試驗(yàn)頭部方案設(shè)計(jì)有兩種一種是利用鎖緊液壓缸頭部的支耳與加載油缸頭部通過銷軸進(jìn)行連接，一種是設(shè)計(jì)一個(gè)對頂頭使加載缸與實(shí)驗(yàn)缸之間通過平面對平面的結(jié)構(gòu)形式。通過產(chǎn)品的支耳形式的連接，會(huì)使在加載過程中加載段圍繞遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)上翹的現(xiàn)象，因此選擇平面接觸對頂試驗(yàn)方案，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 頂頭結(jié)構(gòu)

為了驗(yàn)證試驗(yàn)裝置的安全可靠性，對試驗(yàn)裝置的關(guān)鍵零組件建立有限元模型并對其進(jìn)行有限元分析，根據(jù)強(qiáng)度校核理論分析有限元結(jié)果，當(dāng)試驗(yàn)裝置關(guān)鍵零組件的最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的許用應(yīng)力并完全滿足強(qiáng)度要求的前提下，適當(dāng)減小相關(guān)零組件的厚度尺寸，以節(jié)約試驗(yàn)裝置的生產(chǎn)制造成本。其中固定座和筒夾都為直接受力件，因此校核它們的強(qiáng)度。

加載力為330kN，通過有限元優(yōu)化，確定用最合理的鋼板厚度焊接成固定座，固定座在承受的力須可范圍之內(nèi)，盡可能的減少鋼板厚度，從而節(jié)約材料成本，優(yōu)化結(jié)構(gòu)后有限元分析結(jié)果如圖4所示，可以看出最大的應(yīng)力是185MPa，最大應(yīng)力分布在固定座與架體連接的圓孔處，采用Q345A材料，材料的屈服極限為345MPa，安全系數(shù)為1．8，安全可靠。

圖4 固定座應(yīng)力云

筒夾應(yīng)力如圖5所示，最大應(yīng)力在42pa，最大應(yīng)力分布在筒夾與油缸接觸的部位，采用Q345A材料焊接而成，材料的屈服極限為345MPa，安全系數(shù)為8．2，安全可靠。逐項(xiàng)對鎖緊液壓缸關(guān)鍵性能項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3所列，驗(yàn)證驗(yàn)證起豎鎖緊液壓缸的關(guān)鍵性要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量萬無一失。

圖5 筒夾應(yīng)力云圖

分析查閱起豎液壓缸裝配圖紙及試驗(yàn)技術(shù)要求，統(tǒng)計(jì)匯總起豎液壓缸裝配關(guān)鍵性能要求，制定工藝方法及試驗(yàn)裝置保證措施，通過確定裝置的適應(yīng)范圍、制定工藝裝置的設(shè)計(jì)方案，關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)及校核4個(gè)面開展起豎鎖緊液缸試驗(yàn)裝置的研制，并對關(guān)鍵試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)要求，滿足產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性要求。