CN105414230B - 一种预应力框架定向增强扁挤压筒 - Google Patents

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Abstract

一种预应力框架定向增强扁挤压筒，由预应力框架(400)、垫片(404)、内筒(405)和外筒(406)构成。其中，预应力框架(400)由螺母(401)、压板(402)和拉杆(403)组成；内筒(405)和外筒(406)采用热装工艺进行过盈装配；垫片(404)可根据实际生产需要情况进行修形。本发明提供的扁挤压筒可有效提高整个扁挤压筒寿命。

Description

一种预应力框架定向增强扁挤压筒
技术领域
本项发明属于塑性成形领域，特别涉及一种预应力框架定向增强扁挤压筒。
背景技术
随着科学技术的进步和现代化工业的飞速发展，现代交通的高速化，大型宽幅、薄壁、且具有复杂结构的轻合金型材已广泛的应用于高速交通工具和人民生活的各个方面。采用扁挤压筒挤压大型宽幅薄壁型材是一种非常有效的方法,它可以提供更有利的流动条件，从而降低挤压力。由于扁挤压筒需要在高温、高压等复杂的条件下工作,应力状态十分复杂,而且局部拉应力很大,因此很容易在内筒产生破裂。为了改进扁挤压筒设计,提高内筒强度,许多研究者提出不同结构的扁挤压筒。
如图1为现有技术中组合扁挤压筒示意图，它由外筒101、中筒102、内筒103组成。在实际工作中，在内筒内壁圆弧过渡处，即图中圈出部位，会产生较大的应力集中，容易产生裂纹，而且难以预防。
如图2为专利ZL01256641.1提出的局部预压力结构扁挤压筒，它由外筒201、中筒202、内筒203组成。其特征是内筒与中筒之间不完全接触，采用局部过盈装配，从而减小圆弧过渡处，即图中圈出部位的应力集中；但内筒与中筒不接触的部位稳定性较差，在复杂的服役条件下，很容易引起破坏失效，降低使用寿命。
如图3为专利WO2010/145087 A1提出的内筒为镶块结构的扁挤压筒，它由外筒301、中筒302、内筒303、镶块304以及沉头螺栓305组成。镶块能把挤压过程中的内应力较均匀地传递给内筒圆环，从而降低内筒内壁的应力集中；但由于加工误差以及挤压筒复杂的服役条件，工作时两镶块与内筒壁之间会产生间隙，被挤压金属会填满缝隙，损坏镶块及中筒，在循环加载情况下，也较易造成破坏。
发明内容
本发明专利目的就是克服上述扁挤压筒窄边圆弧处应力集中，创新性地提出一种预应力框架定向增强扁挤压筒，提高扁挤压筒的寿命。
本项发明是一种预应力框架定向增强扁挤压筒。本发明所提出的扁挤压筒结构如图4所示，由预应力框架400、垫片404、内筒405和外筒406构成。其中，预应力框架由螺母401、压板402和拉杆403组成，如图4和图5所示。内筒404和外筒405采用过盈装配，预应力框架400通过压板402和垫片404把预紧力作用到外筒406上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的扁挤压筒，采用预应力框架400通过压板402和垫片404把预紧力作用到外筒406，通过外筒406与内筒405接触界面，把预紧力传递到内筒405宽边，抑制宽边的变形量，使内筒405圆弧处应力集中得到明显消除，定向增强挤压筒的强度；当满负荷工作时，在拉杆403内部还有残余应力，防止框架松动有利于保证制品的质量；垫片404可以根据实际情况进行修形，不同的垫片404能适用于复杂工况下不同吨位的挤压机，操作性更强，成本降低。因此，本发明提供的扁挤压筒可有效提高整个扁挤压筒寿命。
附图说明
图1是现有技术中内筒为整体结构的扁挤压筒示意图
其中：101外筒、102中筒、103内筒
图2是现有技术中局部预压力结构扁挤压筒示意图
其中：201外筒、202中筒、203内筒
图3是现有技术中内筒为镶块结构的扁挤压筒示意图
其中：301外筒、302中筒、303内筒、304镶块、305沉头螺栓
图4是本发明的扁挤压筒实施例示意图
其中：400预应力框架、404垫片、405内筒、406外筒。
图5是本发明的扁挤压筒预应力框架实施例示意图
其中：401螺母、402压板、403拉杆、404垫片。
图6是本发明的扁挤压筒结构模型图
其中：501螺母、502压板、503拉杆、504垫片、505内筒、506外筒
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更清楚表达，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
本发明所提出的扁挤压筒实施例示如图4、图5和图6所示。由预应力框架400、垫片404、内筒405和外筒406构成，如图4和图6所示，垫片404可根据实际生产需要情况进行修形，内筒405和外筒406采用过盈装配。其中，预应力框架400由螺母401、压板402和拉杆403组成，如图5所示。
其实施过程如下：根据实际生产需要确定内外筒尺寸，科学合理的设计预应力框架400、拉杆403尺寸和数量、内筒405、外筒406之间的过盈量，进而采用有限元分析方法对垫片404进行修形量计算。挤压过程中，挤压载荷作用下内筒405宽边在预应力框架400的作用下，变形量减少，从而降低内筒405过渡圆角处的应力，可以提高扁挤压筒的寿命。
需要进一步说明的是，本发明实例提供的扁挤压筒不局限于具体尺寸、挤压筒层数、预应力框架结构形式，可以根据理论研究和实际生产需要进行改变。以上所述，仅是本发明的一个实施例而已，不是对本发明作任何限制。任何熟悉本领域的技术人员，可以根据上述原理，对本发明进行修改、修饰或者结构变化产生等效实例；因此，任何未脱离本发明所采用的原理和技术方案的内筒，均属于本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种预应力框架定向增强扁挤压筒，由预应力框架( 400) 、垫片( 404) 、内筒(405) 和外筒( 406) 构成； 其中，预应力框架( 400) 由螺母( 401) 、压板( 402) 和拉杆( 403) 组成； 其特征是：内筒( 401) 内部采用扁形孔结构，外筒( 406) 内孔为圆形，在对应扁形孔宽边外侧具有平面；预应力框架( 400) 通过压板( 402) 和垫片( 404) 把预紧力作用到外筒( 406) ，通过外筒( 406) 与内筒( 405) 接触界面，把预紧力传递到内筒( 405) 宽边，抑制宽边变形，垫片( 404) 与外筒( 406) 接触面为鼓形，根据设计目标进行修形；拉杆( 403) 预紧力可通过理论计算获得最优值，使内筒( 405) 窄边圆弧处应力水平明显降低。
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