基于机架刚度的大型压机预紧力研究.pdf

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1、研究与分析2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·基于机架刚度的大型压机预紧力研究刘明勇(湖北工业大学湖北省农业机械工程研究设计院，湖北武汉430068)摘要：螺栓预紧力对大型压机的使用稳定性具有决定性作用，针对某大型压机使用过程中出现机架松动现象，建立大型压机机架有限元模型，得到机架的垂直刚度与角刚度。根据预紧力压缩变形量应不少于偏心载荷的等效力与力矩产生的侧隙量，计算出等效载荷系数，结合有限元预紧力接触模型得到预紧力大小，进而确定预紧螺母旋进量，为指导设备设计及检修提供理论依据。关键词：大型压机；强度；刚度；预紧力；有限元中图分类号：T

2、H132文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)05-0012-04ResearchonPre——LoadsofHydraulicPresswithFrameStifnessLIUMing—yong(HubeiAgriculturalMachineryEngineeringResearchandDesignInstitute，HubeineofTechnology，WuhanHubei430068China)Abstract：Boltpreloadedforcehasplayedimportantstabilityroleintheoperati

3、onstabilityofalargepressuremachine，withalargefooseframephenomenonappearedintheprocessofpressuremachine，thefiniteelementmodelisestablishedandtheverticalstiffnessandframeanglestifiaessaregot．Accordingtothepreloadedforcecompressiondeforruationshouldbenotlessthanthe1ateralclearancequant

4、ityproducedbyeficacyandtorqueofeccentricloading，theequivalentloadcoeficientiscal—culated，basedonthefiniteelementpreloadedforcecontactmodel，thepreloadedforcesizeisgot，thequantityrotatedintothenutisdetermined，thetheorybasisisprovidedfortheequipmentdesignguidanceandmaintenance．Keywords

5、：forgingpress；strength；stiffness；pre—tighteningforce；FEMl引言合较好的结果。压机作为锻压机械中常见设备，使用过程中由于某大型压机存在机架松动，因此需停机检修，对循环作业导致机架松动现象，对生产带来危害，需定螺栓预紧力进行理论分析，目的为实际生产提供理论期检修设备。目前大型自由模锻压机主要分为半预依据。紧和全预紧两种方式¨。半预紧结构采用立柱直接2大型压机机架刚度分析穿过上、下横梁，通过预紧螺母施加预紧力；全预紧结实际生产过程中，压机在承受载荷时机架受力主构采用拉杆将上、下横梁与机架紧固。压机在使用过要表现

6、为机体弯曲变形、垂直方向拉升。通常锻压零程中容易产生偏载，施加预紧力时均考虑预紧系数，件在工作台上存在位移偏差，压机整体机架受偏载作通常压力机预紧力系数取为1．2～1．5。用，导致机架弯曲变形四个立柱受力不均，横梁倾斜大型模锻设备预紧力研究方面国内外学者均作一定角度，使得局部立柱预紧螺母松动现象。因此，了大量工作。德国Stuttgart大学¨研制的高内压机螺栓预紧力主要取决于整机垂直刚度与角刚度。压成形液压机预紧系数为2．2，闭式结构预紧系数可到4．75；Ludma¨对法兰螺栓连接件预紧力分析，根据螺栓应力分析得到最佳装配预紧力；周杰¨等研究了闭式组合机身拉杆

7、预紧力对压机模锻精度的规律，表明预紧力对横向弯曲变形及横向错切影响较大；吴生富等研究了立柱刚度、拉杆刚度及拉杆偏置量对机架整体性能的影响，表明立柱与拉杆刚度比对整体性能影响十分明显；何敏”等基于接触理论对图1垂直方向机身对称受力图高速精密压力机预紧力进行研究，得到与实验测试吻收稿日期：2013—07—23基金项目：国家自然科学基金资助项目(51235005)作者简介：刘明勇(1985一)，男，江西九江人，讲帅，博士，主要从事齿轮动力学及机械结构分析方面的研究工作、·12·研究与分析2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·根据有限元分析结果，

8、选取偏心载荷为额定载荷D=(A，‘)·