Page 67 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

机械与模具 刘玉龙 等·液压式硫化机承力部件结构强度与疲劳分析

图 1 几何模型 图 2 接触设置

1.2 硫化机各部件材料选用
计算中所用材料属性如表 2 所示。
表 2 材料属性
弹性模量 密度 屈服强度 抗拉强度
材料 泊松比 -9 . 3
/MPa /(10 t mm ) /MPa /MPa
Q235A 2.12e5 0.288 7.86 215 390
Q345B 2.05e5 0.29 7.85 275 470
45 钢 2.09e5 0.269 7.89 355 600
QT500-7 1.62e5 0.293 7.00 320 500
备注 ：
1. 材料属性数据来源于机械设计手册
2. 材料属性数据为常温数据
图 3 网格模型
1.3 接触设置
导向轴与上梁、下梁、滑块、中锁止环及下锁止 模型边界条件如图 4 所示。
环之间设置摩擦接触。滑块与导轨和导轨安装板之间
设置摩擦接触。其余部件之间设置绑定接触。模型各
2 结果分析
部件之间接触设置如图 2 所示，对于摩擦接触取摩擦
2.1 结构强度分析结果
系数为 0.1。
图 5 为液压式硫化机承力部件在 1 870 kN 锁模力
1.4 网格划分 作用下的结构变形结果。最大变形为 0.5 332 mm 在
取 1/4 模型利用对称性进行计算。使用实体单 精度控制允许范围内，最大变形发生在下梁位置。
元和壳体单元划分网格，实体单元类型为 C3D8I 和 导向轴应力云图如图 6 所示，最大应力为
C3D10M，壳体单元类型为 S8R, 网格数量为 617403， 267.4 MPa， 导向轴材料为 45 钢，其屈服强度
有限元网格模型如图 3 所示。 σ s =355 MPa，其许用应力 [σ]=355/1.5=236.67 MPa。
1.5 边界条件 由图 6 可知，导向轴下部应力集中处的 Mises 应力大
根据结构的实际使用情况，完全固定下梁的下端 于材料的屈服强度会产生局部塑性变形，导向轴不满
连接法兰面。在相应对称面施加对称约束。在上、下 足静强度要求。
热板与油缸接触位置施加锁模力 F 1 及反作用力 F 2 ，计 导向轴底部只有一个面与下锁止环接触（见图 2）
算中使用的锁模力大小为 1 870 kN。模具重量 3 500 导致此处应力偏大。改进导向轴及下锁止环结构，使
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kG， 考虑结构自重，重量系数为 g=9 806.6 mm/s 。 导向轴底部两个面与下锁止环接触，如图 7 所示。

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