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基于Solidworks Simulation的阳极夹具有限元分析

基于Solidworks Simulation的阳极夹具有限元分析
基于Solidworks Simulation的阳极夹具有限元分析

基于Solidworks Simulation的阳极夹具有限元分析摘要:阳极夹具是碳素厂阳极焙烧车间用于搬运阳极炭块的专用设备。介绍了阳极夹具的结构和工作原理。应用Solidworks Simulation 有限元分析软件,对夹具整体进行有限元分析。结果表明:夹具应力最大值出现在夹臂臂杆与夹头的连接拐角处;夹具的整体应力值小于120 MPa,整体变形量约为27.83 mm,满足设计要求。

关键词:阳极夹具阳极炭块Solidworks simulation 有限元分析

阳极夹具是碳素厂阳极焙烧车间用于搬运阳极炭块的专用设备。因其具有工作可靠、操作简便、生产效率高、工人劳动强度小等优点,所以,在各大碳素厂得到广泛应用。以前,由于受技术手段的限制,夹具各受力件的结构尺寸主要靠设计者的经验来确定,无法对夹具的整体变形和各受力件的应力分布情况进行详细了解并优化,使得设计的夹具重量偏大。文中将采用Solidworks simulation有限元分析软件,对夹具整体进行有限元分析,观测其整体变形量和各受力件的应力分布情况,以期为日后夹具的优化设计提供依据。

阳极夹具主要由定位支座、左夹臂、右夹臂、吊挂、左拉杆、右拉杆、撑杆和自动挂钩等零部件组成,如图1所示。其工作原理是:工作时,张开左、右夹臂夹头的夹具在天车的吊运下,从阳极炭块上方放下,使定位支座的下表面与炭块的上表面接触后,夹具整体停止向下运

延长阳极炭块使用周期

目录 一、QC小组概况 (1) 二、选题依据 (1) 三、现状调查 (2) 四、设定目标 (4) 五、原因分析 (5) 六、确定主要原因 (6) 七、制定对策(见表6) (12) 八、按对策实施 (12) 九、效果检查 (14) 十、巩固措施 (16) 十一、遗留问题和今后打算 (16)

延长阳极炭块使用周期 一、QC小组概况 泰安泰山铝业公司“节能”QC小组成立于2002年8月份,本课题活动时间为2006年2月~2006年11月,小组成员情况见下表: 表一:小组概况表 二、选题依据 在铝电解生产中,阳极炭块的消耗约占整个电解铝生产的10%,因此,在铝电解生产中阳极炭块消耗的多少,直接影响到铝厂的经济效益。泰安泰山铝电公司生产技术部,根据年初公司

下达的经营承包责任目标中,对阳极炭块消耗指标的要求。制定了节约挖潜、节支降耗的任务。“节能”QC小组加大了对阳极炭块使用的监督检查力度。通过一段时间的计量,我们发现,阳极炭块的使用量较大,而且存在着较大的浪费现象,为此,我们QC小组把“延长阳极炭块使用周期”作为本次活动的课题,并且得到了公司的大力支持。 三、现状调查 课题确定后,“节能”QC小组成员对2~5月份阳极炭块的使用情况进行了统计.见表二、图一、图二。 表二:2006年2~5月分公司阳极炭块使用情况调查表(62台槽)

通过对2月~5月份四个月的阳极炭块使用情况及吨铝阳极炭块的毛耗情况统计可以看出,2~5月份吨铝阳极炭块毛耗平均为540kg/t ·Al ,阳极炭块的的使用高于国内先进铝厂,造成 图一 2006年2月~5月份阳极炭块使用折线图 图二 2006年2月~5月份吨铝阳极炭块毛耗使用折线图

精讲solidworks有限元分析步骤

2013-08-29 17:31 by:有限元来源:广州有道有限元 1. 软件形式: ㈠. SolidWorks的内置形式: ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式: ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式: ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2. 使用FEA的一般步骤: FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具,但不是唯一的数值分析工具!其它的数值分析工具还有:有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时,需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要, (即从CAD几何体→FEA几何体),共有下列三法: ▲特征消隐:指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征,如外圆角、圆边、标志等。▲理想化:理想化是更具有积极意义的工作,如将一个薄壁模型用一个平面来代理(注:如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”,COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体)。 ▲清除:因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具(即SW菜单: Tools→Check…)来检验问题所在,另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉(小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小!但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布,那么此时非常小的内部圆角应该被保留)。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分,包括五个步骤: ▲选择网格种类及定义分析类型(共有静态、热传导、频率…等八种类别)——这时将产生一个FEA算例,左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称; ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择,它不并考虑缺陷和表面条件等因素,与几何模型相比,它有更多的不确定性。

