大型高压液压拉伸器方案设计.doc

大型高压液压拉伸器方案设计 自动液压液压压砖机液压压砖机采用无转距结构设计，可避免磨擦，螺扭曲等影响预紧力，使被紧受纯拉伸应力，预紧载荷精度2%，预紧力均匀，重复精度高，防松效果好。在装配过程中，通过测量螺栓的伸长量，控制螺栓的轴向预紧力．能排除摩擦系数、接触应力变形影响、预紧力除受“松弛量” 影响。特别适应于大功率，有振动，防松要求高的场合。 大型高压液压拉伸器具有简单安全可靠快速优点，为机械设备的安装，检修带来更高的效率液压 图1-1 2. 结构设计选型 在设计过程中有三种拉伸器结构，都为单油缸式结构。由于工作液压力达到100MPa，属高压液压设计，这对油缸的结构、材料、刚性和密封形式有很高的要求。 如图2-1由于该结构密封圈靠发兰压紧，油缸高度尺寸增大，刚性差，螺栓在高压状态工作下被拉伸，只适应于油缸直径小，液压力小的拉伸器。 图2-2其结构设计简练。油缸刚性好，整过拉伸器尺寸小，由于螺母8旋在立柱上，每根立柱需要增长油缸厚度+螺母厚度为200mm，每台压机四根M320X4立柱，材料浪费较大，不宜采用。 图2-3油缸结构和图3-2基本形式一样就是将支撑座件6加高，增加一个螺母套将立柱和拉杆连接起来。其缺点就是一次性投资较图3-2型大。 由于图2-3具有刚性好、油缸结构简单、节省立柱材料，加工工艺性好等优点，设计选型为图2-3设计结构。 图2-1 图2-2 图2-3 3 设计结构及参数的确定 超高压液压拉伸器在工作时高压泵流量小，液力施压缓慢，实际行程短，在计算过程中可以视静密封状态。以4200吨压制力的压砖机为例： 表5.1 主要技术参数 立柱螺纹直径mm M320X8 最大预紧力N 气驱液压泵工作压力MPa 103（气压0.294MPa） U型滑环密封圈最大压力MPa 300 最大行程mm 20mm 外形尺寸mm 680X888 重量kg 1586 图5-1单缸式预紧 图5-2双缸立柱预紧 4. 高压液压拉伸器设计计算 立柱承受工作载荷后，因所受的拉力增大而继续伸长，其伸长量增加了Δλ，故总伸长量为λb+Δλ。与此同时，原来被压缩的被，因伸长而被放松，其压缩量也随之减小。根据联接的变形协调条件，则被压缩变形的减小量应等于拉伸变形的增量5/（1+C0） 立柱与上横梁拉压刚度比：C0=EZ*AZ*LH/EH*AH*LZ 查设计手册表：立柱材料：35CrMoA（锻件） EZ=206X103MPa 上横梁材料为：ZG210-500（铸件） EH=202 X103MPa 立柱截面积为：AZ=πr2/2 =3.14X1622/2 =82406.14mm2 上横梁的截面积；AH=mm2 LH、LZ立柱与上横梁结合长度相等为1200mm 故 C0=EZ*AZ*LH/EH*AH*LZ=206X103X82406.14/202 X103X =0.259 EZ 、EH——立柱、上横梁弹性模量； AZ、AH——立柱与上横梁的截面积； LH、LZ——立柱与上横梁结合长度； 预紧力系数：k=1.5/（1+C0）=1.5/(1+0.259)=1.19 因立柱材料为35CrMoA，上横梁为ZG310-500比立柱的刚度要大，故取k =1.2 实际每根拉伸力为： F/=k F0 =1.2X = N 5.3立柱伸长量计算 已知：立柱拉伸力F0= N 立柱有效长度L=4300mm 立柱弹性模量E=206X103MPa 立柱截面积A=78883.86mm2 从材料的机械性能可知，在螺栓产生屈服之前，螺栓的拉伸变形是弹性变形，伸长量δ与轴向预紧力F的关系为： δ= F0 L／(EA)=X4300/206X103X78883.86=3.334mm. 包括各个接触面松弛量，实际拉伸量＜5mm。 5.4 油缸受力面积设计计算 油缸受压面积计算： 设计油缸内环外径为：φ570mm，活缸内环内径为：φ410mm A=.5-.5=mm2 5.5 活塞环轴向出力计算 油缸工作压力P=103MPa FA=AXP=103×= N 5.6 油缸材料选择及壁厚设计计算 由于油缸受高压油的作用，要求材料强度高、刚性好、变形小、加工性好，40CrNiMoA材料具有以上优点。 材料选择： 40CrNiMoA 调质：HB≥250 时 查工程材料手册 [σb] =800MPa D=φ570mm P=103MPa [σb] =800MPa 安全系数 取n=1.5 [σ]= /n=800/1.5=533.33MPa 按厚壁油缸计算公式计算油缸壁厚： 当活塞环受轴向推力