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圖書分類號：
密 級：
畢業(yè)設計(論文)
1250壓磚機機身及液壓系統(tǒng)設計
THE BODY AND HYDRAULIC SYSTEM DESIGN OF 1250-HYDRAULIC PRESS
學生姓名
陳振斌
學院名稱
機電工程學院
專業(yè)名稱
機械制造及其自動化
指導教師
張元越
2008年
6月
2日
徐州工程學院畢業(yè)設計（論文）
徐州工程學院學位論文原創(chuàng)性聲明
本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。
本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。
論文作者簽名： 日期： 年 月 日
徐州工程學院學位論文版權(quán)協(xié)議書
本人完全了解徐州工程學院關(guān)于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。
論文作者簽名： 導師簽名：
日期： 年 月 日 日期： 年 月 日
摘要
通過對分析液壓壓磚機的國內(nèi)外生產(chǎn)及研究現(xiàn)狀，確定了本課題的主要設計內(nèi)容。在確定了壓磚機初步設計方案后，采用了傳統(tǒng)設計方法對1250T液壓壓磚機機身結(jié)構(gòu)進行設計計算及強度校核，并采用AutoCAD設計軟件對上橫梁、底座、拉伸滑塊、壓邊滑塊、拉伸缸、壓邊缸、頂出缸、立柱及總裝圖進行了工程繪圖，在參考了某公司生產(chǎn)的四梁四柱式液壓墻體壓磚機機液壓系統(tǒng)以及查閱了有關(guān)關(guān)于液壓系統(tǒng)設計的書籍后，確定了全自動數(shù)字控制系統(tǒng)的設計方案，繪制了數(shù)字控制系統(tǒng)的梯形圖，設計了電氣系統(tǒng)的工作說明書，并對其進行了可行性分析，最后對整個設計進行系統(tǒng)分析，得出整個設計切實可行。
關(guān)鍵詞 壓磚機；機身結(jié)構(gòu)；數(shù)字控制系統(tǒng)
Abstract
Through to analysed the type hydraulic press domestic and foreign research present situation, I had determined this topic main design content. After I had determined the type hydraulic press preliminary design plan, used the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the body of 1250T hydraulic presses fuselages structure, used AutoCAD design software to the main traverse, under the crossbeam, moves Liang, the master cylinder, goes against the cylinder, the column, the final assembly drawing had carried on the project cartography, meanwhile had carried on the mapping to the master cylinder; After referred to three Liang four columns hydraulic Type hydraulic press of wall hydraulic system which some company produces as well as has consulted massively and the hydraulic system design books, the definite system of numberal control design proposal, had drawn up the hydraulic system schematic diagram, had produced the system of numberal control working instructions, and had carried on the feasibility analysis to it, finally carried on the system analysis to the entire design, obtained the entire design to be practical and feasible.
Keywords Hydraulic press body structure Numberal control system
目 錄
1緒論.......................................................................................................................................1
1.1壓磚機的發(fā)展..................................................................................................................1
1.2壓磚機的概述..................................................................................................................2
