Page 66 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

液压式硫化机承力部件结构强度与

疲劳分析

刘玉龙 ，杨慧丽，官炳政
( 软控股份有限公司，山东 青岛 266045)

摘要 ： 硫化机承力部件的位移、应力以及疲劳强度对于整个硫化机性能可靠性和使用寿命起着关键作用。利用有限元分析的
方法对液压式硫化机的结构强度及疲劳强度进行计算，研究了承力部件的位移、应力及疲劳强度。分析结果表明 ：液压式硫化机
承力部件的变形符合安全许用标准，各承力部件最大应力均小于材料的许用屈服强度，各承力部件的疲劳安全系数最小值均满足
疲劳强度要求 . 液压式硫化机结构设计和材料选择均符合安全规范。
关键词 ： 硫化机 ；有限元分析 ；结构强度 ；疲劳强度
中图分类号 ： TQ330.47 文章编号 ： 1009-797X(2022)10-0016-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.10.004

0 引言 等 [4] 应用 Ansys 软件对机械式轮胎硫化机进行有限元
随着汽车工业的发展，对轮胎性能的要求越来越 计算分析，研究了硫化机实际工作状态下各部件变形
高，同时硫化是影响轮胎成品的重要工序之一。良好 和应力分布，为硫化机有限元仿真提供了一种可行的
的硫化工艺装备对提升成品轮胎的各项性能起着重要 思路。
作用。硫化机的稳定及可靠程度影响轮胎的生产效率 目前，在硫化机产品的结构设计方面，有限元分
及轮胎质量。液压式硫化机是通过液压油缸驱动上横 析获得众多学者的认可。本文以液压式硫化机研究对
梁带动上模具做垂直运动，液压硫化机承力部件的位 象，从产品设计的可靠性为切入点，通过结构强度及
移、应力以及疲劳强度直接影响硫化机的可靠性。 疲劳仿真技术分析承力部件变形、应力及疲劳强度是
有限元分析作为现代机械产品设计的有效手段， 否满足安全标准，验证液压式硫化机设计的合理性。
通过有限元分析可以缩短产品设计周期及风险，提高
一次设计成功率。目前有限元分析在硫化机关键部件 1 有限元模型
的强度疲劳分析方面得到了较为广泛的应用。 1.1 几何模型
唐谷枫 [1] 利用理论计算、有限元分析的方法对大 仿真计算的液压硫化机结构如图 1 所示。液压硫
吨位多层平板硫化机的结构进行了优化设计，将工作 化机主要承力部件包括上梁、下梁、导向轴、滑块、
板从实心平板结构优化为框架结构有效的增加刚度并 导轨、中锁止环、下锁止环等。
减轻了结构重量。刘志刚等 [2] 则利用 Hypermesh 和 几何模型中上梁、下梁材料为 Q235A ；上热板、
Ansys 对多接触面轮胎定型硫化机进行了模态分析、 下热板材 料为 Q345B ；导向轴、滑块、中锁止环、
应力和应变分析，同时改进了硫化机的结构，达到了 下锁止环材料为 45 钢； 导轨、导轨安装板材料为
消除应力集中、提高硫化机抗振性和工作稳定性的目 QT500-7。
的。胡海明等 [3] 应用 Abaqus 软件对硫化工况下的轮
胎模具底座进行了热力耦合和力学性能分析，应用
Fe-Safe 软件对不同厚度和滑板结构的底座进行疲劳 作者简介：刘玉龙（1988-），男，中级工程师，硕士研究生，
损伤和使用寿命计算，研究发现可以通过增大底座和 主要从事结构力学、结构动力学和流体力学的研究工作。
U 形螺旋槽厚度的方法延长硫化机使用寿命。张正罗 收稿日期 ：2021-12-14

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