|  客服中心  |  合作联系
搜刊网
论文下载
您当前位置
首页 > 论文下载 > 机械与建筑工程 > 重力式夹钳自动开启装置强度分析
重力式夹钳自动开启装置强度分析
来源:互联网 sk001 | 康永玲 宋方虎 康永第
【分  类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 夹钳,有限元分析,疲劳分析,结构改进
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘要:某厂在使用40T重力式自动板坯几年来,其中的自动开启装置经常发生断裂现象,本文通过有限元软件,分析了该装置发生断裂的原因,并给予改进的措施。

  关键词:夹钳,有限元分析,疲劳分析,结构改进

  国内某冶金厂在使用40T重力式自动板坯夹钳几年来,反映其自动开启装置经常发生断裂现象。自动开启装置是板坯夹钳的关键件,板坯夹钳的夹紧、放松全部工作过程都要靠它来保证。其强度的好坏直接影响到整机的工作效率。如果设计不当,将会导致在夹持物料过程中可能产生物料坠落等事故。由于作业场地的危险性较大,一旦出现事故,轻则砸坏设备、影响生产;重则机毁人亡,所以对它的研究具有很重要的现实意义。

  自动开启装置主要由三部分组成:自动开启座、固定销轴、自动开启杆。当吊钩吊起上部横梁时,自动开启杆头部为横向,并锁住下横梁,此时钳腿处于张开状态,为吊运板坯做准备。

  1、自动开启装置机构原理

  当板坯夹钳放落到板坯上表面,使板坯上表面和支撑装置下表面触碰时,自动开启杆由于其斜面在固定销轴上的滑动,而自动旋转45°。当起重机吊钩起升时,自动开启杆又再自动旋转45°。一落一起自动开启杆旋转了90°,它的头部由原来的横向变为纵向,自动开启杆脱开下横梁。此时钳腿自动闭合而开始搬运板坯。当搬运的板坯放到指定的地方时,支撑架一落一起自动开启杆又一次自动旋转90°,又自动闭合,锁住下横梁,钳腿张开,准备下一次继续重复上述动作循环。周而复始地自动旋转,周而复始地自动开启,进行板坯搬运。

  自动开启装置之所以会在一落一起时旋转90°,可以由图中的展开图说明。通过自动开启杆触碰,固定销轴在自动开启杆滑道里强行使自动开启杆旋转,而且是沿着角度分配有规律的旋转。使下横梁自动脱开或锁住,控制夹钳循环工作。

  1.开启杆 2.固定销轴 3.柱面展开

  图1 自动开启杆结构

  Fig.1 Construction of self-opening and closing pole

  2、自动开启装置三维模型的建立

  (1)绘制零件模型并装配

  (2)对三维模型进行干涉分析

  干涉分析包括结构干涉分析和机构干涉分析,以保证结构设计合理的情况下,进一步保证机构设计的合理性。使其运动不存在任何干涉和死角。

  图2 自动开启装置三维模型图

  3、对自动开启装置进行有限元分析

  图3 开启装置等效应力图

  Fig.3 Equivalent stress map of the opening plant

  从图中可以看出最大等效应力为261Mpa,此机构为厂标,其材料为35CrMo,其材料的许用应力为464Mpa。可见最大等效应力远远小于材料的许用应力,静强度合格。

  3、疲劳应力分析

  由于夹钳是处于交变应力作用下,所以对自动开启装置进行疲劳分析。该夹钳的工作等级为A7,而A7的利用等级为U6,其总的工作循环次数为N=1*106。结果如下:

  图4 钳腿及开启装置疲劳分析图

  Fig.4 Fatigue analytic map of the clamp’s legs and opening plant

  由上图可以看到在经过106次循环后,自动开启装置安全系数最低为0.788,已经低于夹钳的设定安全系数1.8。继续对自动开启装置进行疲劳分析,将循环次数分别设为2*105、1*104,其结果如下图:

  【A】循环次数为2*105【B】循环次数为104

  图5 开启装置疲劳分析图

  Fig.5 Fatigue analytic map of the opening plant

  图6 开启装置生命周期图

  Fig.6 Life cycle map of the opening plant

  图5所示,当循环次数为2*105时,安全系数达到1,而当循环次数为104时,安全系数达到1.783,已经基本接近1.8。所以可以判定此开启装置的安全疲劳循环次数大致为104。按照一个小时工作20次,每天工作8小时,每月工作25日计算,该夹钳的自动开启装置安全工作时间仅为3个月左右,疲劳损坏时间大约4年。而在实际工作中,经常会出现碰撞和磨擦磨损情况,所以更容易疲劳破损,这与该装置实际工作中经常损坏的情况基本相符。