1.2.1壓磚機應用領(lǐng)域.........................................................................................................2
1.2.2壓磚機的工作原理和主要參數(shù).................................................................................3
1.2.3國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)性能.....................................................................................5
2 YZ-1250壓磚機機身結(jié)構(gòu)設計...........................................................................................7
2.1用途和特點......................................................................................................................7
2.2結(jié)構(gòu)及工作原理..............................................................................................................7
2.3 YZ-1250主體結(jié)構(gòu)設計..................................................................................................9
2.3.1上橫梁的設計、計算及效核.....................................................................................9
2.3.2下橫梁的設計、計算及效核...................................................................................13
2.4液壓缸的設計、計算及效核........................................................................................15
2.4.1負載分析...................................................................................................................16
2.4.2主液壓缸主要參數(shù)的確定.......................................................................................16
2.4.3頂出缸的設計...........................................................................................................19
2.5立柱部分設計及計算....................................................................................................19
2.6柱塞與活塞....................................................................................................................25
2.7機身的緊固....................................................................................................................26
3 電氣系統(tǒng)的控制................................................................................................................29
3.1電氣系統(tǒng)的概述............................................................................................................29
3.2電氣原理說明................................................................................................................29
3.3梯形圖及編程................................................................................................................31
4調(diào)運、安裝與調(diào)試.............................................................................................................35