阳极炭块基础知识

阳极炭块基础知识: 碳素是什么? 炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料,其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料,而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见,有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料(或碳材料)。 炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小,可分为普通功率石墨电极、高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。炭素制品按原料和生产工艺不同,可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小,又可分为多灰制品和少灰制品(含灰分低于l%)。 我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。这种分类方法,基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程,也便于进行核算,因此其计算方法也采用这种分类标准。下面介绍炭素制品的分类及说明。 一、炭和石墨制品 (一)石墨电极类 主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括: (1)普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A/m2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。 (2)抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极,形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗。 (3)高功率石墨电极。允许使用电流密度为18~25 A/m2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。 (4)超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25 A/m2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。 (二)石墨阳极类 主要以石油焦为原料,煤沥青作粘结剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括: (1)各种化工用阳极板。 (2)各种阳极棒。 (三)特种石墨类 主要以优质石油焦为原料,煤沥青或合成树脂为粘结剂,经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。 它包括光谱纯石墨,高纯、高强、高密以及热解石墨等。 (四)石墨热交换器 将人造石墨加工成所需要的形状,再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品,它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备,主要用于化学工业。包括:

机床夹具拆装与结构分析实验报告1

《机械制造工艺学》实验报告 班级学号姓名 实验一机床夹具拆装与结构分析 (一)车床夹具 零件名称支架夹具名称车支架内孔夹具 工序简图 夹具使用说明:工件以底面及两孔在定位板上完全定位,定位板再以底面及长侧面靠于角形架两垂直面,再用活动V型块夹于工件外圆限制最后一个自由度。用两个螺旋压板夹紧工件底板处。 定位元件工件定位基准底面定位板长侧面Φ45外圆限制的自由度z ρ X ) Y ) X ρ Z ) Y ρ 定位元件角形铁架,活动V型块 夹紧装置夹紧机构类型螺旋压板夹紧机构 夹紧装置 组成零件:螺旋压板夹紧组件,活动V型块组件 夹具与机床联接方式相关零件:夹具体 联接方法:夹具体背面止口与过渡盘定位,螺旋联接,过渡盘再与车床主轴联接 X Z Y

(二)钻床夹具 零件名称小轴夹具名称钻小轴径向孔夹具 工序简图 夹具使用说明:小轴以外圆及端面在长V型块及一个可调支承钉上定位,用偏心轮压板组合机构夹紧,用钻套引导钻头钻孔。 定位元件工件定位基准Φ8h外圆右端面限制的自由度zρY ρ Y ) Z ) X ρ 定位元件长V型块,可调支承钉 夹紧装置 夹紧机构类型偏心夹紧机构 夹紧装置组成零件:偏心轮组件,压板,旋转销组件导向装置组成零件:钻模板,钻套,螺钉,定位销 分度装置 固定部分组成零件:无转动部分组成零件:无分度对定机构组成零件:无锁紧机构组成零件:无 夹具与机床联接方式相关零件:夹具体 联接方法:用压板压紧在工作台上或手扶固定夹具 夹具的结构特点(设计要点)1、沿轴线方向的自由度由一个可调支承钉限制,可适应不同轴向尺寸的工件; 2、用偏心轮实现快速夹紧,偏心轮回转中心高度及压板支点高度可调,可适应不同工件; X Z Y

电解铝预焙阳极炭块焙烧质量分析

电解铝预焙阳极炭块焙烧质量分析 一、前言 我公司焙烧有54炉室和18炉室两个生产系统,焙烧炉是敞开式、w型环式炉,分别采用煤气和重油做燃料进行加热升温。54室焙烧炉结构为8火道7料箱,料箱尺寸为:3440×730×4170mm,每炉平装生块84块,有三个火焰系统每个火焰系统为18个炉室。18室焙烧炉结构为9火道8料箱,料箱尺寸为:5330×703×5240mm,每炉立装生块192块,一个火焰系统。两系统年生产能力达到8万吨。 二、制定合理的升温曲线 焙烧是炭素制品生产中的一个重要工序,生坯炭块的焙烧是生坯炭块在专门设计的加热炉内周围用填充料隔绝空气,按一定升温速度将生坯加热到1000℃---1050℃左右的生产工序。在焙烧过程中生坯炭块主要是进行粘结剂的分解和聚合反应。焙烧的升温速度、温度梯度及最高温度对阳极质量都有很大影响。 生坯炭块在焙烧过程中主要是粘结剂的焦化过程,即是沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程。具体生坯炭块在焙烧炉内焦化过程与温度加热变化如下表。 我公司根据生坯炭块在焙烧炉内焦化的过程及54室焙烧炉室、18室焙烧炉室的结构和煤气、重油的热值计算,分别对54室焙烧炉室和18室焙烧炉室采用了252小时和168小时的加热炭块升温曲线的生产过程。移炉周期分别采用36小时和28小时。 低温预热阶段 200℃左右 制品粘结剂开始软化 中温阶段 200℃--300℃ 制品内吸附的水和化合水以及低分子烷烃被排出。 400℃ 以上变化最为突出 500℃--650℃ 碳环聚合形成半焦 高温烧结阶段 700℃以上

