对于四柱液压机主体改造研究

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1、2014年10月机床与液压Oet．2014第42卷第加期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．20．050四柱液压机主体改造研究卜匀(唐山学院，河北唐山063000)摘要：针对液压机改造，借助有限元软件，分析工作情况下液压机主机各零部件改造前后的应力和变形规律，提出改进方案。为液压机性能的进一步提高提供参考。关键词：四柱液压机；立柱；横梁；有限元；改造中图分类号：TG315．4文献标识码：B文章编号：1001—3881(2014)

2、20—159—4某矿山修配厂主要从事煤矿机械专用设备及配件的制造、修理，冶金专用设备、建筑工程用机械及配F—1，匿备件制造等业务。工厂的一台四柱液压机，应用中液压控制系统经常出现故障，而且立柱根部圆角处出现小1l¨-lll裂纹。提出液压机改造方案：液压控制系统选用插装lIl阀改造的同时适当增大公称压力，扩大工作范围，主1机原有结构是否能满足强度要求。基于此，对主机结构进行校核分析，为改造设计奠定理论基础。四柱式液压机主要技术参数如下：公称压力：2000kN；液体最大工作压力：25、、}JlMPa。改造参数：液体最大工作压力2

3、8MPa或32MPa。四柱式液压机主体包括液压缸、立柱、三横梁三=一L／I[部分内容，如图1所示。液压机各零部件材料性能参数见表1。图1液压机表1液压机各零部件材料性能参数表1液压缸缸体改造分析缸体对称，在ANSYS有限元软件中建立1／2缸1．1液压缸改造前分析体分析模型，选用SOLID185单元类型，单元大小设采用活塞式液压缸，活塞杆与活动横梁的连接形置20mm，进行自由网格划分。在缸体对称面上施加式为刚性连接。主液压缸主要尺寸：活塞直径320对称约束，在液压缸法兰与上横梁接触的环形面上施mm；活塞杆直径280mm；主缸壁

4、厚5．5cm；外径加、y、z三个方向的位移约束，在液压缸的内腔430mm。侧壁、缸底面施加液体最大工作压力25MPa的载荷，液压缸工作时高压油作用于柱塞，反作用力作用在液压缸法兰与上横梁接触的环形面施加2000kN在缸底，通过缸壁传到法兰部分，以均匀面力作用于的均布力。法兰上表面。液体压力均匀分布于密封以上的液压缸液压缸节点等效应力云图如图2所示，在缸底内内壁。由于液压缸以法兰支承，并用锁紧螺母与横梁圆弧偏下方部位存在部分高应力，法兰和缸体过渡圆联接，法兰表面各节点垂直方向自由度、周向自由度弧部位为高应力区，超过许用应力范围

5、；内腔侧壁应受到约束。力较均匀；其他部位应力值较小，均满足材料的许用收稿日期：2013—09—09基金项目：唐山市科学技术研究与发展课题(111102007b)作者简介：b匀(1971一)，女，副教授，主要从事机械制造、设备方面研究。E—mml：buyun71@126．tom。·162·机床与液压第42卷表4压力参数改变前后横梁变化对比表4结论对液压缸缸体和立柱结构适当改进，可以达到2240利用有限元分析软件完成液压缸、立柱及三横梁kN或2560kN的公称压力。研究结果为改造方案的应力和应变分析，得到液压机原液体工作压力25

6、实施奠定理论基础，为液压机性能的进一步提高和发MPa下的应力应变变化规律。进一步改变液体工作压展提供了参考依据。力，液压缸分析结果表明：缸底过渡部分、法兰和缸参考文献：体接触半径部分存在安全隐患，应加大过渡半径；立[1]李建华．大吨位四柱式闸板缸动式液压机的机身有限元柱存在安全性问题，由于改造要求尽量少地改变零件分析[J]．锻压装备与制造技术，2011(1)：34—37．结构，保持立柱直径不变，加大退刀槽根部过渡圆角[2]刘广君，贾延．4MN液压镦锻机机架有限元模态分析半径，调整为5mm；三横梁计算及分析结果显示均[J]煤矿

7、机械，2008(5)：72—75．满足设计要求，并有较大的余量，可以承受更大的[3]俞新陆．液压机的设计与应用[M]．北京：机械工业出版力，原结构可以继续应用。研究结果表明：改造液压社，2006．机液压系统的同时，增加压力至28MPa或32MPa，(上接第177页)进，在主轴端盖上增加若干个径向孑L，保证气流压力迷宫密封环4进行结构改进，改成甩油环4，外圆加均匀，增强气流向外喷出能力，获得较好的气体密封工3道不等边锯齿形环槽用于甩油，锯齿的方向与润效果；将原迷宫密封改为由不等边锯齿形环槽组成的滑油流动方向相反，不等边锯齿形环

8、槽，在将流体甩甩油环密封，利用不等边锯齿形环槽的导向功能，阻出时，具有导向功能，阻止润滑油向外流动，防止润止润滑油向外渗漏，使密封性能进一步改善。改进后滑油向外渗漏，强化密封效果。的密封结构简单、易加工，不涉及外部系统，不涉及第3道密封和第4道密封的密封结构涉及主轴结主轴的变化。改进后，使