4.1壓磚機調(diào)運部分............................................................................................................35
4.2安裝與調(diào)試....................................................................................................................35
4.2.1條件...........................................................................................................................35
4.2.2安裝...........................................................................................................................35
4.2.3調(diào)試.......................................................................................................................36
4.3使用須知....................................................................................................................37
結(jié)論....................................................................................................................................39
致謝....................................................................................................................................40
參考文獻............................................................................................................................41
附錄1................................................................................................................................44
附錄2................................................................................................................................52
V
徐州工程學院畢業(yè)設計（論文）
1緒論
1.1壓磚機的發(fā)展狀況
自動壓磚機是墻地磚生產(chǎn)的關(guān)鍵設備，是機、電、液一體化的高技術(shù)設備。十多年來已進口4000多臺，幾乎壟斷了“七五”、“八五”計劃期間的國內(nèi)市場。一九八七年國家建材局將其列為尚需攻關(guān)解決的十五項陶瓷裝備之一。至今國內(nèi)有20多家企業(yè)參與自動壓磚機的開發(fā)生產(chǎn)，共有19家企業(yè)制造出樣機，但大部分半途而廢。至目前為止，年產(chǎn)銷量超過50臺的僅有兩家，年產(chǎn)銷量超過10臺有5家。國產(chǎn)自動磚機主要是在“九五”期間得到快速發(fā)展的。可喜的是，現(xiàn)已能生產(chǎn)4800噸以下噸位的各種系列產(chǎn)品，國內(nèi)市場占有率已達80％以上。除4800T以上超大噸位壓機近期尚需進口外，國產(chǎn)壓機基本取代進口，成為建陶企業(yè)的首選產(chǎn)品。
據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止有近1000臺的國產(chǎn)自動壓磚機在頂線運行。去年下半年以來，受建陶業(yè)總體不景氣影響以及國產(chǎn)壓磚機產(chǎn)量增加，競爭日趨白熱化，市場價格大幅度下降，用戶拖欠貨款嚴重，各企業(yè)經(jīng)營效益也出現(xiàn)滑坡，這很不利于新興的國產(chǎn)壓磚機行業(yè)的發(fā)展。對許多批量小、成本高的企業(yè)是個嚴重的考驗。
自動壓磚機是技術(shù)復雜的產(chǎn)品，其制造難度高，要保證連續(xù)可靠的運行困難更大。1995年前，進口壓磚機一般設計三機配兩窯，以后進口機的可靠性提高了，許多用戶采用一機配一窯。為了節(jié)省投資，用戶也對國產(chǎn)機要求一機配一窯，這對當時剛剛起步的國產(chǎn)壓磚機行業(yè)是個嚴峻的挑戰(zhàn)，不但要求有可靠的質(zhì)量，還要求有完善的售后服務。因此一些開發(fā)制造壓機企業(yè)就達不到要求上不去了。少量的企業(yè)由于敢于投入、創(chuàng)新快，質(zhì)量服務上去了，產(chǎn)銷量也跟著上去了。在正常的情況下，壓磚機這個新產(chǎn)品都要有2～3年的“質(zhì)量提高期”及“市場認同期”，不是想象的那么容易，這是許多投資開發(fā)自動壓磚機企業(yè)對其認識不足而最終導致失敗的原因。