  现在对开启装置中的中轴结构进行一下改动,尺寸改动如(图7),然后对尺寸改动后的开启装置重新进行装配,最后用有限元分析软件分析其等效应力、疲劳安全系数和生命周期。如下图(8)(9)(10)。通过结构改变,最大等效应力由原来的216Mpa降为139 Mpa;当循环次数为2.5*105时,最小安全系数为1.8,安全使用周期由3个月提高到5.2年;生命周期由原来的2*105增大为1*106,也就是生命周期由4年提高到30年以上。

  经过对中轴的改进,设计寿命已经基本满足起重机的设计使用年限(15年以上)。

  【A】尺寸改变前 【B】尺寸改变后

  图7 开启装置中轴尺寸改变前后示意图

  Fig.7 Sketch map before and after the middle-axis’s size of the opening plant been changed

  图8 开启装置结构改变后等效应力图 图9 循环次数为2.5*105时的疲劳分析图

  Fig.8 Equivalent stress map before and after the Fig.9 Fatigue analytic map when

  construction of the opening plant been changed the cycle time is 2.5*105

  图10 开启装置生命周期图

  Fig.10 Life cycle map of the opening plant

  参 考 文 献

  [1].蔡春源著.新编机械设计实用手册.学苑出版社.1990.

  [2].起重机设计规范.GB3811-83.

相关推荐
热门期刊
山西师范大学学报《山西师范大学学报》
《山西师范大学学报》杂志,于1986年经国家新闻出版总署批准正式创刊,CN:14-1263/N,本刊在国内外有广泛的覆盖面,题材新颖,信息量大、时效性强的特点,其中主要栏目有:物...
萍乡学院学报《萍乡学院学报》
《萍乡学院学报》(双月刊)创刊于1984年,由萍乡学院学报主管主办,是经国家新闻出版总署批准、国内外公开发行的综合性学术期刊。 《萍乡学院学报》现为双月刊,第1、2、...
上海综合经济《上海综合经济》
《上海综合经济》坚持为社会主义服务的方向,坚持以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导,贯彻“百花齐放、百家争鸣”和“古为今用、洋为中用”的方针,坚...
中国经营报《中国经营报》
《中国经营报》创建于1985年1月创刊,是中国发行经济类的报刊之一,原名《专业户经营报》、《中国农村经营报》,1989年1月正式更名为《中国经营报》。该报坚持以读者...
小学时代《小学时代》
《小学时代》杂志,于1990年经国家新闻出版总署批准正式创刊,CN:22-1043/C,本刊在国内外有广泛的覆盖面,题材新颖,信息量大、时效性强的特点,其中主要栏目有:课内外_课堂...
汕头大学学报(自然科学版)《汕头大学学报(自然科学版)》
《汕头大学学报(自然科学版)》(季刊)创刊于1986年,是由广东省高教厅主管、汕头大学主办的综合性学术性刊物(季刊),国内外公开发行(国内订阅代号:46-17)。 《汕头大学学报(...
友情链接
中教杯 国家新闻出版总署 中国知网 万方数据 维普网 中国科学院 中国国家图书馆 央视英文版 中国留学网 中青网 中国国家人才网 中国经济网 中国日报网 中国新闻网 中国学术期刊网
关于我们
平台简介
诚聘英才
企业文化
竞争优势
版权信息
服务条款
客服承诺
常见问题
版权声明
合作加盟
期刊加盟
广告服务
联系我们
网站导航
期刊大全
论文下载
课题申报
学术会议
编辑QQ
编辑联络
2007-2023
中文学术期刊检索机构
bianjibu777@qq.com
联系我们

版权所有©2007- 2023 中国学术期刊网(qikanw.com) All Rights Reserved 京ICP备2021008252号
本站是学术论文网络平台,若期刊网有侵犯您的版权,请及时与期刊网客服取得联系,联系信箱: bianjibu777@qq.com    
中国学术期刊网