Aantal Bladeren:22 Auteur:Site Editor Publicatie tijd: 2023-08-15 Oorsprong:aangedreven
Het frame is het belangrijkste onderdeel van de buigmachine.De stijfheid van het frame is rechtstreeks van invloed op de veiligheidsprestaties en de buignauwkeurigheid van de machine.Hoe de kwaliteit en kosten in evenwicht te brengen, is altijd de richting geweest van de ontwerper.De buigmachine uit de A-serie is een model dat het bedrijf begin jaren tachtig uit het buitenland introduceerde en geavanceerde technologie promootte.De reeks buigmachines is eenvoudig, praktisch en heeft een laag uitvalpercentage.Zij zijn zeer geliefd bij gebruikers en zijn altijd de populaire producten van het bedrijf geweest.Aangezien de machine vóór de jaren tachtig werd ontworpen, was deze op dat moment beperkt tot het ontwerpsysteem en computersoftware en -hardware.Toentertijd het ontwerp was in wezen gebaseerd op de traditionele conventionele methode van materiaalmechanica.Voor de grootschalige gelaste structurele delen van het frame van de buigmachine.Het spanningsconcentratiepunt kan niet nauwkeurig worden berekend, en bij benadering hypothesemethode wordt vaak gebruikt en het resultaat van de berekening is erg ruw.Om te verzekeren voegen ontwerpers vaak kunstmatige belevingswaarden toe, wat de veiligheidsfactor verhoogt, met als resultaat zeer logge apparatuur, die verbruikt materialen en verhoogt de moeilijkheidsgraad van de productie.
2.1 Machinestructuur
De buigmachine uit de A-serie is de bovenste transmissiestructuur, zoals weergegeven in figuur 1. Hoofdzakelijk samengesteld uit de volgende onderdelen:
Figuur 1——Een serie buigmachine
Rek: gelast door dikke stalen plaat, voornamelijk samengesteld uit bovenbalk, linker- en rechterzijplaten en onderbalken, gebruikt voor het bevestigen van verschillende componenten zoals oliecilinder, geleiderail en onderste matrijs.
Schuif: de algehele dikke stalen plaatstructuur is verbonden met de oliecilinder en de geleiderail, en het onderste uiteinde is bevestigd met de bovenste mal, en de werkende cilinder drijft de bovenste en onderste heen en weer bewegende beweging aan om te voltooien het blad buigen.
Cilinder: Levert de buigkracht die nodig is om de plaat te buigen en drijft de schuif aan om op en neer te bewegen.
Balansbalk: Zorg ervoor dat de schuifregelaar synchroon naar links en rechts loopt.
Glijbaan: bevestigd op het frame om de beweging van de glijder te beperken.
2.2 Onderzoeksobject
De A-serie buigmachines die het bedrijf momenteel produceert, hebben verschillende specificaties.Dit document selecteert de best verkochte en representatieve A3.1m×1000kN buigmachine voor onderzoek en analyse.Het onderzoeksobject is de framelichaam met de meeste materialen.Figuur 2 is een driedimensionaal modelleringsschema van het frame van de A-serie buigmachine.Het is gelast door een dikke stalen plaat en verdeeld in drie delen: de bovenbalk, de linker- en rechterkant platen en de onderbalk.De bovenbalk is een dubbele plaatconstructie voor de montage van de aandrijving.De oliecilinder;de onderste balk is een hele dikke stalen plaatconstructie voor het opnemen van de belastingskracht van de onderste mal;de zijplaat wordt gebruikt voor het verbinden van de bovenbalk en de onderbalk, en de zijplaat is voorzien van een C-vormige keel ten behoeve van aanvoer.
