重型承载机架是重型设备的关键部件,其整体制造触及到众多工艺和技术的极限能力,已成为重型工程的瓶颈。通过分析钢丝缠绕预应力承载机架的发展及其应用特性,提出基于钢丝缠绕预应力的重型拱梁立柱全剖分—坎合承载机架设计路线,以期解决200 MN级以上液压机主承载机架的制造难题。以400 MN单缸单牌坊模锻液压机承载机架的设计为例案,通过对其1∶10模型试验及有限元建模对比,分析拱梁立柱全剖分—坎合机架在特定力系(中心载荷、偏心载荷等)作用下的变形特性和承载能力,得出在一定的预紧系数下,拱梁立柱全剖分—坎合机架与整体机架在变形特性和承载能力方面具有相似性。因此对于承载达到200 MN以上的单牌坊机架,建议采用此结构。这一结构的应用将直接推动重型液压机及相关装备行业的发展。
挤压筒是挤压机的核心部件。传统挤压筒基本上是自预紧组合筒结构,但在大吨位挤压机中应用有很多困难。该文提出了基于预应力钢丝缠绕技术的剖分-组合式挤压筒的设计方法。钢丝缠绕可以提供全预应力场的保护,从而可以用剖分式外筒代替整体式外筒,用铸钢代替锻钢,显著降低了挤压筒的制造难度和成本。采用有限元方法进行了分析,论证了预应力钢丝缠绕挤压筒结构的可行性和优势。该设计方法在中国建设的世界最大吨位360 MN挤压机项目中得到了实际应用。
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