文档介绍：摘要在冷挤压、冷锻、金刚石合成过程中,模具型腔表面承受着巨大的工作压力,且温度较高,因此,对模具的承载能力提出了很高的要求。采用整体式模具结构难以承受工作过程中产生的巨大切向拉应力作用,模具易出现裂纹导致失效,或者型腔过度变形导致产品尺寸精度达不到要求。提高模具强度及刚度的措施有两种,一种可以采用高强度模具材料,如:硬质合金材料等;另一种可以采用预应力结构,为模具提供径向的预紧力,在模具中产生切向压应力,部分或者全部抵消工作内压力产生的切向拉应力。模具预紧技术分为组合预应力环和缠绕式两种类型。缠绕式预紧结构又分为钢带缠绕和钢丝缠绕。钢带缠绕预应力模具采用高强度薄钢带对模芯进行缠绕,通过缠绕张力对模芯产生一定的径向预紧力。钢带缠绕预应力模具是一种新型的预应力模具,已在发达国家得到应用,而我国对缠绕式预应力结构模具的研究尚处于起步阶段,还没有形成成熟的设计理论,也没有研制出专用的钢带缠绕模具制造设备。本文以钢带缠绕预应力模具为研究对象,分析了预紧状态和工作状态下模芯的应力分布情况,考虑钢带层间摩擦力因素的影响,基于拉美公式等理论建立了缠绕过程的缠绕力学模型。该部分研究工作包括:岢霾⒔⒘俗罴言そ糇刺撇闶确定方法,采用编写计算程序。菽P静牧系牟煌浞治K苄圆牧和脆性材料两大类,在分析材料破坏机理的基础上,得到了不同的缠绕预应力表达式。⒘瞬乒讨懈执帕扑愎健?筛菀阎5哪>吖ぷ髟睾伞⒛P竞透带材料性能参数,确定各层缠绕所需的张力数值,从而建立起缠绕张力理论模型。在建立了缠绕层数确定方法和推导出缠绕张力计算公式的基础上,通过实际算例对设计理论及公式进行了应用分析与验证。得出以下结论:蹦P静牧闲碛们慷相同时,脆性材料的缠绕层数大于塑性材料,说明脆性材料需要更大的预应力予以保护。蹦P疚K苄圆牧鲜保孀挪牧闲碛们慷鹊脑黾硬撇闶欢霞跎伲得髂具材料许用强度越大所需预应力保护越小。ぷ髟睾珊湍P静牧闲碛们慷纫欢ㄊ保钢带缠绕层数随钢带许用强度的增加而减小。分析结果与实际情况相符,从而证明了本文建立的钢带缠绕预应力模具设计理论及公式的正确性。本文提出并设计了一套变张力钢带缠绕装置,可依照已建立的钢带缠绕预应力模具张力设计理论,实现模具的变张力自动化钢带缠绕。本装置由开卷、校平、张力控制、张力检测、缠绕装置等部分组成,其中张力控制装置由张力粗调和细调两部分组济南大学硕十学位论文
成。在张力检测装置内安装压力传感器可实时采集缠绕张力的实际值,在缠绕装置内设有编码器检测计算模具钢带缠绕层数。压力传感器和编码器将实时获取的缠绕张力和缠绕层数的数据输入张力自动控制系统,自动控制系统将张力理论值与检测值比较,发出控制信号,通过控制和调节油缸油压和缠绕装置电机转矩,实现变张力条件下的闭环控制。为了更好的实现缠绕过程中对钢带张力的控制,本文对影响理论控制曲线的因素进行了分析。综上所述,本论文针对钢带缠绕预应力模具的张力设计理论和缠绕装置开展了研究,得到了缠绕张力公式和最佳缠绕层数确定方法,设计了变张力缠绕装置,并对装置的理论控制曲线影响因素进行了分析,所取得的研究成果对推动钢带缠绕预应力模具技术在我国的开展具有一定的参考价值。关键词:预应力模具;钢带缠绕;张力;设计理论;缠绕装置钢带缠绕模具张力设计理论与缠绕装置的研究Ⅱ
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主要符号表工作载荷,缠绕状态下的预紧力,工作载荷引起的预紧力,模芯材料的许用强度,钢带材料的许用强度,切向应力,径向应力,轴向应力,模芯材料的弹性模量,模芯材料的泊松比钢带材料的弹性模量,钢带材料的泊松比第愀执诒砻娲Φ陌刖叮琺钢带缠绕层数厚壁筒外内直径比径向位移,痩模芯内半径,畁模芯外半径,钢带缠绕预应力模具的外半径,钢带厚度,总预紧力,济南大学硕十学位论文
导师签名:——日期:——基:亟盘:贺ㄊ期:塑墨:堡笪原创性声明进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含本声明的法律责任由本人承担。关于学位论文使用授权的声明C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到论文作者签名:本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借鉴;本人授权济南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。
第一章绪论预应力结构模具众所周知,模具在现