一种高强度等静压机工作缸机架生产加工工艺的制作方法

文档序号:11120523阅读:683来源:国知局

本发明涉及高强度等静压设备领域,尤其是一种高强度等静压机工作缸机架生产加工工艺。



背景技术:

等静压主机主要由超高压工作缸、机架及驱动系统组成,其中工作缸在工作过程中的轴向压力通过上、下端盖完全作用在机架上,也就是说通过机架约束工作缸的上、下端盖的位移,承受超高压压制时的轴向载荷。因此,机架的设计是否合理,在超高压工作时的安全性如何是等静压主机设计的关键技术之一。

目前工程上常用的机架结构为预应力钢丝缠绕式结构,它由左右两根立柱和上下两个半圆梁构成一个框架,并在外部缠绕多层预应力钢丝,从而构成一个封闭结构,使得半圆梁上承受的压力转变成钢丝层的拉力。预应力钢丝缠绕式机架具有结构紧凑、重量轻、便于加工、运输和安装以及疲劳强度高、寿命长等优点。



技术实现要素:

本发明目的是克服了现有技术中的不足,提供一种高强度等静压机工作缸机架生产加工工艺统。

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现:

一种高强度等静压机工作缸机架生产加工工艺,输入工作缸压力p 和半径r,机架窗口长度L、宽度w,预紧系数,立柱和半圆梁材料许用应力,安全系数,钢丝许用应力,立柱根数;

根据所述机架参数输入模块输入的参数计算得到立柱的截面积Ac 和参数γ,根据参数γ 选取λ 的取值,并利用λ 的参数计算出立柱厚度尺寸a 和立柱宽度尺寸b ;

根据输入的参数计算得到半圆梁半径R1 ;

根据机架立柱宽度设计缠绕钢丝的槽宽,输入槽宽b0 参数,输入选择缠绕的钢丝宽度,计算出每一层缠绕钢丝的圈数,输入钢丝的弹性模量Ew,立柱的弹性模量Ec,钢丝的截面积Sw,立柱的截面积Ac,计算一根钢丝与立柱的刚性比c,预紧力Fc,作用在一根立柱上的预紧力Fca,作用在一根立柱上的钢丝层上的总张力Fw,输入不失稳安全系数n4,计算立柱临界载荷Pk,并判断立柱会不会失稳,如果失稳,则调整前面的参数重新计算,直到获得满意的结果;

根据钢丝的摩擦系数μ 和一根钢丝的厚度Δ,计算获得钢丝层最内层半径R1,钢丝层最外层半径R2,每层缠绕的圈数m ;并自动为缠绕层数z 设定一个初始值,并计算出作用在一根立柱上的预紧力Fca2,与以上计算获得的作用在一根立柱上的预紧力Fca 比较,若两者不相等则增加/ 减小缠绕层数,循环计算,直到Fca2 与Fca 相近时,以得到缠绕层数z

值;计算出R2/R1,2L/R1,再通过与对照表比较以得到缠绕类型。

优选地,还包括计算出每一层钢丝缠绕初张力,并生产报表,作为实际缠绕时钢丝预紧力的设定值。

优选地,还包括计算最内层钢丝最大应力σ3max 和最外出钢丝最大应力σ4max,二者再分别与钢丝许用应力进行比较σ3,以此判定钢丝静强度是否符合设计要求。

优选地,还包括控制钢丝的应力变动满足其中:σ3max——最内层钢丝最大应力;σ3min——最内层钢丝最小应力。

优选地,还包括将计算过程和计算结果、校核结果输出为计算说明书。

优选地,还包括:根据工作状态主机架立柱的伸长量Lp1、工作状态辅机架立柱的伸长量Lp2 计算工作载荷作用下主辅机架的变形误差ΔLp,并进行校核。

本发明的有益效果是:用于预应力钢丝缠绕式机架设计中相关参数的确定、缠绕方式的选择、缠绕层数、每层缠绕圈数和预紧力的计

算以及钢丝静强度、疲劳强度的校核;通过确定预应力钢丝缠绕式机架设计中的各项参数、并立即对计算结果进行校核,使参数调整对计算结果的影响效果更快捷、更直观,使得整个计算和校核工作效率大大提高,从而为设计人员反复调整参数,寻找最优的解决方案带来了方便结构简单,具有很强的实用性。

