上推式自由锻造液压机抗偏载性能的研究

发布时间：2017-10-26 07:33

  本文关键词：上推式自由锻造液压机抗偏载性能的研究

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【摘要】：上推式双柱自由锻造液压机作为大型制造装备,在锻造过程中经常会出现偏载工况,对抗偏载性能有较高的要求。进行上推式双柱锻造液压机抗偏载性能的研究,对提升我国重载制造装备的设计与制造能力都具有重要意义。锻造液压机工作缸与活动横梁连接形式主要为双球铰结构,传统的自由锻造液压机的抗偏载性能分析忽略了球铰的自锁特性,仅围绕机架进行理论分析,造成偏心锻造力的传递路线分析不准确,影响了偏心锻造力学模型的建立,也难以有效反映偏心锻造的制约因素,给锻造液压机的使用带来了严重的安全隐患。最大允许锻造偏心距作为锻压机抗偏载性能的重要参数,同样需要在满足锻造液压机自锁特性的基本条件下开展相应的研究。本论文通过上推式自由锻造液压机的相关资料,从“偏心锻造工况下球铰会发生自锁”这一条件出发,建立锻造液压机偏载模型;针对工作缸柱塞与活动横梁连接球铰的自锁状态,分析锻造液压机的自锁载荷偏心距,明确液压机偏心锻造的作用机理和制约因素。将理论分析与仿真计算相结合,对其抗偏载性能进行研究,并提出锻造液压机最大允许锻造偏心距的确定方法。采用了流固耦合的计算方法,建立了压机工作缸导向套内外间隙流体域,关注到流体对工作缸应力的影响,使仿真结果更贴近实际工况,使锻压机的抗偏载性能分析更加准确有效。论文证明了在球铰自锁状态下,偏心锻造力将经过压机的活动横梁和工作缸作用于机架上横梁,工作缸是锻造液压机抗偏载性能主要制约因素。球铰在锻造液压机空载回程过程中由于其自适应性转动特性,对锻造液压机工作缸起到了保护作用,有效缓解了空载运动过程中回程缸同步误差对工作缸的侧推力。根据锻造液压机的自锁条件及抗偏载性能的分析结果确定锻造液压机的最大允许锻造偏心距,提出改善抗偏载性能的合理性方案,为锻造液压机的整机结构设计与优化的深入研究提供参考依据。
【关键词】：自由锻造 双柱液压机 抗偏载性能 制约因素 工作缸 流固耦合分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 上推式双柱锻造液压机简介11-13
• 1.2.1 上推式双柱锻造液压机的结构组成11-12
• 1.2.2 上推式双柱锻造液压机的工作原理12-13
• 1.3 研究现状及存在问题13-14
• 1.3.1 研究现状13
• 1.3.2 存在问题13-14
• 1.4 本课题的研究思路及研究内容14-17
• 1.4.1 研究思路14-15
• 1.4.2 研究内容15-17
• 2 上推式自由锻造液压机偏载工况下的分析17-35
• 2.1 工作缸球铰连接形式17-18
• 2.1.1 刚性连接17
• 2.1.2 单球铰连接17-18
• 2.1.3 双球铰连接18
• 2.2 工作缸球铰自锁特性的研究18-23
• 2.2.1 球铰自锁条件的研究18-21
• 2.2.2 球铰摩擦因数的影响21-23
• 2.3 锻造液压机自锁条件研究23-26
• 2.3.1 锻压机自锁条件的分析23
• 2.3.2 锻造液压机自锁载荷偏心距的计算23-26
• 2.4 锻造液压机抗偏载性能影响因素分析26-31
• 2.4.1 偏心载荷传递路线26-27
• 2.4.2 抗偏载性能影响因素分析27-29
• 2.4.3 工作缸抗偏载性能的分析29-31
• 2.5 偏载模型的建立与最大允许锻造偏心距的确定方法31-32
• 2.5.1 偏载模型的建立31
• 2.5.2 最大允许锻造偏心距的确定方法31-32
• 2.6 球铰在锻造液压机中的作用32-34
• 2.6.1 锻压机空载时球铰的作用32-33
• 2.6.2 回程缸偏载力矩的计算33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 3、基于流固耦合的工作缸偏载模型建立35-45
• 3.1 工作缸偏心锻造模型的建立35-36
• 3.2 流固耦合的基本定义及方程36-38
• 3.2.1 流固耦合的基本定义36-37
• 3.2.2 流固耦合方程37-38
• 3.3 间隙流体域模型建立及网格划分38-39
• 3.4 间隙流体域的求解39-42
• 3.5 工作缸模型的建立及网格划分42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 4、计算结果及分析45-56
• 4.1 工作缸应力计算45-49
• 4.1.1 工作缸球铰自锁特性45-46
• 4.1.2 工作缸内结构的应力计算46-47
• 4.1.3 导向套侧推力计算47-49
• 4.2 活动横梁与立柱接触状态49-50
• 4.3 不同自锁偏心距的影响规律50-52
• 4.3.1 不同自锁偏心距的导向套等效应力50-51
• 4.3.2 立柱-活动横梁在不同自锁偏心距下的接触状态51-52
• 4.4 锻造液压机三工作缸仿真分析52-55
• 4.4.1 模型建立52-53
• 4.4.2 计算结果53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5、锻造液压机抗偏载性能分析56-61
• 5.1 抗偏载性能制约因素分析56-58
• 5.1.1 机架与工作缸的抗偏载性能对比56
• 5.1.2 工作缸各结构抗偏载性能对比56-57
• 5.1.3 流体对结构应力结果的影响57-58
• 5.2 最大允许锻造偏心距的确定58-59
• 5.3 抗偏载性能的改善59-60
• 5.3.1 合理制定最大允许锻造偏心距59-60
• 5.3.2 工作缸导向套及密封性能的改善60
• 5.4 本章小结60-61
• 总结61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间的研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张瑞;胡天威;杨晋;;柱塞式液压缸内流场数值研究[J];液压气动与密封;2015年11期

2 刘艳妍;杨晋;;双柱式锻造液压机工作缸球铰力学分析[J];机械科学与技术;2014年06期

3 刘艳妍;杨晋;马学鹏;胡振宇;;上推式快锻液压机活动横梁转动自锁条件研究[J];机械工程学报;2014年08期

4 姜峰;杨晋;马学鹏;;下拉式快锻压机工作缸缸体的参数化设计研究[J];锻压技术;2014年03期

5 徐响;韩露;郭贺贺;;大型自由锻造液压机的技术特点分析[J];中国高新技术企业;2014年04期

6 谢广玉;李秀珠;胡海燕;;自由锻造液压机的技术现状及设计分析[J];锻压装备与制造技术;2013年01期

7 金淼;董晓传;邹宗园;孙建新;;给定预紧力下组合机架的上限载荷计算[J];中国机械工程;2012年20期

8 王晓伟;李玉石;张学良;张宗阳;连晋华;;80MN快速锻造液压机工作缸及机身静力分析[J];太原科技大学学报;2012年03期

9 陈晖;谭建平;龚金利;刘石梅;;一种新型大型水压机立柱应力测试系统[J];振动.测试与诊断;2012年03期

10 郑文达;权晓惠;李俊辉;;锻造液压机的现状及其展望[J];重型机械;2012年03期

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本文编号：1097677