半焦结构分解,逐渐形成焦炭,构成乱层堆积结构基本单位的六角网状平面。 900℃以上 这种二维排列的碳原子网格进一步脱氢和收缩,以后就变成了沥青焦。 燃料生产大规格炭块和炭块平装的生产要求,及用重油作为燃料生产大规格炭块和炭块立装的生产要求,该曲线容易操作又安全,尤其在排出挥发份阶段,排出的挥发份不但能充分燃烧,焦化反映比较彻底,而且对低温炉室起到一个很好的预热作用,使系热得到合理利用,烟气进入烟斗后温度平均为200 ℃,到净化系统温度在60℃--130℃,达到技术要求,有利于净化系统对烟气的净化与排放。从产品质量取样结果分析看,理化指标和外观质量都比较好,故我公司54室焙烧炉室采用252小时加热升温曲线,18室焙烧炉室采用168小时加热升温曲线是合理的。 三、炭块变形破损原因分析及解决 生炭块经过焙烧后出下列几种废品 1.立装炭块炭碗塌陷变形 18室焙烧炉室立装炭块经焙烧后炭碗塌陷变形,导致阳极导杆不能安装。其原因: 1.1立装炭块在炉室内填充料不能将炭碗填实, 炭碗内有空隙。在焙烧炭块过程中制品处在软化阶段时,由于炭碗内有空隙炭碗处制品塌陷引起变形,造成废品。 1.2生炭块粘结剂用量偏高。 1.3振动成型压力较低。 我公司现使用纸板将装满填充料的炭碗先固定后再装炉。具体是先将填充料填满炭碗,再用根据炭碗结构尺寸制作的纸板将炭碗内的填充料固定,使立装起的炭块炭碗内被填充料填实,在焙烧过程中炭块炭碗内没有空隙就避免了炭块炭碗的变形。 2.炭块表面出现裂纹 2.1横裂:横裂是沿制品方向产生的裂纹,主要是生炭块质量偏低所引起,其原 因: 2.1.1原料煅烧温度过低,炭质原料得不到充分收缩,挥发分不能完全排除,原料理化性能达不到稳定。在焙烧进程中骨料颗粒产生大的二次收缩,则可能在炭块表面出现不规则的裂纹(网状)。 2.1.2振动成型进糊料温度低,振动时间不够。 2.1.3前后糊料的差别较大且结合不好,振动成型时造成生炭块内部结构有缺陷,虽然

solidworks进行有限元分析的一般步骤

1.软件形式: ㈠. SolidWorks的内置形式: ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式: ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式: ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2.使用FEA的一般步骤: FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具,但不是唯一的数值分析工具!其它的数值分析工具还有:有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时,需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要, (即从CAD几何体→FEA几何体),共有下列三法: ▲特征消隐:指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征,如外圆角、圆边、标志等。▲理想化:理想化是更具有积极意义的工作,如将一个薄壁模型用一个平面来代理(注:如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”,COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体)。▲清除:因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具(即SW菜单: Tools→Check…)来检验问题所在,另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉(小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小!但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布,那么此时非常小的内部圆角应该被保留)。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分,包括五个步骤: ▲选择网格种类及定义分析类型(共有静态、热传导、频率…等八种类别)——这时将产生一个FEA算例,左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称; ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择,它不并考虑缺陷和表面条件等因素,与几何模型相比,它有更多的不确定性。 ◇右键单击“实体文件夹”并选择“应用材料到所有”——所有零部件将被赋予相同的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下的某个具体零件文件夹并选择“应用材料到所有实体”——某个零件的所有实体(多实体)将被赋予指定的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下具体零件的某个“Body”并选择“应用材料到实体”——只有

工装夹具、模具基础知识及结构

夹具基本知识 A、工装种类 工装在焊装车间有夹具、工位器具、吊具、上位机吊具(涂装)、模具、焊接辅具等。 B、夹具 一、组成 夹具分为手动和气动,包括电气控制的夹具 夹具一般由基准面、角座、规制板、夹爪、定位销、定位面、轴承、夹钳、气缸及气动元件组成。主要通过定位面、定位销、夹爪进行定位和夹紧,从而确保工件的位置精度。 气动部分由气缸、难燃管、快速接头、控制阀、气动三联件、气压表、三通、球阀组成。 气缸一般有夹紧(CK系列)、薄型(CQ2系列)、轻型(CG1系列)、标准型(CA1系列)等型号。 控制阀有限流阀、手动式、按钮式、滚轮杠杆型、二位五通型、电磁阀等。 快速接头分带螺纹和不带螺纹的,有L、Y、T等型。 二、作用与原理 作用:夹具主要作用是夹紧和定位 1、工件夹紧原理 为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧。才能保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠地接触,防止在加工过程中移动、振动或变形。 由于工件的夹紧装置是和定位紧密联系的,因此,夹紧方法的选择应与定位方法的选择一起考虑。 在设计夹紧装置时,应考虑夹紧力的选择,夹紧机构的合理设计及其传动方法的确定。关于夹紧力的选择应包括方向、作用点及大小这三个要素的确定。 夹紧装置选择合适,不仅可以显著地缩短辅助时间,保证产品质量,提高劳动生产率,而且还可以方便工人操作,减轻体力劳动。 夹紧力作用在具体选择时还应注意以下几点: (1)夹紧力合力的作用点一般应靠近支承表面的几何中心,也既作用于支撑三角形的中心。这样可使夹紧力较均匀地分布在接触表面上。 (2)夹紧力作用点应尽可能靠近加工面,使加工力对于夹紧力作用点的力矩变小,这样可减少工件的转动趋势或振动。 夹紧力作用点的数目增多,能使工件夹紧均匀,提高夹紧的可靠性,减少夹紧力的变形。 2、定位 1、在定位时,每个工件在夹具中的位置是不确定的,对同一批工件来说,各件的位置也将是不一致的。工件位置的这种不确定性,可用空间直角坐标轴分为以下6个方面,工件有6个自由度,沿三坐标轴的移动自由度和绕三坐标轴的转动自由度。 末定位前的工件相当于自由刚体,是无法进行加工的,因此,为了使工件在夹具中有一个正确位置,必须对影响工件加工表面位置精度的自由度加以限制。 要使工件在夹具中的位置完全确定,其充分必要条件是将工件靠置在按一定要求布置的6个支承面上,使工件的6个自由度全部被限制,其中每个支承点相应地限制一个自由度。这就是六点定位规则,又称“六点定律”。

