[发明专利]用于板框式液压机机架的预紧力参数优化方法及机架装置

说明书

本发明提供一种用于板框式液压机机架的预紧力参数优化方法，具体包括如下步骤：确定板框式液压机机架结构中预紧力的大小，首先对O型板框的受力进行分析，计算第一拉杆和O型板框的纵向侧边框的拉压刚度比，根据变形平衡条件求得第一拉杆的预紧力和承载后第一拉杆的拉力；确定预紧力在板框式液压机机架结构中的具体施加位置，根据承载后O型板框变形最小的原则，计算预紧力在O型板框上施加的具体位置。机架结构通过预紧螺母实现液压机机架结构的装配和纵向预紧，所施加的预紧力的合力位于O型板框的纵向侧边框中心线的内侧。本发明通过对液压机机架中O型板框施加纵向预紧力，提高了液压机机架的纵向刚度，延长了液压机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及液压机领域，特别涉及一种用于板框式液压机机架的预紧力参数优化方法及机架装置。

背景技术

液压机是锻造行业生产锻件的关键设备，随着国际装备制造业竞争日益激烈，大型锻件制造能力显得尤为重要，而大型锻件的制造离不开大型液压机。板框式机架是大型液压机本体的主要结构形式之一，液压机工作时机架承受着巨大的工作载荷，机架的刚度和强度对整机的安全和产品的质量起着重要作用，因此大型液压机机架通常十分庞大笨重。在降低大型液压机机架重量的前提下，努力提高机架的强度和刚度始终是大型液压机本体结构的重要发展方向。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于板框式液压机机架的预紧力参数优化方法及机架结构，主要是通过预紧力参数优化方法，对板框式液压机机架中O型板框施加纵向预紧力，提高了板框式液压机机架的纵向刚度，从而提高了产品的生产质量，延长了液压机的使用寿命。

本发明提供了一种具有预紧的板框式液压机机架结构中预紧力参数优化方法，其包括如下步骤：

S1、确定板框式液压机机架结构中预紧力的大小：

S11、根据实际工程情况，对O型板框的受力进行分析，做出O型板框拆分后的受力及变形简图，在加载过程中，O型板框纵向侧边框的压缩回弹量ΔL₁与第一拉杆的再伸长量ΔL₂相等，即ΔL₁＝ΔL₂，具体表达式为：

式中，F₀为单侧第一拉杆的预紧力的合力；F₁为承载时侧边框所受轴向压力；F₂为承载时单侧第一拉杆受到的拉力；A₁为单侧纵向侧边框截面面积；A₂为单侧第一拉杆的截面面积之和；H₁为O型板框侧边框的净高度，即O型板框横向上下边框间距；H₂为第一拉杆的有效长度，即第一拉杆的上下预紧螺母之间间距；E为弹性模量；

S12、计算第一拉杆和O型板框的纵向侧边框的拉压刚度比m，令m为O 型板框单侧第一拉杆和纵向侧边框的拉压刚度比，计算表达式为：

式中，m为单侧第一拉杆和纵向侧边框的拉压刚度比；A₁为单侧纵向侧边框截面面积；A₂为单侧第一拉杆的截面面积之和；H₁为O型板框侧边框的净高度，即O型板框横向上下边框间距；H₂为第一拉杆的有效长度，即第一拉杆的上下预紧螺母间距；

S13、将步骤S12中得到的拉压刚度比m与理想状态下板框式液压机机架结构的变形平衡条件相结合，求得第一拉杆的预紧力和承载后第一拉杆受到的拉力；

在步骤S13中，单侧第一拉杆预紧力合力的具体获得步骤如下：

S131、由步骤S11和S12得到：

F₂-F₁＝(1+m)(F₀-F₁)