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开卷线上的液压剪板机是板料生产中重要的设备之一,其工作状况好坏直接影响到整个生产线的生产能力及生产效率。随着板料数量和质量需求的不断增加,剪板机的研究和分析对提高板料的质量和效率都有重要意义。
JCL-3×1800液压剪板机是由济南锻压机械研究所中研发的,此剪板机根据经验提出设计方案,因此可能出现了重量过大,关键部位强度、刚度不够等问题。本课题正是由JCL-3×1800液压剪板机的强度和刚度问题提出并完成分析,进而根据结果对其进行结构改进,使其结构更加紧凑合理。
本文以JCL-3×1800液压剪板机为研究对象,以有限元法的基本理论为基础,采用有限元软件ANSYS,开展刀架和机架的分析,并以有限元分析的结果为依据对机架和刀架进行结构改进。分析影响剪切质量的因素,利用正交试验方法分析各个因素对剪切质量的影响规律。
目前,剪板机上的剪切力大多还是按均布载荷来施加并进行分析的。这种旌加方式一定程度上可以反映剪板机整体受力情况,但是这只是一种理想的计算方法,会忽略了剪切力的移动性,它的计算结果不能够全面、准确的反应机架和刀架的真实受力情况。
针对以上问题,本文的主要研究内容有:
第一,分析三个常用剪切力的计算公式,通过对比分析,选择B.B诺萨里公式计算JCL-3×1800液压剪板机剪切力,采用三维造型软件Solid Works建立刀架的有限元分析模型,经过网格划分、求解计算,得到刀架在均布载荷和移动载荷作用下各个信息,并对两种载荷下的刀架的变形、等效应力和等效应变进行了对比,验证了利用移动载荷对刀架施加剪切力的可行性和适用性。
第二,建立了JCL-3×1800液压剪板机机架的有限元分析模型,根据机架受力的特性,得到机架在移动载荷作用下机架的变形、等效应力和等效应变等信息,为结构改进提供依据。
第三,以JCL-3×1800液压剪板机的刀架和机架进行数值模拟的结果为基础,提出改进方案,并分别进行了分析,对比选择了较优结构改进方案,使剪板机在满足约束条件下的重量得以减轻。
第四,建立了剪切件剪切质量的评价标准,利用正交试验的原理,确定影响剪切件剪切质量的三个主要因素进行了分析:剪切间隙、剪切角、剪切尺寸,并制定了因素水平。在斜刀片剪板机上,利用正交表进行分组试验,通过分析实验数据,得到了三个因素影响剪切件平整度和毛刺高度的主次顺序,总结个因素对剪切质量的影响规律。
综上所述,本文所作的研究工作,可以为剪板机的设计、有限元分析、结构改进等提供参考,并对于提高剪切件的剪切质量和指导实际生产具有工程应用价值。