101973136A; WO2012048625A1

Abstract

缸梁一体式液压机，它涉及一种液压机。本发明解决了现有三梁四柱式液压机的上横梁刚度及强度被工作缸孔削弱、上横梁及下横梁与立柱的螺纹连接易松动、整机质量大和成本高的问题。方案一：壳体的内壁上固定安装有保持架，保持架内固定装有带密封的导套，推力柱塞被设置在该导套内上下运动，推力柱塞下端与滑块相连，上模固定安装在滑块的凹槽底端面上，固定板水平固定安装在机架内，固定板上安装有工作台，工作台上安装有下模，下模与上模相对应；方案二与方案一的主要不同在于：壳体的内壁上固定安装有环形挡圈，环形挡圈和耐压弹性元件套在推力柱塞的外侧，上模固定安装在推力柱塞的下端的滑块上。本发明整机高度低、质量轻、总压力大且成本低。

Description

缸梁一体式液压机

技术领域

本发明涉及一种液压机，具体涉及一种缸梁一体式液压机，属于液压设备技术领域。

背景技术

液压机是一个通用设备，在汽车制造、飞机制造、船舶制造及轻工产品制造等领域常用于金属板料成形、棒料锻造，也用于粉末体的热等静压和冷等静压以及非金属层板压制与砖坯压制。传统的液压机为三梁四柱式结构，如图1和图2所示。工作缸1承受高压流体，靠其内的流体压力推动杆2向下移动，工作缸1穿过上横梁3中部内孔用法兰固定在上横梁3中，有四根立柱4对活动横梁5作上下移动时起导向作用，上模6及下模7是成形的主要工具，其形状根据所需成形工件的形状而定，下横梁8承受由下模7传来的压力，四根立柱4穿过上横梁3、活动横梁5及下横梁8三个梁各自的四个孔，将三个梁连成一体，形成三梁四柱式液压机。活动横梁5的提升是通过小横梁9由回程缸活塞杆10在回程缸11中上行通过拉杆12实现。上横梁3与下横梁8及立柱4形成封闭固定框架，变形力由杆2通过上模6施加到工件，再由下模7传到下横梁8。与此同时，上横梁3也承受液压缸的向上推力，上横梁3和下横梁8所受的力由四根立柱4平衡，所以液压机是一个封闭力系，压力并不传到地基上。但这种液压机结构有以下缺点：(一)工作缸1穿过上横梁3，使上横梁3被削弱，原因是上横梁3的中部需开一个大孔以便放入大直径的工作缸1，对于大吨位液压机有时需要三个或更多的工作缸1，上横梁3上就需要加工相应数量的大孔，因此刚度及强度被严重削弱。为了能承受大的弯矩，只能增加上横梁3的高度，这使得大型压机的上横梁3由于重量过大考虑到制造与运输不得不做成组合式结构，增加了成本；(二)上横梁3的受力很不均匀，众所周知，对于一个等截面梁受弯矩时最大拉应力仅发生在梁的外侧中部(相当于上横梁的上表面中部)，该处是薄弱环节，为了保证该处安全，对其余的地方材料的潜力并未充分利用。(三)上横梁3和下横梁8与立柱4分别用螺母背紧，这容易引起长期工作后的松动造成各个立柱4之间受力不均，此外由于立柱4近螺纹附近的应力集中也常易引起该处断裂；(四)对于多缸式大型压机，由于工作缸的法兰尺寸较大，势必增大上横梁3的跨度，相应地也增大活动横梁5及下横梁8的跨度，对于同样的总载荷，为满足强度与刚度的要求势必要增大梁的高度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的三梁四柱式液压机的上横梁刚度及强度被工作缸孔削弱、上横梁及下横梁与立柱的螺纹连接易松动、整机质量大和成本高的问题，进而提供一种缸梁一体式液压机。

本发明的技术方案一是：缸梁一体式液压机包括上模、下模、工作台和两个回程缸，所述液压机还包括壳体、滑块、推力柱塞、带密封的导套、保持架、固定板、两个导套、两个导柱和多个支脚，所述壳体的内壁上固定安装有保持架，保持架内固定装有带密封的导套，所述推力柱塞设置在带密封的导套内，且在带密封的导套内上下运动，保持架、推力柱塞、带密封的导套和壳体的上部构成高压流体室，所述推力柱塞的下端面上设置有滑块，滑块为倒置的凹字形滑块，所述上模固定安装在滑块的凹槽底端面上，所述固定板水平固定安装在壳体内，且位于上模的下方，所述固定板的上端面上安装有工作台，工作台的上端面上安装有下模，且下模与上模相对应，两个导套和两个回程缸均固定安装在固定板的上端面上，且两个导套和两个回程缸环形阵列在工作台四角的外部，导套与回程缸相间布置，滑块的下端面上开有两个滑块导向通孔，滑块导向通孔的开设位置与导套的安装位置上下对应，每个导柱的下端均安装在相应的导套内，每个导柱的上端均在相应的滑块导向通孔内滑动，每个回程缸的回程缸活塞杆的上端均与滑块的下端面相抵，壳体上固定安装有多个支脚，支脚用于将壳体支撑在地面上。

