《实验用四柱液压机设计开题报告》

开题报告题目：实验用四柱液压机设计研究背景液压机是一种加工机械，它能利用压力把非金属材料（如：塑料、橡胶）和金属材料（如：铝、铁）成形。改革开放时期，液压机是一种工业加工机械，它能利用压力使非金属材料如塑料，橡胶和金属材料如铁，铝成形。改革开放时期，我国开始了液压机的研发，最开始使用的是最简单的手动式液压机，通过手动滑阀控制，公称压力还没有达到10MN，重量还不足100t，当时中国许多液压机大多在这段时期从国外购买过来的。国内的几个大型锻压机厂，比如天津市天锻压力机有限公司、合肥锻压机床有限公司、湖州机床厂有限公司和徐州压力机械有限公司主要采用10～31.5kN(1000～3150t)的中小型液压机[13]。目前，液压机拥有很多独特的优点，四柱式液压机是各种液压机中最常见的一种结构类型。其主要的特点就是加工工艺性较其它类型液压机简单，所以这些被广泛应用在国民经济各部门中。国内外的四柱液压机正朝着高速，低能耗损失，高工作效率，低生产成本的方向发展。因而，对于现代液压机而言，液压机机身结构设计开发尤为重要。对于发展中的中国，先进技术和先进设备的研究与制造已成为必然趋势，液压机的开发也是如此。如今，我国的液压机的机身结构已达到高度成熟。我国的液压机与国外的液压机相比，例如德国舒勒集团的液压机无论在加工工艺上，还是在生产安全上都存在着一定的差距。我们应该结合国情和国民经济，研发新型液压机技术，学习国外的一些比较新颖的加工工艺，改善产品的生产效益，促进中国各个制造业的发展。随着科学技术的发展，我国液压机的机身结构正朝着标准化和美观化的方向发展。本次课题就是朝着实验用四柱液压机这个方向进行研究和设计。液压机在中国的制造时间并不长，大概只有70多年的历史，在技术和生产水平上中国液压机行业已经基本算是成熟了，但是对比一些发达国家的专业液压机制造公司（LASCO、舒勒集团液压机等）还有较大的差距，尤其是四柱式液压机，由于机架采用四根立柱，机架刚度小于框架式的刚度，活动横梁中的导套和四根立柱磨损后不方便调整，四柱式液压机作为重要的工业生产设备，它的主机的结构是设计的关键，它的机身结构能够影响液压机生产时的工艺性能和使用寿命等。这些存在的问题需要进行探讨，如何缩小这些方面的差距，就成为了成为我们必须思考的问题，所以对主机的结构设计分析方法主要是对三梁四柱式的主机结构的设计分析，也是本课题的目的与意义所在。研究现状1653年，法国布莱士·帕斯卡（BlaisePascal）提出了Pascal静压传递原理，为生产技术领域提供强大的理论支撑，其中，液压机就是这一原理产物的典型代表。随着以英国为主导的第一次工业革命兴起，机器开始逐渐取代人力。1795年，英国约瑟夫·布拉曼（JosephBraman）以水为传递压力的介质，将Pascal原理应用在生产实际中，制作出了历史上首台手动水压机。随着蒸汽技术的普及，1842年，英国詹姆斯·内史密斯（JamesNasmyth）发明了蒸汽锤，随着锻件规模的增大，重锤的质量也超过了100吨，不仅操作困难，而且产生的振动也影响了锻件的品质。1884年，英国人发明了第一台锻造水压机，使得锻锤的质量得以大幅度减小，振动问题也随之解决，自此锻造液压机得到快速发展。1893年，美国伯利恒钢铁公司制造出了历史上首台万吨级锻造水压机。自此水压机逐步取代蒸汽锤，成为了主流锻造机械。20世纪初，为了扩充军事武器装备，液压机获得了较大发展。大型锻压设备对于军事、国防和航空的发展尤为重要。1934年，德国制造了一台70MN的水压机。二战期间，德国又制造了300MN水压机一台和150MN水压机三台。1945年，二战结束后，德国的四台万吨级水压机分别被美国和前苏联瓜分，强化了美苏的霸主地位。20世纪中叶，随着工业3.0信息化时代的到来，液压传动技术获得了较快发展，电液控制技术也迅速兴起。液压机吨位的提升也不再是技术水平的唯一指标，人们开始将目光转向自动控制、制造效率和制造精度上。半导体技术的发展带动了自动化的发展，进而突破了人工操作的精度控制极限。1952年，瑞典诞生了第一台锻造速度可达普通液压机5倍的快锻液压机。1962年，英国钢铁协会采用电子数控装置，实现了液压机对厚度的控制。20世纪中叶是电液技术发展的高峰期，电液伺服技术广泛应用到了军事和航空领域。同时发展起来的电液元件有电液比例阀和电液伺服阀，均用于闭环控制。电液伺服阀的频响可达100Hz，电液比例阀的频响在30至100Hz之间。根据动力元件控制方式的区别，电液伺服系统又可分成阀控伺服系统和泵控伺服系统。