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38MN液压压砖机关键部件有限元分析

邹开端  
【摘要】:发展以粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工废渣、煤矸石等固体废弃物为原料的新型墙体材料,是提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展的重要途径。全自动液压压砖机是生产蒸压粉煤灰砖、灰砂砖的关键设备,其工作性能直接影响砖坯的质量。压砖机机架是整个压砖机系统中受力最大的部件,其强度及刚度的好坏轻则影响所压砖坯的质量,重则出现生产事故。 本文以某厂生产的38MN钢丝缠绕型全自动液压压砖机为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench对其机架的强度及刚度进行了验证,研究了压砖机在工作过程中的动态性能,并对关键部件进行了疲劳分析及优化,为新型压砖机的设计提供了理论指导,具有一定的理论意义和应用价值。 本文首先在了解38MN钢丝缠绕型全自动液压压砖机(以下简称压砖机)工作原理的基础上,对压砖机机架(包括上梁、立柱及底座)进行了三维建模,利用有限元软件对其进行了静态分析,验证了压砖机在最大静载荷下的强度及刚度,并对压砖机机架进行了接触分析,了解了压砖机工作时的接触状态,进而验证了预紧系数的合理性;其次,采用两种模型对压砖机机架进行了模态分析,详细分析了压砖机的动态性能,得到了压砖机的前6阶模态参数,通过对比分析验证了模态分析时采用1/4机架模型的不合理性。研究了预紧系数对压砖机模态的影响,为预紧力的施加提供了参考。通过对压砖机进行瞬态动力学分析,得到了各个部件应力、位移随时间变化的规律;然后,利用电测法对压砖机机架上的几处关键点进行了应力测试,并与有限元计算的应力结果进行了对比,验证了有限元结果的可靠性。最后,对布料油缸活塞杆进行了疲劳分析及优化,与原结构相比,优化后的结构具有较高的可靠性,为企业提高了效益。


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