基于ANSYS及加速寿命试验台对油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行设计改进

该文对某工程机械油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行失效分析,提出了在毛坯锻造工艺满足设计要求的条件下,单耳环活塞杆杆头变截面处应力集中导致残余应力过大,是单耳环活塞杆杆头断裂的主要原因。从这方面出发,优化了单耳环活塞杆杆头变截面处的残余应力,通过ANSYS软件对优化后的结构进行应力分析,并用油缸加速寿命可靠性试验台做2F台架实验和整机多批次小批量试装来验证改进措施的有效性,最终提高了油缸单耳环活塞杆杆头在极限工况下抗疲劳的强度。

关于液压缸活塞螺纹副松脱的设计改进

该文对工程机械某机型液压缸活塞与活塞杆用螺纹连接,以钢球和紧定螺钉来防松的失效模式进行分析,提出了在现场加工工艺满足设计要求的条件下,紧定螺钉设计选型不合理及防松处活塞杆硬度值偏低是导致活塞螺纹副防松连接失效的主要原因。从这两个方面出发,对紧定螺钉型式进行合理设计选型及合理提高活塞杆防松处的硬度值。并通过一定样本量的试验样机做震动试验来验证其改进措施。提高了液压缸活塞螺纹副连接防松的可靠性,降低了液压缸活塞螺纹副松脱的市场外反馈。

关于对油缸活塞杆动密封外泄漏的设计改进

该文通过理论计算,借助仿真分析和台架实验与整机实验,对某机型工程机械油缸外泄漏的失效原因进行分析,认识到在杆密封方案选型合理及工艺加工符合图纸要求的前提下,油液从杆动密封处外泄漏的原因除了油液里面的杂质损坏杆动密封之外,杆动密封处的外泄漏一般是以“油环”状形式间歇的向外泄漏。通过在静止状态下对油缸杆串联动密封各密封圈间的压力测试及在往复运动过程中对油缸串联杆密封各密封圈间收集的油膜油液“泵回吸”回油缸内腔的动态分析。得出除了杂质导致油液外泄外,合理设置各密封圈与活塞杆之间的间隙S和密封圈唇口前间隙为S的相对表面长度L,是降低油缸杆密封外泄漏的关键核心因子。

关于压力容器等强度计算方法在油缸筒壁厚优化中的研究与应用

该文针对目前公司使用的油缸缸筒壁厚,按照压力等级和年需求量进行划分规格,将同一缸径筒壁厚划分成几个规格,并将规格标准化。将标准化的筒壁厚通过2P&2F、往复抽动台架试验,以及整机小批试装市场试验来验证其理论计算的正确性和可靠性,最终降低了筒的采购成本和油缸的制造成本,提高了油缸的利润空间,并为国家节省了大量原材料。