20世纪后期，在二通插装阀的基础上开发出了三通插装阀，具有更快的响应速度，更小的换向冲击，但仍无法实现连续精准控制。80年代，电液比例技术与插装技术综合运用，推出了电液比例插装阀，能够实现主阀的连续开通和关闭。90年代，插装阀应用到液压机领域，控制技术渐趋成熟。相比于国外两百年的液压机发展历史，中国只有70年左右的历史，但是却赶超到了世界先进水平。1953至1957年第一个五年计划期间，我国完善了自己工业体系，并在1953年制造了我国首台20MN液压机。随后，我国又制定了较完整的液压机制造标准。80年代实施改革开放以后，引进大批国外先进技术，液压机技术水平得到很大的提升。21世纪，出于航天、核电、船舰等行业快速发展的需要，我国大型液压机得到历史性的飞跃。2006年，一重建成了150MN水压机。2008年，二重建成了160MN水压机。2011年，中国二重投产世界上最大的8万吨级别的模锻液压机，标志着我国锻造技术达到了国际一流水平。目前我国清华大学已经研发出了16万吨模锻液压机，为将来的科研发展前沿和制造的突破奠定了坚实的基础。研究内容我国四柱式液压机本体的设计水平还处于比较落后的阶段，研究关于四柱式液压机机身的设计方法，对提高我国四柱液压机的整体设计水平、增强相关企业的生存和发展能力具有重要的现实意义。所以我们根据自己所学的课程和实验，结合实际情况选出了这个课题，主要研究四柱式液压机机身结构，可进一步加深对所学基础理论、基本技能的理解与运用，培养独立工作、解决问题的能力。本设计中基于传统的四柱式液压机的基础上进行了改良，对四柱式液压机的机身机械结构重新进行了强度和刚度上的计算，对于传统的三梁四柱这些主要部件进行的一些改进，最后利用SolidWorks软件进行有限元分析，完成四柱式液压机零件图和装配图的绘制。研究方法1.查阅文献资料，收集四柱液压机相关资料，了解最前沿的设计思路和设计方法；2.利用AutoCAD等软件进行计算机辅助设计，绘制四柱液压机结构图纸；3.借助液压机设计手册，在现有四柱液压机基础上进行改进，减少设计工作量。时间安排第一阶段：第七学期第12～14周，检索并查阅参考文献；第二阶段：第七学期第14～16周，编写文献综述和外文翻译；第三阶段：第七学期第16周～第八学期第1周，编写开题报告；第四阶段：第八学期第1～7周，设计、开发四柱液压机；第五阶段：第八学期第7～11周，撰写毕业设计论文；第六阶段：第八学期第12～13周，参与论文的修改与答辩；参考文献[1]MartinZahalka.ModalAnalysisofHydraulicPressFramesforOpenDieForging[J].AnnalsofDAAAM&Proceedings.2013,Vol.24Issue1,p1070-1075.6p.DOI:10.1016/eng.2014.03.092.[2]Klotz,S.,Hamel,G.,Frelat,J.Anewtypeofcompactlarge-capacitypressforneutronandx-rayscattering[J]

.HighPressureResearch，08957959,Vol.24,No.1,March2004,pp.219–223[3]Dumitrescu,Iosif;,MIHĂILESCU,Sorin.TheHydraulicOfThe350kNPressForAluminumCansBaling[J].

AnnalsoftheUniversityofPetrosaniMechanicalEngineering,2014,Vol.16,p17-24.8p.[4]王强，孙友松，戴昆，王仲仁，缸梁一体式压力机变形及应力分析[B].锻造装备与制造技术，2011（6）：25-27[5]王钦明，余心宏，马凌徽，三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进[A].重型机械，2014No.1:75-80[6]秦东晨，王然然，赵鹤鸣，四立柱液压机下横梁结构的拓扑优化设计[A].机械设计与制造，2018（5）：55-58[7]肖时峰，四柱式液压机常见故障分析与排除[J].设备管理与维修.2001No.8[8]蒙争争，四柱式液压机快速化改造[B].机床与液压.2006No.5：211-213[9]黄文婷，四柱液压机导柱组件的结构设计[A].中国期刊数据库，2016（12）[10]卜匀，龚清华，王晓东，四柱液压机横梁结构设计与有限