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江门升降车出租, 蓬江区升降车出租, 新会区升降车出租, 采用了解析算法和有限元方法对内胀式自锁油缸的受载情况进行了研究,分析出了在自锁条件下内胀式自锁油缸的受力特性,总结出了内胀式自锁油缸受载时变形、应力的分布规律,这为内胀式自锁油缸的优化设计提供了理论指导。同时基于内胀式自锁油缸的工作特性,提出一种仅带两个外接油口(进油/回油)集成型内胀式自锁油缸,并完成其结构设计和流体仿真。主要完成的工作如下:
(1)建立内胀式自锁油缸的力学模型及有限元模型研究中基于厚壁圆筒理论,将缸筒与螺旋管套的过盈配合等效为厚壁圆筒承压问题,求出内胀式自锁油缸的应力随径向位置变化以及径向变形随轴向变化的解析式,在考虑影响自锁油缸性能因素(摩擦系数、环境温度、接触面积)的前提下,给出内胀式自锁油缸的过盈量的设计公式,并基于设计的过盈量以及实际影响因素,建立内胀式自锁油缸在自锁状态下的有限元模型,模拟计算得到各项力学参数和结果。
(2)内胀式自锁油缸的力学分析及性能测试根据有限元计算的结果,揭示了自锁状态下内胀式自锁油缸的受力特征,分析中间段缸筒的径向变形和应力的分布特点,总结出接触面的接触应力分布规律,并完成对自锁油缸的强度校核;同时,运用在不同摩擦系数、环境温度、接触面积下自锁油缸接触面的应力分布的仿真计算结果,得出摩擦系数对接触面接触正应力影响不大,但受端部的影响,对接触面接触切应力有一定的影响,而环境温度对接触正应力影响很大,其中在高温50℃时,接触面所产生的自锁力相较于常温下减小14.5%,在低温-40℃时,产生的自锁力比在常温下增加19.7%;而随着接触面积的减小,最大接触应力、平均接触应力呈递增的趋势,且受端部影响的越大,应力集中趋势越明显。通过对内胀式自锁油缸的自锁力和行程摩擦力的测试,可知自锁油缸至少可承受35t负载力,满足自锁油缸的锁紧力(安全系数1.43)要求,解锁压力为22MPa时可完成解锁。
(3)集成型内胀式自锁油缸的设计, 基于内胀式自锁油缸的工作特性,提出一种仅带两个外接油口(进油/回油)的集成型内胀式自锁油缸,详细阐述了该自锁油缸的工作原理,建立了其在伸出、回缩过程中的稳态数学模型,并在AMESIM软件上建立仿真模型,模拟计算后得到集成液压系统工作参数;在充分证明了集成液压系统可行的前提下,完成液压元件(顺序阀、平衡阀组件)的结构设计,进而实现集成型内胀式自锁油缸的集成设计;通过对集成型内胀式自锁油缸在自锁状态下有限元分析,充分证明了所设计的集成型自锁油缸满足自锁力和强度要求。
(4)集成液压系统的流场分析, 通过Fluent仿真计算,得到集成型内胀式自锁油缸在空载伸出、带载伸出、空载缩回、带载缩回这四个工作过程中流体的流动状态,为其内部流道的改进提供参考。
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内胀式自锁油缸作为特种重载工程车辆上以实现任意位置自锁的调平装备,对于保证支撑调平精度的持久性和准确性有重大意义。本文运用了解析算法和有限元方法对内胀式自锁油缸进行了静力学方面的分析,提出一种集成型内胀式自锁油缸,并进行了流场分析。由于时间以及实验条件有限, 还有一些研究工作尚需进一步开展,主要包括一下几个方面:
(1)内胀式自锁油缸的工作环境复杂,不便于拆卸,要求其具有高稳定性、可靠性,由于自锁油缸的缸筒在实际工作过程中经常处于反复胀缩的状态,缸筒的应力也在发生周期性的变化,因此自锁油缸不仅需要满足的强度、刚度的要求,同时也需要满足疲劳寿命的要求,因此针对自锁油缸的结构疲劳分析将是后续工作的重点。
(2)本文针对集成液压系统的工作过程进行了稳态分析,但缺乏瞬态分析的研究工作,其对液压系统主要的液压元件进行了的结构设计,但未对工作阀系的响应、稳定性进行充分研究,需在后续的工作中完善这部分的工作内容。
(3)本文对集成型内胀式自锁油缸在工作过程中油液的流动状态进行了详细地分析,揭示了油液出现负压区、漩涡等损害工作阀系稳定性的现象,如何通过改进液压元件和流道的内部结构以改善油液的流动状态是后续工作的重要内容。
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