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120MN火车轮锻造液压机本体结构设计与优化

黄启青  
【摘要】:近年来我国铁路交通朝着高速化、重载化方向高速发展,对火车车轮质量有了更高的要求,不仅火车轮成形工艺和模具设计要合理,作为火车轮的生产设备,对火车轮锻造液压机的精度和稳定性也有了更严格的要求。因此研发大吨位、高水平、高精度的火车轮锻造液压机,是我国铁路工业向世界先进水平靠拢的重要途径之一。 本课题来源于某企业火车轮锻轧生产线研发项目。本文基于液压机设计理论,提出了120MN火车轮锻造液压机的本体结构初步设计方案,在此基础上,应用有限元软件ABAQUS对该液压机本体关键零部件进行了有限元分析,对任意偏载工况下机架的变形进行了分析,并对机架进行了动态分析。横梁和机架的强度、刚度、整体性以及滑块的运行精度对整机安全和产品质量具有决定性作用。论文通过有限元模拟和理论分析相结合的手段,对液压机的关键零部件进行分析。论文主要针对以下问题进行了研究: (1)从制造可行性和结构受力合理性出发,根据火车轮锻造工艺要求提出缸动式液压机结构方案。 (2)对上、下横梁的强度、刚度及整体工作性能进行有限元分析,合理优化筋板厚度,降低了制造成本,为横梁设计参数的确定提供依据。 (3)分三种典型偏载工况对预紧组合机架的整体刚度进行了有限元分析,定量揭示了不同偏载工况对立柱应力、变形状态及不同预紧力对机架开缝趋势的影响规律。 (4)对机身进行了模态分析,得到机架的前十阶固有频率和相应的振型及其变形趋势,为液压机的设计提供了可靠的参考依据。


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