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擠壓筒是擠壓機的核心部件。傳統(tǒng)擠壓筒基本上是自預緊組合筒結(jié)構(gòu),但在大噸位擠壓機中應用有很多困難。該文提出了基于預應力鋼絲纏繞技術(shù)的剖分-組合式擠壓筒的設(shè)計方法。鋼絲纏繞可以提供全預應力場的保護,從而可以用剖分式外筒代替整體式外筒,用鑄鋼代替鍛鋼,顯著降低了擠壓筒的制造難度和成本。采用有限元方法進行了分析,論證了預應力鋼絲纏繞擠壓筒結(jié)構(gòu)的可行性和優(yōu)勢。該設(shè)計方法在中國建設(shè)的世界最大噸位360 MN擠壓機項目中得到了實際應用。
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預應力鋼絲纏繞剖分-組合擠壓筒與傳統(tǒng)擠壓筒相比具有重量輕、疲勞性能好、制造難度與成本低等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的預應力鋼絲纏繞筒體理論計算方法忽略了溫度的影響,不適宜于熱擠壓筒的設(shè)計計算。該文采用線性熱彈性理論、預應力鋼絲纏繞理論以及彈性力學理論對擠壓筒在預緊狀態(tài)、預熱狀態(tài)和工作狀態(tài)下的應力分布分別進行了分析,得出應力分布的解析公式。理論分析和計算證明,預緊系數(shù)、擠壓筒內(nèi)表面溫度對穩(wěn)態(tài)溫度場下擠壓筒的熱應力分布起決定作用,通過調(diào)整擠壓筒的內(nèi)表面溫度和預緊系數(shù)可使熱應力控制在許用范圍內(nèi),從理論上證實了在一維穩(wěn)態(tài)溫度場假設(shè)下預應力鋼絲纏繞剖分-組合擠壓筒的可行性,目前該類型的擠壓筒已應用于我國已建成的360MN/150MN垂直擠壓機組中。
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