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因此机身设计中最重要的点在于合理设计机身,并在此基础上提高刚度。
合理设计截面是提高压力机机身刚度的最佳途径。如下图图中的?????截面所示的通
常为危险截面。若要从结构型式上提高机身刚度以及降低角变形量,合理设计?????截面尺寸是及其重要的,采取的措施可包括增大截面的高度H,适量增加喉口壁厚b1等。
图 5-2-1 机身结构简图
第5.3节机身定型以及计算
一、计算原则
鉴于压力机的开式机身刚度是影响压力机加工性能的关键点,因此按刚度进行设计是正确的选择,然而考虑到刚度运算过程过于繁琐,且其计算需在机身整体外形设计完成后方可开始。因此,考虑到设计的便捷性,首先采取强度设计,之后再采取刚度校核。
当进行强度计算时,为充分考虑机身自身刚度,其许用应力取值当略微降低。在保证可行的制造条件以及规范的使用条件下,压力机机身不会因强度不足而导致损坏的。所以,只需计算危险截面?????即可。
二、强度计算
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将压力机机身近似类比为承受偏心作用的杆系,那么?????截面(见图5-2-1)上会承受弯矩M与拉力P的共同作用。
其弯矩M为:
M?Pg(C?yc)
式中Pg——公称压力(单位KN)
内缘的距离,即喉口深度 C——滑块中心线到喉口 yc——喉口到截面形心的距离 故最大应力为:
PMy?L'??e
FJPM(H?ye) ?y'??FJ式中 ?L'——计算最大拉应力
?y'——计算最大压应力H——危险截面的高度 F——危险截面的面积
J——危险截面的惯性矩 开式机身的计算应力如下表所示
机身材料 表 5-3-1
危险截面计算应力 ?L' 224 ?y' 230 HT200
开式压力机危险截面尺寸如下表:
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压力机型 H 号或吨位 400KN 800 175 200 b1 h1 a b b2 h2 B C 60? 30 130 60 380 290 表 5-3-2
三、刚度校核
当强度计算并且机身零件图绘制完成后,可开始刚度校核。下图即为
BC与CD分别穿过截面???、机身结构简图以及计算简图。其中AB、?????以及???????形心,J1、J2与J3分别为截面???、?????与???????的惯性矩。
依照《曲柄压力机》上关于摩尔积分法有,喉口处相对角变形:
221PgL111Pgsin?L3????PgL1L2?EJ12EJ2EJ32PgL122L1L2L32sin??(??)2EJ1J2J3
式中 Pg——公称压力(单位KN)
机身核算简图如下:
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a) b)
图 5-3-3
a—结构简图 b—校核简图
截面宽 面 积 bi序高 hi面积 Fi各块面积面积与形心坐标乘积各块面积形心至整个危险截面形心的距离 Fiai2各块面?cm??cm? ?cm?2 积对本4形心坐标 yi号 Fiyi ?cm? 身形心的惯性矩 ?cm? ?cm? 3ai?yC?yi bihi3Ji?12?cm? 1 Ⅱ—Ⅱ 2×17.5 22 770 11 8470 13 130130 82013 276?cm? 431057 2 2×3 3 2×75 6 450 120 37.5 72 16875 8640 13.5 48 210938 360 3 9
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10 合计 Yc?480 1340 33985 488623 242355 ?Fy?Fiii?33985?26.06cm 1304M?400?103??290?10?3?260.6?10?3?N?m?440480N?m
危险截面惯性矩:
24J??Ji??Faii?242355?488623?730978cm
危险截面截面积:
F??Fi?1340cm2 危险截面最大计算拉应力:
MYc400?103440480?26.26?10?26?L????P?22?10Pa?22MPaa?4?8FJ1340?10730978?10'Pg
最大实际拉应力:
?L?K1K2?L??????MPa?
式中 K1——截面形状系数,通常取1.3~1.4,K1?1.35;
K2——动载系数,通常取1.5;
???——许用系数?MPa?,对于钢板,????80~120?MPa?。
?L?1.35?1.5?22?106Pa?44.55MPa????
危险截面最大压应力:
M?C?Yc?440480??0.29?0.26?800?1036?y?????4.17?10Pa?4.17MPa???y??4?8??FJ1340?10730978?10Pg 式中 ?(单位MPa),对于钢板???y????40~60?MPa。 ??y??——许用压应力
结论
毕业设计即将结束,回顾此次毕业设计,感慨良多。
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