生阳极预焙阳极炭块内控标准

生阳极炭块内控标准1范围 本标准规定了生阳极炭块的技术要求、尺寸偏差、检验与标志。2技术要求 生阳极炭块尺寸允许偏差应符合表1规定: 表1 生阳极炭块尺寸偏差表 生阳极炭块尺寸要求:1770××623(mm) 生阳极的理化指标要求:体积密度≥ g/cm3以上。 生阳极炭块重量:设计值±20kg/块。

3外观要求 生阳极炭块必须吹清干净 外观掉角缺陷不得超过150mm,不得有明显的变形。 爪孔裂纹:钢爪孔内孔缘裂纹不得大于100mm;宽度不得超过1mm,孔与孔之间不得有连通裂纹。 水平裂纹不得大于150mm,150mm以下的横裂纹不得多于5处。 垂直裂纹不得大于150mm,150mm以下的不得超过3处。 底部掉块不得大于150×150mm,深度不得大于30 mm。 缺陷和麻面:生块不允许工作面和孔上口有大面积的麻面。麻面面积以不影响将来浇铸为合格。缺陷长度不大于80mm,深度不大于5mm,不超过 l处。爪孔底部缺陷不得深于10mm。 4检验与标志 生阳极块的外观质量检查由质检检查。 质检对生阳极块要逐块检查,检查人员负责检查每天的炭块,按不同的符号在炭块上端进行标志“√”为合

格,“×”为废品,横端写出年、月、日,及检查日期。并且进行登记,然后交接仓储入库。 生块取样要求500吨抽取一块,一块炭块只取一个样本。

铝电解用预焙阳极炭块内控标准1引用标准 YS/T 285-2012 铝电解用预焙阳极 2技术要求 1 牌号 铝电解用预焙阳极按理化性能分为二个牌号:TY-1、TY-2。 2 理化性能 预焙阳极理化性能指标应符合表1规定:

表1 预焙阳极理化性能指标 表2 预焙阳极微量元素要求指标 3 预焙阳极的尺寸允许偏差 预焙阳极炭块尺寸要求:1750×740×620(mm)

生阳极炭块内控标准

生阳极炭块内控标准1范围 1.1 本标准规定了生阳极炭块的技术要求、尺寸偏差、检验与标志。2技术要求 2.1 生阳极炭块尺寸允许偏差应符合表1规定: 表1 生阳极炭块尺寸偏差表 2.2生阳极炭块尺寸要求:1770×742.5×623(mm) 2.3生阳极的理化指标要求:体积密度≥1.63 g/cm3以上。 2.4 生阳极炭块重量:设计值±20kg/块。

3外观要求 3.1 生阳极炭块必须吹清干净 3.2 外观掉角缺陷不得超过150mm,不得有明显的变形。 3.3 爪孔裂纹:钢爪孔内孔缘裂纹不得大于100mm;宽度不得超过1mm,孔与孔之间不得有连通裂纹。 3.4 水平裂纹不得大于150mm,150mm以下的横裂纹不得多于5处。 3.5 垂直裂纹不得大于150mm,150mm以下的不得超过3处。 3.6 底部掉块不得大于150×150mm,深度不得大于30 mm。 3.7 缺陷和麻面:生块不允许工作面和孔上口有大面积的麻面。麻面面积以不影响将来浇铸为合格。缺陷长度不大于80mm,深度不大于5mm,不超过 l处。爪孔底部缺陷不得深于10mm。 4检验与标志 4.1 生阳极块的外观质量检查由质检检查。 4.2 质检对生阳极块要逐块检查,检查人员负责检查每天的炭块,按不同的符号在炭块上端进行标志“√”为

