基于Simulation的液压缸外缸筒变形分析.pdfVIP

基于 Simulation的液压缸外缸筒变形分析 赵玉奇 李瑞珍 罗春虎 1河南省化学工业学校 郑州 450042 2郑州大学机械工程学院 郑州 450001 摘 要：针对液压系统的重要执行部件多级液压缸在工作过程中出现的外缸筒变形 ，进而导致的液压油泄 漏现象，运用SolidWorks插件Simulation有限元分析软件对外缸筒进行有限元分析，并基于分析结果，提出改进 设计的具体措施 ，避免泄漏现象的发生。 关键词：液压缸 ；外缸筒 ；泄漏 ；应力；仿真 中图分类号：TH137．51 文献标识码 ：A 文章编号：1001—0785 (2010)09—0032—03 Abstract：SolidWorksplug—inSimulationfiniteelementanalysissoftwareisadoptedforthefiniteelementanalysison theoutercylinderdirectingattheleakofhydraulic0ilcausedbythedeformationofoutercylinderduringhteoperationof theimportantexecutivecomponentmulti-stagecylinderof thehydraulicsystem ，andspecificmeasuresofimprovingthede- signareproposedbasedonanalysisresultstoavoidleakage． Keywords：hydrauliccylinder；outercylinder；leakage；stress；simulation 液压缸是液压系统中非常重要的执行元件， 其驱动机构作直线往复运动，将流体的压力能转 化为机械能，工作平稳，惯性小，反应快 。 泄漏是液压传动系统必须解决的问题。内泄 漏会引起系统容积效率的急剧下降，使系统达不 图1 3级液压缸的结构图 到所需的工作压力，造成设备无法正常运转；外 泄漏则造成工作介质浪费和环境污染，甚至引发 对环形槽 的轴向压力。由于开有环形槽 ，缸筒的 设备操作失灵和人身事故。21MPa3级液压缸主 壁厚被削弱。在承受较大压力时，外缸筒会 出现 要用于钻井支架的竖起与放落，由于压力较大， “喇叭口”状的变形，从而导致液压油泄漏，影响 工作时容易出现泄漏现象。本文运用 SolidWorks 钻井支架顺利竖起与放落。 Simulation有限元分析软件对外缸筒进行分析，并 提出改进方法，有效地解决了其泄漏问题。 1 结构及受力分析 21MPa3级液压缸的结构如图1所示 ，为柱 图2 外缸筒受力分析 塞式和双作用活塞式相结合的结构。在竖起支架 1．面 1 2．面2 3．面3 时，大直径缸 (1级缸)先伸出，然后2级缸、3 级缸伸出，升起过程中速度逐渐减小。工作结束 2 Simulation有限元计算 收起液压缸时，小直径缸 (3级缸)先收起，依 靠重力逐级收回。 作为 SolidWorks的插件，Simulation与 Solid- 在外缸筒上开设安装卡环的环形槽 ，以固定 Works无缝集成，其功能强大，界面友好，操作简 导向套。外缸筒受力如图2所示，包括液压油、 单，计算结果可靠。Simulation能够进行应力分析、 导向套、卡环和挡圈对 内壁的正压力，以及卡环 应变分析、频率分析、热分析、掉落测试、疲劳 一 32 一 《起重运输机械》 2010 (9) 分析、设计优化、线性和非线性分析等。与Ansys 结果是可靠的。 等有限元分析软件相比，Simulation以其直观性和