概述

壓濾機是分離行業(yè)中最廣泛使用的過濾設備之一．其主要的承載構(gòu)件有油缸座(對油缸加載而言)、止推扳體、壓緊板體等。隨著對壓濾機結(jié)構(gòu)尺寸要求的不斷加大，這些構(gòu)件義承受了較大的載荷，使之成為壓濾機結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。更考慮到壓濾機在使用過程中，經(jīng)常加載與卸載．使這些構(gòu)件承受疲勞載荷。更惡化了其承載環(huán)境，增加了損壞的可能性。

油缸座、止推板體和壓緊板體一般用鋼板、鍛件(或鑄件)焊接而成，結(jié)構(gòu)較為復雜，這就為設計計算帶來很大的困難。這些構(gòu)件的設計一般由各個制造廠家按照使用經(jīng)驗進行，迄今為止還沒有形成行業(yè)上的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設計計算標準或要求。由于構(gòu)件既是大型，義是復雜，但按一般的方法無法精確計算，所以往往造成斷裂或過于保守。在此之前也朱見到關于其設計和分析方法的文獻報道。隨著有限元應力分析技術的發(fā)展與普及。以及大量通用商用計算軟件的出現(xiàn)，特別是計算機技術近些年來的迅猛發(fā)展，對于復雜結(jié)構(gòu)的應力分析變得方便，計算成本也逐步降低，這樣人們一般趨向于采用有限元分析取代以往的試驗方式進行力學分析。

與試驗驗證相比，有限元慮力分析更容易和更準確地得到諸如應力分布、應力水平、櫥服區(qū)域等：同時由于有限元方法可以計算出構(gòu)件內(nèi)部的應力(這對試驗方式來說非常困難)．人們可以按照某一點、某一條直線或某一平面進行強度評定，使得結(jié)構(gòu)設計的改進更具有針對性．達到既安全義經(jīng)濟的目的。本文對壓濾機的兒種油缸座、止推板體、壓緊板體分別在預緊和操作工況條件下進行了有限元應力計算與分析，并進行一般意義的強度校核。由于應力分析方法應用于壓濾機承載構(gòu)什剛剛開始，因此本文的目的是希望在結(jié)構(gòu)統(tǒng)一化、設計方法、評定方法等方面進行探討。

2．計算模型建立

有限元分析的第一步也是重要的一步是模型化，合理的計算模型會以較高的精度模擬實際構(gòu)件，又可以節(jié)約計算費用。模型化包括：

(1)選擇單元類型；

(2)如何將計算構(gòu)件從與其相聯(lián)系的其他構(gòu)件或環(huán)境中通過各種形式的約束、集中的或按照某種規(guī)律分布的載荷等形式抽象出來；

(3)按照計算構(gòu)什的結(jié)構(gòu)、約束條件和載荷狀況的對稱性進行簡化，如取構(gòu)件的1/2、1/4、1，8甚至更少部分進行計算；

(4)按照實際情況確定哪些位置具有較高的應力水平或應力梯度、哪些化置對構(gòu)成安全使用可能有威脅．這些位置是我們耍考察的位置．它需要較高的計算精度，也就是較細的網(wǎng)格劃分。對于應力較低或不需要考察的位置可以使用較粗大的網(wǎng)格以降低工作量和不必要的浪費。

計算條件的確定

如前所述，壓濾機的主要的承載構(gòu)件有油缸座(對油缸加載而言)、止推板體、壓緊板曲雹體等，它們之間的承載關系所示。預緊工況下油缸產(chǎn)．生的推力一個方向傳遞給壓緊板體，壓緊過濾框；另一個方向傳遞給油缸座，通過油缸座的鉤梁夾座傳遞給鉤梁，再傳遞給止推板體，與來自濾框內(nèi)的壓緊力相平衡；在操作條件下，料漿產(chǎn)生的均布壓力作用在壓緊板體和止推板體的接觸介質(zhì)的表面上，最終傳遞給油缸吐均囂圖l壓濾機構(gòu)件相互關系示意圖缸缸鏖爨夾座油缸座承受來自油缸的推力(載荷條件)，在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)。而對于壓緊板體與止推板體，則均需考慮預緊和操作兩種工況．比如止推板體，預緊工況F，止推板體一側(cè)受到來自油缸座壓緊過濾框的壓力(載荷條件)。在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)：操作條件下．止推扳體一側(cè)受到壓力介質(zhì)和過濾框的壓力(載荷條件)，在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)。這里值得一提的是，由于鉤梁與夾座之間連接為活動連接，也就是它們之問的接觸面上只能存在壓緊應力，因此這個問題需特殊加以考慮。可以按照以下方法之一解決：

①接觸問題；

②計算油缸座或止推板體時在夾座與鉤梁接觸位置采用彈性邊界元；

③采用只能受壓不能受拉的剛性桿單元疊代求解：在滿足計算精度前提下，方法較簡單，本文采用該方法。同時，試算表明當鉤梁的剛度增大時計算結(jié)果趨于保守．因此應采用同一類產(chǎn)品中最短的鉤梁(剛度最大)進行計算。在壓緊板體受油缸壓緊的表面也同樣存在這個問題，本文仍采用了彈性邊界元。