浅析ansys液压螺栓拉伸器的研制与

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1、液压气动与密封／2013年第07期基于ANSYS液压螺栓拉伸器的研制与分析郑昱，张江涛，李萍(上海电力修造总厂有限公司，上海201316)摘要：针对螺栓拉伸器作业工况恶劣的特性，提出一种基于有限元分析与实验相结合的设计方法。运用ANSYS软件对拉伸器关键结构——缸体进行强度校核和结构优化．并制定拉伸器试验方案，对比两者得到的数据。结果表明：初设参数下缸体应力集中强度大于材料的屈服极限，不满足设计要求；优化结构尺寸后，缸体的强度和刚度均满足材料的要求，安全系数得到极大提高；缸体外端应变数据中仿真值与实验值相符．这为该设备的

2、可靠性和安全性提供了设计依据。关键词：螺栓拉伸器；ANSYS；缸体；优化设计；有限元中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)07—0032—04AnalysisandDesignofHydraulicBoltStretcherBasedonANSYSZHENGYu，ZHANGJiang-tao，LIP／ng(ShanghaiPowerEquipmentManufactureCo．，Ltd．，Shanghai201316，China)Abstract：Accordingtothechar

3、acteristicsthatboltstretcherworkingconditionwasbad，puttingforwardakindofdesignmethodwhichwasfiniteelementanalysiscombiningwithexperimenta1．UsingthesoftwareofANSYStocheckthestrengthandoptimizethestructuralofthekeystructure-tensionforcylinder，formulatingthetensilet

4、estscheme，andcomparingthedata．Theresultsshowedthat，thestressconcentrationstrengthoftheinitialparametercylinderwasgreaterthanthemateriallimityield，whichdidnotmeetthedesignrequirements；thestrengthandstifnessofcylinderbothmetthematerialrequirementsafteroptimizingthe

5、structuresizeofthecylinder，andthesafetycoefficientwasimprovedgreatly；thesimulationstraindataandexperimentalvalueofthecylinderouterwerecoincidence，whichprovideddesigningevidenceforthereliabilityandsafetyoftheequipment．Keywords：boltstretcher；ANSYS；cylinderblock；opt

6、imization；finiteelement0引言l螺栓拉伸器的结构及参数液压拉伸器是火电锅炉给水泵中配套的专用工具螺栓拉伸器的结构如图1所示。它包括缸体、密封之一，是一种专门用于螺帽锁紧或拆卸的液压装置『l1圈、活塞和支架等【3]，活塞滑动配合在缸体内，油缸和活在作业于高强度、大尺寸、大预紧力要求的螺栓、螺母塞之间构成油腔．油管接头开孔与缸体上端．与油腔连时，液压拉伸器比液压扭矩扳手及螺栓加热有明显的通。工作时利用油缸直接对螺栓施加外力．使被施加力优势[21，可轻松完成拆装工作，其操作简单、控制精确、的螺栓在其弹性变

7、形区内被拉长．螺栓的直径微量变安全方便。随着拉伸器的应用越来越广泛，品种、规格、形．从而能够对螺母进行旋松或拧紧结构形式也在不断增加．同时作业的工况也越来越恶密努篙劣，比如超高压、超小空间以及多台拉伸器叠加工作等活塞支架工况，如果结构设计不合理．在工程上很容易出现液压缸爆裂、断裂、扭曲以及其他失效方式．会造成发电厂严重的损失，因此拉伸器的安全性、可靠性显得尤为重图1螺栓拉伸器的结构示薏要。本文应用有限元分析软件ANSYS对锅炉给水泵用表1为拉伸器的初设参数．以此为设计与分析依特定的液压拉伸器进行研制与分析．为设备的安全性

8、据，校核拉伸器的强度、刚度是否满足材料的要求，结能以及装置设计提供依据构设计是否合理与可靠缸体和活塞的材料为40CrNiMo．支架为2Cr13收稿日期：2013—05—232拉伸器的有限元分析作者简介：郑~(1960--)，女，上海人，高级工程师，本科，从事给水泵、偶合器等产品的研发设计_T作。电厂用螺栓拉伸器相比其