关于600kn分体拉杆结构单柱液压机机身设计

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1、文章编号：1672—0121(2012)Ol一0018-046300kN分体拉杆结构单柱液压机机身设计夏卫明，骆桂林，嵇宽斌(扬力集团江苏国力锻压机床有限公司，江苏扬州225009)摘要：本文应用有限元方法，设计了6300kN分体拉杆结构单柱液压机机身。机身分成上梁、立柱和下梁三个独立的零部件，采用拉杆超压预紧组合在一起。通过计算得出在公称载荷下机身体各部分应力和变形情况以及拉杆所受拉力等数据，确定了拉杆的直径和适合的预紧力等参数。对比了整体结构与组合结构机身两种设计方案，新结构整机重量虽略有增加，但刚度更好，关键是解决了制造、起吊和运输方面的困难。关键

2、词：机械制造；机身；单柱液压机；有限元中图分类号：TG315．4文献标识码：B1引言大，长途运输公路收费站车道宽约4．5m，天桥高约单柱式液压机大多采用整体单柱式铸造或焊接4．2m，重型平板卡车拖车宽度3．5m，这些数据都制结构机身，其上梁设计有主缸安装定位孔，下梁台面约了大吨位整体结构的机身结构的设计和制造。因上设有“T”形槽，供固定模具或其他工具。该结构的此，单柱式液压机主要限于6300kN以下产品。为解特点是可以三面接近工作区，装卸模具和工件方便，决生产制造的困难，特应用有限元方法，设计分体结特别适合用于尺寸较长的零件的整形校正。但最大构机身。图1

3、所示机身分成上梁、立柱和下梁三部的缺点是机身刚度差，承载后，主缸中心线与下梁台面的垂直度产生角位移，导致模具间隙偏于一侧，影Jm响工件质量，降低模具寿命。上梁小吨位液压机一般多采用整体式机身结构，大⋯‘l口吨位的由于整体尺寸较大，单件重量很大，不便加拉杆工、起吊、运输，企业需配备大吨位行车等设备，给制口L立柱造带来许多不便。从运输考虑，机身尺寸不宜设计过定位套I厂下梁收稿日期：2011-11-17锁紧螺母r—作者简介：夏卫明(1981一)，男，硕士，从事结构强度设计及优化、液压机设计等图1分体拉杆结构单柱液压机机身【参考文献】[2]陆红，周琦．面向超低速

4、“蠕进”液压缸的控制回路及设计．锻[1]陆红．锻压液压机的准柔性化设计．锻压机械，2002，38(6)：9—压装备与制造技术，2004，39(5)：49—51．10．分，三部分采用三根拉杆和锁紧螺母连接。为防止机拉杆中的拉力与锁紧螺母的接触反力相等，在身体三大部件的窜动，上梁与立柱、立柱与下梁结合计算拉杆拉力时，选择上梁与拉杆锁紧螺母接触面面使用定位套定位。为增加机身刚度，拉杆中采用液接触对单元中的CONTA174单元，通过ANSYS的压预紧缸进行超压预紧。取值函数*GET命令，得到各接触单元法向接触压力和接触单元面积，将各单元法向接触压力与接触2模型说

5、明单元面积相乘，得到各单元所受压力，将所有接触单模型结构参照我公司设计生产的6300kN整体元接触压力求和，得到拉杆拉力。采用PRETS179单式单柱液压机全钢板焊接机身结构，主要参数与之元在拉杆中建立预紧单元，SLOAD指令施加预紧载相同，包括喉口深度、开口高度、主筋板尺寸、上梁和荷_l'21。所有的计算过程均采用ANSYS软件的APDL下横梁高度、前后和左右方向尺寸等。模型设计为分程序自动完成。体拉杆结构，在拉杆部位增加支撑筋板。采用Pro／3．1拉杆中不施加预紧力，仅加载工作载荷ENGINEER4．0建立1／2三维实体对称模型，导入约束：约束下梁上

6、平面所有自由度，在对称面上ANSYS11．0中进行单元的划分和参数设置，如图2施加对称约束。载荷：在主油缸与上梁接触面施加所示。模型坐标系位于主油缸中心线与下梁底平面6．3E6／2N(3150kN)的公称载荷。相交处，Z轴垂直下梁底平面向上，XY平面水平。模计算结果：上梁最大应力199MPa，发生在锁紧型材料参数见表1。螺母接触面，大部分应力22MPa～66MPa；立柱最大应力100MPa，发生在后部与下梁接触线附近，大部分应力22MPa～78MPa；下梁最大应力169MPa，发生在锁紧螺母接触面，大部分应力37MPa～75MPa；油缸中tL,线与下横梁

7、底平面交点垂直方向位移7．47ram；拉杆1中大部应力60MPa～80MPa，轴向拉力4225287N，最大向弯曲9．4mm；拉杆2中大部应力60MPa～80MPa，轴向拉力2049332N，最大X向弯曲9．4mm。因此，三根拉杆轴向拉力合计约12540kN。三大部件之间产生明显的间隙，如图3所示图2分体拉杆结构单柱液压机机身有限元模型g-1材料参数密度，1／2模型重量材料弹性模量泊松比kg／m。／t／MPa下梁78oo14．7813Q235-A2．0E5O．27立柱78005．89483Q235-A2．0E50-27上梁78OH012．4614Q235

8、-A2．OE5O-27拉杆1(O285)78003．17709452．06E50