起豎鎖緊液壓缸的試驗(yàn)

一往冇前

鎖緊液壓缸在地面設(shè)備產(chǎn)品中作用關(guān)鍵,，其中起豎鎖緊液壓缸用于完成對發(fā)射架的起豎與回收，其功能的好壞,，影響發(fā)射的成功與否,。

有必要采取措施，以保證產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo),，在產(chǎn)品研制過成中進(jìn)行起豎液壓缸的各項(xiàng)性能試驗(yàn),。本文梳理匯總并分析鎖緊液壓缸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、匯總關(guān)鍵性能試驗(yàn)項(xiàng)目,，開展試驗(yàn)方法研究,，研制開發(fā)一套試驗(yàn)裝置，驗(yàn)證起豎鎖緊液壓缸的關(guān)鍵性要求,，確保產(chǎn)品質(zhì)量萬無一失,。

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一、起豎鎖緊液壓缸簡介

起豎液壓缸采用內(nèi)置鎖緊套的結(jié)構(gòu)形式,，主要包括缸筒,，活塞、鎖緊套,、端蓋及活塞桿等零部件,。鎖緊液壓液壓缸有鎖緊和解鎖兩種工作狀態(tài)：當(dāng)液壓缸處于鎖緊的狀態(tài)時(shí)，活塞桿和缸筒之間能可靠鎖緊,，擋軸向載荷小于鎖緊力時(shí)活塞桿與缸筒之間不能有相對移動(dòng);當(dāng)液壓缸處于解鎖狀態(tài)時(shí),，與普通油缸的使用一樣，正腔建壓反腔泄壓活塞桿伸出,，反腔建壓正腔泄壓活塞桿收回,。

二、工藝方法的制定

起豎鎖緊液壓缸關(guān)鍵性項(xiàng)目必須進(jìn)行檢查,，是確保產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求的關(guān)鍵,，查閱圖紙技術(shù)要求，統(tǒng)計(jì)匯總起豎液壓缸裝配關(guān)鍵性能項(xiàng)目,，制定工藝方法及裝置保證措施,，最終完成關(guān)鍵特性的檢驗(yàn),，關(guān)鍵性能與工藝方法見表所列。其中鎖緊力試驗(yàn),，需要設(shè)計(jì)專用試驗(yàn)裝置,，通過適應(yīng)范圍確定，方案設(shè)計(jì),，關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì),，關(guān)鍵零部件的校核4個(gè)方面，開展試驗(yàn)裝置的研制,。

三,、試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

查閱起豎鎖緊液壓缸圖紙及裝配工藝及試驗(yàn)油缸的圖紙資料，對鎖緊液壓缸和試驗(yàn)液壓缸的行程,、長度及缸筒內(nèi)徑,、活塞桿直徑工藝參數(shù)進(jìn)行匯總分類，從而確定試驗(yàn)裝置的的適應(yīng)范圍,。

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開鎖壓力試驗(yàn)和鎖緊力試驗(yàn)都需要在80 mm,、750 mm、1500 mm,、三處進(jìn)行,，設(shè)計(jì)架體一端固定鎖緊液壓缸，一端固定試驗(yàn)油缸,，兩種方案完成3種行程的試驗(yàn),，一種是架體上加工3個(gè)位置的孔，移動(dòng)固定座,，另一種是鎖緊油缸位置不動(dòng),，通過更換加載液壓缸和試驗(yàn)液壓缸的中間加長桿，滿足3種狀態(tài)的試驗(yàn),，通過最長行程1500 mm確定固定座的具體位置,。總體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,，主要有架體,，固定座、筒夾,、頂頭,、加載油缸組成，整個(gè)試驗(yàn)過程為內(nèi)力,，對地面無作用力,。

完成所需項(xiàng)目需要油源總共有3個(gè)：被試缸油源1、開鎖腔油源2,、加載缸油源3,。實(shí)驗(yàn)的最大側(cè)量壓力26 Mpa,，壓力傳感器測量值精度不低于正負(fù)5%，流量計(jì)的側(cè)來范圍(0～60) L/min,精度不低于正負(fù)5%;油源1的最高調(diào)動(dòng)壓力26 Mpa,，油源2的最高調(diào)動(dòng)壓力24 Mpa,，油源3最高調(diào)動(dòng)壓力26 Mpa。

