本發(fā)明涉及高強(qiáng)度等靜壓設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高強(qiáng)度等靜壓機(jī)工作缸機(jī)架生產(chǎn)加工工藝。
背景技術(shù)：
等靜壓主機(jī)主要由超高壓工作缸、機(jī)架及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，其中工作缸在工作過程中的軸向壓力通過上、下端蓋完全作用在機(jī)架上，也就是說通過機(jī)架約束工作缸的上、下端蓋的位移，承受超高壓壓制時(shí)的軸向載荷。因此，機(jī)架的設(shè)計(jì)是否合理，在超高壓工作時(shí)的安全性如何是等靜壓主機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前工程上常用的機(jī)架結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式結(jié)構(gòu)，它由左右兩根立柱和上下兩個(gè)半圓梁構(gòu)成一個(gè)框架，并在外部纏繞多層預(yù)應(yīng)力鋼絲，從而構(gòu)成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，使得半圓梁上承受的壓力轉(zhuǎn)變成鋼絲層的拉力。預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式機(jī)架具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、便于加工、運(yùn)輸和安裝以及疲勞強(qiáng)度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高強(qiáng)度等靜壓機(jī)工作缸機(jī)架生產(chǎn)加工工藝統(tǒng)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種高強(qiáng)度等靜壓機(jī)工作缸機(jī)架生產(chǎn)加工工藝，輸入工作缸壓力p 和半徑r，機(jī)架窗口長度L、寬度w，預(yù)緊系數(shù)，立柱和半圓梁材料許用應(yīng)力，安全系數(shù)，鋼絲許用應(yīng)力，立柱根數(shù)；
根據(jù)所述機(jī)架參數(shù)輸入模塊輸入的參數(shù)計(jì)算得到立柱的截面積Ac 和參數(shù)γ，根據(jù)參數(shù)γ 選取λ 的取值，并利用λ 的參數(shù)計(jì)算出立柱厚度尺寸a 和立柱寬度尺寸b ；
根據(jù)輸入的參數(shù)計(jì)算得到半圓梁半徑R1 ；
根據(jù)機(jī)架立柱寬度設(shè)計(jì)纏繞鋼絲的槽寬，輸入槽寬b0 參數(shù)，輸入選擇纏繞的鋼絲寬度，計(jì)算出每一層纏繞鋼絲的圈數(shù)，輸入鋼絲的彈性模量Ew，立柱的彈性模量Ec，鋼絲的截面積Sw，立柱的截面積Ac，計(jì)算一根鋼絲與立柱的剛性比c，預(yù)緊力Fc，作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca，作用在一根立柱上的鋼絲層上的總張力Fw，輸入不失穩(wěn)安全系數(shù)n4，計(jì)算立柱臨界載荷Pk，并判斷立柱會(huì)不會(huì)失穩(wěn)，如果失穩(wěn)，則調(diào)整前面的參數(shù)重新計(jì)算，直到獲得滿意的結(jié)果；
根據(jù)鋼絲的摩擦系數(shù)μ 和一根鋼絲的厚度Δ，計(jì)算獲得鋼絲層最內(nèi)層半徑R1，鋼絲層最外層半徑R2，每層纏繞的圈數(shù)m ；并自動(dòng)為纏繞層數(shù)z 設(shè)定一個(gè)初始值，并計(jì)算出作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca2，與以上計(jì)算獲得的作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca 比較，若兩者不相等則增加/ 減小纏繞層數(shù)，循環(huán)計(jì)算，直到Fca2 與Fca 相近時(shí)，以得到纏繞層數(shù)z
值；計(jì)算出R2/R1，2L/R1，再通過與對照表比較以得到纏繞類型。
優(yōu)選地，還包括計(jì)算出每一層鋼絲纏繞初張力，并生產(chǎn)報(bào)表，作為實(shí)際纏繞時(shí)鋼絲預(yù)緊力的設(shè)定值。
