基于厚壁封頭沖壓成形裝備的方案設計及主機結(jié)構分析.pdf

1、封頭是鍋爐和煉油、化工設備等受壓容器上的重要組成件。封頭按其形狀可分為平底形封頭、碟形封頭、橢圓形封頭及球形封頭等?？紤]到厚板成形的變形殘余應力、變形抗力以及模具材料的選用等因素，所以多年來國內(nèi)多采用熱沖壓成形，有時也采用冷壓或溫壓成形。研究熱沖壓成形設備，將有效提高封頭的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，從而提高壓力容器制造效率和使用質(zhì)量。
　　本文在分析對比了不同的封頭成形方法的基礎上，根據(jù)用戶的使用情況與實際工藝要求，提出了熱沖壓成形工藝方案

2、和工藝過程圖；然后綜合大量國內(nèi)外封頭沖壓成形壓機資料，詳細分析了多種主機結(jié)構形式，根據(jù)各種不同結(jié)構主機的優(yōu)缺點，選定三梁四柱組合式預應力壓機作為其主機結(jié)構；分析工藝動作，提出液壓系統(tǒng)及控制要求；將液壓系統(tǒng)按照功能分成主系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、供液循環(huán)系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)四個部分：主系統(tǒng)完成主要工作油缸動作的控制和供油，輔助系統(tǒng)完成頂出器和移動工作臺動作的控制，供液循環(huán)系統(tǒng)提供整個系統(tǒng)的油液過濾、循環(huán)和冷卻功能，控制油系統(tǒng)提供所有比例閥、液控閥的控制

3、油液。四個部分通過電氣控制統(tǒng)一有機的組成了設備的整個液壓控制系統(tǒng)。
　　在完成原理方案后，推導工件成型尺寸與拉伸力和壓邊力的關系式，按照成形的最大工件為目標值，核算主要動作油缸提供的最大拉伸力和最大壓邊力；按照工藝確定各油缸行程，進而確定油缸選型。對比國內(nèi)沖壓成形速度選擇，選取速度上限，確定泵、閥選型以及油箱尺寸。特別的，將主系統(tǒng)的泵源分成兩部分，一部分通過多組進液閥連通各個不同的執(zhí)行油缸，滿足其最大速度要求；由于主滑塊要求出力最

4、大，且要求較高的加壓速度，主滑塊所需的油液流量大于第一部分泵源提供的流量，需要另一部分泵組專供于主滑塊壓下動作。在布置方案中，首先，考慮整體布置方案，合理布置主機、加熱爐、模具擺放區(qū)的位置，合理的利用廠房內(nèi)外的空間，確保工藝動作能夠高效率實現(xiàn)；其次，考慮設備本身結(jié)構，完成泵房布置以及電控室、操作室布置。
　　液壓部件方案設計過程中，運用模塊化、參數(shù)化的設計思維，從頂至底的完成三維液壓零部件的設計；在閥體設計中，考慮最小通道壁厚尺寸

5、，用以降低閥體零件所占空間和質(zhì)量，優(yōu)化模型。以壓力閉環(huán)控制、位移閉環(huán)控制為手段，分手動和自動兩檔，更加智能化的完成電氣控制方案設計。
　　根據(jù)公稱壓力要求，參考相似噸位主機尺寸設計油缸、立柱、拉桿、橫梁并對關鍵尺寸進行強度校核；完成主機三維solidworks建模；將整體機架模型預處理后導入有限元分析軟件；處理好接觸、摩擦和載荷等邊界條件，建立了主機本體結(jié)構的整機三維分析模型，實現(xiàn)了本體結(jié)構的整體數(shù)值模擬分析。
　　論文通過