40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 0.698132 0.715585 0.733038 0.750492 0.767945 0.785398 0.802851 0.820305 0.837758 0.855211 0.872665 0.890118 0.907571 0.925025 711.5282 695.0765 678.4132 661.5431 644.4716 627.2037 609.7448 592.1002 574.2752 556.2752 538.1058 519.7725 501.2809 482.6366 936.4489 948.7242 960.7105 972.4041 983.8015 994.8992 1005.694 1016.182 1026.361 1036.227 1045.778 1055.01 1063.92 1072.507 677.4818 652.5349 627.3891 602.0523 576.532 550.8362 524.9725 498.949 472.7734 446.4539 419.9983 393.4148 366.7115 339.8965 -0.04785 -0.0612 -0.07521 -0.08993 -0.10542 -0.12176 -0.13903 -0.15732 -0.17675 -0.19742 -0.21949 -0.2431 -0.26845 -0.29575 由计算结果可知,在初始位臵0°时(XG?XC)/XC的值最大,即此时N值最大,N=WG(XG0?XC0)/XC0=(4500+250)×(1134-1147)/1147=11647.6N
具体结构见下图
图6 车厢后支座
如图所示,每个支座的受力面积为:A=0.06×0.04×2=0.0048㎡,又车厢上有两个支座,所以,每个支座所受的力为11647.6÷2=5823.8N 所以有:
?=N/A=5823.8÷0.0048=1.2MPa<160 MPa
所以,次支座的强度符合要求。
3.1.4 对三角臂的校核
三角臂是举升机构的主要受力部件,主要受三个力的作用,受力分析如图所示:
21
Yf2CNMBAfOλβγf1X
图7 三角臂受力分析图
材料选用45号钢,主要对三个孔的挤压强度进行校核,三个孔中,B孔所受的力最大,为A孔和C孔两个孔所受力的合力,最大力为液压缸的最大推力,所以,只对B孔的强度进行校核,取三角臂的厚度为10mm,45号钢的许用挤压应力[?b]=
?s?Sp???,Sp=1~1.25,取Sp=1.25,则[?b]=
NA163182.92?0.04?0.013.52?101.256=281.6?106MPa。三角
臂所受到的应力为:?=
=
=203 MPa<281.6?106MPa
所以,所选的三角臂可用。
3.1.5 对中支座的校核
中支座为一个结构用冷弯方形空心型钢上焊接4个耳环,并在空心钢上加焊两个筋板而成,筋板用以保证型钢的强度,防止型钢变形,材料都采用Q-235。耳环的厚度为10㎜,筋板的厚度为20㎜,如图所示:
图8 中支座
这里主要校核耳环和各焊缝的强度,具体校核如下: 中支座所受力的大小是随着举升机构的举升而变化的,经过计算,结果如下表所示:
22
表6 a 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
弧度 0 0.017453 0.034907 0.05236 0.069813 0.087266 0.10472 0.122173 0.139626 0.15708 0.174533 0.191986 0.20944 0.226893 0.244346 0.261799 0.279253 0.296706 0.314159 0.331613 0.349066 0.366519 0.383972 0.401426 0.418879 0.436332 0.453786 0.471239 0.488692 0.506145 0.523599 0.541052 0.558505 0.575959 0.593412 0.610865 0.628319 0.645772 0.663225 0.680678 0.698132 xc 1147 1142.288 1137.227 1131.821 1126.069 1119.975 1113.539 1106.764 1099.652 1092.206 1084.426 1076.316 1067.878 1059.115 1050.03 1040.624 1030.901 1020.865 1010.517 999.8621 988.9022 977.6411 966.0822 954.229 942.0851 929.6543 916.9403 903.947 890.6783 877.1383 863.3311 849.261 834.9322 820.349 805.5159 790.4375 775.1183 759.563 743.7764 727.7631 711.5282 yc 260 279.9783 299.8713 319.673 339.3773 358.9783 378.4698 397.8461 417.1012 436.2293 455.2245 474.081 492.7931 511.3551 529.7613 548.0062 566.0841 583.9896 601.7172 619.2615 636.6172 653.7789 670.7416 687.4999 704.0487 720.3832 736.4982 752.3888 768.0503 783.4778 798.6666 813.6122 828.3099 842.7553 856.944 870.8717 884.5341 897.9271 911.0465 923.8884 936.4489 23
