張巧梅

四川德陽二重設(shè)計研究院，四川德陽 618000

KP125MN熱模鍛壓力機(jī)是我集團(tuán)公司為用戶設(shè)計制造的大型鍛壓設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，同時也為了滿足設(shè)計人員和用戶要求進(jìn)行了本次測試。熱模鍛壓力機(jī)是眾多壓機(jī)中的一種，此種設(shè)備適合于生產(chǎn)批量大，產(chǎn)品精度高的車間。

1 測試內(nèi)容

此次測試通過加熱四根拉桿即預(yù)緊螺栓后, 機(jī)身在預(yù)緊力的作用下由于壓應(yīng)力的作用而產(chǎn)生了壓縮變形,變形量的大小用壓應(yīng)力來表示，此時機(jī)架的壓應(yīng)力大小是保證主體設(shè)備正常運行的關(guān)鍵參數(shù)，為此必須要通過檢測手段獲得該壓應(yīng)力。本次測試主要采用靜態(tài)電阻應(yīng)變測試技術(shù)方法，測試機(jī)架的安全性能。

2 測試方法

1）測量設(shè)備及元器件

該測試是將應(yīng)變片的變化值通過測試軟件記錄并計算出應(yīng)變應(yīng)力值。

測量設(shè)備主要為江蘇東華測試技術(shù)有限公司制造的DH3815靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)。機(jī)架應(yīng)變測量元件為中原電測儀器廠制造的應(yīng)變片 BB120-5AB。該型號應(yīng)變片電阻值 120Ω，靈敏系數(shù)：K=2.18。

在測試中應(yīng)變片的粘貼劑選用北京化工廠生產(chǎn)的H-1型502膠作為粘膠，按照應(yīng)變片傳感器的標(biāo)準(zhǔn)工藝要求進(jìn)行布置。

2）計算公式

本次機(jī)架應(yīng)力為二向應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)變儀讀數(shù)和測試應(yīng)變的換算如下：

其中：ε為測試應(yīng)變，εi為應(yīng)變儀讀數(shù)，μ為材料泊松比。

E為彈性模量（ E≈ 2.1× 105MPa ）， 式中 ：F0壓應(yīng)力 ，σ為應(yīng)力，φ為主應(yīng)變方向，σ1為軸向主應(yīng)力，σ2為橫向主應(yīng)力，為機(jī)架內(nèi)外側(cè)縱向應(yīng)力的投影，A為橫截面積（A前=5113.47cm2，A后=4855.43cm2）根據(jù)測試得到的應(yīng)力，可計算出機(jī)架壓應(yīng)力。

3）測點布置

根據(jù)工藝要求，測試部位在四個機(jī)架上每個機(jī)架上分內(nèi)外布二點，每測點貼橫向，縱向各一片，應(yīng)力測點是在四個機(jī)架中部距二次灌漿面4300mm處布置應(yīng)變片接至靜態(tài)應(yīng)變儀。如下圖所示：機(jī)架測點布置圖。

3 測試結(jié)果及分析

應(yīng)力實測數(shù)據(jù)及計算結(jié)果見下面的兩個表。該設(shè)備為三梁四柱式結(jié)構(gòu)，此次測試是通過加熱預(yù)緊螺栓后，機(jī)架在預(yù)緊力的作用下產(chǎn)生了壓縮變形，其壓應(yīng)力從表一和表二即所測數(shù)據(jù)和機(jī)架測試數(shù)據(jù)計算及整理表中我們可以看出，1號機(jī)架承受最大應(yīng)力為5523噸，但也未超過設(shè)計要求的10%，設(shè)計要求允許正負(fù)±10%的誤差。2號機(jī)架、3號機(jī)架、4號機(jī)架的預(yù)緊力基本上達(dá)到了設(shè)計要求。由此可知，機(jī)身強(qiáng)度的安全系數(shù)還是很高的。

根據(jù)常溫狀態(tài)下的測點應(yīng)變讀數(shù)，應(yīng)變實測數(shù)據(jù)見下表1：

表1

表2 機(jī)架測試數(shù)據(jù)計算及整理

4 結(jié)論

實測結(jié)果表明：熱模鍛壓力機(jī)工作時，上橫梁與曲軸平行方向承受壓應(yīng)力，垂直曲軸方向承受拉應(yīng)力，設(shè)計時應(yīng)予以考慮以便更進(jìn)一步提高壓機(jī)的整機(jī)性能，安全性，更好地適應(yīng)鍛件精度高、承受的偏載能力強(qiáng)的要求。

[1]吳宗岱，陶寶祺主編.應(yīng)變電測試原理及技術(shù).

[2]邵明亮，李文望主編.機(jī)械工程測試技術(shù).

[3]劉鴻文主編.材料力學(xué).