國產(chǎn)壓磚機主機大部分是消化吸收國外成熟可靠的結(jié)構(gòu)，外型結(jié)構(gòu)各家有所不同，但基本采取梁柱結(jié)構(gòu)，主油缸內(nèi)置于上梁內(nèi)，活動橫梁由立柱導向、活塞與活動梁剛性連接。有些大噸位采用活動梁倒置油缸結(jié)構(gòu)。液壓系統(tǒng)基本大同小異，電控系統(tǒng)均采用PLC控制，顯示及保護系統(tǒng)各不相同，許多有自己的特色。國產(chǎn)壓磚機許多閃光的創(chuàng)新，如：海源電氣操作控制顯示系統(tǒng)、全過濾泵站系統(tǒng)、多功能增壓缸；力泰的主缸內(nèi)置式充液與頂置式增壓缸、帶三次下落的頂出控制系統(tǒng)；科達的新穎外觀設計、網(wǎng)絡服務等。海源的全過濾泵站系統(tǒng)、齒輪泵使用、密碼屏等均為率先采用，在1997年10月上海壓磚機行業(yè)研討會上推廣后，國內(nèi)外許多壓磚機廠家也跟著采用。創(chuàng)新需要勇氣，并要付出一定的代價，不局限于仿制，能制造出技術(shù)先進、具有特色的產(chǎn)品是我們中國企業(yè)的驕傲。
5年來，國產(chǎn)壓磚機的迅速崛起。在國內(nèi)市場上，目前國產(chǎn)壓機已占領(lǐng)市場份額約90％，進口機的市場逐漸委縮，價格也大幅下跌，如萊斯600噸，高峰時每臺賣38～45萬美元，現(xiàn)跌至15萬美元，西蒂2800噸現(xiàn)僅售28萬美元，薩克米4600噸現(xiàn)僅售42萬美元。在國際市場上，隨著海源壓機第一次走出國門并獲得好評，國產(chǎn)壓磚機已陸續(xù)出口亞洲朝鮮、越南、印度、沙特等市場，相信不久的將來中國的壓機必將稱雄第三世界國家。國內(nèi)外壓機在噸位上已沒什么差距，國外壓機非是做得輕巧，速度提高及穩(wěn)定性提高，國產(chǎn)壓機技術(shù)更新很快，目前速度，可靠性上均接近國外先進的壓機水平，而價格上的優(yōu)勢及售后服務的及時到位因此可以這么說，國內(nèi)陶機行業(yè)的進步為國家節(jié)約了大量的外匯，也為用戶節(jié)約了大量的投資，并有力地促進了中國建陶行業(yè)的發(fā)展。
國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)性能和整體水平已接近國外現(xiàn)代壓磚機的先進水平，而且差距在不斷縮小，但是國產(chǎn)壓磚機行業(yè)發(fā)展時間短，發(fā)展開發(fā)過程中存在一些問題也是難免的，制造企業(yè)還應該不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，進一步降低成本，提高自身的競爭力，在鞏固國內(nèi)市場的同時，應積極開拓國際市場，只有在國際市場上占有一席之地，才真正證明國產(chǎn)壓機的成功。
壓磚機技術(shù)發(fā)展趨勢:
（1）高速化、高效化、低能耗。提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。
（2）機電液一體化。充分利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。
（3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)在加工，應能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障處理的功能。
（4）液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了灌錄連接，有效地防止泄露和污染。標準化的元件為機器的維修帶來了方便。
1.2壓磚機概述
1.2.1 壓磚機應用領(lǐng)域
一、在粉煤灰蒸壓磚領(lǐng)域的應用。
蒸壓粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和骨料經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的墻材產(chǎn)品，是國家積極推廣的綜合利廢、環(huán)保節(jié)能新型墻材產(chǎn)品。
二、在蒸壓灰砂磚領(lǐng)域的應用。
蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料（砂90%，石灰10%左右）摻入一定顏料和外加劑，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心或空心磚制品。
液壓墻體磚壓機應用于蒸壓灰砂磚生產(chǎn)，可生產(chǎn)各種規(guī)格空心磚及空心砌塊。因壓強可達27MP，壓制的磚坯密實度高，可適合河砂、海砂、風砂、沉積砂、山巖砂、尾礦砂等物料，采用合理混合料顆粒級配，低含水率半干壓成型。同時，若采取三次分級加壓、二次排氣，混合料中所含空氣在壓制過程中順利排除，物料含水率5.7%，使得制品強度高且不易產(chǎn)生裂縫，收縮率低，并配以海源企業(yè)開發(fā)的高壓蒸壓釜，工作壓力可達16Kg，使蒸壓灰砂磚產(chǎn)品質(zhì)量提高到國外先進水平，并且制品成本低，容易推廣。
三、高摻量粉煤灰燒結(jié)磚領(lǐng)域的應用。
粉煤灰中的主要活性物質(zhì)是二氧化硅(SIO2)和三氧化二鋁(AL2O3)在堿性介質(zhì)中起水化反應OH-離子，打破了AL-O、Si-O的網(wǎng)絡，使聚合度降低成為活性狀態(tài)并與Ca(OH)2反應生成水化鋁酸鈣和水化硅鈣結(jié)晶和膠凝物質(zhì)，形成水泥石而獲得強度。
圖1-1 粉煤灰燒結(jié)磚的化學反應
四、煤矸石燒結(jié)磚領(lǐng)域的應用。
（1）用煤矸石制磚節(jié)省土地。
