機械壓力機設計中的缺陷與改進

羅展鵬

（廣東鍛壓機床廠有限公司）

摘要：機械的壓力機是機械運作的一個重要結構，主要對機械運行壓力進行供給。機械實際運行過程中，一旦壓力控制出現問題，就很難保證產品生產的精準度，降低產品標準。因此，一定要對機械壓力機設計引起重視，采用科學的設計方法，解決日常設計中存在的缺陷，提高壓力機設計的合理性，保持機械的良好運作，提高產品生產的精準度。

關鍵詞：機械壓力機；壓力機設計；設計缺陷；設計改進

中國的機械生產和制造水平還處在初級階段，很多機械的生產水平都得到精度要求。就目前的機械設計實況來看，我國機械壓力機設計還存在很多的缺陷，嚴重的影響到了機械的使用，減低了產品的生產制造精度。在本文當中，筆者將重點對機械壓力機設計中的缺陷進行分析，并提出具體的改進措施，進一步提高機械的生產制造水準，促進我國制造行業的發展。

一、 機械壓力機設計缺陷及對應的改進措施

（一） 壓力機曲軸支撐設計缺陷與改進對策

傳統壓力機的曲軸支撐設計一般是被完全固定的，兩端都被完全固定的情況下，不利于對曲軸進行靈活調整，一旦壓力機時間過長，曲軸受到嚴重的磨損，就難以對其進行調整，機械生產的產品精度句更加難以提升。

改進對策：機械長時間運動之后，軸和相應的軸承相互摩擦就會產生大量的熱量，此時，軸與軸承可能會發生膨脹，因此，這里可以采用一段固定，另一端不固定的曲軸支撐設計方法，保持另一個軸承有一定的伸縮空間。同理，考慮溫度上升和軸承膨脹的影響，需要限定一端曲軸軸承的位置，其它的軸和軸承則統統采取靈活的設計方法，保留一定的軸向活動空間，以便于升溫膨脹情況下，軸承可以自由伸縮。這樣的設計方法更為靈活，對應了曲軸的實際工作情況。

（二） 曲軸結構應力設計

缺陷分析：該設計方法下，曲軸的應力過于集中，尤其在曲柄和曲軸連接兩側位置，應力較大，應力分布不均勻，過于集中，就會導致曲軸結構不穩，時常出現過度負載情況，尤其是在高壓運行情況下，壓力機曲軸很可能出現結構變形或者斷裂、裂紋等情況，造成壓力機提前報廢，降低壓力機的使用壽命，這對整個機械的產品加工精度也是存在十分嚴重的影響的。

改進對策：改善曲軸結構，讓應力可以均勻分布，首先，可以從降低曲軸自重入手，采用較為簡單的結構設計，并去除一些不必要的結構，這樣就可以很大程度的降低曲軸的自重，并改善其旋轉慣性；同時，保持應力平坦化，這種圓弧形的過渡對于消除后期的熱加工應力也是十分有利的。

（三） 滑動軸承軸瓦設計

原來軸承軸瓦設計沒有采用的固定的設計方法，滑動軸承的軸瓦軸向、周向都應實施了固定設計。但是實際的設計是在軸座上安裝了固定元件，這樣的結構設計會使得軸瓦的取出和放入非常困難。

改進對策：在軸承上設計一個防止軸承轉動的固定元件，最好在軸承蓋上安裝一個定位銷，定位銷的安裝并不會對軸承的正常運動造成影響，但是十分方便取出和安裝軸瓦，對于軸瓦的更換和維護比較有利。

