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四柱液壓機設計的發展狀況
- 2018-10-09 -

四柱液壓機是利用液壓傳動技術進行壓力加工的設備,是制品成型生產中應用最廣的設備之一。與其他壓力機相比,它具有壓力和速度可在大范圍內無級調整,可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結構布置靈活,各執行機構可很方便地達到所希望的動作配合等優點。因此,液壓機在我國國民經濟的各行各業,尤其是塑性加工領域得到了日益廣泛的應用。

   

影響四柱液壓機質量的因素很多,其中液壓機的設計水平是非常關鍵的一個因素。四柱液壓機設計的重點是機架設計,這是由機架的受力和結構特點而決定的。液壓機本體是液壓機的重要組成部分,其重量約占整機重量的以上,液壓機本體的設計水平,對液壓機的制造成本、技術性能和使用壽命有著決定性的影響。

 

液壓機設計理論和方法的發展主要經歷了經驗設計、數值計算、優化設計幾個階段。經驗設計階段主要利用材料力學簡化方法計算主要部件的強度和剛度,把機架簡化為材料力學范疇的平面鋼架,把橫梁簡化為材料力學范疇的簡支梁,然后按照材料力學的方法進行強度、剛度校核。盡管確認的結構大多數被實踐證明是安全的,但存在設計周期長、結構冗余、材料使用偏保守等弊端,致使產品重量大,成本高、效益低,削弱了產品競爭力,而且缺乏對設計結果合理性的驗證,計算結果常常與實測值相去甚遠。

 

數值計算階段,設計者把整個機架或單個的橫梁作為研究對象,將它們視為空間板梁組合結構,利用精度較高的有限元法進行整體結構分析分析結果的準確性和可靠性大大提高。這在液壓機設計史上是一個非常大的進步。

 

優化設計階段,人們把結構優化設計方法匯引入液壓機設計,使設計從安全校核轉變為優化設計。基于有限元的優化方法能從各種可能的結構設計方案中尋找較完善的或較合理的方案,使材料分配趨于合理,實現了液壓機設計的又一次飛躍。

 

目前,我國液壓機本體的整體設計水平還比較落后。盡管一些大中型企業的設計部門在某些重要的液壓機本體設計工作中,對其關鍵部件已經采用了有限元分析方法和優化設計方法,但是對于那些典型結構的液壓機產品,絕大部分生產廠家和設計單位,包括大中型企業的設計單位,基本上還沿襲著傳統的設計方法。由于缺乏功能比較完善的現代設計手段,所以導致液壓機本體結構過于保守、設計周期長、效率也較低。這不僅造成了人力和物力的浪費,而且嚴重影響著這些企業的市場競爭實力的提高。

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