液压机上横梁的设计.ppt

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bi — 每块矩形面积宽度 hi — 每块矩形面积高度 S i — 每块矩形面积对W — W轴的静面矩
Fi — 每块矩形的面积 ai — 每块矩形面积形心到W — W轴的距离
S i h0 Fi
再求出整个截面的形心轴Z—Z轴到W—W J Z J W h02 Fi 轴的距离h0:
五、上横梁强度、刚度的 计算
四、立柱、工作台与横梁 的布置

工作台尺寸：1100×900mm
五、上横梁强度、刚度的 计算

1.由于上横梁的刚度远大于立柱的刚 度，因此可以将上横梁简化为简支梁， 如图3：
五、上横梁强度、刚度的 计算

最大弯曲在梁的中点： D------缸法兰的环形接触面积平 l 均直径 l 5 1290 596 ------立柱宽边中心距 M 10 1.14 MN m 2 2
D 628 564 596 mm 2
3 max
M max
P l D 2 2
Q
=1290mm
Pl 3 f0 48 EJ
P 2.5MN 2

最大剪力为：
2 3 k Pl D D 1 6 4 t t 4GF
5MN三梁四柱铸造结构 上横梁设计 （单缸）
目录

一、技术参数 二、活塞缸尺寸设计计算 三、立柱尺寸设计计算 四、立柱、工作台与横梁的布置 五、上横梁强度、刚度的计算 六、上横梁二维零件图 七、上横梁三维图仿真 八、有限元分析
一、技术参数



公称压力P：5MN 介质压力p：3100 mm 工作台尺寸L×B（长×宽）： 1100×900 mm 工作速度V：12 mm/s
为了方便，借助表格辅助计算（表1）
表1. 梁的惯性矩计算表1
五、上横梁强度、刚度的 计算


中间截面最大压应力： 将表格计算结果代入h0 ，JZ计算公式，并将计算结果代 Pl k Pl D D D 入此方程，利用二分法和excel软件解得：对于x≥20的值， f 1 6 4 1 2 l 48 EJ l l 4GF 最大压应力均满足刚度要求中点挠度f0为：
五、上横梁强度、刚度的 计算

4.强度刚度校核： M 最大压应力： h 1.14 342 10
max 0 Y
9
JZ
1006696133
322.738897 3MPa s

最大拉应力：
M max H h0 1.14 570 285 10 9 Y 322.738897 3MPa s JZ 1006696133

核算中点挠度f0:
Pl 3 f0 48 EJ
2 3 D D kPl 1 6 4 t t 4GF
D 1 2 t
E 210 80 .08GPa 21 2 1 0.3
K SF 24934450 299800 6.5 bJ Z 280 1006696133
2 3
Pl 3 D D f0 1 6 4 48 EJ t t
Pl 3 D D f0 1 6 4 48 EJ t t
R 0.15 ~ 025 S 0.2 S 0.2 57 11 .4 11 .5mm
一、活塞缸尺寸设计计算
5、法兰外径： F 为法兰和横梁的实际接触面积， 80 ~ 100 MPa 取 80 MPa
P g Fh
h g g
Fh
2
kPl D 1 2 0.167mm t 4GF
3
kPl D 1 2 0.167mm t 4GF
六、上横梁二维零件图
七、上横梁三维图仿真
正等侧视图 俯视图
八、有限元分析

式中，E=210GPa G= JZ=1006696133mm4 F=299800mm2
五、上横梁强度、刚度的 计算

K按以下公式进行计算:
K
SF bJ Z
S F1a1 F2 a2 F0 a0 94500 232 .5 19000 155 280 65 24934450 mm 3 b=280mm
D 1 2 t
五、上横梁强度、刚度的 计算
3.中间截面惯性矩计算： h 3d 3 190 570 mm 梁的高度取： 将上横梁的横截面简化为工字梁，如图 4所示

五、上横梁强度、刚度的 计算

w 0
i 3 i 0
3.中间截面惯性矩计算： J J S a 先求截面底边W—W轴的惯性矩Jw J0 式中 J —每块矩形面积对本身形心轴的 bh S i Fi ai 12 惯性矩:
0
E 210 80 .08GPa 21 2 1 0.3
五、上横梁强度、刚度的 计算

将x=280代入上述计算过程得具体数值
表2 梁的惯性矩计算表2
J W J 0 S i ai 3607250333 3mm 4
h0
S i 285 mm Fi 2 J Z J W h0 Fi 1006696133 mm 4

g
P

5 2 m 0.0625 10 6 mm 2 6.25 10 4 mm 2 80 2 2
由
D 4
2
h
D外 R Fh 可得
2


法兰直径：
Dh
564 11 .5 6.25 10 4
Dh 627 .46 mm 628 mm
D头
内
4P p
45 0.4496 m 450 mm圆整到系列 31.5
头
外
内
外
2 t 1.5 ~ 2 S 1.8 57 102 .6 103 mm h 1.5 ~ 2 S 1.8 57 103 mm
外
内
R1 0.25 r1 0.25 225 56 .25 56 .5mm
二、活塞缸尺寸设计计算


1、活塞头直径： D D 450 mm 2、活塞缸内径： 110 ~ 150 MPa D D - 3 p 3、活塞缸外径：150 MPaD 450 150 150 31.5 564 mm 3 取： 1 4、各部分尺寸如下： 57 mm S D - D
三、立柱尺寸设计计算

F为每根立柱的面积 45 ~ 55MPa 45MPa 取84 10 mm P 5 F 0.0284 m 2.
2 4 2
P nF
44 n
44 4

立柱直径:
4F 4 2.84 10 4 d 190 mm
3 2 3 0
Y
M max h0 1.14 h0 10 9 MPa 340 MPa JZ JZ



式中，E=210GPa Fi G= 0.15mm / M f l J=JZ F= 相对挠度： 将表格计算结果代入上面方程，利用二分法和excel软件 解得：对于x≥273的值，都满足刚度要求。