高温压管道法兰密封缺陷综合治理策略研究

高温压力管道在工业领域中广泛应用,其法兰密封缺陷可能导致严重的安全问题和环境风险。本文旨在研究以高温压管道法兰密封缺陷为主题的综合治理策略,以提高管道系统的可靠性和安全性,研究包括法兰密封缺陷的诊断、评估和修复方法,以及预防措施的实施,通过研究分析,旨在为高温压力管道系统的安全性和可靠性提供有力支持,减少事故风险,降低维护成本,保护环境,同时促进工业生产的可持续发展。

快锻压机主缸壁厚设计研究

分析了传统不同设计方法对缸壁厚度的影响;针对某吨位快锻液压机主缸工作情况,简化得出主缸缸筒受力模型;基于拉美公式,分析缸筒壁厚对缸筒所受的径向及切向应力的影响变化规律;与传统主缸设计方法所设计的油缸进行应力、应变及壁厚对比得出,基于拉美公式法设计的油缸,不仅刚度及刚度可靠,而且壁厚较传统方法所设计的油缸较小。

海洋液压猫头内泄漏和负载效率试验研究

海洋液压猫头是钻机的基础配套部件,油缸内泄漏和负载效率是影响它安全高效运行的重要因素。为了研究以上两个参数,设计出带电子吊秤的试验装置。利用保压法测油缸中部230mm处的内泄漏,参照电子吊秤负载值来确认保压是否有效,再计算负载效率。通过以上方法对某海域8台液压猫头做试验研究,得到内泄漏试验值均低于标准值0.9MPa,内泄漏值合格;对负载效率值未达到0.88的4台液压猫头进行分部法分析,发现为活塞接头偏心和螺纹未拧紧所致。更换偏心的活塞接头并拧紧后,重复试验,均达到要求。液压猫头在2020年出厂后于海上正常生产运行。未来液压猫头须调整优化油缸密封:适当增加内泄漏标准以换取更大的负载效率;给动滑轮加导向装置,以稳定负载效率。研究结果表明利用该方法试验液压猫头内泄漏和负载效率,直观量化了性能指标及结果,可行有效,为同类型或相似类型的试验提供了参考。

考虑偏载下快锻液压机主缸球铰结构设计分析

本文针对大型快锻压机主缸工作过程中出现的密封漏油、铜套、柱塞损伤等情况,首先从主缸球铰结构抗偏载保护机制中确定了对双球铰抗偏载保护机制有影响作用的球铰结构设计参数,并分析了该参数对双球铰抗偏载保护机制的影响规律;然后建立了双球铰主缸的工作受力模型,采用平面力学法,得出了主缸柱塞对导套及密封的最大侧推力及双球铰对侧推力的影响规律,结果表明:实际工作中,球铰的最大张角对主缸的抗偏载能力影响较大,且现有大型主缸的球铰设计最大张角对主缸的抗偏载保护不利。

多连杆锻造重载机械臂运行轨迹分析及算法研究

针对多连杆机械臂在运动轨迹计算繁杂,解析计算难度较大的问题,提出采取复数矢量法进行计算,在MATLAB中求解机械臂的末端轨迹,并在ADAMS中对多连杆机械臂建立运动学和动力学模型,完成仿真分析,验证理论计算的轨迹。

10MN快锻液压机有限元分析

本文针对10MN快锻液压机整体机架、活动梁和油缸缸体进行有限元分析。通过Solid Works三维建模,导入Hyper Mesh中进行网格划分,最后ANSYS进行有限元分析。结果表明:整个机架选用材质为ZG25Mn,屈服应力为295MPa,该10MN主机机架的整体等效应力最大值为128MPa。活动横梁材质为ZG25Mn,其最大等效应力为76MPa。主缸缸体材质为25Cr Mo,其最大等效应力为124MPa,结构安全。综上判定结构设计合理。

63MN快锻液压机预应力组合框架有限元分析

采用三维造型软件SolidWorks,建立63MN快锻液压机组预应力组合框架的实体模型,利用有限元分析软件ANSYS,对63MN快锻液压机组预应力组合框架的实体模型进行有限元分析,为63MN快锻液压机组预应力组合框架的结构设计及选材提供依据。

