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擠壓機液壓支撐結構強度有限元分析

發布于:2022-03-17 18:53
有限元分析

      帶有穿孔系統的雙動擠壓機是生產高性能、高質量的空心型材和無縫管材的關鍵設備;钊絻戎么┛紫到y不需要設置穿孔動梁,結構簡單、重量輕、開檔小、穿孔精度高,有利于提升機床整體性能和市場競爭力。內置式穿孔系統的液壓支撐系統對實現穿(擴)孔過程、固定針擠壓過程穩定進行和保證產品質量起著重要作用。
      鄧小民分析了穿孔針的受力,對穿孔針和其配合工具的結構優化進行了探討。王力莉采用有限元分析了空心錠固定針擠壓時,穿孔針的應力、應變情況,提出改善穿孔針強度的措施。楊大詳和楊紅娟[5]詳細闡述分析了125MN雙動擠壓機內置穿孔裝置的液壓系統控制回路和工作過程。韓泓提出了一種通過穿孔針液壓系統動作控制和擠壓速度控制實現提高穿孔針定位精度的方法。張君等采用有限元法對雙動擠壓機工作主缸、前梁、后梁等大型部件進行應力分析,優化調整結構,降低應力集中。
      目前對內置式穿孔系統的研究多集中于穿孔針的結構優化及強度校核、液壓系統控制原理及工作過程,很少涉及到穿孔裝置液壓支撐系統的結構強度分析。穿孔裝置的液壓支撐系統結構強度對整個設備結構安全起著重要作用。此外,穿孔活塞缸的缸體是擠壓機主工作缸的柱塞,有必要建立工作主缸和穿孔缸耦合作用下的有限元模型。因此,本文采用有限元方法研究了穿(擴)孔、固定針擠壓情況下的穿孔裝置液壓系統結構強度,分析了應力和位移分布情況。
      以16MN雙動擠壓機內置式穿孔裝置的液壓支撐系統為例,對雙動擠壓機內置穿孔裝置液壓支撐系統結構進行結構強度分析。如圖1所示,雙動擠壓機主工作缸為柱塞缸,穿孔活塞缸的缸體就是工作主缸的柱塞。
      穿孔力是雙動擠壓機主要參數之一,一般按擠根據公稱穿孔力可以確定在此狀態下的穿孔液壓系統的壓力,根據式(1)確定穿孔力可計算得到穿孔液壓系統壓力Pc=12.229MPa~24.458MPa。穿孔液壓缸的受力如圖2a所示。擠壓力由主工作缸和兩個側缸共同提供,根據公稱擠壓力和主缸、側缸尺寸可確定主工作缸液壓系統最大壓力P=28.618MPa。擠壓過程中穿孔缸超壓回油,穿孔缸中的液壓油的壓力值為恒定值,以保持穿孔針固定不動,此時液壓缸受力如圖所示。


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