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偏载下快锻液压机主缸球铰结构设计分析

        快锻压机是锻造行业自动化生产过程中不可或缺的母机，在提高生产率、改善生产条件、降低劳动强度、提高锻造质量方面具有非常重要的意义。工作缸作为高精尖智能化大型锻压设备的动力执行元件，其结构设计的合理性、强度、寿命等决定了整机性能的优劣。在自由锻造过程中，锻造工作环境恶劣，工作缸工作过程中不仅受到来自液压系统的压应力、而且还受到偏载所带来侧推力及热应力、摩擦力等，有时甚至还会受到一定的冲击力，导致柱塞拉毛、液压缸的密封、导套受损、甚至破坏，严重影响工作缸性能。为了降低偏载对主缸密封、导套等的损伤，目前主缸柱塞联结结构主要采用双球铰结构形式。通过对球铰结构设计参数对主缸的抗偏载能力及对导套及密封的侧推力的影响规律做细致深入的研究，得出如下结论：

（1）球铰结构设计参数中的最大张角决定了球铰的抗偏载能力及受力情况。

（2）球铰摩擦圆半径、球铰所受的摩擦力矩与球面最大张角的关系为类余弦曲线，且二者随着球面最大张角的增加成周期性波动，波动周期为约为10°，稳定波动张角范围约为5°。

（3）偏载工况下，柱塞对导套及密封的径向侧推力也呈现出类余弦曲线规律，且随着球面最大张角的增加成周期性波动，波动周期为约为10°，稳定波动张角范围约为5°。

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