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目前陶瓷全自動(dòng)液壓壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)型式一般有四種：第一種是上、下橫梁為單獨(dú)的鑄件，有兩根或四根立柱，立柱需要預(yù)緊，預(yù)緊的目的是保證壓機(jī)工作時(shí)接觸面不出現(xiàn)分離，以提高整機(jī)的剛性；第二種是框板式結(jié)構(gòu)；第三種是焊接或整體鑄造式框架；第四種是拉桿套筒式結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)也需預(yù)緊，但預(yù)緊長度不同。第二和第三種結(jié)構(gòu)型式不需作接觸分析，本研究僅對(duì)兩立柱上、下橫梁分立式結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)有限元分析計(jì)算，圖是所分析的機(jī)架局部結(jié)構(gòu)。
立柱預(yù)緊方法一般采用電加熱法或拉力千斤頂法，先使立柱產(chǎn)生微伸長，然后旋合大螺母，當(dāng)立柱降溫或千斤頂卸荷后，立柱預(yù)緊力就產(chǎn)生了，預(yù)緊力大小要保證壓機(jī)工作時(shí)接觸面不分離。傳統(tǒng)的計(jì)算方法是將立柱作為單向拉伸件，預(yù)緊力P0和預(yù)緊變形以關(guān)系為：以PollAE，AE為預(yù)緊段抗拉剛度，l為預(yù)緊長度。
本研究按兩種模型對(duì)壓機(jī)機(jī)架進(jìn)行力學(xué)分析，第一種模型按通常的有限元方法分別對(duì)壓機(jī)機(jī)架的零部件、整體進(jìn)行分析，第二種模型在整機(jī)結(jié)構(gòu)上分析預(yù)緊螺母與上梁、底座的接觸狀況，比較兩種分析結(jié)果，分析是在國產(chǎn)6噸壓機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
壓機(jī)上橫梁是機(jī)架的主要部件之一，其工作性能將直接影響整機(jī)性能。載荷分析:上橫梁載荷是通過法蘭螺栓作用在上橫梁上表面，按公稱壓力四分之一計(jì)算，將該載荷直接等效在螺栓位置上，壓制力通過模具底平面作用在底座上表面，按均布載荷處理，載荷值取壓制力四分之一，按圣維南原理，這種處理其計(jì)算結(jié)果在局部有一定誤差，在其它部位影響甚微。約束處理：約束處理恰當(dāng)與否直接影響計(jì)算結(jié)果，要盡可能接近實(shí)際。由于對(duì)稱性，取上梁、底座四分之一部分進(jìn)行分析，在相應(yīng)的對(duì)稱面上對(duì)X向和Y向分別予以約束，在上梁分析中，由于法蘭螺栓載荷與螺母向下載荷在z向(垂直方向)自成平衡，故可在上梁邊緣上一點(diǎn)處給予z向約束，根據(jù)虛功原理，該處約束反力必為零，不影響計(jì)算結(jié)果。在底座約束方案中，除了在對(duì)稱截面上給予X向和Y向約束外，在底座底部給予Z向約束，這是由于壓機(jī)在實(shí)際工作中，底部不允許抬起。
單元及結(jié)點(diǎn)：在部件分析中，上梁和底座全部采用四面體10結(jié)點(diǎn)單元類型，這是一種高精度單元，單元內(nèi)部位移按拋物線插值，而單元內(nèi)應(yīng)力按線性規(guī)律變化。上梁共分71個(gè)單元，6372個(gè)結(jié)點(diǎn)，底座共分3846個(gè)單元，7474個(gè)結(jié)點(diǎn)。計(jì)算結(jié)果：圖分別是上梁和底座的von Mises應(yīng)力云圖，由計(jì)算可知，上梁和底座除在中截面上有較大應(yīng)力外，另一個(gè)值得注意的是與螺母接觸位置亦是高應(yīng)力部位。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因是上梁和底座均是深梁，剪力影響不容忽略，在上梁和底座的螺母接觸部位正是剪力最大部位，而傳統(tǒng)的剛架計(jì)算方法得出中部為高應(yīng)力部位。
上梁高應(yīng)力位置在中截面頂部以及與上螺母接觸部位頂部內(nèi)側(cè)，其中在中截面底部也有較大應(yīng)力值，其中應(yīng)力為57MPa，Tercsa*2應(yīng)力為58MPa，底座高應(yīng)力部位在下螺母接觸部位內(nèi)側(cè)。
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