快锻压机比例变量泵供液系统的稳压策略

快速锻造液压机组主要用于钢锭的开坯和自由锻件的压力加工,是锻造生产的重要设备之一,其液压系统具有负载干扰大、运动惯量大、系统冲击大等特点。快锻压机采用比例变量泵时,在实际应用中压机工作时主泵会存在瞬时变量的工况,此时供液系统压力出现不稳定的情况,对主泵造成破坏,且影响系统平稳运行。为稳定供液系统压力,本研究采用仿真和试验相结合的方法,提出稳压策略。结果表明稳压阀采用先导比例控制,在变量泵摆角瞬时增大时,稳压阀提前关闭,在变量泵摆角瞬时减小时,稳压阀提前打开,并通过批运行确定出供液系统压力波动最小、稳压效果最好时的稳压阀提前关闭时间为0.26 s,提前打开时间为0.17 s。采用该策略,可有效减小供液压力波动范围46.4%以上,为快锻压机液压系统及控制策略开发提供依据。

大型快锻压机活动横梁轻量化设计研究

快锻液压机活动部分重量对控制精度及能耗影响较大,是主机中的关键零部件。目前的活动横梁存在质量较大、刚度不匹配等问题。因此,本文以大型快锻压机的活动横梁为切入点,应用拓扑优化、响应面分析等技术,建立以刚度为约束,质量最小为目标的有限元模型,求得活动横梁的拓扑优化结果及内部筋板的最优尺寸,之后进行模型重构,并对优化后的结构刚度进行验证分析。优化后的活动横梁减重比为4.3%,受力最大变形降低率为19.4%,同时活动横梁的前六阶固有频率均有所提升。优化后活动横梁质量减小,刚度略有提升,节约材料成本约20万元,并提升了压机的控制精度及锻造频次。

某型快锻压机Vg500泵头卸载单向阀阀瓣断裂问题分析

针对某型快锻压机Vg500泵头外购的卸载单向阀的阀瓣在运行中出现的断裂问题,先依据卸载回路原理,利用AMESim仿真计算,结合液压测试仪在现场测试获取的运行曲线,排除卸载单向阀阀瓣断裂是卸载回路超出元件规定压力所致;再应用断口学知识,从疲劳断裂考虑,提出引起阀瓣断裂问题的原因是由于单向阀阀瓣的材料不能满足卸载回路频繁启闭的需要。

上推式快锻液压机活动横梁转动自锁条件研究

针对上推式快锻液压机,分析工作缸支撑球铰的摩擦阻力矩和摩擦圆半径,研究采用单、双球铰结构时支撑球铰对工作缸柱塞的侧推力,明确液压机结构参数对柱塞侧推力的影响因素。综合工作缸、支撑球铰和活动横梁的结构影响,确定活动横梁处于转动自锁状态时,锻造偏心距所应满足的条件,明确液压机结构参数与活动横梁自锁条件的内在关系。以国产上推式快锻压机系列产品和部分进口设备的结构参数为依据,计算满足活动横梁自锁条件的锻造偏心距,分析活动横梁在偏心锻造时的状态和工作缸支撑球铰在液压机工作中的作用。通过仿真分析,进一步验证在偏心锻造工况下的活动横梁转动自锁状态,为大型双柱式自由锻造液压机研究和中小型液压机优化设计提供理论依据。

锻造操作机夹持状态分析与夹持力研究

以被夹持工件的额定重力及重力矩确定钳口的夹持力是锻造操作机夹持装置结构设计的前提。针对传统夹持力确定方法所造成的计算结果误差较大,无法有效指导夹持装置结构设计的问题,分析了锻造操作机的实际应用工况,明确了理论分析与实际应用存在的差异,提出了基于被夹持工件在允许下垂偏转的倾斜状态下进行锻造操作机夹持分析的钳口受力模型。利用受力模型分析了钳口在垂直和水平状态的夹持力,并以此建立了钳口在任意旋转角度的夹持力方程,求解锻造操作机在满足工件下垂偏转条件时钳口对工件的最小稳定夹持力。根据研究结果,以300kN锻造操作机结构参数为例,计算了夹持装置的钳口夹持力,建立了锻造操作机钳杆在ADAMS环境中的虚拟样机并进行运动仿真,分析结果表明了夹持力计算方法的有效性。

摆杆式操作机钳杆平升降缓冲刚度与阻尼研究

针对摆杆式锻造操作机钳杆吊挂系统的液压缸与蓄能器组合缓冲装置,以平升降运动为例,提出基于动力学理论分析获得缓冲刚度与阻尼的思路,据设备结构形式简化吊挂系统的物理模型,利用拉格朗日法分析平升降运动的动能及势能,建立吊挂系统平升降动力学模型。以50 kN操作机为例,在Matlab中求解动力学方程,获得缓冲装置刚度及阻尼对吊杆摆动角、工件质心位置、钳杆摆角的变化规律,分析刚度及阻尼对平升降运动的影响,提出确定缓冲装置刚度及阻尼的方法,为摆杆式锻造操作机缓冲装置油缸与蓄能器设计提供理论依据。

