YA32-500800液压机机身结构及其数字控制系统的设计
摘要
通过对液压机的国内外研究现状的分析，确定了本课题的主要设计内容。在确定了液
压机初步设计方案后，决定采用传统理论方法对YA32—500/800液压机机身结构进行设计、
计算、强度校核，采用AUTO CAD 设计软件对上横梁、底座、拉伸滑块、压边滑块、拉伸
缸、压边缸、顶出缸、立柱、总装图进行了工程绘图，在参考了某公司生产的四梁四柱双
动模板液压机液压系统以及查阅了大量关于液压系统设计的书籍后，确定半自动数字控制
系统的设计方案，绘制了数字控制系统的梯形图，给出了电气系统的工作说明书，并对其
进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。
关键词 液压机 ； 机身结构 ； 数字控制系统
1 绪论
1.1 液压机发展概况
液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。目前，液压机的最大标称压
力以达750MN，用于金属的成型。随着金属压制和拉伸制品的需求逐年提高，对
产品品种的需求依然日益增多，另一方面，产品的生产批量也逐渐缩小。为与中
小批量生产相适应，需要能快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工
艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅
能实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，废品率非常低。与机械加工系
统相比，有极大的优越性。80年代以来，随着微电子技术、液压技术等的发展，
液压机有了更进一步的发展、其高技术含量增多，众多机型已采用CMC 或PC 机
来控制，提高了产品加工质量和生产率。
由于液压机在工作中的广泛适用性，它还普遍应用于国民经济的各个部门，
如板材成形、粉末冶金、管线型材挤压、胶合板压制、打包、人造金刚石、耐火
砖压制、电缆包覆、碳极压制成形、轮轴压装、校直等等。各种类型的中小型液
压机发展十分迅速，有力地促进了各种工业的发展［28］。
1949年以前，我国没有自己独立的工业体系，也根本没有液压机制造工业，
只有一些修配用的小型液压机。1949 年以后，我国迅速建立了独立自主的完整
工业体系。我国已能自行设计和制造汽车、机车、发电设备、轧钢设备、飞机、
火箭、人造卫星等产品，这些都促进了各种液压机的发展。1957 年至1962 年间，
我国已开始自行设计、自行制造各种锻压设备，其中有近30台1000kN 到3150kN
的中型锻造水压机及二台125MN 的大型模锻水压机。
60 年代，我国先后成套设计并制造了一些大型液压机，其中有300MN 有色金
属模锻水压机、120MN 有色金属挤压机、80MN 黑色金属模锻水压机等。70 年代
以后，我国已向国外出口了多台各种吨位的液压机，其中最大的一台为60MN，
说明我国的液压机设计和制造已达到一定的先进水平。
当前国内外液压机产品控制系统分为以下3 种类型：
（1）以继电器为主控元件的传统型
其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不
强。主要用于单机工作，加工产品精度不高的大批量生产，也可组成简单的生产
线。现在，国内许多液压机厂还以该机型为主没，国外众多厂家只是保留了对该
机型的生产能力，而主要面向技术含量高的机型组织生产。
（2）采用可编程控制器（PLC）控制系统
徐州工程学院毕业设计(论文)
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该系统是在继电器控制很计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展
成为以微处理器位核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型
工业自动控制装置。目前，该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中。
早期的可编程控制器只能进行简单的逻辑控制，随着技术的不断发展，一些厂家
采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元（CPU），不仅可以进行逻
辑控制，还可以对模拟量进行控制，扩大了控制起的功能。可编程控制起有较高
的稳定性和灵活性，但还是介于继电器控制和工业控制机控制之间的一种控制方
式，于工业控制机相比还有很大的差距。当前，国内有部分厂家采用该控制系统，
如天津锻压机械厂有60%的产品采用PIC 来提高控制性能和可靠性。国外厂家如
丹麦的STENHQJ 公司采用STEMENS 的可编程控制器，实现对压力和位移的控制。
（3） 应用高级微___________处理机（或工业控制计算机）的高性能控制系统
该控制方式划在计算机控制技术成熟发展的基础上采用一种高科技含量的
控制方式，以工业控制机或单片/单板机作为主控单元，通过外围借口器（如A/D
或D/A 等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成
闭环回路方式的主要特点为：具有友好的人机交互性，操作简单控制精度高；生
产高速化，提高生产率；可顺利实现对工作参数（如压力、速度、行程等）的单
独调整，能进行复杂工件、不对称工件的加工；预存工作模式，缩短调整时间，
与柔性加工要求相适应；可通过软件来消除高速下的换向冲击，以降低噪声，提
高系统的稳定性；在安全方面可利用软件进行故障预诊断，并自动修复故障和显
示错误。
现在，国外众多液压机生产厂家都生产这种高性能的工业控制机控制方式的
液压机产品，如美国MULTIPRESS、丹麦STENHQJ和加拿大BROWN BOG-GS 等公司，
而国内很少有该类产品。
液压机技术发展趋势：
（1）高速化、高效化、低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。
（2）机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系
统的完善。
（3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化
提供了充分的条件。自动化不仅仅体现在加工，应能够实现对系统的自动诊断和
调整，具有故障处理的功能。
（4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了灌录连接，有效地
防止泄露和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方面。
目 录
1、绪论…………………………………………………………………………………………1
1.1 液压机发展概况……………………………………………………………………1
1.2 液压机概述…………………………………………………………………………2
1.2.1 液压机工作原理及主要技术参数………………………………………………3
1.2.2 液压机分类………………………………………………………………………5
1.3 液压机研究现状……………………………………………………………………7
2、YA32—500/800 液压机机身结构设计……………………………………………………9
2.1 YA32—500/800 液压机用途和特点………………………………………………9
2.2 YA32—500/800 液压机主要技术规格……………………………………………9
2.3 YA32—500/800 液压机结构概述…………………………………………………10
2.4 上横梁的设计、计算及校核………………………………………………………11
2.5 下横梁的设计、计算及校核………………………………………………………17
2.6 液压缸的设计、计算及校核………………………………………………………22
2.7 立柱的设计、计算及校核…………………………………………………………28
2.8 柱塞与活塞…………………………………………………………………………36
2.9 机身的紧固…………………………………………………………………………37
3、YA32—500/800 液压机数字控制系统的设计……………………………………………40
3.1 电气系统的概述……………………………………………………………………40
3.2 电气原理说明………………………………………………………………………40
3.3 梯形图及编程………………………………………………………………………41
4、安装与试车…………………………………………………………………………………46
结论…………………………………………………………………………………49
参考文献…………………………………………………………………………………50
翻译部分
英文原文…………………………………………………………………………………51
中文译文…………………………………………………………………………………58
致谢…………………………………………………………………………………………63
