斜置角度对双柱液压机本体优化设计的影响研究

发布时间：2017-09-27 16:30

  本文关键词：斜置角度对双柱液压机本体优化设计的影响研究

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【摘要】：为适应锻造车间装备智能化和生产经济性要求,具有锻造速度快和压下精度高等特点的双柱快锻液压机生产线越来越受到企业关注。因此,双柱液压机本体优化设计及其自动联动控制研究具有一定理论意义和实际价值。根据制定的行业标准,双柱液压机斜置角度分为22°,25°,30°,32.5°和35°。不同的斜置角度改变了液压机的本体几何参数,也在改变设备重量。为响应国家倡导的节约资源号召,本文以5MN公称压力双柱上推式液压机本体为研究对象,以液压机斜置角度为变量,以强度和刚度为约束条件,以减小本体重量为目标,进行本体优化设计,具体研究内容有:首先,以斜置角度为35°的液压机为例,依据传统的设计理论,对本体主要零部件进行设计计算。同理,基于液压机技术参数要求,设计并计算得到斜置角度22°,25°,30°,32.5°本体主要零部件尺寸,并对各零部件进行强度和刚度校核。其次,利用ANSYS Workbench有限元软件,在中心载荷下对液压机本体进行力学模拟分析,对主要零部件进行强度校核。通过有限元软件优化功能,以重量最小为目标,以横梁的强度和相对挠度为约束条件,以横梁的宽度和高度为变量,对不同斜置角度液压机上、下横梁进行优化,获取了各横梁的优化尺寸。最后,在立柱与横梁接触面处不发生开缝现象的条件下,模拟计算了中心载荷和偏心载荷下的最小预紧力,分析得到斜置角度对液压机预紧力的影响规律。通过上述分析结果,研究了斜置角度对液压机的重量影响趋势,为企业在选择双柱液压机的规格提供理论指导。
【关键词】：双柱液压机 斜置角度 预紧力 偏心载荷 有限元优化
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 快锻液压机的发展与现状11-12
• 1.3 双柱液压机本体结构设计概述12-13
• 1.4 双柱液压机工作空间的布置特点13-15
• 1.5 液压机本体优化概述15-16
• 1.6 有限元软件简介16-17
• 1.7 课题来源和研究内容17-18
• 第2章 不同斜置角度的双柱液压机本体结构设计18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 液压机技术参数18
• 2.3 主工作缸的设计18-20
• 2.4 斜置角度为 35°时液压机上横梁的设计计算20-24
• 2.4.1 上横梁的结构设计21
• 2.4.2 上横梁的强度校核21-24
• 2.4.3 上横梁的刚度校核24
• 2.5 其它斜置角度时液压机上横梁的设计计算24-26
• 2.6 不同斜置角度的液压机下横梁的设计计算26-28
• 2.7 活动横梁的结构设计28-30
• 2.8 拉杆和立柱的结构设计30-31
• 2.8.1 拉杆直径的确定30
• 2.8.2 立柱结构设计30-31
• 2.9 预紧力的计算31-32
• 2.10 本章小结32-33
• 第3章 中心载荷下双柱液压机本体有限元分析与优化33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 上横梁优化33-37
• 3.2.1 模型的建立33-34
• 3.2.2 上横梁初定结构计算结果34-35
• 3.2.3 上横梁结构优化35-37
• 3.3 下横梁优化37-40
• 3.3.1 模型的建立37
• 3.3.2 下横梁初定结构计算结果37-40
• 3.3.3 下横梁的结构优化40
• 3.4 中心载荷下双柱液压机拉杆合理预紧力研究40-51
• 3.4.1 液压机本体结构有限元建模40-41
• 3.4.2 加载初定预紧力后本体结构受力分析41-43
• 3.4.3 中心载荷时组合机架合理预紧力的研究43-45
• 3.4.4 中心载荷下关键零部件的有限元分析45-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 偏心载荷下双柱液压机的有限元模拟分析53-73
• 4.1 引言53
• 4.2 偏心载荷下有限元模拟分析53-70
• 4.2.1 偏心载荷时斜置角度对拉杆预紧力的影响研究54-58
• 4.2.2 活动横梁在下端时有限元分析58-62
• 4.2.3 活动横梁在中部时有限元分析62-66
• 4.2.4 活动横梁在上部时有限元分析66-70
• 4.3 斜置角度对液压机结构尺寸和重量影响趋势70-72
• 4.3.1 斜置角度对液压机结构尺寸的影响趋势70-71
• 4.3.2 斜置角度对液压机本体重量的影响趋势71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果79-80
• 致谢80

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本文编号：930712