合格,“×”为废品,横端写出年、月、日,及检查日期。并且进行登记,然后交接仓储入库。 4.3 生块取样要求500吨抽取一块,一块炭块只取一个样本。

铝电解用预焙阳极炭块内控标准1引用标准 YS/T 285-2012 铝电解用预焙阳极 2技术要求 1 牌号 1.1 铝电解用预焙阳极按理化性能分为二个牌号:TY-1、TY-2。 2 理化性能 2.1 预焙阳极理化性能指标应符合表1规定:

solidworks有限元分析范例

注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板,其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的,您还是要按本书正文所教的自行来做。 一、范例名: (Gas Valve气压阀) 1 设计要求: (1)输入转速1500rpm。 (2)额定输出压力5Mpa,最大压力10Mpa。 2 分析零件 该气压泵装置中,推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件,因此对这三个零件进行结构分析。 3 分析目的 (1)验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。 (2)分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态,在工作过程中避开共振频率。 (3)计算凸轮轴零件的工作寿命。 4 分析结果 1.。推杆活塞零件 材料:普通碳钢。 在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为:162mm2,由F=PS计算得该零件端面的力F为:1620N。所得结果包括: 1 静力计算: (1)应力。如图1-1所示,由应力云图可知,最大应力为21Mpa,静强度设计符合要求。 (2)位移。如图1-2所示,零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。 (3)应变。如图1-3所示,应变云图与应力云图的对应的,二者之间存在一转换关系。

图1-1 应力云图图1-2 位移云图 图1-3 应变云图图1-4 模态分析 2 模态分析: 图1-4的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下,其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率,因此在启动及工作过程中,该零件不会发生共振情况。模态验证符合设计要求。 2。凸轮轴零件 材料:45钢,屈服强度355MPa。 根据活塞推杆的受力情况,换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。 1 静力分析: 如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图,零件上的最大应力为212Mpa,平均应力约为120MPa,零件的安全系数约为1.7,符合设计要求。 图1-5 应力云图图1-6 模态分析 2 模态分析

机床夹具设计步骤和实例

第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1.零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm;平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻,刀具为通用 标准工具。 2.确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11),位于互 成90°的两平面内,孔径不大,工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式 钻模。 3.拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点,其定位方 案如下。

①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面,以φ10H9孔 端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度。这一定位方案,由于尺寸885 .00+mm 公 差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位,以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面,限制工件六个自由度。为增加刚性,在φ10H9的端面增设一辅助支承,如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案,初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销,作为以φ28H7孔及其端面的定位元件,如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。

最全的铝电解碳阳极的理论知识

铝用碳素材料的基本知识 1.铝电解过程中阳极反应的原理,及阳极的毛耗和净耗? 答:理论上在铝电解过程中阴极产生铝,阳极产生氧气,而实际上阳极反应是一个很复杂的电化学反应,阳极气体是CO 和CO2,其反应方程式为:2AL2O3 +3C = 4AL +3CO2 AL2O3 +3C =2AL+3CO 一般情况下生成的一氧化碳约占30%,按一氧化碳占30%理论计算的碳耗量为393kg/t 。生产一吨原铝所消耗的阳极炭块的总量称为阳极毛耗,阳极毛耗一般为450-600 kg/t。除去残极后每生产一吨原铝所消耗的阳极炭块的量称为阳极净耗,净耗为炼铝的实际消耗,一般为400-450 kg/t。净耗大于理论消耗是因为阳极炭块的氧化、掉渣等引起的。 2.什么是石油焦,阳极生产对石油焦有那些要求? 答:石油焦是石油炼制过程中的重渣油经焦化所得的产物。 阳极生产对石油焦要求如下: (1)经煅烧后,导电性能良好,粉末比电阻低,有利于阳极炭块的比电阻。 (2)经煅烧后有足够的颗粒强度和适宜的粒度分布,在破碎、筛分、混捏、成型等环节不会自动粉化,能够满足配方的粒度要求。 (3)煅烧后体积密度适中,或稍高。 (4)煅后石油焦与空气和二氧化碳的反应性尽可能的低。 (5)煅后焦线膨胀系数小,热稳定系数好,减少阳极制造和应用过程中裂纹的产生。 (6)煅后焦灰分低。 (7)石油焦的挥发分为9-12%,挥发分不能过高,以保证煅后焦有一定强度和高的堆积密度。 (8)石油焦的水分含量不能过高,否则影响煅烧质量。 (9)骨料焦孔度、粒度、密度。 3.沥青在阳极中得作用?及其在配料时加入的比例? 答:沥青是生产预焙阳极的粘结剂,主要起两个作用,第一,加热时赋予糊料以所需的塑性以保证良好的成型性,第二,在制品焙烧的过程中,粘结剂