Figuur 2——Rack 3D-model
Het frame van de buigmachine is gelast.Als de lasconstructie wordt gebruikt tijdens het modelleren, moet rekening worden gehouden met factoren zoals het type las tussen de staalplaten, wat de complexiteit van de berekening aanzienlijk zal vergroten proces.Om het genereren en regelen van het net te vergemakkelijken, is het model gegarandeerd.De geometrie en mechanische eigenschappen zijn vergelijkbaar met de werkelijke situatie en de volgende vereenvoudigingen zijn gemaakt:
(1) Patroongeneratie van een enkel onderdeel voor het rekmodel;
(2) Om dichter bij de daadwerkelijke lassituatie te komen, zijn alle lassen afgeschuind;
(3) Elimineer fijne structuren zoals procesgaten, draadgaten en ribben die minder invloed hebben op sterkte en stijfheid.
3.1 Mechanische eigenschappen van materialen
De rekken zijn allemaal gelast door Q235 staalplaat.De mechanische parameters van Q235 staalplaat zijn als volgt:
Elasticiteitsmodulus E=210GPa;
Poisson-verhouding μ = 0,28;
Dichtheid ρ = 7,8 × kg / m3;
Opbrengststerkte σs = 235MPa;
Toegestane spanning [σ] = 160 MPa.
3.2 Rekbelasting en beperkingsbeschrijving
De belasting van de buigmachine in het daadwerkelijke werk wordt gewijzigd.De cilinderdruk wordt geleidelijk verhoogd vanaf de nulwaarde en de druk wordt gebogen na de piek en vervolgens gelost.Aangezien de statische lineaire analyse wordt uitgevoerd, is de belasting wordt behandeld als een statische belasting.De maximale buigkracht van de bovenbalk van het frame bij blootstelling aan 3 cilinders is 1000 kN, waarvan 400 kN is toegewezen aan de linker en rechter cilinder, 200 kN is toegewezen aan de middelste cilinder, en de richting is verticaal naar boven;de onderbalk wordt onderworpen aan de transmissie van de schuif en de onderste matrijs.Alle buigkrachten naar beneden, de richting is verticaal naar beneden.
Het frame is bevestigd aan de grond.Hoewel het frame is bevestigd met ankerbouten, beperken de ankerbouten alleen de richting van de translatie van het bodemoppervlak en hebben ze geen grote invloed op de nauwkeurigheid van structurele analyse.De onderkant van de voet beperkt zijn volledige beperking, zoals weergegeven in figuur 3.
Figuur 3——Rekbelasting en beperkingen
3.3 Rasterindeling
Meshing is een zeer belangrijke stap in eindige elementenanalyse.De kwaliteit van het net is direct gerelateerd aan de nauwkeurigheid van de eindige elementenberekeningsresultaten, en zelfs het resultaat is ongeldig.De eindige-elementenfunctie van de SolidWords-software wordt gebruikt om de mesh en het model te verdelen.Verdeeld in 30170 eenheden, wordt het frame-eindige-elementenmodel weergegeven in figuur 4.
Figuur 4——Rack meshing
Door de berekening en analyse van SolidWords-software worden de verplaatsing in de Y-richting en het spanningswolkdiagram van het frame verkregen, zoals weergegeven in figuur 5 en figuur 6. De resultaten laten zien dat de maximale vervorming in de Y richting bij volle belasting van het frame is 2,43 mm aan de bovenzijde van de bovenbalk.Bij daadwerkelijk werk ligt de verplaatsing van de bovenbalk binnen het elastische vervormingsbereik van het materiaal, wat weinig invloed heeft op de nauwkeurigheid van de machine. dus aan de verplaatsingswaarde wordt niet veel aandacht besteed.
Figuur 5——Y-richting verplaatsingswolkenkaart
Figuur 6——Rack-stresswolk
De maximale spanning van het frame is 169 MPa bij de afgeronde hoek van de C-vormige keel van de zijplaat, wat de toegestane spanning van de framemateriaal Q235 staalplaat met 160 MPa overschrijdt.In het echte werk is het beschadigde onderdeel gewoon hier, vroeg zichtbaar.Er is een gebrek aan vormgeving.
