饲料调质器检修门气弹簧选型设计_叶伟伟.pdf
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1、针对饲料调质器检修门挺举式气弹簧布置形式进行了详细分析,通过设计计算、强度校核等理论分析,实现只需确定关键设计参数便可通过E x c e l表格自动计算、输出气弹簧关键技术参数,完成气弹簧的选型,大大提高了气弹簧选型设计工作效率。关键词:饲料调质器;气弹簧;检修门;E x c e l运算中图分类号:S 8 1 7.1 2 文献标志码:A 文章编号1 0 0 3-6 2 0 2(2 0 2 3)0 2-0 0 3 4-0 4T y p e s e l e c t i o nd e s i g no fa i r s p r i n gf o ra c c e s sd o o ro f f e
2、e dc o n d i t i o n e rY E W e i-w e i,Y I N GY u n-l i a n g(F a m s u nG r o u pC o.,L t d.,Y a n g z h o u2 2 5 1 2 7,C h i n a/N a t i o n a lR e s e a r c hC e n t e r o fF e e dP r o c e s s i n gE q u i p m e n t a n dE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y,Y a n g z h o u2 2 5 1 2 7,C h i
3、n a)A B S T R A C T:T h e l a y o u t f o r mo f t h ec l e a n j e r kt y p ea i r s p r i n gf o ra c c e s sd o o ro f f e e dc o n d i t i o n e r i sa n a l y z e di nd e t a i l.T h r o u g ht h et h e o r e t i c a l a n a l y s i so f d e s i g nc a l c u l a t i o na n ds t r e n g t hc h e
4、 c k i n g,i t i s r e a l i z e d t h a t t h ek e yd e s i g np a r a m e t e r s c a nb e a u t o m a t i-c a l l yc a l c u l a t e da n dt h ek e yt e c h n i c a l p a r a m e t e r so f a i r s p r i n gc a nb eo u t p u t t h r o u g he x c e l f o r mt oc o m p l e t e t h es e l e c t i o
5、no f a i rs p r i n g,w h i c hg r e a t l y i m p r o v e s t h ee f f i c i e n c yo f t h es e l e c t i o na n dd e s i g no f a i r s p r i n g.K E YWO R D S:f e e dc o n d i t i o n e r;a i r s p r i n g;a c c e s sd o o r;e x c e l c a l c u l a t i o n 随着饲料机械的不断发展进步,饲料领域调质器的种类也得到了丰富壮大。调质器检修门
6、的开启和支撑方式对检修效率起着决定性作用,现阶段国内外各厂家的饲料调质器检修门大多采用气弹簧支撑方式,气弹簧支撑相对于传统的挂钩支撑具有工作稳定、轻便、设计简单等优势,使得气弹簧在饲料调质器检修门上得到了广泛的应用。本文将介绍气弹簧在调质器检修门上的相关布置、选型、强度校核,为饲料调质器气弹簧的设计选型提供参考。1 气弹簧介绍气弹簧是指由一个密闭缸筒和可以在缸筒内滑动的活塞组件及活塞杆组成的以压缩气体为贮能介质的机构1。工作原理是,在密闭的活塞缸筒内充入高压气体(一般为氮气),两边气体压强作用在活塞面,由于两边压强的不同以及有杆腔和无杆腔的截面积差,形成活塞杆输出推力(即气弹簧的支撑力)。如图
7、1,气弹簧技术参数主要有总长度L,行程S,活塞杆直径d,气弹簧的支撑力F等。在设计和使用气弹簧时要注意保证气弹簧行程在合理区间内,使得气弹簧总 长度=行 程2+1 0 0 mm左右2,选型气弹簧的支撑力F要大于实际工况下的支撑重力,一般取安全系数为1。图1 气弹簧结构及技术参数示意图气弹簧的布置形式一般有挺举式和翻转式两种。如图2所示,挺举式是指气弹簧的上安装点在调质器检修门上,为移动点,下安装点在调质器筒体上,为固定点,检修门在开闭过程中活塞杆始终在活塞筒的下方。此种布置形式地优点是在气弹簧运行过程中其旋转角度较小,能够较好的起到阻尼作用,且门闭合时对铰链的冲击力较小。叶伟伟等:饲料调质器检
8、修门气弹簧选型设计/2 0 2 3年第2期 3 5 如图3所示,翻转式布置是指气弹簧的上安装点在调质器筒体上,下安装点在调质器检修门上,检修门在开启过程中,活塞杆由活塞筒的下方翻至活塞筒的上方。采用此种布置形式,在检修门幵启过程中气弹簧位置会上下翻转,油液流至活塞筒中间部位,导致运行速度减慢。在行程末端,油液从有杆腔流至无杆腔,气弹簧运行速度会瞬间上升,导致门完全开启时有较大的抖动,且影响铰链安装处的钣金强度。图2 调质器挺举式气弹簧布置图图3 调质器翻转式气弹簧布置图目前国内外饲料机械厂家的调质器检修门气弹簧布置大多采用挺举式布置,因此一般情况下气弹簧的布置形式没有特殊的要求,建议优先选用挺
9、举式布置方案。本文也主要针对挺举式布置形式进行具体设计分析。2 气弹簧安装位置设计分析本饲料调质器检修门气弹簧设计采用挺举式布置方式,如图4所示。已知设计饲料调质器检修门开度为1 2 0,即检修门绕铰链A点向上旋转1 2 0,即角F A E、D A B为1 2 0。O为调质器筒体中心;A点为检修门铰链中心;B、C点为气弹簧支撑点,其中B点为气弹簧与检修门连接点,为移动点,C点为气弹簧与调质器筒体连接点,为固定点;1为检修门铰链中心点A与垂直方向的夹角;2为气弹簧支撑点B与垂直方向的夹角;3为气弹簧支撑点C与垂直方向的夹角;B C为气弹簧初始状态的长度;C D为气弹簧门开启1 2 0时的最终长度
10、,同时也是气弹簧总长度L。图4 挺举式布置分析在设计过程中,设计思路是通过确定O A、O B、O C及A、B、C三点位置与垂直方向的夹角1、2、3,通过相关计算得出气弹簧在初始状态及最终状态时的长度B C、C D。设计目标是通过寻找关键设计变量之间的关系,使得在设计过程中只需调整对应变量的值便可得到合适的气弹簧参数,实现最终的气弹簧选型。O B C中,B C2=O B2+O C2-2O BO Cc o s(3-2)(1)根据公式(1)可以求出B C的值。O A B中,A B2=O A2+O B2-2O AO Bc o s(2-1)(2)O A C中,A C2=O A2+O C2-2O AO C
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