亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于ANSYS Workbench的快速換模機(jī)構(gòu)的分析?

        2021-10-11 08:16:42宋傳璽王守城
        艦船電子工程 2021年9期
        關(guān)鍵詞:硫化機(jī)鋼珠活絡(luò)

        宋傳璽 王守城

        (青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 青島 266061)

        1 引言

        液壓輪胎硫化機(jī)的活絡(luò)模具一般由動(dòng)模和定模兩部分組成,上模安裝在硫化機(jī)的固定模板上,在硫化機(jī)工作輪胎成型過程中,它隨硫化機(jī)的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。下模安裝在硫化機(jī)的下固定模板上,固定在底座上。由于現(xiàn)有活絡(luò)模具的連接方法一般都用多個(gè)螺釘固定,而連接處的工作環(huán)境特別惡劣,長期處于高溫潮濕的環(huán)境中,蒸汽溫度約為150℃,螺釘很容易生銹,維修時(shí)要拆裝這么多的銹蝕、變形的螺釘也是一件很費(fèi)力的事[1~2]。

        另外活絡(luò)模的水缸軸工作時(shí)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的,固定法蘭的螺釘受到往復(fù)運(yùn)動(dòng)推拉,很容易滑絲或斷裂,導(dǎo)致模具和設(shè)備損傷;現(xiàn)有的活絡(luò)模具連接法蘭盤是一個(gè)整體,該連接盤自身的重量很重,維修或拆裝時(shí)需要三、四個(gè)維修人員方可進(jìn)行操作,這個(gè)過程中連接安裝的時(shí)間長,且拆裝的時(shí)間也較長,這使得活絡(luò)模的硫化效率較低。

        快速換模機(jī)構(gòu)由傳統(tǒng)的手動(dòng)螺栓鎖模變更為液壓自動(dòng)鎖模,通過液壓作用和彈簧復(fù)位作用,實(shí)現(xiàn)模具在硫化機(jī)上的安裝與拆卸,可通過操作控制盤的按鈕簡單地進(jìn)行操作和控制,可以有效地預(yù)防工人因操作失誤出現(xiàn)故障,創(chuàng)造安全的生產(chǎn)環(huán)境,提高了更換模具效率。

        2 換模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及功能

        2.1 換模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成及功能

        該裝置通過液壓作用和彈簧復(fù)位功能控制模具的鎖緊、拆卸,大大減少了生產(chǎn)過程中更換模具所需的時(shí)間,迅速、高效、精確及穩(wěn)定可靠地更換活絡(luò)模具,圖1為機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖。

        圖1 快速換模機(jī)構(gòu)剖視圖

        該機(jī)構(gòu)更換模具的具體操作過程如下:首先通過螺栓將上安裝板與硫化機(jī)的上固定板連接固定,該機(jī)構(gòu)的鎖緊內(nèi)套的下底板與活絡(luò)模具的上模進(jìn)行連接固定,之后把活絡(luò)模具安裝到下固定板上,在缸體的進(jìn)油孔進(jìn)油,活塞套在液壓作用下收縮彈簧被迫移動(dòng),此時(shí)將內(nèi)殼伸入到外殼內(nèi),其中外殼周向通槽內(nèi)的鋼珠退至活塞套缺口處,然后缸體中的容腔通過回油口泄油,在彈簧的復(fù)位作用下,推動(dòng)活塞套壓迫鋼珠向內(nèi)移動(dòng),推入到內(nèi)殼容納孔中,依靠摩擦力作用而鎖緊,隨硫化機(jī)的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)[2]。

        圖2 松卸示意圖

        圖3 鎖緊示意圖

        2.2 換模機(jī)構(gòu)的主要零部件設(shè)計(jì)

        2.2.1 鋼珠尺寸設(shè)計(jì)

        在該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鎖緊功能的過程中,鋼珠起了關(guān)鍵性作用,一是可以用來定位固定鎖緊,二是分散結(jié)構(gòu)的壓力,減少產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,鋼珠的數(shù)量與機(jī)構(gòu)的鎖緊可靠性密切相關(guān)。從裝置承受力方面考慮,隨著力的增加,鋼珠的數(shù)目應(yīng)適宜增加。該裝置具有較大的承受力,因此合理選擇鋼珠的數(shù)目,尺寸計(jì)算尤為重要。

