Vol.16 No.4 刘建平等：大型高炉液压泥炮泥缸受力分析 359. A=Pne装， (2) 式中：R一所求压力点到泥缸轴心线的距离；P。一炮泥初始单位压力· 式(2)为打泥时沿泥缸轴向不同截面的受力计算公式. 3泥缸的有限元计算 3.1计算模型 泥缸为一带有法兰的圆柱筒，沿圆周环带载荷均布，因此，按轴对称问题来进行有限 元计算，图3是泥缸应力计算模型的单元分割图，单元划分的具体参数为： 单元数NE=184; 节点数NP=137; 约束点数NB=3; 缸内壁受力点数NL=11. 图3计算单元分制图 Fig.3 Elemental divided diagram 由图1可知，当油压达到额定压力34.3MPa时，泥缸活塞上最大推力可达5950kN,该 力经油缸外壳和泥塞的传递，通过螺栓传给泥缸，使泥缸在轴向和径向受力变形，为方便起 见，计算时，泥缸的左端取为约束点.又因沿法兰圆周联结螺栓排列较密（共24个），故将 右端螺栓联结的环带视为均布载荷.泥缸内壁的受力点从过装泥孔（见图）向右逐节点排 列，其值的大小按公式(2)计算出.计算时，取4=0.16，k=0.67. 3.2应力分析 在整个泥缸上的主应力主要表现为拉应力，只有在靠近两端的附近出现部分压应力（σ，， 但其值都较小，除两端外，沿泥缸的各断面上应力水平变化不大，在靠近法兰的两过渡圆角 处应力都比较大，尤其是左侧端，比泥缸主体段的平均应力高达2.6倍.所有节点应力中沿 外轮廓节点的应力最大，图4为计算出的第一主应力分布曲线，结果表明：尽管采用较大的 过渡圆角，但其当量应力仍很接近其许用应力（当安全系数取5时）·在设计泥炮时，对泥 缸的强度计算一般采用公式： 8=PD+K (3) 2[G]Vb l . 16 N 6 . 4 刘建平等 : 大 型高炉液压泥炮泥 缸受力分析 _ 卫卫上 , xP = P l o e R ` ( 2 ) 式中: R’ 一 所求压 力点到 泥 缸轴 心线 的距离 ; 乃厂 炮 泥初 始单 位压 力 式 ( 2) 为打泥 时沿 泥缸 轴 向不 同截 面 的受力 计算公式 . 3 。 l 泥缸的有 限元计算 计算模型 泥缸为 一带有法 兰 的圆柱 筒 , 沿 圆周 环 带 载荷 均 布 , 因此 , 按 轴 对称 问题来进 行 有 限 元计算 . 图 3 是泥 缸应 力计算模 型 的单元分 割 图 . 单元 划分 的具体 参数为 : 单 元数 N E = 184 ; 节 点 数 N P 二 13 7 ; 约 束点 数 N B = 3 ; 缸 内壁 受力 点数 N L 二 1 . 图 3 计算单元分割 图 f龟 . 3 正1 习” . 1 亩 ,地目 血脚m 由图 l 可 知 , 当油 压 达到 额定 压力 3 .4 3 M aP 时 , 泥缸 活 塞上最 大 推力 可达 5 9 50 k N , 该 力 经油缸 外 壳和 泥塞 的传 递 , 通 过螺 栓传 给 泥缸 , 使 泥缸 在轴 向和径 向受 力 变形 . 为 方便起 见 , 计算 时 , 泥 缸 的左端 取 为约 束点 . 又 因沿法 兰 圆周 联结 螺栓 排列 较 密 (共 24 个 ) , 故将 右 端螺 栓联 结 的环带 视 为均 布载 荷 . 泥缸 内壁的 受力 点从过装 泥孔 ( 见 图 l) 向右 逐 节 点 排 列 , 其值 的大小 按公 式 ( 2) 计算 出 . 计算时 , 取 拜= 0 . 16 , k 二 .0 67 . 3 . 2 应 力分析 在 整个 泥缸 上 的主应 力 主要 表现 为拉 应 力 , 只有在 靠 近两端 的 附近 出现部 分 压应 力 ( 。 2 ), 但 其值都较 小 . 除两 端外 , 沿 泥 缸 的各断面 上应 力水平 变 化不大 . 在 靠 近法 兰 的两过 渡 圆角 处应力都 比 较大 , 尤 其是 左侧 端 , 比 泥缸 主 体段 的平均 应力 高 达 .2 6 倍 . 所 有 节 点 应力 中沿 外 轮廓节 点 的应力 最 大 . 图 4 为计算 出的第 一 主应力 分 布 曲线 . 结 果 表 明: 尽 管采 用较 大 的 过渡 圆角 , 但 其 当量 应力仍 很 接 近其 许用 应 力 ( 当安全 系 数取 5 时 ) . 在设 计泥 炮 时 , 对 泥 缸 的强度 计算 一般 采 用公式 I] : _ P D 2 [ a l + K ( 3 )