優(yōu)選地，還包括計(jì)算最內(nèi)層鋼絲最大應(yīng)力σ3max 和最外出鋼絲最大應(yīng)力σ4max，二者再分別與鋼絲許用應(yīng)力進(jìn)行比較σ3，以此判定鋼絲靜強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求。
優(yōu)選地，還包括控制鋼絲的應(yīng)力變動(dòng)滿足其中：σ3max——最內(nèi)層鋼絲最大應(yīng)力；σ3min——最內(nèi)層鋼絲最小應(yīng)力。
優(yōu)選地，還包括將計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果、校核結(jié)果輸出為計(jì)算說明書。
優(yōu)選地，還包括：根據(jù)工作狀態(tài)主機(jī)架立柱的伸長量Lp1、工作狀態(tài)輔機(jī)架立柱的伸長量Lp2 計(jì)算工作載荷作用下主輔機(jī)架的變形誤差ΔLp，并進(jìn)行校核。
本發(fā)明的有益效果是：用于預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式機(jī)架設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)的確定、纏繞方式的選擇、纏繞層數(shù)、每層纏繞圈數(shù)和預(yù)緊力的計(jì)
算以及鋼絲靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的校核；通過確定預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式機(jī)架設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)參數(shù)、并立即對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，使參數(shù)調(diào)整對計(jì)算結(jié)果的影響效果更快捷、更直觀，使得整個(gè)計(jì)算和校核工作效率大大提高，從而為設(shè)計(jì)人員反復(fù)調(diào)整參數(shù)，尋找最優(yōu)的解決方案帶來了方便結(jié)構(gòu)簡單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
以下對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
具體實(shí)施方式
以下對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
實(shí)施案例一，一種高強(qiáng)度等靜壓機(jī)工作缸機(jī)架生產(chǎn)加工工藝，輸入工作缸壓力p 和半徑r，機(jī)架窗口長度L、寬度w，預(yù)緊系數(shù)，立柱和半圓梁材料許用應(yīng)力，安全系數(shù)，鋼絲許用應(yīng)力，立柱根數(shù)；
根據(jù)所述機(jī)架參數(shù)輸入模塊輸入的參數(shù)計(jì)算得到立柱的截面積Ac 和參數(shù)γ，根據(jù)參數(shù)γ 選取λ 的取值，并利用λ 的參數(shù)計(jì)算出立柱厚度尺寸a 和立柱寬度尺寸b ；
根據(jù)輸入的參數(shù)計(jì)算得到半圓梁半徑R1 ；
根據(jù)機(jī)架立柱寬度設(shè)計(jì)纏繞鋼絲的槽寬，輸入槽寬b0 參數(shù)，輸入選擇纏繞的鋼絲寬度，計(jì)算出每一層纏繞鋼絲的圈數(shù)，輸入鋼絲的彈性模量Ew，立柱的彈性模量Ec，鋼絲的截面積Sw，立柱的截面積Ac，計(jì)算一根鋼絲與立柱的剛性比c，預(yù)緊力Fc，作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca，作用在一根立柱上的鋼絲層上的總張力Fw，輸入不失穩(wěn)安全系數(shù)n4，計(jì)算立柱臨界載荷Pk，并判斷立柱會(huì)不會(huì)失穩(wěn)，如果失穩(wěn)，則調(diào)整前面的參數(shù)重新計(jì)算，直到獲得滿意的結(jié)果；
根據(jù)鋼絲的摩擦系數(shù)μ 和一根鋼絲的厚度Δ，計(jì)算獲得鋼絲層最內(nèi)層半徑R1，鋼絲層最外層半徑R2，每層纏繞的圈數(shù)m ；并自動(dòng)為纏繞層數(shù)z 設(shè)定一個(gè)初始值，并計(jì)算出作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca2，與以上計(jì)算獲得的作用在一根立柱上的預(yù)緊力Fca 比較，若兩者不相等則增加/ 減小纏繞層數(shù)，循環(huán)計(jì)算，直到Fca2 與Fca 相近時(shí)，以得到纏繞層數(shù)z