solidworks有限元分析的分析方法

solidworks有限元分析的分析方法 solidworks有限元分析可应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。其作用是:确保产品设计的安全合理性,同时采用优化设计,找出产品设计最佳方案,降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案,减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术, 学习solidworks有限元分析最重要的是随机应变而不是根据理论一成不变的做。这是看板网经过超过十几年的实践经验和培训经验中总结出来的教训。这也是初学者常常出现的问题,过度重视理论,行为上变现为按部就班,结果往往出现问题。按部就班对于刚开始学习的人是有好处的,但是,学习一段时间后就应该学会创新。 第一步,要知道零部件之间的接触关系。 一般来讲,有限元分析的前要有符合实际的模型,再有符合实际的约束条件,如果是装配体需要知道零部件之间的接触关系。 第二步,建立有限元模型 在SW的有限元分析中可以用非常简单的步骤做到,知道零部件之间的接触关系。首先建立有限元模型,为什么叫有限元模型?因为为了节约分析的时间,降低有些应力集中区域的产生,我们需要对模型简化,所以,一般来讲有限元模型和实际的模型有一点的区别。 第三步,启动有限元分析插件 模型建好后就可以启动有限元分析插件,具体:点插件---Simulation框内打勾,启动后就可以进行边界条件的设置,然后点运行就可以了,当然,如果不设定网格精度,软件会默认网格的大小。 第四步,后处理 关于后处理:前面是i过程,而后处理就是我们要的结果,这个需要你的一些力学上的知识支撑了,比如应力、应变、位移、安全系数、作用力、反作用力等等。具体的还需要对软件进一步的了解! 看板网培训的主要Simulation有限元分析理论分类有静态分析、频率分析、扭曲分析、热分析、设计优化、掉落测试、疲劳理论、疲劳分析、振动分析。

白车身焊接夹具的结构设计示例..

汽车白车身焊接夹具的结构设计 一、焊接夹具的设计方法与步骤 1.在设计焊接夹具之前,应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式,作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构,并结合实际情况确定夹具总体方案。诸如是固定夹具还是随行夹具,机械化、自动化水平是高是低,几种车型主要夹具是否混型共用等。要准备好的工艺文件包括工序卡,技术协议,产品数模,夹具式样书,焊点文件。确定使用那种标准件,那种气动元件以及甲方的特殊要求。 2.根据焊件结构特点及所需焊接设备(焊枪或CO2)型号、规格,确定定位及夹紧方式(如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式即可);同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面,不需要我们在制定定位基准了。但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔和基准面。3.主体机构确定后,便可确定辅助装置。如水、电、气回路,气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。 4.按照确定好的定位点开始3D设计。定位块要求在定位面的法向有3mm 的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。5.在进行夹具的具体结构设计时,应尽可能多的采用标准化元件,或提高自身的通用化、系列化程度。 二、焊接夹具的组成、结构及要求 汽车焊接夹具通常由夹具地板、定位装置、夹紧机构、测量系统及辅助系统等五大部分组成。 命名规则

(一)夹具底板

夹具地板是焊接夹具的基础元件,它的精度直接影响定位机构的准确性,因此对工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。 夹具自身测量装置的基准是建立在夹具底板上,因此在设计夹具底板时,应留有足够的位置来设立测量装置的基准槽和基准孔,以满足实际测量的需要。另外,在不影响定位机构装配和定位槽建立的情况下,应尽可能采用框架结构,这样可以节约材料、减轻夹具自重。 在甲方没有指定的情况下,夹具的底板采用如下的规格: 1、BASE长度在1m以内的,使用厚度16-18mm的板。型钢使用14#槽钢。 2、BASE长度在1m – 2m之间的。使用厚度为20-22mm的钢板。型钢使用16#槽钢。 3、超过2m的使用大于等于25mm厚的钢板。型钢使用20#以上的槽钢。 4、BASE为焊接结构件。焊接后要进行退火去应力处理。表面要做防锈处理。并且在BASE面内刻线。 (二)定位装置 定位装置中的零部件通常有固定销、插销、挡铁、V型块,以及根据焊件实际形状确定的定位块等。 1.因焊接夹具使用频率极高,所以定位元件应具有足够的刚性和硬度,以保证在更换修整期的精度。一般采用45#钢。型面要求表面淬火。定位销要耐磨并且有一定的刚度。一般采用40Cr调质,表面镀铬处理。压紧部分的要求与定位部件的要求一致。 定位销又分为固定、摆动、伸缩这几种。 当工件上的定位孔的中心线与BASE面垂直(垂直于取件方向),且定位销在工件的下面的时候,采用固定销。当定位销的轴线于BASE面(或取件方向)有角度的时候采用伸缩销。这时如果定位销在工件的上面则采用

