高速回转油缸结构设计与性能研究分析保压装置

作者:滚球体育发布日期:2020-07-15 18:17

  高速回转油缸结构设计与性能研究分析保压装置的结构参数计算液压泵站油液通过配油阀体进入油缸 油液经过油路通道会进入保压装置。要使油缸 下常工作 即油液进入缸体内使活塞做轴向运动 就必须需要油液顺着油路进入保压装置。因为保压装置内部有阀球和弹簧 此时油液需顶开阀杆使油液顺利通过单向阀体进入缸体仓内。图

  高速回转油缸结构设计与性能研究分析保压装置的结构参数计算液压泵站油液通过配油阀体进入油缸 油液经过油路通道会进入保压装置。要使油缸 下常工作 即油液进入缸体内使活塞做轴向运动 就必须需要油液顺着油路进入保压装置。因为保压装置内部有阀球和弹簧 此时油液需顶开阀杆使油液顺利通过单向阀体进入缸体仓内。图 是保压装置单向阀体的结构图。勇曩圈 将公式带入公式 可求出弹簧刚度弹簧压缩量 衄将以求出的 带入公式可以求出弹簧受力 由压强公式可知 其中 为此时内部压强 为有效受力面积 保压装置中阀杆的有效面积 所以此时受到压强 通过上述计算可知油液需要顶开阀杆进入缸体的力 此时阀杆处压联杆活塞的相关计算油液进入缸体内使活塞做轴向运动 此时内部压强 由上述计算可知 当活塞向后运动产生相应拉力 拉力 活塞的有效面积 拉力 。根据压强公式 可求得所需要的推力 当活塞向前运动产生相依的推力 推力 活塞的有效面积 推力 根据公式 可求得所需要的拉力 基于对高速回转油缸的主要结构进行有限元分析运用 进行有限元分析可以快速准确地得到相应的计算和分析结果 从而有效地缩短了设计周期 降低生产成本 提高生产质量 最终获得更大的利润。 能够提供计算与分析工具来对较复杂零件及装配体进行运算、测试和分析其主要功能包括应力的计算分析 应变的计算分析 产品设计和优化 位移的计算分析 线性和非线性分析等 软件模拟实际应用中通常遵循以下过程 示例创建并确定材料、约束、载荷 生成网 高速回转油缸结构设计与性能研究分析格 运行和结果分析。 基于 对联杆活塞进行有限元分析运行 首先使用指定的单位系统和文件存储位置 然后开始计算模型 分析。具体过程如下 材料添加。可以利用 工具指定产品材质 也可以在产品建模时确定所需材料 可知联杆活塞材料为 。如图 定义联杆活塞材料。图 定义联杆活塞材料 夹具添加。在系统的“夹具顾问”设定窗体上 可以添加夹具。必须添加相应夹具 以表示零件受力时候的状态 否则可能导致最终分析失败。因为联杆活塞做轴向运动 需要分析其前进、后退时应力变化。 当活塞后退时 产生拉力 此时添加夹具为向前推的那一端面。如图 所示添加夹具固定一个端面。誊一”‘ 添加夹具固定几何体内蒙古农业大学硕士学位论文 当活塞前进时 产生推力 此时添加夹具为向后推的那一端面。如图 所示添加央具固定一个端面。图 添加夹具固定几何体 载荷施加。在系统的“载荷”设定窗体上 可以设定载荷类型。例如 运用“压力”的负载 在图形工作区 所施加的载荷 数值设置后力将被应用到所有的表面。如果需要改变力的方向 则选择“反转方向”。因为活塞做轴向运动 所以力作用的表面不同 这里不再赘述。以拉力为例添加载荷 如图 所示添加载荷。第二章计算可知拉力为 添加载荷生成网格。活塞的网格化分是模型离散化过程 从而进行有限元模型的计算 生成网格运行计算。通过运行计算 得到拉力的应力、应变和位移的分布图。如图 所示。图 拉力应力分布图 拉力位移分布图当活塞向后时 根据分析得出的分布图可知 应力主要集中在图中的红色区域 在没有约束的端面边缘 其它部位所受的应力分布均匀 应力数值大小合理 符合实际情况。图 所示 活塞的端面边缘和活塞柱体根部应变值较大 所以加工活塞时应要求对柱体根部及端面精细加工 同时对活塞进行热处理时 也需要确保对活塞柱体根部以及端面的处理质量 以保证其正常工作。