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軋機升降臺搖桿體有限元分析及結構改造

發布于:2020-10-13 21:34
有限元分析

       650軋機升降臺搖桿體原設計為組合式可調節結構,但在實際生產過程中不需要調節搖桿體。原搖桿體組合結構在生產過程中,由于升降頻繁,壓蓋螺栓易松動,很容易造成滑塊與搖桿體磨損,產生間隙,當間隙量達到一定值后,產生沖擊載荷,隨著間隙量的增大,沖擊載荷成倍上升,致使與搖桿體連接的連桿、軸承座零件斷裂頻繁。進而促使搖桿體在R15處斷裂。因此必須消除產生間隙的根源,并取消應力集中部位。對搖桿體進行受力分析及有限元分析后,進行了結構改造,從根本上解決了搖桿體斷裂的問題。
       由于搖桿體內側R15處存在較大應力集中,實際使用時,不需要調節搖桿體內滑塊,因此在結構上對其進行了改造。
       1)將組合結構改為整體式結構,從而消除了圓角R15處的應力集中,同時消除了滑塊與搖桿體內側產生間隙的根源。
       2)厚度由原來的120 mm增加到150 mm。
       改造后的搖桿體受力大小末發生改變,但危險斷面的受力位置、受力形式均發生改變,改造后的危險斷面有兩處,即 140處受壓和 280斷面處受扭轉,下面分別校核其強度
       由于搖桿體為45鋼,據有關資料查得其抗拉強度σ為580 MPa,剪應力為抗拉強度的一半,取安全系數為2,則許用剪應力為145 MPa。因此其最大剪應力遠小于許用剪應力,并且其壓應力也遠小于許用正應力。由此可見改造的效果是非常明顯的。
       1)改造前搖桿體應力較大區域集中在底部R15圓角處,其它位置應力值較小。
       2)搖桿體應力最大的部位應力狀態為彎曲應力,應按第三強度理論進行強度分析。
       3)改造前最大主應力最大值位于底部R15圓角處,其值為146.83 MPa,改造后最大主應力最大值位于 280斷面處,其值下降到8.45 MPa,遠小于其許用應力值145 MPa?梢姄u桿體改造的效果是非常明顯的。
       4)改造后的搖桿體已連續使用二年,至今未出現任何裂紋,相關連接件也未出現斷裂現象。實踐證明,該項改造項目是成功的。


                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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