本发明的技术方案二是：缸梁一体式液压机包括上模、下模、工作台和两个回程缸，所述液压机还包括壳体、推力柱塞、固定板、耐压弹性元件、环形挡圈、两个密封罩、两个导套、两个导柱和多个支脚，所述推力柱塞的横截面呈凸字形，壳体的内壁上固定安装有环形挡圈，环形挡圈和耐压弹性元件由上至下套在推力柱塞的外侧，且耐压弹性元件的上端固定密封安装在环形挡圈的下端面上，耐压弹性元件的下端固定密封安装在推力柱塞的台肩端面上，推力柱塞、耐压弹性元件、环形挡圈和壳体的上部构成流体室，所述上模固定安装在推力柱塞的下端面上，所述固定板水平固定安装在壳体内，且位于上模的下方，所述固定板的上端面上安装有工作台，工作台的上端面上安装有下模，且下模与上模相对应，两个导套和两个回程缸均固定安装在固定板的上端面上，且两个导套和两个回程缸环形阵列在工作台四角的外部，导套与回程缸相间布置，推力柱塞上开有两个柱塞导向通孔，柱塞导向通孔的开设位置与导套的安装位置上下对应，每个导柱的下端均安装在相应的导套内，每个导柱的上端均在相应的柱塞导向通孔内滑动，推力柱塞的上端面上安装有两个密封罩，密封罩的安装位置与柱塞导向通孔相对应，每个回程缸的回程缸活塞杆的上端均与滑块的下端面相抵，壳体上固定安装有多个支脚，支脚用于将壳体支撑在地面上。

本发明与现有技术相比具有以下效果：(1)本发明减少了液压的高度，原因是缸梁合一，取消了固定液压缸用的上横梁；(2)本发明的液压作用面积基本上与壳体的横截面相等，增大了液压作用面积得到较大的总压力，而三梁四柱式液压机液压作用面积仅占横梁面积的一小部分；(3)本发明改变了构件的受力方式，壳体在内压作用下仅承受均匀的拉应力；(4)本发明使用较低压力的液压系统即可实现液压机工作，原因是缸梁一体式压机的液压作用面积比三梁四柱式液压机液压作用面积大很多，本发明对于同样的总压力使用压力较低的液压系统即可实现液压机工作，无需采用超高压液压缸建立增压系统，且本发明维护方便；(5)本发明取消了立柱与梁的螺纹连接，结构稳固；(6)本发明的液压机的质量轻，机械加工的部位少，制造成本低。

附图说明

图1是传统三梁四柱式液压机的主视图，图2是图1的侧视图，图3是具体实施方式一中的液压机的下压状态整体结构主视阶梯剖视图，图4是具体实施方式一中的液压机的上行状态整体结构侧视阶梯剖视图，图5是具体实施方式一中的液压机的工作台15与两个导套22和两个回程缸11的位置关系图，图6是具体实施方式六中的液压机的下压状态整体结构主视图，图7是具体实施方式六中的液压机的上行状态整体结构侧视图，图8是具体实施方式六中的工作台15与两个导套22和两个回程缸11的位置关系图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图3-图5说明本实施方式，本实施方式的缸梁一体式液压机包括上模6、下模7、工作台15和两个回程缸11，所述液压机还包括壳体13、滑块14、推力柱塞16、带密封的导套18、保持架20、固定板19、两个导套22、两个导柱23和多个支脚27，所述壳体13的内壁上固定安装有保持架20，保持架20内固定装有带密封的导套18，所述推力柱塞16设置在带密封的导套18内，且在带密封的导套18内上下运动，保持架20、推力柱塞16、带密封的导套18和壳体13的上部构成高压流体室21，所述推力柱塞16的下端面上设置有滑块14，滑块14为倒置的凹字形滑块，所述上模6固定安装在滑块14的凹槽底端面上，所述固定板19水平固定安装在壳体13内，且位于上模6的下方，所述固定板19的上端面上安装有工作台15，工作台15的上端面上安装有下模7，且下模7与上模6相对应，两个导套22和两个回程缸11均固定安装在固定板19的上端面上，且两个导套22和两个回程缸11环形阵列在工作台15四角的外部，导套22与回程缸11相间布置，滑块14的下端面上开有两个滑块导向通孔14-1，滑块导向通孔14-1的开设位置与导套22的安装位置上下对应，每个导柱23的下端均安装在相应的导套22内，每个导柱23的上端均在相应的滑块导向通孔14-1内滑动，每个回程缸11的回程缸活塞杆10的上端均与滑块14的下端面相抵，壳体13上固定安装有多个支脚27，支脚27用于将壳体13支撑在地面上。

