የትልቅ ፎርጂንግ ሃይድሮሊክ ፕሬስ የስራ ሲሊንደር መዋቅራዊ ዲዛይን እና የመጨረሻ አካል ትንተና

1 መግቢያ

የሚሠራው ሲሊንደር የሃይድሮሊክ ማሽኑ አስፈላጊ አንቀሳቃሽ ነው.የፈሳሹን ግፊት ኃይል ወደ ሜካኒካል ኃይል ይለውጣል.በፕላስተር ዓይነት ፣ ፒስተን ዓይነት ፣ ስዊንግ ዓይነት እና ቴሌስኮፒክ ዓይነት ይከፈላል የመዋቅር አይነት.የ200MN ፎርጂንግ የሚሰራው ሲሊንደር የሃይድሮሊክ ማተሚያ ቀላል መዋቅር ያለው እና ለማምረት ቀላል የሆነውን የፕላስተር ዓይነት ይቀበላል።በትላልቅ የሃይድሮሊክ ማሽኖች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውል መዋቅራዊ ቅርጽ ነው.ባህላዊው የሃይድሮሊክ ፕሬስ ንድፍ ንድፈ ሀሳብ ለሥራው ሲሊንደር መዋቅራዊ ንድፍ ዋና መሠረት ነው።

ABAQUS ውስብስብ ችግሮችን በመፍታት የተካነ ነው እና አለም መሪ የሆነ ውስን ንጥረ ነገር ትንተና ሶፍትዌር አግኝቷል።በማሽነሪ, በወታደራዊ, በኬሚካል, በአውቶሞቲቭ እና በሌሎች የኢንዱስትሪ መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል.ABAQUSን በቁጥር በመጠቀም የሃይድሮሊክ ሲሊንደርን አስመስለው ፣ የሚሠራው ሲሊንደር የጭንቀት ስርጭት በትክክል ሊወሰን ይችላል ፣ እና መዋቅራዊ ንድፉ ምክንያታዊነት ሊተነተን ይችላል።

2. የሚሠራው ሲሊንደር መዋቅራዊ ንድፍ

ኃይልን ለመቆጠብ በተለይም የኃይል ፍጆታን ለመቀነስ የ 200MN ፎርጂንግ ሃይድሮሊክ ፕሬስ በሶስት ረድፍ ስድስት የሚሰሩ ሲሊንደሮችን ይጠቀማል.6 የሚሰሩ ሲሊንደሮች በተመሳሳይ ጊዜ 200 ኤምኤን ግፊት እና 4 ቱ ትንሽ ሊፈጥሩ ይችላሉ በሁለቱም በኩል የሚሰሩ ሲሊንደሮች 80 MN ግፊትን ያመነጫሉ, እና መካከለኛው 2 ትላልቅ ሲሊንደሮች 120 MN ግፊት ይፈጥራሉ.የተለያየ እንቅስቃሴ ያላቸው የሚሰሩ ሲሊንደሮች 3 የግፊት ደረጃዎችን እና የተለያዩ ሊሆኑ ይችላሉ ተመጣጣኝ የግፊት ደረጃን ለመምረጥ ፎርጂንግ ማምረት ይቻላል, ይህም ወጪውን በእጅጉ ይቆጥባል.የሰውነት አወቃቀሩ እና የሚሠራው ሲሊንደር አቀማመጥ በስእል 1 እና 2 ላይ ይታያል.

የሚሠራውን ሲሊንደር ሕይወት ለማሻሻል ዲዛይኑ በቀጥታ የላይኛው ጨረር ላይ ያለውን የሲሊንደር ማገጃ ለመጠገን ቦልቱን ይጠቀማል ፣ ማለትም የታችኛው ድጋፍ ጥቅም ላይ ይውላል።ይህ የላይኛው ጨረር ጥንካሬን እና ጥንካሬን ብቻ ያሻሽላል ፣ ነገር ግን የሚሠራውን የሲሊንደር ግድግዳ ጭንቀትን ይቀንሳል.

