在大型制造装备的研究过程中,双柱自由锻造液压机组以其效率高、机械化程度高、节能节材效果显著等特点,在自由锻造设备中被认为是主要的发展方向之一。本文以上推式自由锻造液压机为例,通过研究偏载工况下其主要零部件的受力情况,明确了偏心锻造的真实制约因素,为后续液压机工作缸的进一步设计提供了基础理论。通过对液压机偏载作用机理的研究发现,目前国内外研究成果中均忽略了球铰是存在自锁性能这一特点的,本文对我国已投产使用的各个型号的液压机进行分析发现:在最大允许锻造偏心距范围内锻造工件时,锻造过程中的球铰均处于自锁状态,不会发生转动。由于偏心载荷的作用在锻造过程中是不可避免的,球铰连接结构在受到偏载作用时若发生转动,则机架承担偏载所产生的作用力;但实际工况下球铰不会发生转动这时工作缸和机架各自承担着偏心载荷的作用,两者相比较而言工作缸明显处于薄弱环节,液压机偏心锻造的真实制约因素是工作缸。文章在明确了工作缸是承受偏载的主要零部件之后,对其在最大允许锻造偏心距范围内的受到侧推力的情况进行理论分析并给出侧推力计算方法;由于偏载的作用难以避免所以重点研究侧推力的主要影响因素和其作用位置;通过对实际工况建模和仿真分析,得到工作缸内导向套接触应力与柱塞运动行程的关系,确定了侧推力作用位置对导向套接触应力的影响。由于工作缸受到偏载带来的侧推力的作用,为保证其安全使用必须在一定程度上提高其抗偏载性能来保证其安全使用条件。在研究过程中发现通过调节导向套与柱塞之间的间隙,提高导向套长度,改进密封装置和导向套结构等方法可以减小偏载产生的侧推力的大小和提高其自身承受偏载的能力。所以在考虑整个液压机的工作温度带来的影响,对导向套间隙的确定给处了具体计算方法;考虑到密封在使用过程中,液压油和导向套自重带来的安全隐患,对密封装置的设计给出了新的设计方法,为锻造液压机主缸的设计与进一步优化提供了参考依据。