1、全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)

  目前中小噸位的全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)形式多為梁柱式，機(jī)架承受壓制成形時(shí)的全部載荷，因此其強(qiáng)度和剛度對(duì)整機(jī)的性能影響較大。目前廣泛使用的液壓壓磚機(jī)的機(jī)架主要有以下兩種結(jié)構(gòu)形式：普通組合結(jié)構(gòu)和拉桿一套筒組合結(jié)構(gòu)。

  圖 1 為普通梁柱組合結(jié)構(gòu)，由上、下橫梁與立柱用螺母連接而成。裝配時(shí)，用拉力千斤頂從端部拉伸立柱使之略微伸長(zhǎng)（也可加熱，使之伸長(zhǎng)），然后用螺母擰緊，以產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，保證工作時(shí)梁與柱臺(tái)階處不松動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)加工和裝配方便，而且立柱可作為動(dòng)梁的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向剛度大，上模板的運(yùn)動(dòng)剛度高，提高了模具壽命和磚坯質(zhì)量。缺點(diǎn)是：工作時(shí)，在巨大的壓制力作用一下，立柱產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的彎曲變形，加快了動(dòng)梁導(dǎo)套與立柱間滑動(dòng)面的磨損。

  圖 2 為拉桿一套筒梁柱組合機(jī)架，這種結(jié)構(gòu)與梁柱組合結(jié)構(gòu)相近，不同的是立柱由拉桿及套在其外面的套筒組成。裝配時(shí)，拉桿兩端分別穿過上、下橫梁的通孔，再用專用千斤頂將拉桿拉長(zhǎng)（也可加熱使之伸長(zhǎng)），最后用螺母擰緊。這樣，拉桿受一個(gè)預(yù)拉力。工作時(shí)，機(jī)架承受的為脈動(dòng)載荷，循環(huán)特征 r= 0 . 立柱施以預(yù)拉力后，脈動(dòng)載荷與預(yù)拉力疊加，改變了載荷的性質(zhì)。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，載荷的循環(huán)特征可大些，載荷性質(zhì)接近于靜載荷．這樣一來，拉桿就可以用材料的屈服極限而不用持久極限來進(jìn)行強(qiáng)度校核，材料的能力得到充分利 用，拉桿截面可以小些。

2、全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)機(jī)架的有限元分析

  該部分土要分析上述兩種結(jié)構(gòu)形式機(jī)架工作中的變形情況，為能耗分析做準(zhǔn)備。以某型液壓壓磚機(jī)為例，其上要參數(shù)如下：公稱壓力 18 MN ，立柱間即 1750mm ，最大填料高度 50mm，動(dòng)梁最大行程160mm，壓制頻率22次／min ，安裝功率75kw ，立柱直徑275mm，套筒長(zhǎng)度1300mm ，拉桿長(zhǎng)度3050mm , 彈性模量 E=2.1 x103,MPa 。經(jīng)有限元軟件分析后，可得出普通梁柱組合結(jié)構(gòu)和套筒拉桿式結(jié)構(gòu)工作時(shí)伸長(zhǎng)量分別為0.44和0.18mm．變形情況分別如圖3一4所示。

  3、能耗計(jì)算

  得到全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的變形量后，計(jì)算機(jī)架因變形消耗的能量。下面就對(duì)上述兩種結(jié)構(gòu)在工作時(shí)產(chǎn)生的變形所消耗的能量進(jìn)行一些比較分析．

   3 . 1 普通組合結(jié)構(gòu)立柱在工作時(shí)產(chǎn)生的變形伸長(zhǎng)）為λ= 0.44，壓磚機(jī)的壓制力為P=18000 kN ，代入上述公式即可得該種壓磚機(jī)工作一次時(shí)因立柱變形而消耗的功為：

  以該液壓磚機(jī)每分鐘行程次數(shù)22次計(jì)算，每小時(shí)壓磚機(jī)因立柱變形消耗的功為W1= 22 x60 x3960=5.2272 x106J，相當(dāng)于每小時(shí)耗電1.452 kw /h : 每年因立柱被拉長(zhǎng)做的無用功折算成電能為 E1= l.452x24x360=12545kw /h 。壓磚機(jī)的上機(jī)功率P =7 5Kw，即每小時(shí)該液壓磚機(jī)所做的總功W?2 =75 x 103x6o x 60= 2 .7 x 108J ，則壓磚機(jī)因立柱變形所消耗的功占總功的1.9％。

  3 . 2 拉桿一套筒組合結(jié)構(gòu)

該液壓磚機(jī)制力為18000kN ，通過前述有限元分析可知立柱結(jié)構(gòu)在工作時(shí)產(chǎn)生的變形量為0.18mm ，代入變形能公式后可得每次壓制因機(jī)架變形而消耗的能量為：

  以該壓磚機(jī)每分鐘行程次數(shù)22次計(jì)算，每小時(shí)壓磚機(jī)因機(jī)架變形消耗的功為W1= 22 x60 xl 620=2.1x106 J ，相當(dāng)于每小時(shí)耗電0.6 kw/H，每年耗電E2 =0.6x 24 x 360 == 5184kw /h 。壓磚機(jī)的主機(jī)功率P=75 kw ，即每小時(shí)該液壓壓磚機(jī)所做的總功w2＝ 75 x 103x 60 x60 = 2 . 7 x 108J ，則壓磚機(jī)因立柱變形所消耗的功占總功的0.8％。拉桿一套筒組合結(jié)構(gòu)壓磚機(jī)工作時(shí)立柱的變形要比普通梁柱結(jié)構(gòu)的變形小，Δλ= 0.44一0.18 = 0. 26 mm ，這樣算來，每壓制一次節(jié)約的能量為

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