        鎖緊內(nèi)殼的外圓周上設(shè)置有與待安裝鋼珠數(shù)量相同,分布角度一致的鋼珠容納孔,在鎖緊外殼設(shè)有中心通孔,沿通孔周向設(shè)有與鋼珠容納孔數(shù)量相同,分布角度一致的軸向通槽;鋼珠的數(shù)量為Z,每顆鋼珠所承受的載荷為P。

        根據(jù)赫茲理論[4],鋼珠與內(nèi)殼容納孔的半徑分別為R1和R2,變形前鋼珠與容納孔在某接觸點(diǎn)相切,鋼珠與容納孔受到載荷P的作用,變形后鋼珠與容納孔的接觸區(qū)域?yàn)橐詧A形區(qū)域,半徑為a,由赫茲公式得[5~6]:

        式中:E1、E2為材料的彈性模量;μ1、μ2為兩材料的泊松比。

        又鋼珠與下安裝板的材料均為45鋼,E1=E2=E;μ1=μ2=μ=0.3,則

        綜合曲率半徑為

        式中:[σH]為鋼珠材料的許用接觸應(yīng)力;P為接觸面上最大單位壓力;E為材料彈性模量。

        根據(jù)實(shí)際所需:P=2000N,[σH]=475MPa,

        E=2e5MPa,S=1.5,帶入計(jì)算得R ≥ 383.6mm。

        因鋼珠與內(nèi)殼容納孔緊密接觸,故取R2=R1+0.3,計(jì)算可得鋼珠半徑R1≥10.7mm,取R1=11mm。

        2.2.2 活塞套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        活塞套實(shí)現(xiàn)鎖緊功能的主要功能部件,在鎖緊過程中依靠活塞套的移動(dòng)迫使鋼珠移動(dòng)實(shí)現(xiàn)鎖緊功能。在活塞套上部連接有復(fù)位彈簧,推動(dòng)活塞套退回到相應(yīng)位置,左部與缸體之間留有容腔間隙,用于液壓作用吸油回油推動(dòng)活塞套移動(dòng),右部留有一內(nèi)錐形缺口,在工作過程中使得外殼中心通孔中的鋼珠移動(dòng),其結(jié)構(gòu)剖面示意圖如圖4所示。

        圖4 活塞套剖視圖

        3 換模機(jī)構(gòu)有限元分析

        由于該機(jī)構(gòu)模型包含的零件較多,因此只分析其中的主要部件。在模具鎖緊過程中,鎖緊內(nèi)套的下底板受到活絡(luò)模具自身的重力作用,處于靜力平衡狀態(tài)。另外,由于單個(gè)鋼球的分析比較困難,可以對鎖緊外殼、鋼珠與鎖緊內(nèi)殼裝配體進(jìn)行整體分析,可以減少分析時(shí)的復(fù)雜程度,方便施加約束和載荷。

        在該機(jī)構(gòu)實(shí)際工作中,存在兩種狀態(tài),一是實(shí)現(xiàn)鎖緊功能時(shí),該機(jī)構(gòu)受到活絡(luò)模具重力的作用,從而使得各部件承受較大載荷,為了保證機(jī)構(gòu)的工作安全性,對其關(guān)鍵部件靜力學(xué)分析;二是在硫化過程時(shí),活絡(luò)模具到達(dá)工作位置,該機(jī)構(gòu)不再承受載荷作用,但由于硫化過程產(chǎn)生較大的熱量,使得該機(jī)構(gòu)零部件會(huì)發(fā)生變形,因此需要對該種情況進(jìn)行熱應(yīng)力分析。

