全预紧组合框架液压机的预紧力研究.pdf

第51卷第14期
机械工程学报
Vol.51 No 14
2015年7月
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2015
DOI:10.3901JMIE.2015,14.086
全预紧组合框架液压机的预紧力研究
单东生1贾向东2赵长财2
(1.北方重工集团有限公司设计研究院沈阳110144
2.先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学)秦皇岛066004)
摘要:在现代液压机设计理论中,全预紧组合框架结构是目前液压机本体结构的首选形式。拉杆预紧力的大小直接影响整个
压机结构的稳定性。通过应用力学分析和数值模拟,对不考虑压机横梁变形和考虑压机横梁变形两种情况下预应力结构的工
作过程进行分析,分别给出预应力机架在预紧过程中和加载后立柱和拉杆变形的理论计算公式;同时推导出加载后机架残余
预紧力的理论计算公式,并与有限元计算结果进行对比。为反映压机工作时拉杆预紧程度对立柱残余压力的影响,给出立柱
剩余预紧系数的概念及其计算公式并给出取值范围,为预应力结构液压机的设计计算提供新的理论计算方法。
关键词:预应力;预紧力;液压机:残余预紧力;有限元
中图分类号:TG315
Research on Pre-tension Force of the Preloaded Composite Frame
Hydraulic Press
SHAN Dongsheng JIA Xiangdong ZHAO Changcai
(1. Design Research Institute, Northern Heary Industries Group Co, Ltd, Shenyang 110141
2. Key Laboratory of Advanced Forging &Stamping Technology and Science(Yanshan University),
Ministry of Education of China, Qinhuangdao 066004
Abstract: In the modern design theory on the hydraulic press, reloaded composite frame becomes preferred structure of hydraulic
press. The pre-tension force directly affects the stability of the structure of whole press. Through the analysis of the pre-stressed
frames working process with and without deformation of beam by using the mechanical analysis and numerical simulation, vertical
post and tension rod deformation calculation formulas are derived; At the same time, the theory formula of frame residual
pre-tightening force after loading is ien, and e mpared wi finite element calculation results. In order to reflect the tension rod
preload degree effect on the vertical posts residual stress, residual pre-tightening coefficient definition and calculation formula are
given, and its scope is also given. New method for the force parameters of pre-stressed structure is provided
Key words: pre-stress; pre-tension force; hydraulic press; residual preload; finite element
破坏,降低拉杆寿命
0前
针对预紧机架的研究,一些学者借助有限元软
件,通过采用数值分析的方法对机架的整体性进行
预应力结构机架能大大提高液压机的承载能了研究,通过数值方法揭示了预应力机架各预紧参
力,因此,预应力组合机架液压机以其自身结构优数对机架的影响。近年,颜永年等101通过数值
势成为现代液压机设计中的常用结构?。拉杆预紧模拟对采用部分坎合,钢丝缠绕预紧技术的大型模
力参数的设计以及施工时的预紧次序、预紧方法直锻压机进行了研究。董晓传等通过在现有偏载工
接关系到机架的稳定性、安全性和使用寿命。预紧况机架受力模型的基础上,引入预紧力的影响,建
力过小,容易导致横梁与立柱之间产生开缝,影响立了液压机机架临界预紧力模型。该模型在分析过
压机精度;预紧力过大,容易使拉杆产生早期疲劳程中忽略了横梁刚度对预紧力的影响,计算结果偏
安全。唐景林等对预紧过程中拉杆拉力相对变形
过程的分析,提出了一种拉杆预紧力的非缓解测量
20140724收到初稿,20150318收到修改稿