擠壓式活塞是連接在液壓推桿上，負(fù)責(zé)推料、擠壓的主要工作部件。由于受到交變載荷及摩擦力的作用，活塞容易損傷及失效，所以對(duì)其進(jìn)行可靠性分析是十分必要的。1、液壓式牛糞壓塊機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
液壓驅(qū)動(dòng)牛糞壓塊機(jī)包括機(jī)體、送料機(jī)構(gòu)、成型機(jī)構(gòu)和出坯機(jī)構(gòu)。主油缸通過(guò)液壓桿帶動(dòng)成型機(jī)構(gòu)的頂桿。副油缸的液壓桿與液壓連接板固連，帶動(dòng)進(jìn)料推桿和閘門頂板運(yùn)動(dòng)。操縱桿控制液壓分配器完成壓坯出料過(guò)程，牛糞壓塊機(jī)如下所示：
2.1 有限元模型的建立為了方便分析，將模型分割為1/4，以減少計(jì)算時(shí)間。將活塞部件實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，生成有限元模型，劃分單元個(gè)數(shù)為420個(gè)。
2.2靜態(tài)分析
活塞在實(shí)際工作中，其表面受到正的壓力約為25 MPa的均勻分布的壓力，且在成型缸體中受到約束，設(shè)定其材料為A16061合金鋁，抗拉強(qiáng)度290 MPa，屈服強(qiáng)度為240MPa，疲勞強(qiáng)度95 MPa，熱傳導(dǎo)167 W/moC，希望活塞的設(shè)計(jì)壽命是6×108次。根據(jù)其約束條件對(duì)其模型進(jìn)行靜態(tài)分析。
將各數(shù)值導(dǎo)入所建活塞模型，并添加約束條件等參數(shù)。
對(duì)其進(jìn)行元件的靜態(tài)分析及疲勞分析：①日志破壞。活塞受到交變應(yīng)力引起的破壞百分比見(jiàn)圖4。②日志壽命。圖S右上角顯示為疲勞壽命系數(shù)．可將其他與所設(shè)計(jì)的使用壽命相對(duì)比。③安全系數(shù)。為輸出安全系數(shù)圖像，將得出的疲勞壽命結(jié)果和預(yù)估的疲勞壽命對(duì)比，就可以算出輸入的安全系數(shù)值，計(jì)算得出的疲勞壽命比目標(biāo)的壽命越長(zhǎng)，其安全系數(shù)就越高。④壽命置信度。輸出壽命置信度圖像，安全系數(shù)越高則壽命置信度越高。通過(guò)對(duì)模型輸出的結(jié)果分析，該活塞的設(shè)計(jì)完全滿足實(shí)際要求。
2.3模態(tài)分析
振動(dòng)模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)固有的、整體的特性。通過(guò)模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)的各階主要模態(tài)的特性，就可以預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下產(chǎn)生的實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。在模態(tài)分析定義中，設(shè)置模式位數(shù)5，最小頻率50。
3、結(jié)論
通過(guò)理論計(jì)算并借助Pro/e軟件強(qiáng)大的實(shí)體建模功能，本文對(duì)液壓式牛糞壓塊機(jī)的關(guān)鍵部件活塞進(jìn)行了建模、靜態(tài)分析、疲勞分析及模態(tài)分析，得出活塞在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的變形、疲勞破壞、安全系數(shù)、壽命置信度的變化圖像。通過(guò)這些工作，為進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)，對(duì)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能有積極的作用。
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