八萬噸壓機壓下及同步驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)建模與結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、巨型模鍛壓機用于輕金屬及其合金的大型模鍛件的生產(chǎn)，也用于各種低塑性高強度鋼、耐熱鋼以及碳素鋼和低合金鋼等黑色金屬模鍛件的生產(chǎn)，在國防和航空工業(yè)的大型模鍛件生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用。 巨型模鍛液壓機在工作過程中由于工件溫度分布不均、毛邊寬度不一、變形阻力不對稱等因素處于偏載受力狀態(tài)，為克服偏載對壓機工作的不利影響，大型壓機中主工作缸系統(tǒng)和同步平衡系統(tǒng)均采用球面支承方式，有效減小側(cè)推力，減小磨損，提高使用壽命。 本文針對大型

2、液壓機中普遍存在的球面支承結(jié)構(gòu)，指出了以往的分析只是做了理論分析，仿真也只是建立了靜力分析模型，而未能考慮動態(tài)接觸復(fù)雜狀態(tài)的不足。本文通過對球面支承模型的深入分析，提出了球面接觸網(wǎng)格劃分的關(guān)鍵，研究了粘滑接觸模型和動態(tài)接觸模型對球面支承動態(tài)模型的意義，并提出了球面支承結(jié)構(gòu)動態(tài)模型邊界的加載方法，建立了能較為準確模擬實際工況的動態(tài)模型。 結(jié)合八萬噸液壓機結(jié)構(gòu)中主工作缸系統(tǒng)及同步平衡系統(tǒng)均采用球面支承方式的設(shè)計方案，分別采用六面體單

3、元建立液壓機主工作缸系統(tǒng)以及同步平衡系統(tǒng)的動態(tài)模型并進行了以下分析： 1、校核了主缸和同步缸的剛度和強度，分析發(fā)現(xiàn)主缸和同步缸進油孔相貫處均出現(xiàn)高應(yīng)力集中，針對這一液壓缸中普遍存在的問題，提出了以下優(yōu)化方案：對整體式結(jié)構(gòu)的主工作缸將其中間圓形孔改為腰月形，使進油孔相貫處應(yīng)力水平降低了33％；對同步缸的分體式結(jié)構(gòu)，將原來位于缸筒上的進油孔轉(zhuǎn)移到缸底法蘭上，使其應(yīng)力水平降低了66.5％。 2、對主工作缸系統(tǒng)的分析中，研究了主

4、缸柱塞與活動橫梁的連接方式，分析了偏載時分別采用單球鉸連接、雙球鉸連接兩種不同連接方式對主缸密封性能的影響，并求出了側(cè)推力。分析認為在大型壓機中采用雙球鉸連接方式比之單球鉸連接方式更具優(yōu)勢。 3、分析了同步平衡系統(tǒng)在壓機偏心受力時的變形和應(yīng)力分布情況，分析表明連接軸與活塞的卡箍連接方式存在高應(yīng)力集中，活塞桿在彎矩作用下存在較大的撓度；針對同步平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的問題，提出了采用螺紋連接方式代替卡箍連接方式的優(yōu)化方案，使連接處應(yīng)力水