某垃圾压缩站单级液压缸稳定性的优化设计

摘 要：垃圾压缩站成为现代市政管理运行过程中不可或缺的工程机械。为满足设计需求，本文以某型号垃圾压缩站为研究对象，着重研究推压头液压缸的稳定性并进行优化设计。本机中的液压缸为细长杆，因此必须对其压杆稳定性进行校核。根据液压缸的挠度曲线方程，得到单级液压缸极限载荷的静力学理论解。利用ANSYS对单级液压缸进行非线性屈曲分析，对比验证有限元分析的准确性。在液压缸缸体上添加支撑装置提高油缸的稳定性，利用ANSYS计算添加支撑装置后液压缸的极限载荷。讨论不同内圈支撑材料对极限载荷的影响。

关键词：单级液压缸；稳定性；ANSYS；优化设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.230

1 选题背景及研究意义

进入21世纪以来，我国经济迅速发展，城镇居民越来越多，这就导致城市生活垃圾的数量的与日俱增，环保又高效的处理生活垃圾成为环保部门要解决的首要问题[1]，而且生活垃圾有着密度不断减小而体积不断增大，可回收资源越来越多的趋势，对垃圾进行压缩处理有助于节省空间，提高垃圾运输效率，因此研发制造先进的垃圾压缩设备是必要的，同时也具有很好的可行性与发展前景[2]。

本文研究的垃圾压缩站布局为水平式。整机三维模型如图1所示，其中包含细长液压缸的箱型部分结构如图2所示。其中推压头的尺寸为1900×700mm，推力最大可达440kN。推压头的行程可达2109mm，因此要求液压缸在此载荷下不能失稳。

2 变截面压杆稳定性计算理论

本垃圾压缩站推压头液压缸为细长杆形式，工作时承受沿杆方向的轴向力，使得液压缸容易出现弯曲或失稳现象。……