预应力坎合连接原理在重型机械领域中的应用探析

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摘 要 :结合预应力坎合连接技术的原理和特点,对其在重型机械领域中的应用进行了分析和探讨,为相关机械的设计和制造提供参考依据.

关 键 词 :预应力坎合连接 重型机械领域 应用

中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914x(2014)26-01-01

前言:在科学技术不断发展的带动下,新的设备和技术不断得到应用,在很大程度上推动了社会经济的发展.而反过来,社会需求的增长又促进了科学技术的进步.在当前的社会发展过程中,各种工程项目不断增加,对于施工机械也提出了更高的要求,设备向着大型化和重型化的方向发展,设备零件的连接也成为技术人员研究的重点.

一、预应力坎合连接原理

坎合连接,是指通过固态物体表面某个尺度结构之间的直接接触,从而在物体表面产生机械阻挡和高接触应力,使得同尺度接触的双方在接触表面的局部区域,产生相应的理化性态变化,形成多尺度机械阻挡和粘着效应,使得双方紧密结合在一起,产生相应的抗侧移能力.例如,自然界中的爬山虎,就是坎合连接的代表.对于重型机械领域而言,为了确保零件连接的紧密性,坎合连接需要在两个接触物体的接触区域内,产生极大的接触应力,使得材料发生较大的塑性变形,形成两级尺度结构的机械阻挡效应和部分粘着效应,从而确保机械设备的稳定和安全.

二、预应力坎合连接在重型机械领域中的应用

1.必然性

随着社会的进步和发展,重型机械领域也得到了巨大的发展,各种大型、超大型设备应运而生,单个的设备零件就可以达到数百吨甚至数千吨的重量.这些零件的生产难度大,对于技术和设备条件要求较高,虽然已经实现了国产化,但是如果采用整体制造的方式,不仅需要高超的铸锻技巧,还可能出现质量问题,而且生产和运输的成本也相对较高.因此,在对超重、超大型零件进行制造时,一般采用剖分-组合的设计方法,对零件进行拆分锻造,可以有效保证质量.传统重型构件的连接,主要是采用机械连接和焊接.但是这两种方法都存在一定的缺陷,前者对于加工精度要求较高,而后者在多个方面均需要进行完善.针对这种情况,预应力坎合连接得到了发展和应用,有效解决了重型机械的制造问题,可以说是重型机械发展的必然趋势.

2.可行性

预应力坎合连接在自然界中广泛存在,这种连接方式连接紧密、构件契合性强、适用范围广、可以有效保证零件质量等优点,因此在重型机械领域可以发挥出巨大的作用.同时,为了得到双尺度结构的粘着效应和机械阻挡效应,需要在接触面形成较大的应力,并产生局部的塑性变形.这样的要求可以通过对接触面的多峰处理来实现,通过对构件表面的适当加工,形成连续性的半球状或圆锥状峰结构,在相互之间产生巨大的抗错移抗剪能力,一方面可以提高连接构件的抗疲劳性,另一方面也可以确保连接的紧密性,以满足实际需求.因此,预应力坎合连接原理在重型机械领域中具有良好的可行性.

3.实际应用

预应力坎合连接技术在重型机械领域的应用,最早出现在钢丝缠绕压力机设备上,只需要坎合系数达到0.6以上,就可以满足实际应用的需求.在应用过程中,要保持结构断面的清洁度,同时对氧化膜等影响摩擦因数的因素进行处理,确保连接的稳定性和可靠性.下面以实际事例,对预应力坎合连接原理在重型机械领域中的应用进行分析.

某水利工程兼顾防洪、排涝、发电等多项功能,为周边多个城镇地区提供生产生活所需的电力资源.随着社会经济的发展,电力的需求日益增大,为了确保供电的可靠性,对水利工程中的水轮机进行了更换,发电量大大增加,但是转轮的质量也达到500吨,不仅制造困难,而且运输不便,成本较高.经过相关技术人员的研究和分析,决定采用预应力坎合连接技术,对转轮进行剖分-组合的制造方法,将转轮分割为多个子块进行分别加工,并在运到现场后,使用坎合连接的方式进行组合,这样,一方面降低了制造的难度,使用现有工艺和设备就可以轻松制造出来,同时也使得转轮的质量得到了保证;另一方面,降低了运输的难度和成本,提高了机组改造的效率.在施工现场,结合相应的模拟数据,建立了转轮模型,对相关的数据和参数进行了计算,对组装过程进行模拟,为实际施工提供良好的指导和参考,切实保证了机组改造的顺利实施.


三、结语

预应力坎合连接技术在重型机械领域中的应用,主要是采用多峰坎合的方式,其本质是利用仿生学原理,在物质接触面产生强大的接触应力,产生理化性态变化,进而确保连接的紧密性和稳定性.多峰接触的形式,是一种弹塑问题,需要进行相应的理论分析和试验,确保不同材料之间的坎合参数,保证坎合连接的紧密性.在实际应用中,技术人员不仅要对相关的参数进行计算,还必须确保接触构件表面的洁净度,避免灰尘或脏污对于连接质量的影响.

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