同樣一個年產(chǎn)5000萬塊標磚的企業(yè)，粘土磚廠占地需180～200畝，全年耗用粘土8萬立方米，按3米深的土層計算，一年要挖廢40畝土地。而利用煤矸石制磚，磚廠只需占用30左右畝地，不到20年就可節(jié)省近千畝地。
（2）用煤矸石制磚節(jié)約能源。
因廢棄的煤矸石中含有一定的發(fā)熱量，用它來制磚可節(jié)省煤炭。可將每萬塊磚煤耗（含內(nèi)燃煤）控制在0.2噸以下，大大低于國家外投煤標準。
（3）用煤矸石制磚可以變廢為寶，美化環(huán)境。
廢棄的煤矸石山，既不能種糧食，又不能植樹，每年的炎夏還會因受暴雨沖刷而毀壞糧田，危害百姓。用煤矸石制磚，可以變廢為寶，不僅可以消除污染，美化環(huán)境，還可以還草還田。
（4）煤矸石磚質(zhì)量優(yōu)。
煤矸石燒結(jié)磚采用的是高強度真空擠出方式，在原料的處理上，通過鄂破、錘破、中粗破、高速細破、篩選、陳化等工藝，增加磚的密實度（剛生產(chǎn)出的坯子就可以站立一個90～100Kg重量的人）。利用余熱烘干后，再通過高溫窯爐焙燒（比粘土磚溫度高100～150℃），可消失磚體內(nèi)的有害物質(zhì)。因煤矸石磚可用于各種承重、非承重部位，還配有配磚，因而施工方便，利于推廣。
1.2.2壓磚機的工作原理和主要參數(shù)
壓磚機是利用液體傳動技術(shù)進行壓力加工建筑材料的設備，結(jié)構(gòu)布局靈活，壓力和速度可在大的范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，液壓元件具有通用化、標準化的特點，設計制造較為簡單。其工作原理如圖1-2所示。兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道相連接，當小柱塞1上的作用力為F1時，液體的壓力為
P=F1/A1 式（1.1）
式中 A1—柱塞1的工作面積。
根據(jù)帕斯卡原理，在密閉的容器中，液體壓力在各個方向上是相等的，則壓力P 將傳遞到容腔的每一點，因此，在大柱塞2上將產(chǎn)生向上的作用力F2，迫使工件3變形，且
F2＝F1 式（1.2）
式中 A2 —大柱塞2的工作面積。
圖1-2：液壓機工作原理
1-小柱塞 2-大柱塞 3-工件
壓磚機機設計是由加工對象—工件的工藝要求決定的，因此在整個設計過程中，應詳細分析壓制 工作的各執(zhí)行機構(gòu)的動作（包括壓力、速度、相對位置關(guān)系和運動精度），工作空間和裝卸要求等等。
壓磚機的主要技術(shù)參數(shù)有：
一、公稱壓力（公稱噸位）
公稱壓力是指液壓機名義上能產(chǎn)生的最大力量，在數(shù)值上等于工作液體壓力和工作柱塞總工作面積的乘積，它反映了液壓機的主要工作能力。
二、開口高度（最大凈空距）H
最大凈空距H是指活動橫梁停在上限位置時，從工作臺上表面到活動橫梁下表面的距離。
最大凈空距反映了液壓機在高度方向上工作空間的大小，它應根據(jù)模具及相應墊板的高度、工作行程大小以及放入坯料、取出工件所需空間大小等工藝因素來確定。最大凈空距對液壓機的總高、立柱長度、壓磚機本體穩(wěn)定性以及安裝廠房高度等都有很大影響。
三、最大行程S
最大行程S是指活動橫梁位于上限位置時，活動橫梁的立柱導套下平面到立柱限程套上平面的距離，也即活動橫梁能夠移動的最大距離。
最大行程應根據(jù)工件成形過程中所要求的最大工作行程來確定，它直接影響工作缸和回程缸及其柱塞的長度以及整個機架的高度。
四、工作臺尺寸（長×寬）
工作臺一般安裝在下橫梁上，其上安放模具或工具，工作臺尺寸指工作臺面上可以利用的有效尺寸，工作臺尺寸取決于模具的平面尺寸及工藝過程的安排。
五、回程力
回程力指液壓缸返回上限時所需要的力。
六、活動橫梁運動速度（滑塊速度）
活動橫梁運動速度可分為工作行程速度、空行程（充液行程）速度及回程速度。
七、頂出器公稱壓力及行程
有些液壓機還裝有頂出器，以頂出或夾緊模具或工件。頂出器的力量及行程完全由工藝要求來確定。
1.2.3國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)性能
一、國產(chǎn)壓磚機的機架
國產(chǎn)壓磚機機架結(jié)構(gòu)合理,小噸位壓磚機采用簡式臺肩支承式梁柱結(jié)構(gòu)(如600～2000t) ,中大噸位壓磚機采用復式套筒拉桿式梁柱結(jié)構(gòu)(如2800～4200t),大噸位壓磚機采用鋼絲預應力纏繞機架(如3800～7800t)。這與薩克米壓磚機是完全一致的,是完全可靠成熟的結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)壓磚機特別注重機架的抗疲勞設計,機架剛度大,變形小,可靠耐久。力泰公司把復式梁柱結(jié)構(gòu)做到4200t,成為這種結(jié)構(gòu)中的最大噸位壓磚機,科達公司7800t壓磚機是目前鋼絲纏繞機架中世界最大噸位的壓磚機。
二、國產(chǎn)壓磚機外型設計
以力泰、科達、海源公司為代表的國產(chǎn)壓磚機的外型越來越美觀、大方、靚麗,同時又各具特色風格,完全可以與國外壓磚機相媲美,力泰壓磚機給人以尤為精細的感覺。
三、國產(chǎn)壓磚機的液壓系統(tǒng)
國產(chǎn)壓磚機的液壓系統(tǒng)具有簡捷可靠,用閥少的特點,與國外壓磚機相比具有再創(chuàng)新的特點,3家的壓磚機油路已形成各自的特點,但大同小異。國產(chǎn)壓磚機主缸液壓系統(tǒng)均采用插裝閥、動態(tài)插裝閥、高頻響伺服比例節(jié)流插裝閥、雙向比例節(jié)流插裝閥等控制;小噸位壓磚機采用定量泵供油,中大噸位壓磚機采用變量泵供油。這些與薩克米壓磚機都是一樣的。所選用的液壓件和密封件都是國外著名的品牌,所以國產(chǎn)壓磚機液壓系統(tǒng)十分可靠。
四、國產(chǎn)壓磚機的頂出裝置
