内容发布更新时间 : 2024/6/3 17:01:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

液压压砖机是陶瓷工业中用于墙地砖压制成形的必不可少的机械设备。目前我国在实际生产中采用的压砖机类型主要有钢丝缠绕型液压压砖机、开式液压压砖机、闭式液压压砖机等类型，但工作时都普遍存在压砖机变形较大，刚性较差，而压砖机的强度、刚度将直接影响到零件加工精度、压砖机导轨的磨损和模具的寿命等。因此如何优化压砖机结构，提高压砖机的静态、动态特性，同时又能降低压砖机的结构重量，对于液压压砖机的设计尤为重要。

随着科学技术的发展，压砖机正向大吨位、高精度和高速度发展。要保证这些大吨位、高精度和压砖机的正常工作，首先应该在设计压力机压砖机时必须保证有足够的强度和刚度，同时考虑工作时的压力机的振动情况。目前我国压力机压砖机的设计至今大多沿用经验、类比的传统设计方法，设计出的压砖机不仅性能差，结构笨重，速度、精度提不高，而且设计周期长，制造成本高，更新换代慢，国产高档次的压力机领与国外压力机相比存在很大的差距。随着中国加入W'TO，中国的制造企业的形势将变得更加严峻，并面临更为强大的竞争对手，为此，中国的压力机制造企业必须改变原有的传统设计方法，以先进的设计制造手段作为技术支撑，来提高我国压力机的设计与制造水平，在新的市场环境中积极参与竞争。随着CAD/CAM/CAE技术的日益普及和应用，有限元方法等现代结构分析方法己为工程技术设计人员广为认识和发展，在压砖机设计中得到广泛的应用，并取得了显著的技术经济效益。

1.2 国内外全自动液压压砖机研究现状与发展趋势

1.2.1国外全自动液压压砖机的发展

世界各国生产陶瓷砖除了塑性法、注浆法成型坯体之外，只要是采用颗粒状粉料压力成型工艺的基本上都是走过手工锤打→半机械化的摩擦压力锤→机械式压力机→摩擦—液压机成型→全自动液压机成型的道路。因此，当今各地企业选用的自动液压压砖机其实是实践经验总结的应用，是目前最普遍最先进的方法，但不是唯一的方法。世界上对陶瓷墙地砖制品与专用装备开发比较早又长期坚持下来的国家，首推意大利，其次是德国、美国。1983年佛山引进投产的生产线配用的是２台Ｒ2000型摩擦—液压压砖机，此机的实质还是摩擦锤，液压机构作为操作手段。之后，引进萨克米公司的500、

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550、600、1000型，西蒂公司的800、1200型，德国莱斯公司的600、1100、1500型等等，在上世纪的80年代末90年代初，才真正出现以液压机构为主的液压压砖机，级别上属于中小型机。中国在1995年之后，出现生产制作500毫米×500毫米至1000毫米×1000毫米大规格砖的趋势，为此，娜塞堤等公司才研发了5000吨级的大型压砖机并首先进入中国市场。1999年，世界最大的7200吨压砖机进入中国市场。由此可知，意大利、德国、日本生产制造全自动液压压砖机的历史是15～20年的事情。这些国家产品的共同点都是以液压机构为工作机构，引入当代的科技成果，逐步完善，最终走向机电液一体化的高技术装备。但他们又都保持着企业的特点，如在液压油路的设计、控制显示手段、机架结构、布料系统设计等。国外的压砖机企业紧跟行业终端产品而开发，紧跟社会的新科技不断提高，不轻易放弃自己的特色等做法应对中国压砖机的研制有重要的借鉴作用。

1.2.2 国内全自动液压压砖机的发展

我国由国家主管部门立项、自主研究取得成果，并一直影响坚持到今天的现代化全自动液压压砖机的研制应从1986年开始算起。由原国家建材局立项，咸阳陶瓷研究设计院牵头，华南理工大学、佛山陶机总厂联合研制的ＹＰ600型机于1989年通过鉴定，1993年之后，逐步形成批量生产。力泰公司以此机型延伸形成系列化产品，由600吨至7200吨级，直至今天许多型号仍是国内市场销售的主要机型。上世纪90年代，福建海源企业以其充沛的开发能力，引入新技术，最早突破千吨级以上压砖机的研制开发并率先通过国家级鉴定，也先后成功推出超千吨系列产品投放国内市场。1999年，广东科达机电公司一举成功推出3200吨级压砖机并通过国家级鉴定，开创中国设计生产大型压砖机的年代，而发展到现在更是出现了7800吨的压机。因此中国对现代压砖机的研制开发是前后近20年的事，形成了由“力泰”、“海源”、“科达”３家能生产大型压机的３企业作为龙头，另有十几家生产中小型压砖机的企业并存局面。估计不久的将来，还会出台超万吨级的压砖机，满足高效生产超大规格尺寸砖的需求[1]。

1.3 本课题研究的主要内容与技术方案

本课题基于有限元分析软件ANSYS WORKBENCH和PRO/MECHANICA平台，对WL1700全自动液压压砖机关键零、部件进行有限元结构分析。技术方案流程图，如图1.1所示。具体的方案如下：

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有限元分析结果评价 图1.1技术方案流程图

研究WL1700型全自动液压压砖机的相关技术参数、模型特点 基于有限元分析软件ANSYS WORKBE和PRO/MECHANICA平台，进行有限元结构分析 关键零、部件PRO/E模型 （1）研究WL1700型全自动液压压砖机的相关技术参数，和模型特点，为分析提

供相应的理论基础；

（2）利用有限元方法对压砖机进行模态分析，分析出它的振动特性，找出振动中危险的位置；

（3）存在最大静载荷时，对机架、活动横梁进行静力学分析，分析结构的应力、应变和变形位移的分布规律，根据分析结果进行强度较核；

（4）基于活动横梁的模态分析，对活动横梁动态时域分析，找出应力最集中的部位应力随时间变化的规律；

（5）对活动横梁进行疲劳分析，找出疲劳循环次数、疲劳破坏、安全系数、疲劳灵敏性。分析出活动横梁能不能达到疲劳强度的设计的要求；

（6）在活动横梁静力学分析的基础上，对活动横梁进行拓扑优化，找出活动横梁能够去除材料的部位，为活动横梁的质量优化提供参考；

（7）综合以上的分析结果，对压砖机的结构提出相关的修改方案，以使液压压砖机的结构趋于合理达到优化的目的。

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