Xg 1434 1422.35 1410.267 1397.755 1384.816 1371.456 1357.678 1343.487 1328.886 1313.881 1298.475 1282.673 1266.482 1249.904 1232.945 1215.611 1197.907 1179.838 1161.409 1142.626 1123.496 1104.023 1084.214 1064.075 1043.612 1022.83 1001.738 980.3396 958.643 936.6544 914.3804 891.828 869.0039 845.915 822.5685 798.9715 775.131 751.0545 726.7492 702.2225 677.4818 Yg 655 679.927 704.6469 729.1521 753.4352 777.4889 801.3057 824.8784 848.1998 871.2629 894.0606 916.5859 938.832 960.7922 982.4597 1003.828 1024.89 1045.641 1066.072 1086.179 1105.956 1125.395 1144.491 1163.239 1181.633 1199.666 1217.334 1234.632 1251.553 1268.093 1284.247 1300.009 1315.376 1330.342 1344.902 1359.053 1372.79 1386.109 1399.006 1411.476 1423.517 N 134726.9 133842.8 132915.8 131948 130941 129896.2 128814.6 127697.2 126544.7 125358 124137.4 122883.7 121597.1 120278.2 118927.2 117544.5 116130.3 114685 113208.6 111701.5 110163.8 108595.6 106997.2 105368.7 103710.2 102021.7 100303.5 98555.63 96778.13 94971.7 93134.63 91268.78 89373.55 87449.05 85495.3 83512.33 81500.15 79458.8 77388.3 75288.63 73159.83 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 0.715585 0.733038 0.750492 0.767945 0.785398 0.802851 0.820305 0.837758 0.855211 0.872665 0.890118 0.907571 0.925025 695.0765 678.4132 661.5431 644.4716 627.2037 609.7448 592.1002 574.2752 556.2752 538.1058 519.7725 501.2809 482.6366 948.7242 960.7105 972.4041 983.8015 994.8992 1005.694 1016.182 1026.361 1036.227 1045.778 1055.01 1063.92 1072.507 652.5349 627.3891 602.0523 576.532 550.8362 524.9725 498.949 472.7734 446.4539 419.9983 393.4148 366.7115 339.8965 1435.123 1446.293 1457.022 1467.308 1477.146 1486.535 1495.47 1503.95 1511.972 1519.534 1526.632 1533.266 1539.432 71001.85 68814.7 66598.38 64352.8 62078 59773.9 57440.45 55077.6 52685.3 50263.48 47812.05 45330.9 42820 由图可知,支座反力的最大值出现在初始位臵,最大值为134726.9N,材料为Q235钢,???=160MPa,由图可知,耳环孔的直径为50㎜,厚度为10㎜,则耳环的受力面积为A=0.05×0.01×4=0.002㎡,则有:
?=
NA134726.90.002=
=67.36MPa<160MPa,
所以,耳环的强度符合要求。
对耳环与型钢连接处焊缝的强度进行校核:
耳环与型钢之间采用的是角焊,焊缝宽度取6㎜,则焊缝面积 A=(0.055+0.01)×4=0.26㎡,根据公式有:
?=
2FA?
式中:F——支座反力 A——焊缝面积
?——焊接效率,一般取0.7
代入数值有:
?=
1.414?134726.90.26?0.7=1.05 MPa<160MPa
所以,焊缝强度达到要求,可用。
对筋板与型钢连接处的焊缝进行校核:
筋板与型钢之间采用的也是角焊,焊缝宽度也取6mm,则焊缝面积
A=(0.07+0.07+0.02)×2×0.006=0.00192㎡,把数值代入公式有:
?=
1.414?134726.90.00192?0.7=141.7 MPa<160MPa
所以,此处焊缝强度也达到了要求,可用。 对型钢与车厢连接处的焊缝进行校核:
同样,此处依然采用角焊,焊缝宽度为6 mm,焊缝面积为:
A=(0.07+0.651)×2+0.15×4+0.02×2=2.082㎡,把数值代入公式有:
24
?=
1.414?134726.92.082?0.7=0.13MPa<160MPa
所以,此处焊缝强度合格。
3.1.6 对各销轴的校核
举升机构各零部件之间都是采用销轴进行连接的,销轴主要受剪切力的作用,其他的力有但很小,所以,这里我只对销轴的剪切强度进行校核。
(1) 对拉杆与三角臂连接销轴的校核:此轴材料选择45号钢,有两根轴共同
连接,每根轴的直径为40mm,所以没根轴只受总力的一半,45号钢的屈
服极限为352MPa,则它的许用剪切应力为???=则
?sSS,这里取SS=4,SS=3.5~5,
???=
查《材料力学》有,
352?1046=88MPa
???≥
又有A=
434Q3A
?D4?2,所以有:
63613.89???≥
3.14?0.04?242=33.75MPa<88MPa
所以,此销轴强度符合要求。
式中:Q——材料所受的力
A——材料的受力面积
(2) 对油缸与底盘连接销轴的校核:同样选择45号钢,受剪切力,轴的直径为80mm,???=88 MPa, 具体结构见下图
25