阳极炭块生产过程中微量元素变化的研究

阳极炭块生产过程中微量元素变化的研究 董剑雄,杨贵海,魏秀明,刘志惠,常洪山 (包头铝业股份有限公司,内蒙古包头014046) 摘要:本文以铝电解用阳极炭块的生产过程为研究对象,通过对工艺过程中各工序物料的分析检测,研究原料微量元 素在生产加工过程中的变化情况。 关键词:阳极炭块;微量元素;变化;研究 中图分类号:TM242 文献标识码:B 文章编号:100221752(2007)1024820 The trace element change in the carbon anode block production process DON G Jian-xiong,YAN G Gui-hai,WEI Xiu-ming, L IU Zhi-hui and CHAN G Hong-shan (B aotou A l umi num Co.,L t d.,B aotou014046,Chi na) Abstract:The production process of aluminum anode blocks is studied.The paper reviewe the trace element change of raw materials in the anode block production. K ey w ords:Carbon anod block;trace element;change;research 1 前言 随着电解铝技术的发展,高容量、大电流、技术水平先进的电解系列应运而生,突破传统设计,提高单位面积的生产能力,使阳极的电流密度进一步提升(由0.72A/cm2升到了现在的0.80A/cm2左右),对阳极炭块的质量要求也越来越高,所以阳极炭块生产企业只有加大阳极炭块的研究和开发力度,进一步提高理化性能和使用效果,才能适应电解铝的发展需求,为电解铝提升技术水平创造条件。 1.1 微量元素对阳极炭块质量的影响 阳极炭块中的微量元素对电解铝生产和阳极炭块质量的主要危害为:Na、V在阳极与空气的氧化反应中起催化作用,增加阳极的氧化损失,造成电解槽炭渣增多;S、P不但会增加制品的热脆性,造成阳极脆裂,而且在高温下会与钢爪头起反应,增大铁-炭接触压降,增加电解铝电耗;Fe、Si、Ni、V等元素会被还原进入铝液中,降低原铝的质量。 1.2 阳极炭块中的微量元素对电解铝的影响 微量元素不仅直接影响阳极炭块的理化指标和使用性能,而且会对原铝质量产生影响。近几年电解铝行业已经开始重视阳极炭块中的微量元素,在电解铝生产过程中发生的电化学反应为:Al2O3+2C →2Al+CO2↑+CO↑,阳极炭块在把电流导入电解槽的同时还参与电化学反应被逐渐消耗,其中Fe+、Zn+等电位较Al+高的微量元素会同时参与电化学反应进入铝液中,其它杂质也会不同程度地进入铝液中增加了原铝的杂质含量,此外某些金属微量元素,如Fe2O3发生电化学反应产生的氧气和阳极C 反应,生成CO和CO2气体,对电解铝生产过程中正常的电化学反应和电解槽带来危害,因此要求阳极炭块的微量元素等杂质含量越低越好。 1.3 提高阳极炭块质量的措施 为全面提高阳极炭块的质量水平,组织生产出口阳极炭块,适应不断提高电流密度的电解铝生产发展需求,近几年加大了对阳极炭块微量元素的研究和投入,全套引进了瑞士R&D炭素分析检测设备、Philip荧光仪等国际先进的化验分析检测设备。微量元素、二氧化碳反应性、空气反应性等炭素制品的各种性能都能够化验分析,分析检测结果准确并且已经和国际先进水平接轨。经过两年多的艰苦努力研究探索,我公司的阳极炭块质量显著提高,经受 收稿日期:2007-05-15

拉力试验机夹具的结构及性能

简介:拉力试验机夹具的结构及性能拉力试验机夹具的结构拉力试验机夹具本身就是一个锁紧机构。拉力试验机用夹具在结构上没有固定的模式, 根据不同的试样及试验力大小,在结构上差别很大.大试验力的试 拉力试验机夹具的结构及性能 拉力试验机夹具的结构 拉力试验机夹具本身就是一个锁紧机构。拉力试验机用夹具在结构上没有固定的模式, 根据不同的试样及试验力大小,在结构上差别很大.大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构,随试验力的增加,夹紧力随之增加,台肩试样采用悬挂结构等,如果夹具按结构划分,可分为楔形类夹具(指采用斜面锁紧原理结构的夹具)、对夹类夹具(指采用单面或双面螺纹顶紧原理结构的夹具)、缠绕类夹具(指试样通过缠绕方式锁紧的夹具)、偏心类夹具指采用(偏心锁紧原理结构的夹具)、杠杆类夹具(指采用杠杆力放大原理结构的夹具)、台肩类夹具(指适用于台肩试样的夹具)、螺栓类夹具(指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试螺纹强度的夹具)、90°剥离类夹具(指适用于两试样进行垂具,直剥离的夹具)等。我们知道机械上的锁紧结构有:缧纹(即螺纹,螺钉,螺母)、斜面、偏心轮、杠杆等,夹具就是这些结构的组合体这些夹具的结构各有各的优缺点,例如:楔形夹具,初始夹紧力小,随试验力增加。夹紧力随之增加。对夹夹具,初始夹紧力大,随试验力增加。夹紧力随之减小 拉力试验机夹具本身没有固定的结构(如金属丝可采用缠绕方式夹紧,也可采用两个平板夹紧,金属薄板试样可采用楔形夹紧方式,也可采用对夹夹紧方式),这和主机有明显的区别,试验机主机国内、国外的大同小异,而夹具国外的、国内的区别很大,不同公司间也有大的区别。这主要取决于公司的整体水平,设计人员的经验的积累。国外的夹具,如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夹具一般做工细致,可靠性较高,但价格较高,处在高端市场,而国内的,如广州澳珂测试仪器有限公司的夹具,由于涉足行业广,在国内的市场分额大,在一定程度上可以取代国外的夹具,但与国外的精细度比还是有不少的差距 拉力试验机夹具的性能及要求 对夹具结构的要求。夹具的设计主要依据材料的试验标准及试样(特指成品及半成品)的型状及材质。以上所说的试验标准是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等,还有企业标准、行业标准等,这些标准中一般都对试样制样及试验方法都有严格的规定,我们可以根据试样及试验方法的不同设计不同的夹具。对于特殊试样(成品及半成品的)使用的夹具,主要根据试样的型状及材质设计夹具。 夹具对强度要求: 通过夹具夹持试样(或产品)对试样进行加力,夹具所能承受的试验力的大小是夹具的一个很重要的指标,它决定了夹具结构的大小及夹具操作的劳动强度的大小,试样材质有金属和非金属之分,形状有大小之分,材料的成分组成各种各样,试样所能承受的试验力小到几十厘牛(如纺织用氨纶丝),大到几十吨如普通钢材等国内最大的电子式万能试验机试验力为1000KN,1级机,试样尺寸小到直径φ0.005mm的金丝,大到直径1.5m的PVC管材等,这就要求根据不同的试验力、试样的形状大小选择设计不同的夹具. 对夹具材料的要求。 对一般的金属及非金属试样, 夹具的钳口直接与试样接触,一般都选用优质合金结构钢,合金高碳钢或低碳合金钢、冷作模具钢等,通过适当的热处理工艺淬回火、渗碳淬火等增加

