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全自动液压压砖机主机不同结构的能耗使用计算方法

作者:zhuanji  来源:杜甫机械  时间:2013-06-03  点击次数:2480

  1 全自动液压压砖机主机结构



  目前中小吨位的全自动液压压砖机机架结构形式多为梁柱式,机架承受压制成形时的全部载荷,因此其强度和刚度对整机的性能影响较大。目前广泛使用的液压压砖机的机架主要有以下两种结构形式:普通组合结构和拉杆一套筒组合结构。


  

  图 1 为普通梁柱组合结构,由上、下横梁与立柱用螺母连接而成。装配时,用拉力千斤顶从端部拉伸立柱使之略微伸长(也可加热,使之伸长),然后用螺母拧紧,以产生一定的预紧力,保证工作时梁与柱台阶处不松动。这种结构加工和装配方便,而且立柱可作为动梁的导向装置,导向刚度大,上模板的运动刚度高,提高了模具寿命和砖坯质量。缺点是:工作时,在巨大的压制力作用一下,立柱产生向内侧的弯曲变形,加快了动梁导套与立柱间滑动面的磨损。


  图 2 为拉杆一套筒梁柱组合机架,这种结构与梁柱组合结构相近,不同的是立柱由拉杆及套在其外面的套筒组成。装配时,拉杆两端分别穿过上、下横梁的通孔,再用专用千斤顶将拉杆拉长(也可加热使之伸长),最后用螺母拧紧。这样,拉杆受一个预拉力。工作时,机架承受的为脉动载荷,循环特征 r= 0 . 立柱施以预拉力后,脉动载荷与预拉力叠加,改变了载荷的性质。如果设计得当,载荷的循环特征可大些,载荷性质接近于静载荷.这样一来,拉杆就可以用材料的屈服极限而不用持久极限来进行强度校核,材料的能力得到充分利 用,拉杆截面可以小些。


  2、全自动液压压砖机机架的有限元分析



  该部分土要分析上述两种结构形式机架工作中的变形情况,为能耗分析做准备。以某型液压压砖机为例,其上要参数如下:公称压力 18 MN ,立柱间即 1750mm ,最大填料高度 50mm,动梁最大行程160mm,压制频率22次/min ,安装功率75kw ,立柱直径275mm,套筒长度1300mm ,拉杆长度3050mm , 弹性模量 E=2.1 x103,MPa 。经有限元软件分析后,可得出普通梁柱组合结构和套筒拉杆式结构工作时伸长量分别为0.44和0.18mm.变形情况分别如图3一4所示。


  3、能耗计算



  得到全自动液压压砖机工作时产生的变形量后,计算机架因变形消耗的能量。下面就对上述两种结构在工作时产生的变形所消耗的能量进行一些比较分析.


   3 . 1 普通组合结构立柱在工作时产生的变形伸长)为λ= 0.44,压砖机的压制力为P=18000 kN ,代入上述公式即可得该种压砖机工作一次时因立柱变形而消耗的功为:

  以该液压砖机每分钟行程次数22次计算,每小时压砖机因立柱变形消耗的功为W1= 22 x60 x3960=5.2272 x106J,相当于每小时耗电1.452 kw /h : 每年因立柱被拉长做的无用功折算成电能为 E1= l.452x24x360=12545kw /h 。压砖机的上机功率P =7 5Kw,即每小时该液压砖机所做的总功W¬2 =75 x 103x6o x 60= 2 .7 x 108J ,则压砖机因立柱变形所消耗的功占总功的1.9%。


  3 . 2 拉杆一套筒组合结构

该液压砖机制力为18000kN ,通过前述有限元分析可知立柱结构在工作时产生的变形量为0.18mm ,代入变形能公式后可得每次压制因机架变形而消耗的能量为:



  以该压砖机每分钟行程次数22次计算,每小时压砖机因机架变形消耗的功为W1= 22 x60 xl 620=2.1x106 J ,相当于每小时耗电0.6 kw/H,每年耗电E2 =0.6x 24 x 360 == 5184kw /h 。压砖机的主机功率P=75 kw ,即每小时该液压压砖机所做的总功w2= 75 x 103x 60 x60 = 2 . 7 x 108J ,则压砖机因立柱变形所消耗的功占总功的0.8%。拉杆一套筒组合结构压砖机工作时立柱的变形要比普通梁柱结构的变形小,Δλ= 0.44一0.18 = 0. 26 mm ,这样算来,每压制一次节约的能量为


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