精锻机钳杆倒角半径的敏感性分析及优化

钳杆是四锤头径向精锻机的主要受力构件,其井字形爪头结构上倒角多且相互影响,应力集中十分明显。利用ANSYS Work Bench平台,对1.6 MN径向精锻机的钳杆进行了结构强度的参数化分析,获得了最大等效应力对倒角参数的敏感性规律,对此类结构的设计有指导意义。以各个倒角半径为优化设计变量,以爪头最大等效应力最小为优化目标,对钳杆进行了优化,给出了最为合理的倒角尺寸值,优化模型较初始设计最大等效应力降低了三分之一,明显降低了应力集中程度,保障了结构的安全。

快锻机中二通比例插装阀内气蚀现象的流场解析

利用FLUENT动网格技术对快锻机液压系统中二通比例插装阀内部出现的气蚀问题进行了分析,揭示出了其气蚀发生的机理。通过动态流场仿真发现插装阀主阀在快速关闭过程中,主阀芯上腔流场中会出现严重的负压现象,从而引起主阀芯上腔发生气泡析出,而当主阀再次快速开启时,气泡发生急剧溃灭,在溃灭处对周边零件表面造成冲击作用,主阀周期性的快速关闭和开启导致了气蚀的发生。

四锤头径向锻造机锻造箱结构的动力特性研究

锻造箱是四锤头径向锻造机的主要零部件和承力部件。高速锻打坯料的冲击载荷通过连杆传递到锻造箱可能激发其振动,精锻机锻造时四个锤头对锻件径向的同步冲击会通过连杆、偏心凸轮和齿轮轴传递到精锻机箱体,可能会激发箱体结构的振动,影响锻造精度。从机构运动学看,锻造箱的锻造反力是一个梯形脉冲荷载,三个周期内锻造箱一个轴承孔承受的冲击反力,因此设计时必须考虑动力效应。借助ANSYS WORKBENCH 13平台,对160t精锻机锻造箱进行了模态分析和瞬态动力学分析,获取了该结构的模态频率、振型和关键部位的位移、应力响应曲线及其动力放大系数,为此类结构的设计提供了参考。

锻造操作机提升俯仰系统平降下滑问题的分析

针对锻造操作机提升俯仰系统平升缸停止时刻短时下滑问题,运用AMESim软件建立液控单向阀及提升俯仰液压系统仿真模型并进行仿真分析,分析了系统中液控单向阀卸荷小阀芯、主阀芯以及控制活塞的瞬态运动特性。结果表明:油缸下滑是由于液控单向阀不能即时关闭所致,液控单向阀关闭过程中,控制活塞复位缓慢,给阀芯复位造成一定阻力,使阀芯不能立即复位。通过增大控制活塞复位弹簧的刚度可使活塞复位迅速,液控单向阀可立即关闭,有效解决油缸下滑问题。

基于提高重载柱塞缸密封寿命的一种结构设计

针对自由锻造设备中使用的柱塞缸密封结构,分析了柱塞缸垂直布置时传统V形密封结构的应用特点,研究了在重载工况下影响密封件寿命的因素,提出一种改善重载柱塞缸密封件寿命的设计方案,消除柱塞缸垂直布置时导向套对密封件使用寿命的影响,确定了柱塞压盖连接螺柱的拧紧力矩,改进并设计了柱塞压盖调整垫片的结构。

数控机床液压系统模糊故障树分析与诊断

利用模糊故障树方法构建了数控机床液压系统故障树,利用统计资料,建立故障集度矩阵,通过推论,确立故障原理隶属度,根据最大隶属度原则确定故障原因。该方法能提高故障诊断效率,为故障诊断专家系统的设计提供一种新的推理方法。

双井液压抽油机动力单元机械特性建模与分析

液压抽油机以其较好的节能特性受到国内外采油工程技术人员的高度关注。随着液控技术的不断发展,各种形式的液压抽油机不断被推陈出新。针对近年来开发的基于二次调节技术并兼有重力势能回收特性的双井液压抽油机的动力单元机械特性展开建模和分析。采用梯形速度目标曲线分析文献中液压抽油机动力单元的机械特性,分析表明电机输出转矩突变点与活塞杆运行速度拐点同步,当其运行速度到达最大时,电机瞬时输出转矩到达峰值。模型为该型液压抽油机电机选型以及其他功率回收型液压抽油机机械特性分析提供参考。