P=3632KN 3） 立柱缸体壁厚计算 立柱缸体壁厚的计算如式3-4：
??PmaxD2??? （3-4）
式中 ???—缸体材料的许用应力，MPa。
缸体材料选用27SiMn无缝钢管，查机械工程材料可知：σb =980 MPa，安全系数取 n =5，则??? =σb/n =196MPa。
计算大缸壁厚δ
1
得：
40?3402?196mm?34.69mm?1? 取整为δ1=35mm
计算中缸壁厚δ
2
得：
2?2??340?40????230?230?2?196mm?51.287mm取整为δ2=50mm
4） 验算缸筒壁厚的安全性
额定压力Pn应低于一定极限以保证安全，即
Pn?0.35?sDd?D1Dd2?22?MPa （3-5）
式中 ?s—缸筒材料的屈服强度，材料为27SiMn，查手册得?s?850MPa； Dd—缸体外径，Dd=0.41m； D1—缸体内径，D1=0.34m。 将以上数据代入式3-5得
Pn?0.35?850?0.41?0.340.412?22?MPa?92.9MPa
Pn=40MPa<92.9MPa
所以安全。
5）缸筒塑性变形的验算
额定工作压力应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形过大的发生。
Pn??0.35~0.42?PrlPrl （3-6）
—缸筒发生完全塑性变形的压力，通过以下公式求得
34
Prl?2.3?sLgDdD1? 2.3?850?Lg0.410.34?158.95MPa
代入式3-6得
Pn ?0.38?158.95=60.4MPa
因Pn=40MPa，故满足要求。 4、顶梁强度校核
顶梁强度的校核主要针对危险截面而言，因为支架在最低位置时最困难，所以顶梁在最低位置时强度满足要求那么在其他位置时其强度都是满足的。现在就以最低位置时校核顶梁强度。
（1）画出顶梁结构简体、受力图、剪力图和弯矩图，如图3-5所示。
（2）计算剪力和弯矩。如图3-5d所示为剪力图。从右向左取矩，向上的力为负，向下的力为正
由前面总体设计可知：
前、后排立柱实际支护阻力F1=7151.06KN、F2=2415.22KN
前、后排立柱倾角a1=10.75°、a2=6.49°
L1=330mm、L2=1020mm、h1=240 mm、h2=220 mm、x=1117 mm Fn=9200KN、F=0.3×9200=2760KN 将立柱的支护阻力按x、y分解计算式如下： Px = F sina Py = F cosa 计算得出：Px1=1333.845KN Py1=7000.704KN
Px2=272.992KN Py2=2399.742KN
顶梁受力分析，求出xa、ya
?X=0 即Px1＋Px2＋xa-F=0 解出xa=1153.163KN
?Y=0 即Fn-Py1-Py2-ya=0
解出ya=?200.446KN (“-”表示与图示方向相反)
计算剪力Q1、Q2、Q3：
Q1=Py1=7000.704KN、Q2=Py1-Fn=?2199.296KN（“-”表示方向与Py1方向一致）Q3=-ya=200.446KN
Px1、Px2和xa移到顶板上，对顶板分别产生弯矩M1、M2、M3，计算结果如下：
M1=Px1×h1=320.123KN?m方向如图3-5所示为顺时针方向
35
M2=Px2×h1=65.518KN?m方向为顺时针方向 M3= xa×h2=253.696KN?m方向为顺时针方向 计算弯矩并画出弯矩图：
Ma =Py1×(L2+ L1-x)+M1=1951.287 KN?m Mb =Py1×L2+ M1- Fn×(x- L1) =220.441 KN?m
Mb?= ya×L1+ M3 = -319.843 KN?m(“-”表示为逆时针方向)
弯矩图如图3-5e所示。
（3）按弯曲应力进行强度校核。由计算得知，按弯压联合作用计算，不如按最
36
大弯曲应力计算应力。为安全起见，在C-C截面（图3-6）采用最大弯曲应力时进行校核。
计算截面积F及截面形心至a-a面的距离y。
首先对每块钢板编号，把位置状态相同和截面积相同的钢板编成1个编号，再计算截面积Fi，最后计算截面形心距yi。
图3-6C-C截面图
计算弯曲应力和安全系数：
?max =
MmaxJzymax =
6.172?10MmaxJz3（h2-y）
=
1951.287?10?3×（0.39-0.177）
=67.34MPa
安全系数确定：
钢板材料选取16Mn，?s=343.35MPa n??s??343.3567.34
=5.099＞[n]=1.1 查表3-2，得出许用安全系数[n]=1.1
37
表3-1形心位置
序号 数量 Fi Yi Ji 1 1 240 0.015 1.8 2 2 306 0.045 2.295 3 2 198 0.225 179.685 4 2 66 0.405 0.495 5 4 468 0.255 593.19 iyi6 2 90 0.405 0.675 7 2 66 0.435 0.495 8 1 96 0.405 0.72 Y ai JziJz?F?Fi0.162 631.7 0.132 -0.048 -0.228 =0.177 -0.078 -0.228 -0.258 -0.228 535.469 270.923 686.684 1732.115 936.387 879.14 499.77 8?Jzi=6172.185 i?1表中Fi—i号钢板的截面积，1×10?4Yi—i号钢板截面形心距，m；
m2；
Ji—i号钢板截面中心惯性矩，1×10?6m4；
Y—整个顶梁C-C截面形心距，m；
ai—i号钢板中心到截面形心的距离，m
JziJz—i号钢板对截面形心的惯性矩，1×10?6m4；
—整个顶梁C-C截面对截面形心的惯性矩，1×10?6m4。
（4）校核C-C截面的剪切强度。从图3-6顶梁结构受力分析图看出，在C-C截面的左端面剪应力为最大，且腹板采用钢板焊接，故需校核。现对中性轴处剪应力进行校核，即 式中Qmax?Qmax=
maxso (3-8)
Jzbo—最大剪应力，N；
bo—截面沿中心轴的总宽度，bo=?×6=0.18m(如图3-6所示为6块钢板)；
So—截面中心轴上各块面积对中心轴的静矩。即
??y?yi?（3、5号钢板） So??Si??Fiy???Fi??? ??165.024?10代入式3-8解出?max=103.987MPa 安全系数：
38
?4m（负号表示方向）
3