國產(chǎn)大噸位壓磚機的頂出裝置獨具特色,如力泰研發(fā)的單缸伺服比例頂出裝置,科達研發(fā)的并聯(lián)同步缸伺服比例頂出裝置,均獲國家專利。具有結(jié)構(gòu)簡單,動作精確,調(diào)控精度高(以百分之一毫米計) ,保證了瓷磚精度,達到國際先進水平。
五、國產(chǎn)壓磚機的節(jié)能
國產(chǎn)壓磚機節(jié)能效果顯著,這主要是國產(chǎn)壓磚機機架強勁、可靠、剛度大、變形小,再加之多項行之有效的節(jié)能措施,使國產(chǎn)壓磚機的某些機型主油泵電機功率大大低于國外同類壓磚機,如力泰YP5000、YP5600,科達KD4800、KD5800型壓磚機主油泵電機功率僅為110KW,比國外同類壓磚機節(jié)省22KW。
六、國產(chǎn)壓磚機的電控系統(tǒng)
國產(chǎn)壓磚機的電控系統(tǒng)先進、可靠,普遍采用可編程控制器控制。程序軟件更加符合陶瓷磚生產(chǎn)工藝,工作參數(shù)及工作狀態(tài)屏幕顯示,可任意調(diào)整,可自動診斷故障。應用多種控制方式位置、時間、壓力控制,參數(shù)調(diào)整更加靈活方便,具有廣泛的工藝適應性。應用先進的控制軟件,可獲得精確壓力控制。大噸位壓磚機采用模擬量和伺服比例控制技術(shù)可獲得更高的控制精度,實施精確壓制。超大噸位壓磚機設有動梁與底座平行檢測控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng),具有先進的遠程監(jiān)控、診斷功能。
2 YZ-1250壓磚機機身結(jié)構(gòu)設計
2.1用途和特點
本機器適用于墻體材料的壓制工藝。尤其適用于標準墻體磚的壓制成型工藝。
本機器具有獨立的動力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和半自動二種操作方式。是由可編程控制器控制的，集機，電液一體化的壓磚機。它能完成壓制過程中的壓制，脫模，夾磚以及布料等工作。
本機執(zhí)行標準Q/FJH005-2004《全自動液壓墻體磚壓磚機》。
表2-1 主要技術(shù)參數(shù)
序號
項目
單位
規(guī)格
1
最大壓制力
KN
12500
2
最大頂出力
KN
1500
3
最大填料深度
mm
400
4
活動梁行程
mm
580
5
柱間凈空距
mm
1400
6
主機功率
KW
130
7
每循環(huán)周期（標磚）
S
13-16
8
液壓系統(tǒng)油量
L
1000
9
冷卻水量
t/s
30
10
外形尺寸
Mm
1700×3200×6455
11
設備凈重
t
45
2.2結(jié)構(gòu)及工作原理
本機主要由主機（包括機架、主液壓缸、充氣油箱、脫模裝置、增壓缸、機械鎖等）、送料裝置、液壓站、液壓控制閥塊以及電器控制系統(tǒng)等組成。
一、機架
本機機架采用采用梁柱結(jié)構(gòu)，四根立柱靠預緊力將上梁和下梁連成一個密封的框架，有效的提高了整機的剛度?；顒恿阂运母⒅鶠閷?，由主液壓缸帶動做上下往返運動。下活動梁以四根立柱為導向，兩端提升液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復運動，導向精度高。
二、主液壓缸
主液壓缸在上梁內(nèi)，由主活塞、缸套、端蓋以及優(yōu)質(zhì)的密封圈等組成。主液壓缸靠液壓系統(tǒng)控制最終實現(xiàn)壓磚機的（快下、慢下、加壓以及壓制保護）壓制動作。
三、充氣油箱
充氣油箱位于上梁的頂部，油箱內(nèi)油液的上方充以0.15—0.18Mpa的壓縮空氣，油箱的頂部還有二個氣動安全閥。充氣油箱主要用來供給壓磚機液壓系統(tǒng)所需的液壓油，并且當活動梁快速下行時，靠充氣油箱內(nèi)油液上方的氣壓對主液壓缸的無桿腔快速大量的補油。
四、增壓缸
增壓缸裝在上梁的頂部，位于充氣油箱內(nèi)，它主要由大活塞、小活塞、缸筒、缸蓋以及導套等組成。增壓缸的增壓腔與主液壓缸的無桿腔相通，通過增壓缸的增壓，使主液壓缸的無桿腔達到壓磚機所需要的壓制力。
五、機械鎖
它位于上梁，插銷可以相對移動，當壓磚機不工作時，應將插銷插入活動梁的插銷座，將活動梁掛住，使活動梁不會下降。
這一部分有兩個傳感器。當機械鎖插銷離開后限位置傳感器或靠近前限位置傳感器時，壓磚機將不能完成自動循環(huán)壓制。
六、送料及夾磚裝置
送料裝置連接在下活動梁上，主要由布料斗、送料小車（料車）、液壓缸以及夾磚裝置等組成。布料斗在料車的上方，汽缸控制料斗閘門的開關(guān)，配合壓制的節(jié)拍，將料斗上的粉料均勻的撒落在送料小車的框中。送料小車則由液壓缸帶動做往復運動，向前運動由夾磚裝置將磚坯夾出壓磚機，接著將粉料喂入膜腔內(nèi)，返回時將?？蛏系姆哿瞎纹?。料框中的攪拌裝置可使粉料均勻快速落入膜腔內(nèi)。
七、脫模裝置
脫模裝置主要由兩個脫模液壓缸和下活動梁組成。下活動梁以四根立柱為導向，兩端液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復運動，導向精度高。
八、液壓站
液壓站是為壓磚機提供液壓能的中心，主要由高壓泵、循環(huán)泵、冷卻器、精密濾油器以及副油箱等組成。
液壓站上裝有測溫計，用以檢測液壓系統(tǒng)的油溫。當油溫超過油溫上限時壓磚機自動停機，等油溫下降后才能開機。在液壓站上還裝有濾芯堵塞報警裝置，當濾芯堵塞時，報警裝置將報警通知更換濾芯。
九、液壓控制回路（閥塊）
液壓控制回路由四個部分組成：
（1）主缸上腔控制回路，用以控制主液壓缸上腔及增壓缸；
（2）主缸下腔控制回路，用以控制主液壓缸下腔；
（3）調(diào)壓回路，用以調(diào)定系統(tǒng)壓力并控制送料小車；
（4）?？蚣苫芈?，用以控制脫模裝置的動作。
2.3YZ-1250主體結(jié)構(gòu)設計
本機器主要適用于生產(chǎn)240mm×115mm×90mm標準墻體磚。
本機器具有獨立的動力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和半自動二種操作方式。