根据图 中显示最大应力为极限应力 即屈服力 符合常规设计要求最大位移为 在活塞设计误差范围内满足活塞的设计要求。 高速回转油缸结构设计与性能研究分析鲁埔辱蕊 内蒙古农业大学硕士学位论文当活塞向前运动时 通过 分析得出图 应力、应变和位移分布图。通过分布图可知 应力主要集中在活塞柱体根部位置 所以当活塞向前运动时 对活塞柱体根部的机械强度要求相对较高。根剧分布图同样可知 活塞向后运动油缸的最大应力为 极限应力为 最大位移为 符合活塞的定位精度误差要求 同时满足油缸所需的要求。 结果顾问。完成了活塞的应力分析和优化分析模型后 结果显示在系统的窗体上。在这个窗体中 可以通过观察整个分析过程的动画视频 更加清晰地了解活塞运动时各个部位的变化 以便为日后生产设计提供更大的帮助 从而减少生产成本 提高经济效益 基于对缸体进行有限元分析 确定缸体材料。在 为缸体添加材料与活塞内容相似 这里不在赘述。 添加载荷。经计算得在缸体内需添加压力载荷为 缸体内部油温 因为缸体内部油液为循环流动 所以确保油温控制在 范围内。以保证缸体内部密封圈不会因为油缸内部温度过高而失效。 添加夹具。缸体做回转运动 为其添加固定缸体外面 防止分析失效。 生成网格。进行缸体离散化 以便进行有限元分析计算。 运行计算。通过前面相关的参数设定 得出缸体内部压强最大时的应力、应变和位移分布图 如图 所示。母 高速回转油缸结塑亟盐皇壁壁塑窒逝图缸体内部应变分布图 缸体内部位移分布图当油缸正常工作时 由第二章计算可知油缸内部最大工作压强为 可知应力主要集中在缸体底侧端面边缘 其它部位受力分布均匀 无明显极限应力点 符合实际情况。最大应力为 极限应力为 远远高于油缸内部压力 符合设计要求。图 缸体底面边缘应变值相对其它部位较大所以对缸体加工时需要进行处理。由图 可知 缸体最大位移存在缸体底面 最大位移为 在允许误差范围内其它端面无明显位移 位移变化均匀 不存在不规则位移变化。通过分析可以得出 此缸体符合油缸设计的相关要求。运用 对联杆活塞、缸体进行有限元分析 分析了活塞和缸体在工作中的应力、应变和位移的变化情况。由分析结果可知 此设计安全可靠 符台设计规范 且存在结构冗余 该机构可进一步优化设计 。内蒙古农业大学硕士学位论文 基于 对高速回转油缸的仿真分析常用的液压仿真软件一般都是针对于系统方面的仿真 而对于各个零部件的仿真功能相对较差 特别是零部件结构方面的仿真旺幻。由法国 公司开发的 仿真软件一方面可以针对系统进行仿真 另一方面还可利用该软件提供的液压元件设计库对液压零件进行设计和优化睫 环境下建立油缸的系统模型利用建模可以直接在 元件库中找到液压元件的模型 从中选择油缸保压装置系统所需要的元件型号按装一定方式建模强 同时也可以利用 元件库中的模型选择自己所需要的元件进行建模仿真。高速回转油缸内部保压装置的构成及工作原理由本文第二章设计可知 油缸内部保压装置为保压型单项液压阀构成 其具体结构这里不再赘述。单项液压阀的结构简图如图 所示。其工作原理为 当液压泵供油时 油液由于压力推动阀杆 油液通过油路通道进入阀体 通过油路通道 进入油缸缸体内 的作用是防止阀体中的油液直接进入缸体 导致保压失效 弹簧 的作用是 当液压泵不供油时 即油缸正常工作 顶住阀球 不让油液回流 防止油液回流造成油缸内部压力减少而导致卡盘夹紧失效。卜阀杆 一阀体 油路通道图单项液压阀结构简图 环境下建立油缸的系统模型在环境下建立高速回转油缸保压装置 即液压单向阀的仿真模型 简要步骤如下

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