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昆明理工大学学报，日600液压万能试验机液压夹紧活塞杆破坏分析及改进郭磊魁昆明大学电子信息与机械工程系，云南昆明65，8因杆在交变应力作用下，由偏心压缩引起的弯曲正应力与压缩产生的正应力叠加，以及应力集中造成的。针对破坏原因，对活塞杆推拉板作改进，效果显著。 对活塞杆的破坏进行分析，找出它过早失效的原因，改进结构设计或采取有效措施延长其使用寿命，以发挥设备应有的能力为教学科研服务是必要和有意义的工作。 1600型液压夹紧活塞杆破坏分析1.1夹紧机构及活塞杆推拉板简131.2夹紧机构运动分析在夹紧加力油缸作用下，夹紧活塞杆推拉板在铅垂距离为45mm的行程范围内上下往复运动。推拉板运动完与钳口夹板间31的间隙，碰压到钳口夹板带动整个夹紧机构同运动。向下运动时，钳口夹紧试件；向上运动时，钳口放开试件。夹紧活塞杆推拉板的运动与钳口夹板钳口的运动存在时间差，推拉板把力动量传给静止的钳口及夹板。推拉板与钳口夹板间有冲击作用，活塞杆同样受到了这种作用。 1.3夹紧活塞杆受轴向拉或压力作用夹紧机构向下运动，活塞杆受轴向压力作用；机构向上运动，活塞杆受轴向拉力作用。厂家设计活塞杆施加的推拉力为1.4夹紧活塞杆受拉压交变力作用装卸试件时活塞杆横截面上的正应力随时间变化应力大小及符号改变，受交变应力作用。构件在对称循环下的疲劳极限最低，近似以对称循环交变应力来计算。在拉压对称循环交变应力作用下疲劳极限为1.5夹紧活塞杆外形设计造成严重的应力集中活塞杆上有较大的直径变化，光杆直径=20，螺纹杆直径=10，且截面过渡为直角台阶，螺杆上攻有螺纹。在光杆与螺纹杆过渡截面处形成了应力集中1. 工程中，在对称循环交变应力作用下，考虑到构件的应力集中，尺寸和面质量因素的影响，构件受拉压交变应力时的疲劳极限为。6钳口夹板左右两块相对离度不等造成夹紧活塞杆偏心受压引起附加的弯曲正应力工程中焊接件或某些试件很难做到夹持部分为同轴直线；实验人员装夹试件操作不当，钳口夹板与推拉板间的间隙过大造成钳口左右两边相对度不等，致使活塞杆偏心受压，附加弯曲正应力为1为螺纹杆横截面的抗弯截面模量。 1.7实际计算综上所述，夹紧活塞杆工作时可能承受的最大应力为由于夹紧油缸压强范围是0 =6，83，被夹持的试件直径范围是0=1426对应测得偏心距对应正应力的范围是在对称循环交变应力作用下，构件的疲劳强度条件为夹紧活塞杆材料为40Cr，A=80OMPa，有螺纹，螺纹杆精车，经上述定性分析和定量计算，可以认为夹紧活塞杆在交变应力作用下，由于冲击应力集中的作用首先在光杆与螺纹杆过渡截面上产生裂纹，经过定数量的应力循环，裂纹不断扩张，最后在个偶然的冲击或震动下，活塞杆沿削弱了的截面，因强度不足发生突然断裂。 活塞杆断裂的情况证实了以上分析计算。杆都是在光杆与螺纹杆过渡区内破坏，断口都是呈白亮区和粗糖区，无明显的塑性变形，呈脆性断裂。 2改进2.1改内置式夹紧油缸为外置式主要针对正在生产或待出厂的新设备，可参考贾100型外置式手动夹紧机构，把手动加力设计为油压杠杆加力，实现液压夹紧。 2.2减小或消除冲击应力集中偏心压缩对正在使用中的设备，增大螺纹杆部分直径，使，即20221.附着层1胃厚的耐油丁睛胶在推拉板上下面上3减小板与钳口夹板间的间隙，强制左右钳口随时处于同度，防止杆偏心受压，避免出现附加弯曲正应力，确保杆工作时承受的应力低于32阽胶层还起到了减缓冲击的作用3. 2.3改变活塞杆与推拉板齄纹连接方式采用热轧整体成形工艺，把夹紧活塞杆与推拉板轧制成个构件，在活塞杆前后两侧设计出加强筋，增加推拉板厚度强制钳口协调运动，消除应力集中造成的疲劳极限大幅度下降和可能出现的杆偏心受压引起的弯曲正应力。 3结论采用了2.2节的改进措施，活塞杆的使用寿命由未改前的平均每杆650提高到平均每杆2 1001使用寿命延长率为223.提高了设备的完好率实际使用率，发挥了设备的作用和效益。改进效果是显著的。 王义质，李叔涵。工程力学叫重庆重庆大学出版社，1995.14，141. 刘鸿文。材料力学肘。北京等教育出版社，1985.125139. 橡胶手册编写小组。橡胶手册河。北京化学工业出版社，1985.7893.
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