本機器的工作壓力、壓制速度及滑塊的行程和頂出距離，頂出速度在規(guī)定的范圍內(nèi)均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并且能完成定壓和定程兩種工藝方式。在定壓成型工藝方式中，壓制后具有保壓延時，頂出保壓和自動補壓動作。在調(diào)整操作方式中也具有保壓延時功能。
2.3.1上橫梁的設計，計算及校核
2.3.1.1結(jié)構(gòu)形式
上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安裝回程缸及其它輔助裝置。
主要結(jié)構(gòu)形式有；鑄造及焊接。
在成批生產(chǎn)中，一般上橫梁都采用HT20-40鑄造件或ZG35Ⅱ鑄鋼件。
制造單臺壓磚機時，采用A3普通鋼板焊接組成的上橫梁較多。焊接件應有較強大的焊縫及可靠的焊接質(zhì)量。
不論采用鑄造或焊接組成的上橫梁都應進行必要的熱處理，消除其內(nèi)應力。
2.3.1.2上橫梁的強度計算
上橫梁可視為兩集中力，兩端支承的簡支梁。下圖為所示受力圖及剪力彎距圖。
圖2-1 上橫梁所受剪力圖
圖2-2上橫梁所受彎矩圖
圖2-3上橫梁受力圖
其中： P——公稱壓力（kgf） P=12500kgf
D——油缸臺肩尺寸(cm) D=77cm
B——立柱中心距(cm) B=166mm
在主截面（I——I）所收彎距: M = PB（1-×） 式（2.1）
=×1250000×166×（1-×）
=36548500kgf
Q=1/2P=625000kgf
主截面I——I可簡化為如圖2-4所示：
圖2-4 主截面受力簡圖
表2-2主截面I——I強度計算
序號
截面高度bi()
截面寬度hi()
截面積
Fi=bi×hi (cm2)
面積中心至X軸距離Yi()
截面對X軸的靜面距
Si=Fi×Yi
()
靜面矩與面
積中心至X
軸距離成
積Si×Yi
()
各截面積的慣性距
()
1
84
100
8400
68
571200
38841600
7×106
2
24
18
432
9
3888
34992
11664
總計
118
8832
575088
38876592
7.97664×106
重心至X 軸距離：
H1==65.11cm
H2=h-h1=118-65.1=52.9cm
截面對X軸慣性距
Jx =?J0 x+?SiYi 式（2.2）
=7.011664×106+38876592
=45888256cm4
截面對X軸慣性距
J=Ji+h1?Fi 式（2.3）
=45888256-65.12×8832
=8458151.68cm4
在受壓截面上的彎曲應力：
式（2.4）
=
=281.3kgf /cm2
在受拉截面上的彎曲應力：
式（2.5）
=228.59 kgf cm2
式中，M——彎矩
H——計算截面的 形心至最外點距離
——應力
——許用應力。在本計算中為鑄鐵件。350kgf/cm2
算得在主截面（I——I）上的彎曲應力小于許用應力
截面剪切強度計算：
根據(jù)材料力學可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡化截面——矩形計算。其最大應力t max在中心截面。
x= 式（2.6）
=
=121kgf/cm2
其中：Q——截面剪切力（kgf）
B——簡化截面寬度（cm）
B=65cm
H——簡化截面高度（cm）
H=70cm
剛度計算：
f彎=[2B2+2B×-（）2] 式（2.7）
式中：
P——公稱噸位（kgf）
P=1250000kgf
B——立柱中心距（cm）
B=166cm
D——油缸與上橫梁聯(lián)接處臺肩尺寸(cm)
D=77cm
J——上橫梁主截面的慣性距(cm4)
J=8458151.68cm4
F1 ——受剪主力板面積（cm2）
F1＝70.5342400cm2
E——材料彈性模數(shù)（kgf/cm2）
用于鑄鐵E=1.05106kgf/cm2
G——剪切彈性模數(shù)
用于鑄鐵G＝6105kgf/cm2
代入上式：
×[2×1662+2×166×-()2]
=
=
=17.154×10-8×90135.91
=0、0155cm
F剪 =
=0.0016cm
上橫梁在公稱壓力下總變形量f1:
f 1 =f彎+
f剪=0.0155-0.00166
=0.01348cm
允許上橫梁擾度值為0.15mm/m。
通過以上計算：上橫梁的強度和剛度是安全的。
2.3.2下橫梁的設計、計算和效核
下圖為下橫梁受力簡圖
圖2-5 下橫梁所受剪力圖
圖2-6下橫梁所受彎矩圖
圖2-7下橫梁受力簡圖
B=166cm
P=1250000kgf
工作臺中心裝點模具，其左右寬度為135cm，前后為80cm
臺面擠壓許用應力取[]=1000kgf/cm2
F-135*80
F1250+10800
F12050
M1 =×166×1250000(1-)
=30606250kgf/cm
最大剪切應力為：
Q =P=625000 Kgf
表2-3 下橫梁主截面強度 I——I計算
序號
截面高
度
bi
(cm)
截面寬
度
hi
(cm)
截面積
Fi=bi×hi
(cm2 )
面積中
心至X
軸距離
Yi
(cm)
截面對X軸
的靜面距
Si＝Fi×Yi
(cm3 )
靜面矩與面
積中心至X軸距離成積
Si×Yi
(cm4)
各截面積的慣性
距 Joi=bihi3
1
44
22
968
22
21296
468512
156170
重心至X 軸距離：
H1===22cm
H2=H-h1=44-22=22
截面對X 軸的慣性距：
Jx=?Joi+?SiYi 式（2.8）
=468512+156170
=624682
截面對X 軸(形心軸)的慣性距：
J=Ji+h1?Fi=624682-442×986=3750634
在受壓截面上的彎曲應力：
===179.53kgf cm2
在受拉截面上的彎曲應力：