具体实施方式二：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的壳体13的厚度小于其外径的1/40。如此设置，液压机的质量更轻。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的壳体13由上部壳体13-1、中部壳体13-2和下部壳体13-3由上至下依次固定连接构成。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的上部壳体13-1为半圆球形壳体、半椭球形壳体或下敞口的圆柱形壳体。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的下部壳体13-3为半圆球形壳体、半椭球形壳体或上敞口的圆柱形壳体。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式三或四相同。

具体实施方式六：结合图6-图8说明本实施方式，本实施方式的缸梁一体式液压机包括上模6、下模7、工作台15和两个回程缸11，所述液压机还包括壳体13、推力柱塞16、固定板19、耐压弹性元件24、环形挡圈25、两个密封罩26、两个导套22、两个导柱23和多个支脚27，所述推力柱塞16的横截面呈凸字形，壳体13的内壁上固定安装有环形挡圈25，环形挡圈25和耐压弹性元件24由上至下套在推力柱塞16的外侧，且耐压弹性元件24的上端固定密封安装在环形挡圈25的下端面上，耐压弹性元件24的下端固定密封安装在推力柱塞16的台肩端面上，推力柱塞16、耐压弹性元件24、环形挡圈25和壳体13的上部构成流体室21，所述上模6固定安装在推力柱塞16的下端面上，所述固定板19水平固定安装在壳体13内，且位于上模6的下方，所述固定板19的上端面上安装有工作台15，工作台15的上端面上安装有下模7，且下模7与上模6相对应，两个导套22和两个回程缸11均固定安装在固定板19的上端面上，且两个导套22和两个回程缸11环形阵列在工作台15四角的外部，导套22与回程缸11相间布置，推力柱塞16上开有两个柱塞导向通孔16-1，柱塞导向通孔16-1的开设位置与导套22的安装位置上下对应，每个导柱23的下端均安装在相应的导套22内，每个导柱23的上端均在相应的柱塞导向通孔16-1内滑动，推力柱塞16的上端面上安装有两个密封罩26，密封罩26的安装位置与柱塞导向通孔16-1相对应，每个回程缸11的回程缸活塞杆10的上端均与滑块14的下端面相抵，壳体13上固定安装有多个支脚27，支脚27用于将壳体13支撑在地面上。

具体实施方式七：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的壳体13的厚度小于其外径的1/40。如此设置，液压机的质量更轻。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的壳体13由上部壳体13-1、中部壳体13-2和下部壳体13-3由上至下依次固定连接构成。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式六或七相同。

具体实施方式九：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的上部壳体13-1为半圆球形壳体、半椭球形壳体或下敞口的圆柱形壳体。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的下部壳体13-3为半圆球形壳体、半椭球形壳体或上敞口的圆柱形壳体。如此设置，便于制造。其它组成和连接关系与具体实施方式八或九相同。

具体实施方式十一：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的耐压弹性元件24由单层板围合而成，所述单层板由金属或聚氨酯复合材料制成，单层板为直板或波纹板。如此设置，耐压弹性元件24在较大的位移情况下承受较高的液体压力。其它组成和连接关系与具体实施方式六、七、八、九或十相同。

具体实施方式十二：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的耐压弹性元件24由多层板围合而成，所述多层板由金属或聚氨酯复合材料制成，多层板为直板或波纹板。如此设置，耐压弹性元件24在较大的位移情况下承受较高的液体压力。其它组成和连接关系与具体实施方式六、七、八、九或十相同。

工作原理(参见图3、图4、图6和图7)：本发明的技术方案一的工作过程为高压流体室21内的高压流体推动推力柱塞16，推力柱塞16通过滑块14带动上模6下行，由上模6与下模7共同成形工件，在成形结束后，推力柱塞16及滑块14皆由回程缸11的回程缸活塞杆10推回到原始位置。本发明的技术方案二的工作过程为高压流体室21内的高压流体推动推力柱塞16，耐压弹性元件24随之伸长，由于耐压弹性元件24是封闭的且可伸缩，起到既保持内压又保证所需的推力柱塞16行程的作用，由于上模6是固定在推力柱塞16的下方，随后者上下运动，当上模6下移动到与工件接触时与下模7共同成形工件，在成形结束后，推力柱塞16由回程缸11的回程缸活塞杆10推回到原始位置。

