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帶有穿孔系統(tǒng)的雙動(dòng)擠壓機(jī)是生產(chǎn)高性能、高質(zhì)量的空心型材和無縫管材的關(guān)鍵設(shè)備。活塞式內(nèi)置穿孔系統(tǒng)不需要設(shè)置穿孔動(dòng)梁，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、開檔小、穿孔精度高，有利于提升機(jī)床整體性能和市場競爭力。內(nèi)置式穿孔系統(tǒng)的液壓支撐系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)穿（擴(kuò)）孔過程、固定針擠壓過程穩(wěn)定進(jìn)行和保證產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用。
鄧小民分析了穿孔針的受力，對(duì)穿孔針和其配合工具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了探討。王力莉采用有限元分析了空心錠固定針擠壓時(shí)，穿孔針的應(yīng)力、應(yīng)變情況，提出改善穿孔針強(qiáng)度的措施。楊大詳和楊紅娟[5]詳細(xì)闡述分析了125MN雙動(dòng)擠壓機(jī)內(nèi)置穿孔裝置的液壓系統(tǒng)控制回路和工作過程。韓泓提出了一種通過穿孔針液壓系統(tǒng)動(dòng)作控制和擠壓速度控制實(shí)現(xiàn)提高穿孔針定位精度的方法。張君等采用有限元法對(duì)雙動(dòng)擠壓機(jī)工作主缸、前梁、后梁等大型部件進(jìn)行應(yīng)力分析，優(yōu)化調(diào)整結(jié)構(gòu)，降低應(yīng)力集中。
目前對(duì)內(nèi)置式穿孔系統(tǒng)的研究多集中于穿孔針的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及強(qiáng)度校核、液壓系統(tǒng)控制原理及工作過程，很少涉及到穿孔裝置液壓支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。穿孔裝置的液壓支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)安全起著重要作用。此外，穿孔活塞缸的缸體是擠壓機(jī)主工作缸的柱塞，有必要建立工作主缸和穿孔缸耦合作用下的有限元模型。因此，本文采用有限元方法研究了穿（擴(kuò)）孔、固定針擠壓情況下的穿孔裝置液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，分析了應(yīng)力和位移分布情況。
以16MN雙動(dòng)擠壓機(jī)內(nèi)置式穿孔裝置的液壓支撐系統(tǒng)為例，對(duì)雙動(dòng)擠壓機(jī)內(nèi)置穿孔裝置液壓支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。如圖1所示，雙動(dòng)擠壓機(jī)主工作缸為柱塞缸，穿孔活塞缸的缸體就是工作主缸的柱塞。
穿孔力是雙動(dòng)擠壓機(jī)主要參數(shù)之一，一般按擠根據(jù)公稱穿孔力可以確定在此狀態(tài)下的穿孔液壓系統(tǒng)的壓力，根據(jù)式（1）確定穿孔力可計(jì)算得到穿孔液壓系統(tǒng)壓力Pc=12.229MPa~24.458MPa。穿孔液壓缸的受力如圖2a所示。擠壓力由主工作缸和兩個(gè)側(cè)缸共同提供，根據(jù)公稱擠壓力和主缸、側(cè)缸尺寸可確定主工作缸液壓系統(tǒng)最大壓力P=28.618MPa。擠壓過程中穿孔缸超壓回油，穿孔缸中的液壓油的壓力值為恒定值，以保持穿孔針固定不動(dòng)，此時(shí)液壓缸受力如圖所示。
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