三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì)

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1、5MN三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì) （單缸） 技術(shù)參數(shù)： 公稱壓力P： 5 MN 介質(zhì)壓力p： 31.5 MPa 最大工作行程S： 480 mm 最大開間H： 1000 mm 工作臺尺寸L×B（長×寬）：1100×900 mm 工作速度V： 12 mm/s 一、活塞缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、活塞頭直徑： 2、活塞缸內(nèi)徑： 3、活塞缸外徑： 取 4、各部分尺寸（見圖1）： 圖1 液壓缸各部分尺寸示意圖 5、法蘭外徑： 法蘭直徑：

2、 二、立柱尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： F為每根立柱的面積 取 立柱直徑: 三、立柱、工作臺與橫梁的布置 工作臺尺寸：1100×900mm 圖2 立柱與工作臺的位置布置 四、上橫梁強(qiáng)度、剛度的計(jì)算 1.由于上橫梁的剛度遠(yuǎn)大于立柱的剛度，因此可以將上橫梁簡化為簡支梁，如圖3： 圖3上橫梁簡化受力圖 最大彎曲在梁的中點(diǎn)： D——————缸法蘭的環(huán)形接觸面積平均直徑 ——————立柱寬邊中心距 =1290m

3、m 最大剪力為： 最大撓度在梁的中點(diǎn)，由于亮的跨度與高度相比不是很大，因此應(yīng)考慮剪力對撓度的影響，梁中點(diǎn)撓度為： 3.中間截面慣性矩計(jì)算： 梁的高度?。? 將上橫梁的橫截面簡化為工字梁，如圖4所示 圖4 上橫梁橫截面簡化圖 先求截面底邊W—W軸的慣性矩Jw 式中 —每塊矩形面積對本身形心軸的慣性矩 再求出整個截面的形心軸Z—Z軸到W—W軸的距離h0 整個截面對形心軸的慣性矩為 為了方便，借助表格

4、輔助計(jì)算（表1） 表1. 梁的慣性矩計(jì)算表1 序號 bi/mm hi/mm Fi=bihi /mm2 ai/mm Si=Fi-ai /mm3 Ji=Si-ai /mm4 /mm4 1 900 0.375x 337.5x 570-0.1875x 337.5x(570- 0.1875x) (570-0.1875x)2 337.5x 3.955x3 2 x+100 50 50x+500 545-0.375x (50x+500)(545- 0.375x) (545-0.375x)2 (50x+500) 104

5、16.7x+104166.7 3 x 470-0.75x 470x- 0.75x2 285 285(470x- 0.75x2) 2852(470-0.75x2) 0.083x(470-0.75x)3 4 x+100 50 50x+500 0.375x+25 (50x+500)(0.375x+25) (50x+500)(0.375x+25)2 10416.7x+104166.7 5 900 0.375x 337.5x 0.1875x 337.5x×0.1875x (0.1875x)2337.5x 3.955x3 Σ 570 1245x

6、- 0.75x2+1000 中間截面最大壓應(yīng)力： 將表格計(jì)算結(jié)果代入h0 ，JZ計(jì)算公式，并將計(jì)算結(jié)果代入此方程，利用二分法和excel軟件解得：對于x≥20的值，最大壓應(yīng)力均滿足剛度要求 中點(diǎn)撓度f0 式中，E=210GPa G= J=JZ F= 相對撓度： 將表格計(jì)算結(jié)果代入上面方程，利用二分法和excel軟件解得：對于x≥273的值，都滿足剛度要求。 因此，去x=280，,則筋板厚70mm，蓋板厚105mm. 將x=280代入上述計(jì)算過程得具體數(shù)值 表2 梁的慣性矩計(jì)算表2 序號

7、 bi hi Fi ai Si Ji J0 1 900 105 94500 517.5 48903750 25307690625 86821875 2 380 50 19000 440 8360000 3678400000 3958333.333 3 280 260 72800 285 20748000 5913180000 410106666.7 4 380 50 19000 130 2470000 321100000 3958333.333 5 900 105 94500 52.5 4961250 2

8、60465625 86821875 Σ 570 299800 85443000 35480836250 591667083.3 強(qiáng)度剛度校核： 最大壓應(yīng)力： 最大拉應(yīng)力： 核算中點(diǎn)撓度f0 式中，E=210GPa G= JZ=1006696133mm4 F=299800mm2 K按以下公式進(jìn)行計(jì)算 b=280mm 相對撓度： 經(jīng)上計(jì)算校核，設(shè)計(jì)尺寸符合強(qiáng)度剛度要求。 五、上橫梁二維零件圖 六、上橫梁三維圖仿真 正等側(cè)視圖 前視圖 俯視圖 左視圖 七、有限元分析