厚壁半球形液压缸的强度计算及其与圆筒形液压缸对比分析

半球形液压缸是缸梁一体式压力机的主要承力构件,它与传统的三梁四柱式液压机的圆筒形液压缸相比,结构上和受力状态都发生很大的改变,从而使承压能力有近一倍的提高。导出半球形液压缸强度计算公式,对于厚壁球壳,最薄弱区域是球的内壁,在该处有最大的经(纬)向拉应力与代数值最小(绝对值最大)的径向压应力。按照Tresca强度准则或Mises强度准则均可算出数值相同的最大当量应力,强度计算公式表明该应力应小于或等于材料的许用应力。并将该式与圆筒形液压缸强度计算公式进行对比,在相同条件下(相同许用应力、相同内压及相同内半径),计算结果表明,半球形液压缸的壁厚要远小于圆筒形液压缸,减重效果明显。

6300kN缸梁一体式液压机结构特点及其有限元分析

对于液压缸为半球形的6300 k N缸梁一体式压力机,半球形液压缸兼做上横梁,是缸梁一体式压力机的主要给力与承载构件,它与传统的液压缸为圆筒形的三梁四柱式液压机相比,结构和受力状态都发生了很大改变,从而可以降低质量,增加设备的公称压力。通过数值模拟分析了满载时缸梁一体结构,以及活动横梁与下横梁的应力分布和变形挠度。结果表明,缸梁一体结构的等效应力极值为70.0 MPa,最大变形挠度为0.16 mm·m-1;活动横梁的等效应力极值为54.4 MPa,最大变形挠度为0.10 mm·m-1,下横梁的等效应力极值为141.5 MPa,最大变形挠度为0.15 mm·m-1。缸梁一体式液压机机身结构的强度和刚度均符合设计要求,满载时无论是等效应力,还是变形都在可接受范围内。