最大弯矩为:
Mmax =PL/4-qL12/8
式中: q —— 均布力,q =P/L1(N/cm);
L1 —— 均布力分布宽度(cm)。
若设L1 =2/3L,则最大挠度为:
?max =11/648×PL3/EJ +KPL/6GF (3)用马架锻造 锻造液压机中锻环形件时要用马架,如下图所示,是下横梁受力比较危险的情况。
PP2P2ɑL马架上锻造最大弯矩为:
Mmax =Pɑ/2
最大剪力为:
Qmax =P/2
(4)偏心载荷 受力情况如下图:
P(L2+e)LP(L2-e)LPeL/2L/2下横梁受偏心载荷
最大弯矩为:
Mmax =P/L[(L/2)2-e2]
式中: e ——偏心距。 四、强度校核中的其它问题:
(1)主应力校核 除了校核横梁危险截面上距中性轴最远的上(或下)边缘处的最大应力外,在某些情况下,还应该校核一些部位的主应力,为此,在分别按梁的弯曲应力公式和切应力公式求出正应力σ和切应力τ后,根据第四强度理论,其强度条件为:
σ+3τ22≤[σ]
对于铸钢[σ]=45-60MPa
(2)斜截面应力校核 有些液压机的横梁,特别是下横梁,高度变化较大,如下图:
PɑɑxɑP斜面上的应力校核斜截面上的应力:
σ=Px/2Wɑ-ɑ + Pcosɑ/2Aɑ-ɑ
式中: Wɑ-ɑ - ɑ-ɑ截面系数; Aɑ-ɑ - ɑ-ɑ截面系数。
(3)组合梁联接螺栓的计算 组合梁由拉紧螺栓来联接,并用键承受剪力以防止错移。螺栓的排数及个数由结构确定。
P2LP2P组合梁的联接螺栓
一般上排螺栓受力较大,因此总的截面也比较大,如各排螺栓中心线到底边的距离分别为
a1、a2、a3、...an,则各排螺栓的总截
A2=A1×a2/a1
面积应按ai/a1的比例而减小,第2排为:
第n排为:
An=A1×an/a1
式中: A1、A2、A3、…An – 第1、2、…n 排螺栓的总截面积(cm2)。 这样各排螺栓的应力大致相等,其值为:
σ=Mαn2α221α1+ ...+A1α1Aα1+A 1=Mα22αn21+ ...+( α )1A1α1[1+( α )≤[σ]
式中: M —— 组合梁接合面最大弯矩
M =PL/2
[σ]--- 螺栓许用应力,[σ]=70-80MPa。
液压机主要零部件的结构设计及力学分析计算
1.液压缸
在液压机中液压缸的部件通常可分为柱塞式、活塞式、差动柱塞式三种。
(1)柱塞式液压缸 此结构在水压机中应用最多,广泛用于工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等。结构简单,柱塞在导向套中运动,与缸体内壁不接触,有一定的间隙,因此除安装导向套和密封的部分外,液压缸壁可以粗加工或不加工。加工制造相对容易,但只能单作用,反向运动则需依靠回程缸来实现。
(2)活塞式液压缸 多用于中小型油压机中,由活塞及活塞杆组成运动件,在缸体中作直线往复运动,并把缸体分为活塞腔与活塞杆腔两个腔,在活塞外部有动密封圈,内有静密封圈,以隔开两个不同油压的活塞腔与活塞杆腔。缸体的内表面全长上均需精加工,活塞与缸体内孔之间的配合精度要求较高,尤其对缸体内孔的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度均有较高要求。因此直径大、行程长的液压机,为避免缸体的加工困难,多采用柱塞式液压缸。
(3)差动柱塞式液压缸 差动柱塞在导向套及下导向套内运动,这种结构多了一处密封及导向,但当用作回程缸安装于上横梁时,连接比较简单。由于柱塞有上下两处导向,可以承受较大的偏心力矩。 (4)液压缸的材料及工作液体压力选择 为了使液压机结构紧凑,应使液压缸外径尽可能小。一般来说,当工作缸的总作用力不变