ነጠላ የኳስ ማንጠልጠያ ግንኙነት ለተንሸራታቹ እና በጎን በኩል ላሉት አራት ትናንሽ ሲሊንደሮች ተስማሚ ነው ፣ እና ባለ ሁለት ኳስ ማንጠልጠያ ግንኙነት ለተንሸራታች እና ለመካከለኛው ሁለት ዋና ሲሊንደር ፕለተሮች ምርጥ የግንኙነት ዘዴ ነው። በሥዕል 3a ላይ እንደሚታየው ለ.

የሚሠራው ሲሊንደር የሥራ ጫና ከ 20 MPa ከፍ ባለበት ጊዜ የካርቦን ብረት መፈልፈያ የሥራው ሲሊንደር ዋና የማምረት ዘዴ ነው።የ 200MN ፎርጅንግ ሃይድሮሊክ ፕሬስ የሚሠራው ሲሊንደር በከፍተኛ ግፊት ይሠራል 31.5MPa, እና አወቃቀሩ ትልቅ ነው, በአጠቃላይ ለመመስረት አስቸጋሪ ነው.ስለዚህ, በ 35 ብረት ብየዳ የተጭበረበረ ነው, እና እሱ መደበኛ እና ግልፍተኛ ነው, እና የምርት ጥንካሬ 240MPa ነው.

ጠመዝማዛው በሲሊንደሩ ውስጥ ይለዋወጣል እና በመመሪያው እጀታ እና በማኅተሙ ላይ ትልቅ ተጽዕኖ ያሳድራል ፣ ስለሆነም የፕላስተር ወለል በቂ ጥንካሬ እና ጥሩ የገጽታ አጨራረስ ሊኖረው ይገባል።ይህንን መስፈርት ለማሟላት, ፕላስተር በአጠቃላይ ከፍተኛ የካርበን ይዘት ካለው የካርቦን ፎርጅድ ብረት የተሰራ እና ከማሽን በኋላ የማጠናከሪያ ህክምና ይደረግለታል።የሃይድሮሊክ ማሽን ፕላስተር ከ 45 ብረት የተሰራ ነው.

የመካከለኛው የሥራ ሲሊንደር መደበኛ የሥራ ግፊት 120MN ነው ፣ እና መዋቅራዊ መለኪያዎች የንድፍ ስሌት እንደሚከተለው ነው ።

የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ማመንጨት በሚገባው አጠቃላይ ግፊት F (N) እና በተመረጠው ፈሳሽ የሥራ ግፊት P (MPa) መሠረት የፕላስተር ዲያሜትር D በሚከተለው ቀመር ይወሰናል።

ከቀመር (1) ፣ D = 1557.7 ሚሜ ይሰላል ፣ እና ከተጠጋጋ በኋላ ፣ D = 1560 ሚሜ ይወሰዳል ፣ እና የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውስጠኛው ዲያሜትር D1 ከፕላስተር ጋር ይገናኛል።

በሲሊንደሩ ውስጠኛ ግድግዳ ላይ ካለው ክፍተት Δt ጋር የተያያዘ ነው, እና እንደ ልምድ Δt 15 ሚሜ መውሰድ ይመረጣል.

ከላይ ባለው ቀመር (2) መሠረት የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውስጠኛው ዲያሜትር D1 1590 ሚ.ሜ.በተጨባጭ ቀመር መሠረት የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውጫዊ ዲያሜትር D2 የሚከተለው ነው-

[σ] 120MPa ይውሰዱ ፣ ከላይ ባለው ቀመር (2) መሠረት ፣ የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውጫዊ ዲያሜትር D2 2153 ሚሜ ነው ፣ እና በቀመሩ መሠረት።

r1———የሲሊንደር ውስጣዊ ራዲየስ (ሚሜ)

r2———የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውጫዊ ራዲየስ (ሚሜ)

በቀመር (4) የተሰላ፣ r2≥1076.5 ሚሜ፣ D2=2*r2 = 2250mm ይውሰዱ።

የሲሊንደር የታችኛው ውፍረት፡ t=(1.5~2)*(r2-r1) (5)

በጎን በኩል ያሉት አራት የሚሰሩ ሲሊንደሮች የስም ግፊት 80 MPa ነው.በተመሳሳይ ፣ የጎን የሚሠራው ሲሊንደር መዋቅራዊ መለኪያዎች በመጀመሪያ እንደሚከተለው ሊገኙ ይችላሉ ።

Plunger ዲያሜትር D=900mm, Δt=10mm, ሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውስጣዊ ዲያሜትር D1=920mm, ውጫዊ ዲያሜትር D2=1360mm, ሲሊንደር ታች ውፍረት t=300mm.

