塑钢带

塑钢打包带

塑钢带批发

新闻动态

    钢带缠绕预应力模具缠绕层数的确定方法

    摘要:采用钢带缠绕预应力模具,可有效提高模具的强度、刚度。确定缠绕层数是设计钢带缠绕预应力模具的关 键问题之一,对建立缠绕张力计算公式具有重要作用。文章将缠绕对象简化为厚壁圆筒,基于拉美公式和强度理论 等,建立了钢带预应力缠绕模具的缠绕层数确定方法。通过VC++设计了用户计算应用程序,实现了缠绕层数的 自动计算。通过3个实际算例,分别比较了缠绕模具与组合预应力环模具的外形尺寸;脆性材料模芯与塑性材料模 芯缠绕层数;塑性材料模芯的缠绕层数随其许用强度的增加的变化规律。其结果表明,该文建立的钢带缠绕预应力 模具缠绕层数确定方法是可行的,钢带预应力模具具有比组合模具更为优越的性能。
     
    关键词:预应力;缠绕模具;缠绕层数;拉美公式;钢带
     
     
    Abstract : The strength and rigidity of dies can be effectively improved if the technique of prestressed strip-wound dies is applied. The determination of winding layers number of strip-wound dies is one of the key technologies in designing.,which plays an important role in the derivation of calculating formulae of winding tension force. In this paper, we simplify the winding die insert to be a thick-walled cylinder. Basing on the Lame’s formula and strength theory, we establish the approach how to determine winding layers of prestressed strip-wound dies. The number of the layers, which can’t be solved by analytic methods,is calculated by VC++ application interface,using this program can calculate automatically. Three practical samples have been demonstrated by-comparing the prestressed strip-wound dies,size with the conventional assembled ring dies5, the brittle material dies insert winding layers with plastic material dies’,as well as the allowance strength increase which changes along with the winding layers of the plastic material dies insert changes. The results prove the feasibility of the method which is established in this paper to determine winding layers of prestressed strip wound dies,as well as the advantages of strip-wound dies over the conventional assembled ring dies.
     
    Key words: prestress; wound die; winding layers; lame's formula; strip
    引言
     
    在冷挤压、冷锻、金刚石合成等工作环境中, 模具型腔表面承受着很大的压力,且温度较高。尤 其是在合成超硬材料的过程中,合成腔内的压力高
    十山东省自然科学基金资助项目(Y2006F54);济南大学科 技基金资助项目(Y0508)。
     
    来/J、丽 E-mail: rocejack@126. com 作者简介:来小丽,女,1983年生,山东临沂人,硕士 研究生,主要研究方向为钢带缠绕预应力模具张力设计理 论与缠绕装置研究
     
    收稿日期:2007-10-26;修订日期:2007-12-25
    达 6GPa氰伀GPa,温度高达 1500°C 2000°C[1—3], 因此,对于模具的承载能力提出了非常高的要求。 普通的整体式结构模具难以承受工作过程中的巨大 切向拉应力的作用,易出现裂纹导致破坏,或者型 腔过度变形导致产品尺寸精度超差等问题,因此, 应采用预应力结构模具。目前,常用的预应力结构 模具包括预应力环组合模具、钢带(丝)缠绕模具。
     
    图1所示为钢带缠绕预应力模具的结构简图, 其采用高强度薄钢带缠绕在模具外侧,通过缠绕张 力对模芯产生较大的径向预应力,可部分或全部抵 消工作过程中由于内压在模具内壁上产生的切向拉 应力。与组合式预应力模具相比,钢带缠绕预应力 模具有着独特的技术特点与优势,表现为:承载能
     
    力高,形状尺寸小;工件的尺寸精度高;模具的使 用寿命延长了几倍。
    缠绕层 模芯 衬环支撑环
    图1钢带缠绕预应力模具 Fig. 1 Prestressed strip-wound die
    预应力环模具在压制过程中就存在着失效的可 能性,它的失效主要是断裂等;钢带缠绕预应力模 具在工作过程中,其所承受的载荷始终位于虎克曲 线的弹性变形部分,因此该组合模具的变形量极小, 且变形可以恢复。钢带缠绕预应力模具在使用过程 中即便有几层钢带断裂,模具也不会失效,它的失 效形式主要是预应力不足了而失效w。
     
