大型锻造液压机刚度分析及其对动梁偏移量的影响研究

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大型锻造液压机是生产大型锻件的重要设备,在国防工业、航空、航天等领域的大型锻件生产中有着无可替代的作用。大型锻件的生产能力不仅是社会生产的必需,更是一个国家综合国力的体现与象征。在锻压机的工作过程中,零件自身结构不对称、摆放位置的偏心等均可能使机架产生侧推力,从而造成机架偏斜,动梁将随之发生移动和转动,从而影响锻件的精度。本文通过对大型锻造压力机机架刚度的分析,研究了在偏心锻造工况下动梁位置的变化情况及其对锻件精度的影响。本论文的主要工作如下:以165MN自由锻造油压机为研究对象,运用材料力学、结构力学及弹性力学等的基本知识,采用常规的解析计算方法,计算了机架在偏心锻压工况下的偏斜量;以大型通用有限元软件ABAQUS作为分析工具,模拟计算了相同条件下的机架偏斜量。结果表明,常规解析计算方法与有限元法的计算结果存在一定的误差;对此,本文引入机架扭转刚度的概念,并对其进行了分析计算,研究了机架连接形式及预紧系数对机架扭转刚度的影响;在此基础上,本文提出了机架水平方向变形的改进解析计算方法,计算了165MN锻压机机架沿机架横向和纵向的水平变形;分析结果表明:本文采用的改进计算方法与有限元法计算结果较为接近,为分析计算大型锻造机刚度及在偏心锻造下机架的偏斜量提供了一种准确高效的新方法;论文以C++语言编制相应的程序平台,计算动梁偏移量。本论文的研究思路和方法用于两个方面:通过刚度计算及机架偏斜量分析,可以计算出液压机在偏心锻造下动梁位置变化情况;在液压机完成初步设计方案的情况下,可以根据锻件精度所确定的动梁偏移量的允许值,对液压机的刚度提出相应要求。为液压机的刚度确定及结构设计提供理论依据。
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