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圖1 固定座結(jié)構(gòu)圖

架體兩側(cè)橫梁為槽鋼對扣焊接形式,，上面鋪設(shè)20 mm厚的鋼板,，下方用工字型梁作支撐，橫梁兩端有固定座將兩橫梁連接在一起,，右端固定座為加載油缸提供支撐,，為了增加機(jī)架的通用性，適應(yīng)不同行程油缸試驗(yàn),，在機(jī)架的橫梁上開設(shè)等距離的孔，構(gòu)成不同大小的框架結(jié)構(gòu),。固定座有鋼板焊接盒型結(jié)構(gòu),，中間部位與鎖緊油缸回轉(zhuǎn)耳連接，兩側(cè)與架體連接,，固定座可以沿著橫梁前后滑動(dòng)與橫梁梁上的孔對齊后插入銷軸即可,，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。首先筒夾分成上下兩部分,，并且與油缸的接觸面用毛氈墊上,，這樣保證了缸筒不被破環(huán)，通過兩端平板與機(jī)架連接在一起,，放置油缸的上下串動(dòng),，筒夾具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

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圖2 筒夾結(jié)構(gòu)圖

試驗(yàn)頭部方案設(shè)計(jì)有兩種一種是利用鎖緊液壓缸頭部的支耳與加載油缸頭部通過銷軸進(jìn)行連接,，一種是設(shè)計(jì)一個(gè)對頂頭使加載缸與實(shí)驗(yàn)缸之間通過平面對平面的結(jié)構(gòu)形式,。通過產(chǎn)品的支耳形式的連接，會(huì)使在加載過程中加載段圍繞遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，出現(xiàn)上翹的現(xiàn)象,，因此選擇平面接觸對頂試驗(yàn)方案，其結(jié)構(gòu)如圖3所示,。

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圖3 頂頭結(jié)構(gòu)

為了驗(yàn)證試驗(yàn)裝置的安全可靠性,，對試驗(yàn)裝置的關(guān)鍵零組件建立有限元模型并對其進(jìn)行有限元分析，根據(jù)強(qiáng)度校核理論分析有限元結(jié)果,，當(dāng)試驗(yàn)裝置關(guān)鍵零組件的最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的許用應(yīng)力并完全滿足強(qiáng)度要求的前提下,，適當(dāng)減小相關(guān)零組件的厚度尺寸，以節(jié)約試驗(yàn)裝置的生產(chǎn)制造成本,。其中固定座和筒夾都為直接受力件,，因此校核它們的強(qiáng)度,。

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加載力為330 kN，通過有限元優(yōu)化,，確定用最合理的鋼板厚度焊接成固定座,，固定座在承受的力須可范圍之內(nèi)，盡可能的減少鋼板厚度,，從而節(jié)約材料成本,，優(yōu)化結(jié)構(gòu)后有限元分析結(jié)果如圖4所示，可以看出最大的應(yīng)力是185 MPa,，最大應(yīng)力分布在固定座與架體連接的圓孔處,，采用Q345A材料，材料的屈服極限為345 MPa,，安全系數(shù)為1.8,，安全可靠。

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圖4 固定座應(yīng)力云

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筒夾應(yīng)力如圖5所示,，最大應(yīng)力在42 pa,，最大應(yīng)力分布在筒夾與油缸接觸的部位，采用Q345A材料焊接而成,，材料的屈服極限為345 MPa,，安全系數(shù)為8.2，安全可靠,。逐項(xiàng)對鎖緊液壓缸關(guān)鍵性能項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn),，試驗(yàn)結(jié)果見表3所列，驗(yàn)證驗(yàn)證起豎鎖緊液壓缸的關(guān)鍵性要求,，確保產(chǎn)品質(zhì)量萬無一失,。

圖5 筒夾應(yīng)力云圖

分析查閱起豎液壓缸裝配圖紙及試驗(yàn)技術(shù)要求，統(tǒng)計(jì)匯總起豎液壓缸裝配關(guān)鍵性能要求,，制定工藝方法及試驗(yàn)裝置保證措施,，通過確定裝置的適應(yīng)范圍、制定工藝裝置的設(shè)計(jì)方案,，關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)及校核4個(gè)面開展起豎鎖緊液缸試驗(yàn)裝置的研制,，并對關(guān)鍵試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)要求,，滿足產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性要求,。

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