12.常用夹具的结构

教学课题常用夹具的结构 教学课时 2 教学目的掌握常用夹具的类型及特点 掌握夹具的结构特点 教学难点夹具的结构特点 教学重点常用夹具的类型及特点 教学方法讲解法、讨论、实物 教具准备教材、压板 教学过程

(3)生产纲领:夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应,做到经济合理。在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。 (4)制造与使用夹具的情况,有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站;制造和使用夹具的工人的技术状况等。 夹具的出现可靠地保证加工精度,提高整体工作效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。 1.2 了解夹具总体设计的要求[2] 1)夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序, 应适当提高夹具的精度,以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。 2)夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的 夹具,应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3)夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法,可设置必要的 防护装置、挡屑板以及各种安全器具。 4)能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。 5)要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件, 特别应选用商品化的标准元件,以缩短夹具制造周期,从而降低夹具成本。 6)必须具有良好的结构工艺性,以便夹具的制造、使用和维修。 确定夹具的类型:按使用范围,夹具可分为通用夹具和专用夹具两类。通用夹具适用于各种不同尺寸的零件加工,如导尺、分度盘等。这类夹具是作为附件与机床一起配套供应的。专用夹具是专门为某一工件在某一工序进行加工而设计的夹具,如在铣床上加工弯曲零件必须采用相应的夹具,在压刨上加工斜面、曲面也要采用专用夹具。 2.2 钻模的主要类型 钻床专用夹具一般通称为“钻模”。可按钻模有无夹具体,以及夹具体是否可动,而分为下面几类:[1] 1.固定式钻模 这种钻模在使用时,是被固定在钻床工作台。用于在立轴式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如果要在立式钻床上使用固定式钻模加工平行空系,则需要在机床主轴上安装钻模时,一般先将装在主轴上的定尺刀具伸入钻套中,以确定钻模的位置,然后将其紧固。这种加工方式的钻孔精度比较高。 2.回转式钻模 回转式钻模主要用于加工同一圆周面上的平行孔系,或分布在圆周上的径向

典型钻床夹具的结构分析【干货】

典型钻床夹具的结构分析 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 1.钻铰支架孔钻模 下图所示为支架工序图。Φ20H9孔的下端面和Φ24 mm短圆柱面均已加工,本工序要求钻铰Φ20H9孔,并要求保证该孔轴线到下端面的距离为25±0.05mm。 图1所示为在立式钻床上钻铰支架上Φ20H9孔的钻模。工件以Φ20H9孔的下端面、Φ 24 mm短圆柱面和R24mm外圆弧面为定位基准,通过夹具上定位套1的孔、定位套的端面和一个摆动V形块2实现六点定位。为了装卸工件方便,采用铰链式压板4和摆动V形块2夹紧工件。该夹具定位结构简单,装卸工件方便,夹紧可靠。 机床夹具总图中应正确标注出影响定位误差、安装误差和调整误差的有关尺寸和技术要求。该夹具的上述尺寸和技术要求的分析如下:

定位副的制造误差应是影响定位误差的因素,因此在夹具总图上应标注出定位元件的精度和技术要求,如定位套孔径Φ24 mm,定位套与夹具体配合尺寸Φ35H7/n6。 定位元件工作表面与机床连接面之间的技术要求是影响安装误差的因素,而该钻夹具与机床的连接面是夹具体底面A,因此定位元件工件表面与夹具体底面的技术要求应标出,如衬套端面对夹具体底面A的垂直度0.02mm。定位元件工作面与刀具位置之间的技术要求是影响调整误差的因素,对钻夹具而言,钻套轴线的位置即为孔加工刀具的位置,因此钻套轴线与定位元件工作面之间应标出必要的技术要求。如钻套轴线与夹具体底面A的垂直度 0.02mm,钻套轴线与定位套端面的距离尺寸精度25±0.015mm,钻套内径的尺寸公差Φ20F7,钻套与衬套之间、衬套与钻模板之间的配合精度Φ26F7/m6、Φ32H7/n6等。钻夹具的调整误差也称导向误差。 此外还应标注出一些其他装配尺寸,如销子3与V形块2、与压板4之间的配合尺寸Φ10G7/h6、Φ10N7/h6等。

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