（四） 平衡器活塞桿結構設計

缺陷分析：平衡器活塞桿是壓力機氣缸中的一個重要結構，傳統的活塞桿結構設計一般采用圖4a中的設計方法，其結構比較緊湊，采用的是密封效果教好的O形橡膠圈密封。這種平衡器活塞桿結構雖然體積小，占據的空間不大，密封效果也比較理想，但是壓力機使用不長時間之后，活塞機會出現漏氣問題。其主要原因在于活塞桿結構性能不佳，活塞桿所采用的尺寸與連接螺紋一致，均是一樣的公稱尺寸，但是O型橡膠圈內徑均存在較大的負偏差，這是為了保障橡膠圈的密封性而設計的，橡膠圈較大的內徑差和活塞桿的螺紋設計形成了矛盾，在安全密封圈的過程中，經常會出現內徑摩擦，所以，在活塞桿使用一段時間之后，這樣的摩擦損傷會逐漸擴大，最終導致漏風，這將嚴重的影響到氣缸的正常運行。

改進對策：縮小連接螺紋的尺寸，務必要使使其小于活塞桿的尺寸，在安全橡膠圈的時候，要小心謹慎，注意不要讓橡膠圈被螺紋擦傷。此外，O型橡膠圈密封通過的位置都要采用圓弧設計，而不是尖角設計，最大限度的降低橡膠圈為擦傷的可能性。

（五） 大齒輪齒圈與輪轂設計

傳統的大齒輪齒圈與輪轂在結合面的位置設置了一個定位銷，定位銷的加裝會嚴重的破壞大齒輪齒圈與輪轂結合面的應力結構，使得大齒輪齒圈與輪轂無法有效的結合。

改進對策：取消結合面定位銷的設計，讓過盈配合連接自然依賴結合面的擠壓應力進行全面結合，保持結合面的應力結構合理。

（六） 人字齒輪齒向設計

缺陷分析：傳統的人字齒輪齒向設計沒有中間的退刀槽，這種情況下，潤滑劑就無法順利達到指定位置，而是可能會被擠壓到人字齒的轉角位置。

改進對策：為了讓潤滑劑在嚙合時將不會對推向人字齒的轉角處，那么，在設計人字齒輪齒的方向時，要使齒在嚙合時，先讓人字齒轉角處的齒部開始進行嚙合，這樣一來，潤滑油就不會流向轉角處，而是從中間位置向兩端流出，讓齒輪可以得到充分的潤滑。

（七）風包支腿墊板結構設計

缺陷分析：所采用的墊板是四角形的，這種墊板焊接在殼體上雖然能夠起到一定的降低荷載的作用，但是墊板的應力結構極為不合理，大部分的應力都集中在四個角的位置，使用一段時間之后，墊板就會出現破損，需要反復的進行更換。另外，容器在使用中，由于支腳還需要承受來自于配管伸縮產生的外力和風力引起的外力，所以墊板更需要有良好的支撐力，但是四角結構的墊板由于應力結構不合理，是達不到這一要求的，過大的壓力會進一步加快墊板的破損。

改進對策：圓弧形的墊板應力結構分布均勻合理，應采用圓弧形的墊板。

（八）風包支腿底板結構

缺陷分析：傳統的風包支腿底板采用的統一的結構設計，這種結構下容器無法自由伸縮，使用不方便。

改進對策：臥式容器都設計了兩個支腿，以保持容器的平衡，可以將其中一個支腿的底腳螺孔設計成成長圓形的結構，這樣一來，容器就可以自由進行伸縮。同理，容器進行伸縮時，相應的管子也應當具備伸縮功能，隨容器的伸縮進行調節，所以，需要在管子上配置伸縮器，保持容器伸縮與管子的一致性。

（九）壓力機底座焊接結構設計

缺陷分析：作為主要承力構件的前后縱向板被橫向鋼板隔斷，焊縫一般留在在橫板厚度較大的位置，這樣，焊縫處的應力就會遠遠的高于其它位置，焊縫本身就是結構不穩的位置，如果應力分布再出現不均，就易產生層狀撕裂，所以應避免采用這種方法。

改進對策：采用結構設計，結構簡單，焊縫受力小。

結束語：

機械壓力機的設計應當考慮機械和壓力機實際的運行狀況進行，包括實際的受力情況、負載情況和結構需求。只有符合實際情況的設計才是合理的壓力機結構設計。

參考文獻：

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