        3.1 換模機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析

        1)導(dǎo)入有限元模型

        從Soildworks建好的裝配體模型中保留鎖緊外殼、鋼珠和鎖緊內(nèi)殼,直接導(dǎo)入ANSYS Workbench中打開。

        2)定義材料屬性

        根據(jù)材料屬性參數(shù),選取45號(hào)碳素鋼為該構(gòu)材料,在Engineering Data中設(shè)置材料性能參數(shù):密度ρ=7890kg∕m3,泊松比μ=0.3,彈性模量E=2e11pa。

        3)網(wǎng)格劃分

        鋼珠是實(shí)現(xiàn)鎖緊功能的關(guān)鍵部件,在網(wǎng)格劃分過程中,對于與鋼珠接觸的區(qū)域的網(wǎng)格要細(xì)化,其他區(qū)域可由自動(dòng)網(wǎng)格劃分。

        4)接觸設(shè)置

        對于該機(jī)構(gòu)中,鋼珠與鎖緊外殼、鎖緊內(nèi)殼之間的接觸區(qū)域設(shè)置為有摩擦接觸,摩擦因數(shù)設(shè)置為0.1,接觸面為鋼珠表面,目標(biāo)面為鎖緊外殼通孔面與鎖緊內(nèi)殼容納孔面,而外殼與內(nèi)殼的接觸區(qū)域設(shè)置為無摩擦接觸。

        5)添加約束與載荷

        在更換模具實(shí)現(xiàn)鎖緊功能的過程中,內(nèi)套的下底板承受活絡(luò)模具的重力作用,因此對8個(gè)螺栓安裝孔施加載荷G∕8,對外殼外表面添加固定約束。

        6)有限元分析結(jié)果

        從圖示結(jié)果可以看出,該機(jī)構(gòu)最大變形處出現(xiàn)在內(nèi)套下板處,此處螺栓孔連接處受有活絡(luò)模具重力,故有較大的變形,為0.829mm,其產(chǎn)生的變形與結(jié)構(gòu)尺寸相比可以忽略不計(jì),最大應(yīng)力出現(xiàn)在鋼珠與內(nèi)套接觸處,為106.89MPa,小于材料的許用應(yīng)力[7]。

        圖5 總變形圖

        圖6 等效應(yīng)力圖

        3.2 換模機(jī)構(gòu)的熱仿真分析

        硫化機(jī)在硫化過程中活絡(luò)模具由常溫加熱至170℃,該機(jī)構(gòu)上安裝板與硫化機(jī)的中心機(jī)構(gòu)相連,硫化過程上熱板加熱時(shí),由硫化加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至機(jī)構(gòu)外表面,使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生很大的溫度,內(nèi)殼下底板與活絡(luò)模具通過螺栓連接,底部受到蒸汽溫度影響,也會(huì)受到較高的溫度影響[8~9]。該機(jī)構(gòu)受到的溫度通過對流的方式散發(fā)到外部環(huán)境當(dāng)中,作為與硫化機(jī)連接的關(guān)鍵部件,在硫化過程中時(shí)時(shí)刻刻都與高溫環(huán)境接觸,在長時(shí)間高溫工作條件下,材料會(huì)出現(xiàn)損壞,降低材料的各種性能,影響硫化機(jī)的正常工作,需要對其進(jìn)行熱應(yīng)力分析,保證該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性。

        該機(jī)構(gòu)的溫度應(yīng)力為穩(wěn)態(tài)溫度場,設(shè)定材料為45號(hào)鋼,平均對流換熱系數(shù)設(shè)定為300W∕(m2·℃),硫化過程中外部環(huán)境溫度為35℃~40℃,ρ=7890kg∕m2,μ=0.3,E=2e11pa,通過熱仿真得到如圖7所示熱模擬分析圖[10]。

        圖7 熱模擬分析

        快速換模機(jī)構(gòu)的熱應(yīng)力分析以穩(wěn)態(tài)溫度場為基礎(chǔ),將溫度場結(jié)合結(jié)構(gòu)靜力學(xué)進(jìn)行分析,將上述熱分析得到的溫度場作為載荷導(dǎo)入到Static Structural,對外殼周向容納孔處添加固定約束,通過計(jì)算得到機(jī)構(gòu)傳熱產(chǎn)生的熱變形分布圖和熱應(yīng)力分布圖如圖8~9所示[11]。

