基于ANSYS的挤压机液压缸的有限元分析

发布时间：2020-01-18 12:26

【摘要】：液压缸是将通过液体压力做直线往复运动或摆动的执行元件。它的工作可靠，结构简单，在做往复运动时可减去减速装置并没有传动间隙，运动过程平稳，，在航天、船舶、工程机械等各种液压系统中广泛的应用。液压技术方面在实现高压力、耐久性、高效率、稳定性，高度集成化等都有很大的发展，完善比例控制，数字控制和伺服控制技术上也取得许多新的成就。在液压系统和液压元件的计算机辅助设计、优化、仿真等更深层次的开发性方面日益显著。为了与其它领域新技术保持同步，液压技术须不断发展，液压元件的性能逐步提高，来满足日益变化的市场需求。液压缸是液压系统中重要的执行元件，其中液压缸密封组件是液压缸高效率、高压传动的重要保障。本文主要内容是对大型挤压机液压缸分析，液压缸的密封原理，分析其密封失效原因并提出解决案。首先，了解挤压机液压缸各部分零件的结构，根据液压缸的工作压力，运用公式及有限元软件对液压缸进行受力分析。研究金属活塞环的密封原理，分析其密封失效的原因以及活塞环在液压缸和气缸中的密封作用，通过衍化法优化设计骨架无开口式活塞环。再者，介绍了活塞环的作用、结构、种类及其生产过程，分析活塞环的失效过程，无论是液压缸还是气缸一旦活塞环的自身压力消失，工作压力即作用于活塞环的内表面又作用于活塞环的外表面导致活塞环不能紧贴缸壁，密封失效。最后对金属活塞环研究，通过尝试用椭圆模拟活塞环自由状态曲线，用几何的方法求解活塞环自由状态曲线，用有限元软件分析接触应力，提取数据，再利用拉格朗日多项式找到x,y方向受力相等的椭圆b/a的值。应用平面曲杆理论分析活塞环受力，得出活塞环上各处受力和变形不同。介绍活塞环自由曲线的一些求解方法，应用有限元软件对其中的逆向求法分析，得出只要活塞环受到的压力变化，活塞环就不能和缸壁完好接触。研究使活塞环径向压力曲线分布曲线为圆时的活塞环自由状态曲线也为圆时的可能性。结果表明，活塞环自由状态曲线可以设计成圆形。
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内蒙古科技大学硕士学位论文展，高强度合金钢、不锈钢等特殊金属的大型无缝，且大多数都需进口。由于大型无缝钢管主要应舶、国防等重要领域，所以我国必须自主研发，解07 年北方重工在多方专业人士的研究下研制成功挤压机(图 1.1)，这一研究成果对我国整体水平提

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图 2.1 主缸结构图缸是单作用活塞式液压缸。单作用缸只往缸运动，靠活塞及上面元件的自身重力回到原油口以流量 q 进入液压缸后，液压油压力均液压的作用下，产生推力 F，并以速度 v 向缸卸压时，活塞靠自重缩回。力 F 为mDp 2有效面积；直径；的进油压力；
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51

【参考文献】