Claims

1.一种缸梁一体式液压机，它包括上模（6）、下模（7）、工作台（15）和两个回程缸（11），其特征在于：所述液压机还包括壳体（13）、滑块（14）、推力柱塞（16）、带密封的导套（18）、保持架（20）、固定板（19）、两个导套（22）、两个导柱（23）和多个支脚（27），所述壳体（13）的内壁上固定安装有保持架（20），保持架（20）内固定装有带密封的导套（18），所述推力柱塞（16）设置在带密封的导套（18）内，且在带密封的导套（18）内上下运动，保持架（20）、推力柱塞（16）、带密封的导套（18）和壳体（13）的上部构成高压流体室（21），所述推力柱塞（16）的下端面上设置有滑块（14），滑块（14）为倒置的凹字形滑块，所述上模（6）固定安装在滑块（14）的凹槽底端面上，所述固定板（19）水平固定安装在壳体（13）内，且位于上模（6）的下方，所述固定板（19）的上端面上安装有工作台（15），工作台（15）的上端面上安装有下模（7），且下模（7）与上模（6）相对应，两个导套（22）和两个回程缸（11）均固定安装在固定板（19）的上端面上，且两个导套（22）和两个回程缸（11）环形阵列在工作台（15）的周围，导套（22）与回程缸（11）相间布置在工作台（15）四角的外部，滑块（14）的下端面上开有两个滑块导向通孔（14-1），滑块导向通孔（14-1）的开设位置与导套（22）的安装位置上下对应，每个导柱（23）的下端均安装在相应的导套（22）内，每个导柱（23）的上端均在相应的滑块导向通孔（14-1）内滑动，每个回程缸（11）的回程缸活塞杆（10）的上端均与滑块（14）的下端面相抵，壳体（13）上固定安装有多个支脚（27），支脚（27）用于将壳体（13）支撑在地面上。

2.根据权利要求1所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：壳体13由上部壳体（13-1）、中部机身（13-2）和下部壳体（13-3）由上至下依次固定连接构成。

3.根据权利要求2所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：上部壳体（13-1）为半圆球形壳体、半椭球形壳体或下敞口的圆柱形壳体。

4.根据权利要求2所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：下部壳体（13-3）为半圆球形壳体、半椭球形壳体或上敞口的圆柱形壳体。

5.一种缸梁一体式液压机，它包括上模（6）、下模（7）、工作台（15）和两个回程缸（11），其特征在于：所述液压机还包括壳体（13）、推力柱塞（16）、固定板（19）、耐压弹性元件（24）、环形挡圈（25）、两个密封罩（26）、两个导套（22）、两个导柱（23）和多个支脚（27），所述推力柱塞（16）的横截面呈凸字形，壳体（13）的内壁上固定安装有环形挡圈（25），环形挡圈（25）和耐压弹性元件（24）由上至下套在推力柱塞（16）的外侧，且耐压弹性元件（24）的上端固定密封安装在环形挡圈（25）的下端面上，耐压弹性元件（24）的下端固定密封安装在推力柱塞（16）的台肩端面上，推力柱塞（16）、耐压弹性元件（24）、环形挡圈（25）和壳体（13）的上部构成流体室（21），所述上模（6）固定安装在推力柱塞（16）的下端面上，所述固定板（19）水平固定安装在壳体（13）内，且位于上模（6）的下方，所述固定板（19）的上端面上安装有工作台（15），工作台（15）的上端面上安装有下模（7），且下模（7）与上模（6）相对应，两个导套（22）和两个回程缸（11）均固定安装在固定板（19）的上端面上，且两个导套（22）和两个回程缸（11）环形阵列在工作台（15）四角的外部，导套（22）与回程缸（11）相间布置，推力柱塞（16）上开有两个柱塞导向通孔（16-1），柱塞导向通孔（16-1）的开设位置与导套（22）的安装位置上下对应，每个导柱（23）的下端均安装在相应的导套（22）内，每个导柱（23）的上端均在相应的柱塞导向通孔（16-1）内滑动，推力柱塞（16）的上端面上安装有两个密封罩（26），密封罩（26）的安装位置与柱塞导向通孔（16-1）相对应，每个回程缸（11）的回程缸活塞杆（10）的上端均与滑块（14）的下端面相抵，壳体（13）上固定安装有多个支脚（27），支脚（27）用于将壳体（13）支撑在地面上。

6.根据权利要求5所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：壳体（13）由上部壳体（13-1）、中部机身（13-2）和下部壳体（13-3）由上至下依次固定连接构成。

7.根据权利要求6所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：耐压弹性元件（24）由单层板围合而成波纹状，所述单层板由金属或聚氨酯复合材料制成，单层板为直板或波纹板。

8.根据权利要求6所述的缸梁一体式液压机，其特征在于：耐压弹性元件（24）由多层板围合而成波纹状，所述多层板由金属或聚氨酯复合材料制成，多层板为直板或波纹板。