双柱上推式锻造液压机在大型制造装备中应用广泛,机架结构以预应力机架为主。液压机在锻造过程中由于工艺需要、工件形状不规则、工件温差等,必然会产生偏载。在设备逐渐大型化的进程中,偏载给预应力机架的应用带来了诸多不确定因素。本文针对双柱上推式液压机预应力机架,重点分析了液压机存在的偏载工况,结合偏载作用下机架的受力情况,确定了机架的预应力,研究了机架整体性的影响因素,为预应力机架的理论研究与结构设计提供参考。根据双柱上推式液压机的结构特点,研究了球铰连接结构的自锁特性。分析了液压机在锻造过程中存在的偏载工况,研究了纵向偏载工况中砧子与工件间的接触状态与受力情况。通过分析不同偏载工况对应的柱塞受力,明确了纵向偏载对机架的影响不容忽视,为机架的受力分析与预应力确定奠定基础。建立了预应力机架的力学模型,分析了机架的立柱与下梁间接合面的接触应力与机架整体性之间的关系。根据预应力机架的工作过程与整体性要求,对机架预应力的作用机理进行了深入研究,确定了单根拉杆型机架与多根拉杆型机架为保证自身整体性所需的预应力,为机架的预应力研究提供了理论依据。通过多组实例计算比较不同偏载工况对应的机架预应力,明确了纵向偏载工况下机架存在整体性破坏的可能性,在实际设计中应予以考虑。基于预应力的实例计算,研究了机架整体性的其它影响因素,明确了砧子斜置角度的作用之一为均衡液压机不同方向的偏载,分析了立柱的结构参数与拉杆的布置方式变化对机架的影响,阐述了液压机最大允许锻造偏心距的设置原则。以63MN双柱上推式液压机为例,采用ANSYS静力学仿真分析。基于立柱与下梁间接合面的最大开缝距离与立柱纵向挠度的仿真计算结果,分析了机架在偏载工况下的受力状态,验证了偏载工况对比分析的合理性与机架预应力确定方法的可行性,为大型双柱上推式液压机预应力机架的设计与应用提供了有效支撑。