2。2结构选择

由于卧式拉压结构的行程和受力比立式结构要大，并且不会存在液压缸自重的 影响。综合实验需要及两种结构的优缺点，因此本次设计时选择卧式结构。

常见的几种结构：(1)卧式单缸两杆结构。 采用了一个液压缸的，加载时属于 单点受力，如图 2-1 所示。这种结构的优点是可以根据拉压载荷不同的需求，利用 一个反向架结构将液压缸的作用力变为反向，如图 2-2 所示。可移动的框架可以根 据实际使用情况和场合采用固定式或可移动式的结构，由于试验机框架为卧式结 构，因此受力杆件应考虑本身自重弯曲所产生的弯曲变形，以及采用细长杆而存在 稳定性问题。这种结构的优点是：单缸加载使得实验中性较好，不会产生受力不 均，框架稳定性较好，试件的安装简单，操作比较方便，系统控制也较为简单、可 靠 ；但是其缺点是：单杠需要承受的载荷过大，必须选用吨位较大、质量较好的液 压缸才能满足受力要求，这样就导致了在液压缸上的成本过高。 

图 2-1 单缸两杆结构示意图

图 2-2 单缸两杆反向架结构示意图 

（2）卧式双缸两杆结构，这种结构框架采用的是两个液压缸同时加载的方式， 如图 2-3 所示。两个液压缸分别被安装在受力杆上，加载时同时施加同样大小的载 荷。这种结构和单杠两杆结构相比，单缸两杆结构的优点是框架体积比较小，因此 可以使用相对较小的液压缸同时能够得到较大的力。但是能缺点是：由于两个液压 缸在加工时的精度上存在误差，因此两个液压缸很难做到同步，在加载时会产生受 力不均，从而影响实验结果，并且受力大时会对试验机结构造成一定的损坏，为解 决这个问题，对控制系统要求就比较高，这样大大提高了在控制方面的投入成本 ； 还有就是采用这种结构时必须重点考虑到加载不同步可能引起的移动板和与之对应 的杆件之间的卡滞。 

图 2-3 两缸两杆结构示意图 

另外，还有卧式四缸四杆结构，这种结构的优缺点与双缸两杆结构类似，整体 框架的稳定性比较好，可以有很大的加载能力， 但缺点是同步加载的控制难度比两 缸两杆更大。 

因此，根据 20 吨的受力以及综合以上各种结构的优缺点确定基本方案为单杠四 杆结构。其优点： 

（1）单缸不存在运动不同步的情况，也不存在偏载问题，对控制系统的要求较 低； 文献综述

（2）四杆结构对于每个杆的受力要求较低，结构也较为稳定，并且使得可以承 受的载荷更大，对于两端的板受力也均分到四根杆上，对于单根杆件的直径要求较 小，这就使得试验机精巧而不臃肿，试验件的放置空间也较大； 

（3）卧式结构行程大并且可以承载更大的力，液压缸不受自重的影响； 

（4）液压传动比机械传动有更多的优势。液压传动比较平稳，液压油的压缩量 非常小，还具有吸震能力；质量和体积较轻，惯性小动作灵敏；承载能力大；可以 实现无极调速；过载保护；可以实现复杂的动作；液压元件自动润滑，防锈的同时 还可以延长使用寿命；简化机械结构，配件直接购买，避免加工；容易实现自动 化；但是液压元件技术要求较高，维护难；受力工作时油温上升快；对油液的要求 高，易污染；牙也系统出现故障时不易检测和维修。 

2。3结构方案介绍

本实验机的设计需要同时满足拉力和压力测试的要求，参考图 2-3 结构采用反

向架结构的设计思路，本设计方案为单缸四杆结构，如图 2-4 所示，实际尺寸未 知。拉力测试试件放置于图中左侧静板和移动板之间，压力试件放置于中间移动板 和静板之间。