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為了提高有限元分析的效率，必須考慮載荷因素，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，保留能夠反映工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的主要特征，省略對(duì)分析結(jié)果影響很小的次要特征。在工作載荷較小的部位，將模型中的一些工藝結(jié)構(gòu)如凹槽之類予以省略，對(duì)于倒角、螺釘孔、螺栓孔、小圓孔、定位銷孔、對(duì)整體剛度影響的小孔均不考慮；保留可能對(duì)整體剛度造成影響的結(jié)構(gòu)如：左擋板55*145方形通孔、右擋板通孔、中件通槽與方形通孔等；將雙頭螺桿拉桿簡(jiǎn)化為臺(tái)階軸。
由分析可知，機(jī)械設(shè)備機(jī)架受到的載荷有：軋制力，作用于左擋板右側(cè)和右擋板左側(cè)并相互平衡；主軋制扭矩，由主電機(jī)傳遞給主軸最終作用于機(jī)架；進(jìn)給扭矩，由安裝在右擋板右側(cè)的進(jìn)給電機(jī)傳遞給滾珠絲杠并傳遞給滑塊、導(dǎo)軌、中件，最終在機(jī)架內(nèi)部平衡。
G56U90型數(shù)控精密冷輾環(huán)機(jī)設(shè)計(jì)額定軋制力為65000N，最大軋制力為100000N。按同步轉(zhuǎn)速1500r/min，功率11Kw主電機(jī)額定負(fù)荷計(jì)算，主軋制扭矩為650.7N.m。進(jìn)給電機(jī)采用滾珠絲杠傳遞動(dòng)力給滑塊，其扭矩更低。
因此，可以忽略主軋制扭矩和進(jìn)給扭矩兩個(gè)載荷的作用，同時(shí)忽略重力的影響，只考慮軋制力對(duì)機(jī)架的作用。通常情況下軋制力為0~65000N，極限情況下為0~100000N。軋制力變化緩慢，可以看作靜載荷處理，按照額定工況65000N分析。
機(jī)架在用拉桿連接時(shí)，左擋板1、右擋板4、中件6、前拉桿套3、后拉桿套2會(huì)受到預(yù)緊力的作用，使螺栓在受工作荷載之前有個(gè)伸長(zhǎng)量，機(jī)架各部位因3個(gè)拉桿預(yù)緊而產(chǎn)生應(yīng)力與應(yīng)變，這個(gè)過(guò)程稱為預(yù)緊。預(yù)緊的作用在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙。
桿套與中件的收縮量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于拉桿伸長(zhǎng)量。因此，近似取各拉桿右端面與右擋板右側(cè)面在預(yù)緊時(shí)的相對(duì)位移等于0.564mm。總預(yù)緊力略小于4*133900=535600N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大設(shè)計(jì)軋制力100Kw。
根據(jù)實(shí)際載荷與工作條件，設(shè)置邊界約束和載荷如下：邊界約束：1.考慮到中件固定在機(jī)床底座上，設(shè)置中件底面F方向位移為0；2.設(shè)置右擋板與3個(gè)螺母接觸元環(huán)面G向位移為0，同時(shí)設(shè)置拉桿G向位移為0.564mm。
載荷：軋制力作用于左右擋板為均布力，合力為0。分別取值為0、20、40、60、65、80、100Kw進(jìn)行分析。左擋板承載面為矩形截面，面積為0.057mm，右擋板承載面為元環(huán)形截面，面積為0.002346mm2。
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