大型制造装备是制造产业链中重要的关键基础设备,体现着国家极端制造能力和制造水平,是国民经济和国防安全的重要保障。双柱快锻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,世界各国均在大力研发和应用。双柱快锻液压机组的主机结构主要分为斜置上推式和斜置下拉式两种形式,大型双柱快锻液压机结构以斜置上推式为主。上推式快锻液压机在对工件的锻压过程中,由于工件形状、温度偏差、材质不均等多种因素的影响,必然会有偏载的状况出现,且液压机的工作载荷也较大,所以上推式快锻液压机对抗偏载性能有较高的要求。最大允许锻造偏心距就是衡量上推式快锻液压机抗偏载性能的重要参数。上推式快锻液压机的工作缸柱塞与活动横梁均采用了球铰连接结构,而现有研究成果缺乏球铰自锁条件对偏心锻造力传递方式的影响分析,造成偏心锻造分析模型难以有效反映液压机偏心锻造的制约因素,使最大允许锻造偏心距的确定缺乏理论依据,给液压机使用带来严重的安全隐患。本课题拟基于工作缸球铰副转动自锁条件的影响构建大型双柱自由锻造液压机的偏心锻造力学分析模型,研究大型双柱快锻液压机的最大允许锻造偏心距。论文重点对上推式快锻液压机的工作缸与活动横梁连接球铰的转动自锁条件进行了理论分析,并利用ADAMS软件对球铰自锁条件进行了虚拟仿真,验证了理论分析的准确性,确定了在偏心锻造工况下工作缸与活动横梁的连接球铰处于自锁状态,球铰属刚性连接;以液压机工作缸与活动横梁的连接球铰满足自锁条件,建立了上推式快锻液压机的偏心锻造力学分析模型;根据偏心锻造力学分析模型,分析了液压机满足合理偏心锻造的条件,明确了液压机最大允许锻造偏心距的确定思路;指出了球铰满足自锁条件时,偏心锻造力将经过液压机的活动横梁和工作缸作用于机架横梁,主机机架与工作缸各自承载了全部偏心锻造力的作用,而工作缸的抗偏载性能相对机架明显较弱,工作缸的抗偏载性能将成为制约液压机偏心锻造能力的关键因素。以研究成果为根据,论文针对企业在用上推式快锻液压机的最大允许锻造偏心距和工作缸的抗偏载性能进行了分析,明确了研究成果的可行性。