===179.53kgf cm2
算得在主截面（I——I）上的彎曲應力小于許用應力滿足要求。
下橫梁剛度計算：
F彎=[] 式（2.9）
將b=代入
F彎=
=[]
=[]
F彎=
=0.0033cm
f剪 =1.2×
=
=
=0.0087
F2 = f 剪+ f 彎=0.012
允許下橫梁彎曲變形量為：
f=（0.12—0.20）×0.168
=0.01992-0.0332
故下橫梁剛度滿足要求。
2.4 液壓缸的設計、計算和效核
根據(jù)設計要求，公稱力：12500KN，頂出力：1500KN，上活動梁重力為1000N，模具重力為5000N，下活動梁重力為1000N，負載設為40KN
滑塊最大行程：580mm。
現(xiàn)擬定：拉伸缸快速下降行程為：480mm，速度：100mm/s；
拉伸缸慢速下降行程為：100mm，速度：10mm/s；
拉伸缸回程速度：80mm/s；
頂出缸頂出行程速度：80mm/s；
頂出缸回程速度：240mm/s
啟動加速和減速時間均為0.5秒
液壓缸機械效率為0.91（考慮密封阻力）；
2.4.1負載分析
一、工作負載
G1=12500KN；G2=1500KN
二、摩擦負載
Ff=f.FN/Sin(α/2) 式（2.10）
由于工作為垂直起升，所以垂直作用于導軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)
尺寸求得：
FN=120N，取fs=0.2，fd=0.1
則有：
靜摩擦負載： Ffs=(0.2*120/ Sin45˙)KN=33.94N；
動摩擦負載： Ffd=（0.1*120/ Sin45˙）KN=16.97N；
三、慣性負載
拉伸缸快速下行： Fa1===122.44N
拉伸缸減速下行： Fa2== =110.2N
頂出缸上行： Fa3===97.96N
頂出缸回程： Fa4===293.88N
拉伸缸回程： Fa5===81.55N
根據(jù)以上計算，液壓缸的各階段的工作負載如表2-4：（m =0.91）
表2-4 液壓缸各階段的負載
工況
計算公式
總負載F/N
缸推力F/N
啟動
F= FL +Ffs
12506033.94
13742894.44
主缸快速下行
F= FL +Ffd+ Fa1
12516139.41
13743010.34
主缸減速下行
F= FL +Ffd- Fa2
12506127.17
13742996.89
主缸回程
F= FL + Fa5
6081.55
6683.02
頂出缸上行
F= FL +Ffd+ Fa3
21114.93
6719.7
頂出缸回程
F= FL+Ffd+ Fa4
21310.85
6935
2.4.2主液壓缸主要參數(shù)的確定
一、液壓缸內(nèi)徑計算
根據(jù)分析此設備的負載較大，所以初選主缸的工作壓力為：45MPa
液壓缸內(nèi)徑D用下式計算:
D = 式（2.11）
=
=0.632m
按照標準取630mm。
二、確定液壓缸的長度
液壓缸的長度L應根據(jù)所需最大工作行程來確定，且一般不大于內(nèi)徑的20倍。
根據(jù)標準本系統(tǒng)選630mm。
三、活塞桿直徑d
根據(jù)快上和快下的速度的比值來確定活塞桿直徑
==10
d=569mm
按照標準取d=560mm。
四、活塞桿強度校核
活塞桿直徑按下式校核
符合要求。
——活塞桿所受負載
[]——活塞桿材料許用應力。取45號鋼
五、確定液壓缸的壁厚
本系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，為滿足強度需求，可用薄壁筒的計算方式計算缸筒最薄處的壁厚
式（2.12）
——缸體壁厚（cm）
Py——試驗壓力（Pa）,一般取Py=（1.2～1.3）P
P——液壓缸的最高工作壓力（Pa）
D——液壓缸內(nèi)徑（cm）
[]——缸體材料的許用應力（Pa）。當p<20MPa時，用鋼材，[]=(100～110)MPa時，可用鑄鐵，[]=60MPa。本系統(tǒng)為高壓缸，選用15MnVN。許用應力[]=200MPa
根據(jù)上式
=9.2cm
圖2-8 主液壓缸簡圖
六、缸筒壁厚的校核
/D=9.2/63=0.146
按下式進行校核
式（2.13）
=
符合強度標準，故選液壓缸壁厚為9cm
七、缸底部分
受力如下圖
圖2-9 缸底部分受力分析
最大彎曲應力發(fā)生在圓板的周邊，根據(jù)Tresca 強度準則，最大當量應力為：
式（2.14）
公式中：P—缸內(nèi)液體壓力；
r1—缸的內(nèi)半徑；
t —缸底厚度；
—缸底應開孔而引入的削弱系數(shù)
2ra為缸底進液孔直徑。
則有：
按這種方法計算時[]取低值，為80Mpa，所以〈[]，安全。
2.4.3頂出缸的設計
頂出缸的設計與主缸設計基本一致，在此從略。
計算得頂出缸簡圖。
圖2-10 頂出缸簡圖
2.5 立柱部分設計計算
立柱受力情況是由液壓機結(jié)構(gòu)、工藝過程的受力和預緊狀態(tài)下的受力狀況決定的。因此，要仔細分析以上因素的影響，選擇合適的計算方法，一般有以下集中情況：
一、立柱預緊狀態(tài)下的受力分析和強度計算。
二、中心載荷下立柱的受力分析和強度計算。
三、偏心載荷狀態(tài)下，對活塞式和柱塞式油缸，立柱和導套間隙均等 狀態(tài)下，立柱的受力分析和強度計算。
四、偏心載荷狀態(tài)下，對活塞式和柱塞式油缸，立柱和導向套間隙不等，因此，僅一側(cè)立柱承受偏心負荷產(chǎn)生的水平力時，立柱的受立分析和強度計算。
在以上各種情況下，受力分析和強度計算中，均做了以下假設：
一、活塞（柱塞）與活動橫梁均為剛性連接。
二、空間受力情況可簡化為平面框架，框架每側(cè)代表兩根立柱，且每側(cè)的兩根立柱受力均等。
三、上橫梁和工作臺的剛度均遠遠大于立柱的剛度，因此可認為上橫梁和工作臺是絕對剛體。
四、各作用力均可簡化為集中力。
五、不考慮由于制造、安裝而后使用過程中受熱影響等