以下对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施案例一,一种高强度等静压机工作缸机架生产加工工艺,输入工作缸压力p 和半径r,机架窗口长度L、宽度w,预紧系数,立柱和半圆梁材料许用应力,安全系数,钢丝许用应力,立柱根数;

根据所述机架参数输入模块输入的参数计算得到立柱的截面积Ac 和参数γ,根据参数γ 选取λ 的取值,并利用λ 的参数计算出立柱厚度尺寸a 和立柱宽度尺寸b ;

根据输入的参数计算得到半圆梁半径R1 ;

根据机架立柱宽度设计缠绕钢丝的槽宽,输入槽宽b0 参数,输入选择缠绕的钢丝宽度,计算出每一层缠绕钢丝的圈数,输入钢丝的弹性模量Ew,立柱的弹性模量Ec,钢丝的截面积Sw,立柱的截面积Ac,计算一根钢丝与立柱的刚性比c,预紧力Fc,作用在一根立柱上的预紧力Fca,作用在一根立柱上的钢丝层上的总张力Fw,输入不失稳安全系数n4,计算立柱临界载荷Pk,并判断立柱会不会失稳,如果失稳,则调整前面的参数重新计算,直到获得满意的结果;

根据钢丝的摩擦系数μ 和一根钢丝的厚度Δ,计算获得钢丝层最内层半径R1,钢丝层最外层半径R2,每层缠绕的圈数m ;并自动为缠绕层数z 设定一个初始值,并计算出作用在一根立柱上的预紧力Fca2,与以上计算获得的作用在一根立柱上的预紧力Fca 比较,若两者不相等则增加/ 减小缠绕层数,循环计算,直到Fca2 与Fca 相近时,以得到缠绕层数z

值;计算出R2/R1,2L/R1,再通过与对照表比较以得到缠绕类型

进一步的,还包括计算出每一层钢丝缠绕初张力,并生产报表,作为实际缠绕时钢丝预紧力的设定值,还包括计算最内层钢丝最大应力σ3max 和最外出钢丝最大应力σ4max,二者再分别与钢丝许用应力进行比较σ3,以此判定钢丝静强度是否符合设计要求,还包括控制钢丝的应力变动满足其中:σ3max——最内层钢丝最大应力;σ3min——最内层钢丝最小应力。

进一步的,还包括将计算过程和计算结果、校核结果输出为计算说明书,还包括:根据工作状态主机架立柱的伸长量Lp1、工作状态辅机架立柱的伸长量Lp2 计算工作载荷作用下主辅机架的变形误差ΔLp,并进行校核。

实施案例二:根据钢结构及机架工作需要主机架宽度b1、辅机架宽度b2、机架间距a 以及端盖半径r ;根据主机架宽度b1、辅机架宽度b2、机架间距a 以及端盖半径r,分别计算主机架与端盖的接触面积F1,辅机架与端盖的接触面积F2,并计算主、辅机架与端盖的接触面积的比值k ;基于多机架非线性受力的均匀再分配假设及力平衡原理,根据给定的机架结构承受的轴向总载荷P 以及k 计算出主机架承受的轴向工作载荷P1 和辅机架承受轴向工作载荷P2 ;根据机架结构及钢丝缠绕状况确定主机架预紧系数η1、辅机架预紧系数η2,步骤中得到的主、辅机架承受轴向载荷P1 和P2,确定主、辅机架预紧力Pc1 和Pc2 ;基于各机架立柱的压缩量一致,根据缠绕设计理论,计算得到主辅机架立柱截面积的比值k1 ; 根据主机架预紧力Pc1、主机架的立柱个数i1、钢丝的许用应力[σ],计算得到主机架立柱截面积Fc1 ;利用变张力缠绕计算方法,计算主机架钢丝缠绕层数z1 ;7) 基于各机架立柱的压缩量一致,计算计算辅机架立柱的截面积Fc2 ;基于工作时各机架立柱的伸长量一致,根据辅机架每层钢丝根数m2,得到辅机架钢丝层数z2。

本发明的有益效果是:用于预应力钢丝缠绕式机架设计中相关参数的确定、缠绕方式的选择、缠绕层数、每层缠绕圈数和预紧力的计算以及钢丝静强度、疲劳强度的校核;通过确定预应力钢丝缠绕式机架设计中的各项参数、并立即对计算结果进行校核,使参数调整对计算结果的影响效果更快捷、更直观,使得整个计算和校核工作效率大大提高,从而为设计人员反复调整参数,寻找最优的解决方案带来了方便结构简单,具有很强的实用性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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