导柱品牌【欧贝特,陈先生,13702623009】在欧贝特人长期共同的努力下,公司现拥有精良的设备、稳定的产品质量和完善的检测系统,并严格按照IS09001:2000质量认证体系进行科学化管理。
广州活塞杆液压摆式剪板机机身钢板焊接结构,液压传动、蓄能器回程,结构合理可靠,外形美观,操作维修方便。其特点是功能齐全,设有机动后挡料、手动微调、刀口间隙快速调节机构。灯光对线,计数与定数装置。行程无级调节提高了剪切料时的生产效率,对金属板材的切分及修剪毛边,尤为理想,广泛应用于金属结构、锅炉、起重运输机械、造船等行业。
某型液压摆式剪板机主要由机架、刀架、主油缸和工作台组成。主油缸固定在机架上,借助液压驱动精密活塞杆压下刀架,使刀架作回转运动,通过刀架前端面的刀片切断金属板料。精密活塞杆的顶端联接着一球头关节压块,可以绕其球心转动,调整在刀架转动过程中,精密活塞杆对刀架作用力的方向。
1.模型的建立
选用ANSYS10.0有限元程序进行计算,考虑到计算时间和需要得到的是环形挡圈对精密广州活塞杆的侧推力,将问题转化为平面应力问题,应用平面四边形八节点等参元PLANE82来建立模型,设置单元行为为Planestrain。分析中建立的零件模型为刀架、精密活塞杆、精密活塞杆环形档圈、球头关节。所有的接触面均采用接触算法,选用TARGE169目标单元和CONTA172接触单元来建立接触对,接触行为包括滑动,接触法向刚度取默认值0.1,忽略精密广州活塞杆和环形档圈之间的摩擦,推力关节和机架接触面摩擦系数取0.1,计算中忽略变形的影响,泊松比v=0.3。为取得精确计算结果,在划分网格时,对接触区域网格进行细化控制处理,控制接触线界附近最小单元尺寸小于0.02H,环形挡圈采用扫描网格处理,计算模型最终产生16855个平面单元,98个目标单元和201个接触单元。轴承支撑面径向自由度,刀口处UZ=0,精密广州活塞杆顶面施加800kN压力载荷。
2.分析结果
由于环形挡圈与精密广州活塞杆沿轴向有一定的接触宽度,挡圈左右两侧面均有压力分布,左侧的压力要大于右侧。借助ANSYS后处理器/POST1的单元表功能,取得接触单元上的法向压力之和即为环形挡圈对精密广州活塞杆的侧推力。计算可知,在该位置上,左侧面侧推力为139413N,右侧面侧推力为128190N。
随着刀架的转动,下部挡圈左侧面对精密广州活塞杆的侧推力减小,右侧面对精密广州活塞杆侧推力增大,左右侧面侧推力方向相反,合力向右,合力随刀架转角的增大逐渐减小,减小趋势基本成线性变化。上部挡圈左侧面对精密广州活塞杆的侧推力先减小,后增大,右侧面对精密广州活塞杆的侧推力先增大,后减小,合力的反向向左,与下部挡圈合力和球头关节支反力向左的分力相平衡。
3.结论
(1)由于环形挡圈与精密广州活塞杆沿轴线的接触长度不可忽视,环形挡圈左右两侧面均有压力,且左侧大于右侧,在刀架转角范围内,下挡圈对精密广州活塞杆的侧推力之和向右。
(2)根据有限元法对精密广州活塞杆侧推力的分布规律的分析,在刀架转角范围内,上部环形挡圈对精密广州活塞杆的压力均小于下部挡圈,精密广州活塞杆对下部挡圈的压力是造成精密广州活塞杆磨损破坏的主要原因,且精密广州活塞杆的磨损多发生在左半侧面,且越靠近导套的地方磨损越严重,这与实际情况是一致的。
(3)球头关节和刀架斜垫板之间摩擦系数的增大会增大环形挡圈对精密广州活塞杆的侧推力,因此,对球头关节和刀架斜垫板的接触面进行润滑,能降低精密广州活塞杆的磨损。
(4)由于设计变量很少,只有摩擦系数一个设计变量,可以很方便地利用内嵌于一般通用有限元分析软件中的优化设计求解球头关节被卡死的最小摩擦系数。对于该型液压摆式剪板机,上限位置球头关节被卡死的最小摩擦系数为0.17。
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