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第3 章 液压机本体结构设计
由于立柱式机架是一个多次超静定的空间框架，解题过程十分复杂，因此在进行受力分析时，一般采取以下简化假设，已建立比较简单的力学模型。
由于一般液压机的机架结构对称于中间平面，载荷也往往对称于中间平面，因此可将空间框架简化成平面框架；
立柱与上下横梁为刚性连接； 不考虑安装应力及温度应力； 本液压机认为是承受中心荷载；
根据受力情况分析可得计算公式 σ=PH/nA≤[σ] 立柱总受力 [σ]=45-55MPa n=4 取[σ]=45MPa PH/nA≤45 A≥PH/45n=1.2*106/45*4=66.67cm2 为了安全起见取A=80cm2
立柱采用热轧钢板焊接 其化学成分执行GB/T709-1988标准 钢板厚度t=30mm 2. 偏心载荷
在承受偏心荷载时，活动横梁发生倾斜，活塞杠杆随之倾斜压到液压刚导向铜套上，而活动横梁导套也与立柱相接触，在此补充三条假设：
锻件较窄，不妨碍活动横梁转动，因此在锻件处没有侧向水平支反力； 两侧立柱导套的间隙一样，因此在活动横梁倾斜时，两边立柱受力均匀； 各处的作用力及支撑反力均假设为集中，这样，动量在偏心弯矩Pe/2作用下，在液压缸导套处引起侧应力T，而在两边立柱上引起侧推力T/2;
考虑前两条假设，这种四柱式液压机机架即可简化成平面框架，框架的四个角均为刚性连接。
框架的宽度B为立柱中心线之间的距离。框架的高度H则与两和立柱的刚度比有关。令K1为立柱与上横梁的刚度比，K2为立柱与下横梁的刚度比，则： K1=EcJc/EuJu K2= EcJc/EdJd
上述公式中：Ec ，Eu ，Ed ---依次为立柱上梁及下梁的弹性模量； Jc ，Ju ，Jd ---依次为立柱，上梁及下梁的截面惯性矩；
如K1，K2值比较大，必须考虑刚度比的影响，框架高度应取为从上横梁
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中性层到下横梁中性层得距离。但对一般液压机，K1，K2值不超过0.005，故在计算中近似认为K1，K2等于零，即假设上，下横梁刚度无穷大，因此框架的刚度H取为上横梁下边面到下横梁的上表面之间的距离。
由于用一个两柱的平面框架来代替原来对称的四柱空间框架，因此载荷 只取P/2。考虑载荷作用点相对于液压机中心线有一个偏心距e，活动横梁收到偏心距Pe/2的作用，给立柱及缸的导向套以侧推力T T=Pe/2(Y+Z)H
上述公式：ZH---缸的导向套支承反力的合力作用点到上梁上边面的距离；
YH---活动横梁导向套支承反力的合力作用颠倒下梁下边面
的距离，Y值随活动横梁的位置而变化；
由于上梁刚度假设为无穷大，因此可以用力矩M=TZH及水平力T来代替作用在缸导向套上的侧推力，而力矩MTZH只在作用立柱内引起轴力
R=TZH/??=PeZ/2（Y+Z）B
由于轴向力在立柱中不引起弯曲，因此在解弯矩图时可以把轴力先略去。
这是一个三次静不定框架，可以用变形发或力发来解决。
将框架沿AB截开，截点A,B上分别作用有如下内力：弯矩MA，MB，剪力QA，QB，轴力NA，NB，由平衡条件可写出：
QA=QB=??2
由于上梁刚度无穷大，立柱A，B处为插入端，应保持直角，即在外力及内力作用下，转角θA ，θB均为零。
对于一端为插入端得悬臂梁，轴向力NA（NB）不影响转角，在MA(MB)及T/2作用下，A点转角为：
T2TH(H?YH)2?MAH2令θA =0,解出 ?A???2EJc2EJc2EJcMA=0.25Y（2-Y）HT
而 T=Pe2(Y+Z)H
MA=0.25Y(2?Y)????/2(??+??)
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同理： MB=0.25Y(2?Y) ????/2(??+??)
MA ，MB求出后，其他各点弯矩不难求出，框架弯矩如图，最大弯矩在A，B两点，而这些弯矩值又是随着动量位置改变而改变得。立柱中的轴向力由三部分组成 N=??/4+R+NA
从截开的上梁求力矩平衡可得
M?MB0.25Y(0?Y)NA?A?Pe
BB(Y?Z)PPe0.5Y2N??(1?)
42BY?Z由于e/B很小，约为1/20，上式中的第二项在整个立柱应力中所占比重很小，可以略去。因此框架中最大的轴向拉力和弯曲力矩分别为：
2?YNmax?Pe?mPe
8(Y?Z)上述式子中：m=Y(2?Y)/8（Y+Z）
由于Y是变量，所以Mmax将随动量位置不同而变化，最大的m值约在0.185左右。如K1，K2值比较大，则公式比较复杂，此处从略。
3.2.2 拉杆设计
1. 拉杆的预紧方式主要有加热预紧和超压预紧
加热预紧 加热预紧是最常用的预紧方式，拉杆立柱两端的加热孔正式为此而设的。在拉杆及横梁安装到位后，先将螺母冷态拧紧，之后利用电阻丝或蒸汽等方法使拉杆两端加热伸长，达到一定温度后，将螺母拧紧，待拉杆冷却后，会产生很大的预紧力。
加热预紧的效果较好，机架安装完成后，可以先试用几天，再一次加热预紧，并装上锁紧装置，这样效果更好。一般在拉杆的一端钻40—60mm直径的孔，孔的深度应大于横梁高度。
11?)P1L0 拉杆伸长量△L为：?L?(4E1F14E2F2上述公式中：
E1，E2---拉杆和工作台弹性模量（kgf/cm2）；
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F1，F2---每一拉杆预紧部分截面积和工作台预紧受压区截面积
（cm2）；
P1---预紧力（kgf）；
L0---拉杆预紧力部分长度（cm）；
加热升高温度： ??1=Δ??/????(℃) 上述公式中：
μ---每加热的线膨胀系数。对于钢材μ=0.00001199（1/℃） 加热后拉杆温度：
t=t1+t0
上述公式中：
t0---室温。 拉杆螺母旋进角度： θ=360Δ??/??（℃）
上述公式中：
S---螺距（cm）
超压预紧 机架安装时，在总压力超过公称压力的1.5倍情况下使液压机加载，拉杆由于超载收到拉力租用，产生弹性伸长，此时拧紧螺母。
超压预紧效果比较好，容易实现，但不易达到预期的额预紧力。因为在超压安装时，横梁和拉杆都产生挠曲变形，接触面贴和不好，螺母不易拧紧，而且个个拉杆上的螺母旋进程度不易保证相同，所以，不能保证预紧后机架的水平和垂直度。
普通预紧 这种发放用于扳手来旋紧锁紧螺母，它所能达到的预紧力受到扳手孔，扳手强度以及安装所能施加的预紧力等限制，力量是较小的。因此，只能用于吨位小的液压机的连接装配中。 2. 拉杆的计算
拉杆受力F=1.2MN . 材料45[σ]=120MPa
σ=??‘/4????2
R?F`2.5*1.2 ?4?[?]4?*12022