值；計(jì)算出R2/R1，2L/R1，再通過與對照表比較以得到纏繞類型
進(jìn)一步的，還包括計(jì)算出每一層鋼絲纏繞初張力，并生產(chǎn)報(bào)表，作為實(shí)際纏繞時(shí)鋼絲預(yù)緊力的設(shè)定值，還包括計(jì)算最內(nèi)層鋼絲最大應(yīng)力σ3max 和最外出鋼絲最大應(yīng)力σ4max，二者再分別與鋼絲許用應(yīng)力進(jìn)行比較σ3，以此判定鋼絲靜強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求，還包括控制鋼絲的應(yīng)力變動(dòng)滿足其中：σ3max——最內(nèi)層鋼絲最大應(yīng)力；σ3min——最內(nèi)層鋼絲最小應(yīng)力。
進(jìn)一步的，還包括將計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果、校核結(jié)果輸出為計(jì)算說明書，還包括：根據(jù)工作狀態(tài)主機(jī)架立柱的伸長量Lp1、工作狀態(tài)輔機(jī)架立柱的伸長量Lp2 計(jì)算工作載荷作用下主輔機(jī)架的變形誤差ΔLp，并進(jìn)行校核。
實(shí)施案例二：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)及機(jī)架工作需要主機(jī)架寬度b1、輔機(jī)架寬度b2、機(jī)架間距a 以及端蓋半徑r ；根據(jù)主機(jī)架寬度b1、輔機(jī)架寬度b2、機(jī)架間距a 以及端蓋半徑r，分別計(jì)算主機(jī)架與端蓋的接觸面積F1，輔機(jī)架與端蓋的接觸面積F2，并計(jì)算主、輔機(jī)架與端蓋的接觸面積的比值k ；基于多機(jī)架非線性受力的均勻再分配假設(shè)及力平衡原理，根據(jù)給定的機(jī)架結(jié)構(gòu)承受的軸向總載荷P 以及k 計(jì)算出主機(jī)架承受的軸向工作載荷P1 和輔機(jī)架承受軸向工作載荷P2 ；根據(jù)機(jī)架結(jié)構(gòu)及鋼絲纏繞狀況確定主機(jī)架預(yù)緊系數(shù)η1、輔機(jī)架預(yù)緊系數(shù)η2，步驟中得到的主、輔機(jī)架承受軸向載荷P1 和P2，確定主、輔機(jī)架預(yù)緊力Pc1 和Pc2 ；基于各機(jī)架立柱的壓縮量一致，根據(jù)纏繞設(shè)計(jì)理論，計(jì)算得到主輔機(jī)架立柱截面積的比值k1 ； 根據(jù)主機(jī)架預(yù)緊力Pc1、主機(jī)架的立柱個(gè)數(shù)i1、鋼絲的許用應(yīng)力[σ]，計(jì)算得到主機(jī)架立柱截面積Fc1 ；利用變張力纏繞計(jì)算方法，計(jì)算主機(jī)架鋼絲纏繞層數(shù)z1 ；7) 基于各機(jī)架立柱的壓縮量一致，計(jì)算計(jì)算輔機(jī)架立柱的截面積Fc2 ；基于工作時(shí)各機(jī)架立柱的伸長量一致，根據(jù)輔機(jī)架每層鋼絲根數(shù)m2，得到輔機(jī)架鋼絲層數(shù)z2。
本發(fā)明的有益效果是：用于預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式機(jī)架設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)的確定、纏繞方式的選擇、纏繞層數(shù)、每層纏繞圈數(shù)和預(yù)緊力的計(jì)算以及鋼絲靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的校核；通過確定預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式機(jī)架設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)參數(shù)、并立即對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，使參數(shù)調(diào)整對計(jì)算結(jié)果的影響效果更快捷、更直觀，使得整個(gè)計(jì)算和校核工作效率大大提高，從而為設(shè)計(jì)人員反復(fù)調(diào)整參數(shù)，尋找最優(yōu)的解決方案帶來了方便結(jié)構(gòu)簡單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。