3. የስራ ሲሊንደር የቁጥር ማስመሰል እና የውጤት ትንተና

በአሁኑ ጊዜ አብዛኛዎቹ የሃይድሮሊክ ሲሊንደሮች የላስቲክ ሜካኒክስ ኢምፔሪካል ስልተ ቀመር ይጠቀማሉ።በመሠረታዊ የንድፍ መመዘኛዎች መሰረት, የመሠረታዊ ንድፍ መለኪያዎች የሚወሰኑት ከተገቢው መረጃ ጋር በማጣቀሻ ነው, ከዚያም ጥንካሬው ቼክ የሚከናወነው በቀላል ሜካኒካል ሞዴል መሠረት ነው.ሆኖም ግን, በሃይድሮሊክ ሲሊንደር ውስብስብ መዋቅር ምክንያት, በተለይም በውጥረት ውስጥ ትክክለኛ ሜካኒካል እና የሂሳብ ሞዴሎችን ማዘጋጀት አስቸጋሪ ነው. የማጎሪያ ዞን.የሃይድሮሊክ ሲሊንደርን ለማስላት የመጨረሻውን ንጥረ ነገር ዘዴ በመጠቀም የሃይድሮሊክ ሲሊንደርን የጭንቀት ስርጭት በትክክል መወሰን ይቻላል, ከዚያም የመዋቅር ንድፍ ምክንያታዊነት ይተነተናል.ዋናው የሚሠራው ሲሊንደር ስፋት በሥዕሉ 4 ላይ ይታያል።

3.1 ውሱን ኤለመንት ሞዴል ማቋቋም

3.1.1 መዋቅራዊ ሞዴል እና ክፍል ክፍፍል

የሚሠራውን ሲሊንደር ስሌት ከትክክለኛው የሥራ ሁኔታ ጋር እንዲቀራረብ ለማድረግ, ስድስቱ የሚሠሩ ሲሊንደሮች በእውነተኛው ሁኔታ መሰረት ከላይኛው ጨረር ጋር ይሰበሰባሉ.ግምት ውስጥ በማስገባት የ የታችኛው ጨረር በሚሠራው ሲሊንደር ላይ ትንሽ ተፅእኖ አለው ፣ የአምዱ አምሳያው እስከ ቁመቱ ግማሽ ድረስ ይቋረጣል።

የሚሠራው የሲሊንደር ፍርግርግ ዓይነት እንደ tetrahedral ዩኒት C3D4 ተመርጧል, እና የሲሊንደሩ የታችኛው ክፍል fillet, የዘይት ማስገቢያው እና የተጣጣመ ቀዳዳው የተገጣጠሙ እና የተከፋፈሉ ናቸው.አራቱ የጎን ሲሊንደሮች በ 940,000 ተከፍለዋል አሃዶች, እና መካከለኛ 2 ዋና ሲሊንደሮች በ 1.2 ሚሊዮን ክፍሎች ይከፈላሉ.

3.1.2 የድንበር ሁኔታዎች

(1) የ 31.5 MPa አንድ ወጥ የሆነ ግፊት በሚሠራው የሲሊንደር ውስጠኛ ግድግዳ ወለል ላይ ይተገበራል ፣ እና የፈሳሹ ግፊቱ ከሲሊንደር ውስጠኛው ግድግዳ በታች ይሰራጫል።

(2) የግጭት ቅንጅት μ ወደ 0.1 ተቀናብሯል፣ እና የግንኙነት አይነት እንደ መደበኛ የወለል-ገጽታ ግንኙነት ይመረጣል።

(3) የሚሠራውን ሲሊንደር የቁሳቁስ ባህሪያት ያዘጋጁ፡ የፖይሰን ጥምርታ λ 0.3 ነው፣ እና የመለጠጥ ሞጁል ኢ 206,000 MPa ነው።

(4) የላይኛው የጨረር ማገጃ ዘንበል ቅድመ-የታሰረ ነው: φ200mm (10 ቁርጥራጮች), ነጠላ የቅድመ-ማጥበቂያ ኃይል ወደ 4000kN ተቀናብሯል, እና የቅድመ-ማጥበቂያ ሁነታ የቦልት ጭነትን ይቀበላል.