        圖8 熱變形分布圖

        受溫度變化的影響,該機(jī)構(gòu)的最大應(yīng)力出現(xiàn)在放置鋼珠的容納孔四周,且最大應(yīng)力為319.93MPa,由此可以分析出此處較容易發(fā)生較大的應(yīng)力集中,因此需要對模型進(jìn)行改進(jìn),增大外殼的厚度[12],同時(shí)鋼珠受外殼厚度變化的影響也應(yīng)隨之增大,現(xiàn)將厚度增加5mm,對改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真,結(jié)果如圖10~11所示,此時(shí)最大應(yīng)力處數(shù)值減小,保證了機(jī)構(gòu)工作的安全性。

        圖9 熱應(yīng)力分布圖

        圖10 熱應(yīng)力分布圖

        圖11 熱應(yīng)力分布圖

        4 結(jié)語

        本文對硫化機(jī)快速更換模具機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過液壓和彈簧的作用實(shí)現(xiàn)模具的快速更換,節(jié)省了人力勞動(dòng)時(shí)間,提高了工作效率。并根據(jù)實(shí)際工況對其進(jìn)行靜力學(xué)分析和熱應(yīng)力分析,最大應(yīng)力發(fā)生在鋼珠與外殼容納孔接觸部位,對此處進(jìn)行尺寸改進(jìn),減小了最大應(yīng)力和變形,保證設(shè)計(jì)的合理性和安全性。

        猜你喜歡
        硫化機(jī)鋼珠活絡(luò)
        小鋼珠沖擊除銹方法及其模擬仿真
        Comparison of mechanisms and efficacies of five formulas for improving blood circulation and removing blood stasis
        具有同步結(jié)構(gòu)的輪胎兩半活絡(luò)模具
        Clinical Effective Evaluation of Tongren Dahuoluo Pill(同仁大活絡(luò)丸) on Knee Osteoarthritis by Musculoskeletal Ultrasound
        鋼珠鏈“跳舞”
        鋼珠鏈“跳舞”
        四立柱式平板硫化機(jī)拉耳處應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        益神公司輪胎硫化機(jī)銷售創(chuàng)歷史新高
        用于生產(chǎn)橡膠隔膜的硫化機(jī)
        益神公司輪胎硫化機(jī)產(chǎn)銷量創(chuàng)歷史新高
        橡膠科技(2015年2期)2015-02-23 17:45:07
        日本在线一区二区三区观看| 久久不见久久见免费影院国语| 少妇丰满大乳被男人揉捏视频| 日韩黑人欧美在线视频观看| 无码流畅无码福利午夜| 亚洲av本道一本二本三区| 中文字幕一区二区三区四区五区| 欧美黑人群一交| 亚洲精品国产综合一线久久| 国产男女做爰猛烈视频网站| 护士人妻hd中文字幕| 中文字幕网伦射乱中文| 藏春阁福利视频| 国产欧美激情一区二区三区| 国产午夜激情视频在线看| 国产欧美在线观看不卡| 国产乱色精品成人免费视频| chinese国产在线视频| 最新日本免费一区二区三区| 在线观看一级黄片天堂| 丰满人妻被黑人猛烈进入| 亚州精品无码人妻久久| 久久综合老鸭窝色综合久久| 黄片大全视频在线播放| 国产精品沙发午睡系列990531| 国产成人免费一区二区三区| 在线久草视频免费播放| 免费观看a级毛片| 亚洲日本va午夜在线电影| 亚洲国产日韩欧美高清片a| 在线人妻va中文字幕| 精品久久久久久无码人妻蜜桃| 视频一区二区在线播放| 亚洲在线视频一区二区| 亚洲视频高清一区二区| 日本不卡一区二区三区在线 | 日韩午夜在线视频观看| 偷拍一区二区三区四区视频| 国产边摸边吃奶叫床视频| 久久香蕉成人免费大片| 久久精品亚洲成在人线av|