Als reactie op de tekortkomingen van het oorspronkelijke ontwerp is het oorspronkelijke ontwerp verbeterd.
Volgens het framespanningswolkdiagram van Fig. 6 verschijnt de maximale spanning van het frame in de onderste hoek van de C-vormige hals van de zijplaat.Zoals blijkt uit de kenmerken van het oorspronkelijke ontwerp (Fig. 7), de C-vormige keel van de zijplaat van het frame.De onderste afrondingsradius is R120 en de bovenste afrondingsradius is R200.Volgens de feitelijke ervaring heeft het veranderen van de filetwissel naar de bovenste filet geen invloed op het normale gebruik van de pers rem.Na de verbetering is de maximale belasting van het frame 149 MPa via softwareanalyse, en het effect is duidelijk.Te zien is dat met een kleine optimalisatie de maximale belasting van het frame direct naar binnen zakt het toelaatbare spanningsbereik van het materiaal.
Figuur 7—Oorspronkelijk ontwerpkenmerk
Om onvolkomenheden na te streven, blijft u diepgaand onderzoek doen naar het oorspronkelijke ontwerp.De oorspronkelijke ontwerper was ook van mening dat de C-vormige keel van het zijpaneel van het rek het zwakste deel van het frame is.Omwille voor de veiligheid heeft de ontwerper een versteviging toegevoegd aan de keel van het zijpaneel om de C-vormige keel tot op zekere hoogte te verminderen.Het risico van barsten in de mond.Echter, vanuit het oogpunt van materiaalmechanica, het verhogen van de verstevigingsribben geeft niet de maximale gebruikswaarde van het materiaal.Probeer de verstevigingsribben te verwijderen op basis van het optimaliseren van de afgeronde hoeken en bereken en analyseer vervolgens, en de maximale spanning van het frame is 155 MPa. Nog steeds in de onderste hoek van de C-vormige keel is de maximale verplaatsing in de Y-richting 2,54 mm.Hoewel de maximale spanning na de versteviging van de ribbe is verwijderd, valt deze nog steeds binnen het toegestane spanningsbereik van de materiaal.Het is te zien dat hoewel het originele ontwerp van de ribben een bepaald effect heeft, maar het effect niet voor de hand ligt, maar veel grondstoffen en montage- en laswerkuren worden verspild, kan worden overwogen om te annuleren. Aangezien deze serie modellen echter al meer dan 30 jaar wordt geproduceerd, bedraagt het verkoopvolume bijna 10.000 eenheden en zijn er veel gebruikers.Als de ribben nu worden geannuleerd, zullen gebruikers achterdochtig zijn over het bezuinigen.Naar hiertoe verdere optimalisatie, op basis van het niet veranderen van het gewicht van de machine, wordt het materiaal van de originele ribbe naar de zijplaat 'getransplanteerd', wordt de verstevigingsribbe verwijderd en wordt de breedte van de zijplaat passend verbreed.Op deze manier wordt de maximale gebruikswaarde van het materiaal volledig benut en worden de sterkte en stijfheid van de machine aanzienlijk verhoogd op voorwaarde dat het gewicht van de machine constant is en de toename in sterkte en stijfheid betekent dat de algehele prestaties van de machine worden verbeterd.
Volgens de geoptimaliseerde ontwerpgegevens is de prototypetest uitgevoerd.Het is bewezen dat de geoptimaliseerde buigmachine goede resultaten heeft behaald.Zonder het gewicht van de machine te veranderen, is de stijfheid van de machine dat wel verhoogd met 20%, wat veel montage- en lastijd kan besparen en een goede economische waarde heeft.Het is duidelijk dat het traditionele computerontwerp of de ervaring moeilijk is om aan de optimalisatievereisten te voldoen.Het eindige element software kan worden gebruikt om het ontwerp eenvoudig te optimaliseren en producten van de beste kwaliteit te produceren met de minste hoeveelheid materialen.
Nederlands
Pусский
