650軋機升降臺搖桿體原設(shè)計為組合式可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),但在實際生產(chǎn)過程中不需要調(diào)節(jié)搖桿體。原搖桿體組合結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)過程中,由于升降頻繁,壓蓋螺栓易松動,很容易造成滑塊與搖桿體磨損,產(chǎn)生間隙,當間隙量達到一定值后,產(chǎn)生沖擊載荷,隨著間隙量的增大,沖擊載荷成倍上升,致使與搖桿體連接的連桿、軸承座零件斷裂頻繁。進而促使搖桿體在R15處斷裂。因此必須消除產(chǎn)生間隙的根源,并取消應(yīng)力集中部位。對搖桿體進行受力分析及有限元分析后,進行了結(jié)構(gòu)改造,從根本上解決了搖桿體斷裂的問題。
由于搖桿體內(nèi)側(cè)R15處存在較大應(yīng)力集中,實際使用時,不需要調(diào)節(jié)搖桿體內(nèi)滑塊,因此在結(jié)構(gòu)上對其進行了改造。
1)將組合結(jié)構(gòu)改為整體式結(jié)構(gòu),從而消除了圓角R15處的應(yīng)力集中,同時消除了滑塊與搖桿體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生間隙的根源。
2)厚度由原來的120 mm增加到150 mm。
改造后的搖桿體受力大小末發(fā)生改變,但危險斷面的受力位置、受力形式均發(fā)生改變,改造后的危險斷面有兩處,即 140處受壓和 280斷面處受扭轉(zhuǎn),下面分別校核其強度
由于搖桿體為45鋼,據(jù)有關(guān)資料查得其抗拉強度σ為580 MPa,剪應(yīng)力為抗拉強度的一半,取安全系數(shù)為2,則許用剪應(yīng)力為145 MPa。因此其最大剪應(yīng)力遠小于許用剪應(yīng)力,并且其壓應(yīng)力也遠小于許用正應(yīng)力。由此可見改造的效果是非常明顯的。
1)改造前搖桿體應(yīng)力較大區(qū)域集中在底部R15圓角處,其它位置應(yīng)力值較小。
2)搖桿體應(yīng)力最大的部位應(yīng)力狀態(tài)為彎曲應(yīng)力,應(yīng)按第三強度理論進行強度分析。
3)改造前最大主應(yīng)力最大值位于底部R15圓角處,其值為146.83 MPa,改造后最大主應(yīng)力最大值位于 280斷面處,其值下降到8.45 MPa,遠小于其許用應(yīng)力值145 MPa?梢姄u桿體改造的效果是非常明顯的。
4)改造后的搖桿體已連續(xù)使用二年,至今未出現(xiàn)任何裂紋,相關(guān)連接件也未出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。實踐證明,該項改造項目是成功的。
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