    钢带缠绕预应力模具的关键技术包括缠绕张力 设计理论和缠绕装置。缠绕张力设计理论的研究是 为了更好地实现缠绕预应力模具预应力的最佳状态。 目前,国外对于预应力缠绕模具的研究主要集中在 丹麦的 Technology University of Denmark, Dan-foss A/S, STRECON A/S 等单位[5~13],由于涉及 到企业的经济利益,尚未见到涉及理论的文献公开 发表。
     
    现有缠绕张力计算公式主要针对的是纤维材料 缠绕,与预应力缠绕模具中的缠绕相比,其不同之 处有:纤维缠绕张力与预应力模具缠绕张力的大小 相差几个数量级;将缠绕层视为整体;没有具体的 缠绕层数计算公式;没有考虑摩擦因素的影响等。 在缠绕方面巳有的缠绕张力公式,对于预应力缠绕 模具的张力设计理论研究具有一定的参考价值。但 是,有些公式是用于纤维缠绕的,存在不同之处, 不能直接用于模具缠绕。在考虑钢带层间摩擦对缠 绕过程的影响基础上,建立模具最优缠绕数学模型, 推导出新的缠绕张力公式具有重要的实用意义和科 学价值。缠绕层数的确定,对钢带缠绕预应力模具 缠绕预应力的确定起决定性作用,因此,对于整个 缠绕张力公式的推导具有重要的意义。
     
    1缠绕层数的确定方法
     
    等强度设计理论的基本思想是通过合理选择参 数,使其数个可能发生的破坏模式同时实现,以充分 挖掘材料的承载能力。因此,称为“同步失效准则”设 计。对于钢带缠绕预应力模具,在缠绕过程中,模芯
    和巳缠绕的钢带受到外层钢带的压力,模芯的预应力 不断增大,而巳缠钢带的拉应力不断下降。由模具的 受力分析可知,模具在工作状态时是最危险的,通过 合理的缠绕过程,可以在模具发生破坏时,模芯和钢 带同时达到屈服极限。这就是等强度设计理论在钢 带预应力缠绕模具中应用的基本思想。
     
    ' 根据对模芯的受力和强度分析,在所需工作载荷
     
    巳知的条件下,可确定出工作过程中模具所需的总预 应力(总预应力=缠绕过程所产生的预应力+工作压 力产生的预应力),然后求得缠绕过程产生的预应力, 通过控制缠绕张力得到所期望的最佳预应力状态。 缠绕张力的公式推导流程如图2所示。从图2中可 以看出,缠绕层数的确定,对缠绕张力的推导将产生 决定性的影响。
     
     
    为了便于推导普遍意义下模具的预应力缠绕张 力的计算公式,考虑到圆筒的壁厚与半径属于同一 量级,故将缠绕对象,即凹模简化为一个厚壁圆筒, 并假设:
     
    1)缠绕张力沿带宽方向均匀分布;
     
    2)在缠绕过程中钢带层之间无相对移动;
     
    3)缠绕过程中维持轴对称性;
     
    4)轴向应力=0,属于平面应力问题;
     
    5)在模具缠绕和使用过程中,钢带材料和模芯 材料均处于弹性变形阶段。
     
     
     
     

    以上就是“钢带缠绕预应力模具缠绕层数的确定方法”的相关内容,欲了解更多资讯,请点击“新闻资讯”。

    临沂嘉利塑钢带厂是一家集包装设备和包装材料的研制、生产及销售为一体的综合性捆包塑钢带公司。代理意大利、日本KOHAN、台湾等国际知名品牌之塑钢带及塑钢带批发打包工具。产品广泛应用于钢铁、铝业、电子、五金、汽车配件、化工、耐火材料等广泛企业。在目前各个行业激烈竞争的今天,我们始终坚信:做生意就是做人,完好的售后服务及产品质量是公司业务 的前提。

本文地址:http://www.hysgdbd.com/60.html