(5) የዓምዱ ዘንግ ቅድመ-መጠንጠን-የቅድመ-መቆንጠጥ ኃይል መጠነኛ መሆን አለበት, እና የቅድመ-ማጥበቂያው ኃይል የማሰር ዘንግ ያጠፋል;በተቃራኒው የጨረሩ እና የዓምዱ የግንኙነት ክፍል በቅድመ-ምክንያቱ ይከፈታል.የማጠናከሪያ ኃይል በጣም ትንሽ ነው.አጠቃላይ ቅድመ ጭነት ከስም ግፊት 1.4 እጥፍ ይወሰዳል ፣ 280MN የበለጠ ተስማሚ ነው።ከነሱ መካከል, የ 10 φ400mm drawbars ነጠላ ቅድመ ጭነት ወደ 17500kN ተቀናብሯል;የ12 φ320mm መሳቢያ አሞሌዎች ነጠላ ቅድመ ጭነት ወደ 11200kN ተቀናብሯል;የቅድመ-መጫኛ ዘዴ የቦልት ጭነትን ይጠቀማል።

(6) የጠንካራው ክፍል የድንበር ሁኔታ በአዕማድ መካከለኛ ክፍል ላይ ይሠራበታል.

የቁጥር ሞዴሉ በስእል 5 ላይ ይታያል።

3.2 የማስመሰል ውጤቶች እና ትንተና

የስራ ሲሊንደር ያለውን የቁጥር ሞዴል ስሌት በኋላ, የሥራ ሲሊንደር ያለውን ተመጣጣኝ ውጥረት ደመና ተመልክተዋል እና ትንተና.

3.2.1 የመካከለኛው ዋና የሥራ ሲሊንደር የማስመሰል ውጤቶች እና ትንተና

የሚሠራው ሲሊንደር ውስጣዊ እና ውጫዊ የጭንቀት ስርጭትን ለመመልከት ዋናው የሥራ ሲሊንደር ተቆርጧል.የመካከለኛው ዋና የሥራ ሲሊንደር አቻ የጭንቀት ደመና ሥዕላዊ መግለጫ በሥዕል 6 ላይ ይታያል።

የዋናው የሥራ ሲሊንደር ተመጣጣኝ የጭንቀት ስርጭት ደመና ትንተና የሚከተሉትን ውጤቶች ያሳያል ።

(1) በሚሠራው ሲሊንደር ውስጠኛው መሙያ ወደብ አቅራቢያ ያለው ተመጣጣኝ የጭንቀት ስርጭት አማካይ ዋጋ ከፍተኛው በ105 እና 120 MPa መካከል ነው።የተመጣጠነ ውጥረት ከፍተኛው ነጥብ 119 ሜፒ ነው, እና ቦታው በ ላይ ነው በፈሳሽ መሙያ ወደብ የታችኛው ክፍል አጠገብ ባለው የሥራ ሲሊንደር ውስጠኛ ግድግዳ።

(2) በሚሠራው ሲሊንደር ውስጥ ባለው ወፍራም ግድግዳ ውስጠኛ ግድግዳ ላይ ያለው ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው ፣ እና ተመጣጣኝ የጭንቀት ስርጭት በ 95 እና 115 MPa መካከል አንድ ወጥ ነው።

(3) በሚሰራው ሲሊንደር ስር ያለው ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ በ68 እና 85 MPa መካከል በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ነው።

(4) በሚሠራው ሲሊንደር ውስጥ ያለው ወፍራም ግድግዳ ያለው ሲሊንደር ውጫዊ ግድግዳ ዝቅተኛው ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ ያለው ሲሆን ከፍተኛው ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ 60 ሜፒ ብቻ ነው።

