基于有限元的锁紧液压缸强度接触分析

张海兰

（同煤广发化学工业有限公司，山西大同037000）

0 引言

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件，它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用[1]。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少[2]。

液压传动与控制系统的应用几乎遍及各个领域、常见于工程机械、农业机械、汽车、制造机床等机械设备中，有些场合甚至是其他方式无法替代的。在很多的情况下，液压缸被应用在夹具的驱动装置上，多数的工况中，需要保持夹紧很长的时间[3]。通常的情况下，在液压系统中配置蓄能器来补充由于渗漏而造成的液压装置的失压和失位，同时，根据蓄能器的反馈压力，油泵电动机也要常常给蓄能器补充能量。该夹紧装置使用机械装置实现液压缸的位置保持，不必向液压系统中补充能量就能够实现长期保持位置。同时，用于锁紧的钢球、孔、柱面和环形沟道的强度分析是装置承载能力的关键。本文以液压缸的整体为分析对象，使用SolidWorks Simulation软件对以上四处进行了分析，结果表明设备是安全可靠的。

1 接触问题理论计算

赫兹理论用于计算相互接触刚体的应变情况，在求解两个互相挤压的弹性刚体接触时的应力值大小及其分布时，提出了一系列的假设[4]：1）运用胡克定律有效地计算两个接触的刚体产生接触变形问题；……