አሃዛዊ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ዋናው የሥራ ሲሊንደር ከፍተኛው ተመጣጣኝ ጭንቀት በውስጠኛው ግድግዳ ፈሳሽ መሙያ ወደብ አቅራቢያ ይከሰታል ፣ እሴቱ 119 ሜፒ ነው ፣ እና የሚሠራው የሲሊንደር ሲሊንደር ቁሳቁስ 35 ብረት ምርት አለው ። ከሙቀት ሕክምና በኋላ የ 240MPa ጥንካሬ, እና የደህንነት ሁኔታው ​​ከ 2 በላይ ነው. የዋናው የሥራ ሲሊንደር ጥንካሬ የንድፍ መስፈርቶችን እንደሚያሟላ ተጨማሪ ማረጋገጥ ይቻላል.

3.2.2 የጎን የሚሰራ ሲሊንደር የማስመሰል ውጤቶች

ስእል 7 የጎን ሲሊንደርን ተመጣጣኝ የጭንቀት ደመና ያሳያል።

የጎን የሚሠራው ሲሊንደር ተመጣጣኝ የጭንቀት ስርጭት ደመና ትንተና ይከናወናል እና የሚከተለው ውጤት ተገኝቷል ።

(1) ከፍተኛው ተመጣጣኝ ጭንቀት የሚፈጠረው በፈሳሽ መሙያ ወደብ አቅራቢያ ነው፣ እና ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋው 129.5 MPa ነው።

(2) በሲሊንደሩ ውስጠኛው ግድግዳ ላይ ያለው ወፍራም-ግድግዳ ያለው የሲሊንደሪክ ክፍል ተመጣጣኝ የጭንቀት ስርጭት በአንጻራዊነት ተመሳሳይ ነው, እና ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ ከፍ ያለ ነው, እና ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ 85 ~ 110MPa ነው.

(3) የጎን የሚሠራው ሲሊንደር ውስጠኛው ግድግዳ እና የሲሊንደር ውጫዊ ገጽታ አንድ ወጥ የሆነ የጭንቀት ስርጭት አላቸው ፣ እና ተመጣጣኝ ውጥረቱ ዝቅተኛ ነው ፣ እና ተመጣጣኝ የጭንቀት ዋጋ ከ 75MPa በታች ነው።

ጎን ለጎን የሚሠራው የሲሊንደር ቁሳቁስ ከ 35 ብረት የተሰራ ነው.ከሙቀት ሕክምና በኋላ, የምርት ጥንካሬ 240MPa ነው.የቁጥር ስሌት ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የጎን የሚሠራው ሲሊንደር ከፍተኛው ተመጣጣኝ ውጥረት 130MPa እና ደህንነቱ የተጠበቀ ነው። ፋክተር 1.85 ሆኖ ይሰላል።ስለዚህ, የጎን የሚሠራው የሲሊንደር ጥንካሬ የንድፍ መስፈርቶችን ያሟላል.

4. መደምደሚያ

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የሃይድሮሊክ ፕሬስ ባህላዊ ዲዛይን ንድፈ ሀሳብ የ 200 MN ፎርጂንግ ሃይድሮሊክ ፕሬስ የሚሰራውን ሲሊንደር በቀመር ስሌት ለማስላት ይጠቅማል።ከዚያ የመጨረሻውን ንጥረ ነገር ትንተና ሶፍትዌር ABAQUS ለመቅረጽ ጥቅም ላይ ይውላል የሚሠራው የሲሊንደር ስብስብ በሦስት ልኬቶች ውስጥ ነው ፣ እና ለስታቲስቲክ ውሱን ንጥረ ነገር ማስመሰል ስሌት ጥቅም ላይ ይውላል።የሚሠራው የሲሊንደር ማስመሰል ውጤቶች ተመጣጣኝ ጫና በመተንተን, የሥራው ጥንካሬ ሲሊንደር የንድፍ መስፈርቶችን ያሟላል, ይህም የባህላዊው ፎርሙላ ስሌት ውጤት ትክክለኛ እና በሃይድሮሊክ ሲሊንደር በሚሰራው የሲሊንደር ዲዛይን ዝርዝር ውስጥ ትክክለኛ መሆኑን የበለጠ ያረጋግጣል.