液壓機上橫梁設計.ppt

1、5MN三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設計（單缸）小組成員： 指導老師：目錄 一、技術參數(shù) 二、活塞缸尺寸設計計算 三、立柱尺寸設計計算 四、立柱、工作臺與橫梁的布置 五、上橫梁強度、剛度的計算 六、上橫梁二維零件圖 七、上橫梁三維圖仿真 八、有限元分析一、技術參數(shù) 公稱壓力P：5MN 介質(zhì)壓力p：31.5 MPa 最大工作行程S：480 mm 最大開間H：1000 mm 工作臺尺寸LB（長寬）：1100900 mm 工作速度V：12 mm/s二、活塞缸尺寸設計計算 1、活塞頭直徑： 2、活塞缸內(nèi)徑： 3、活塞缸外徑： 取： 4、各部分尺寸如下：圓整到系列頭mmmpPD4504496. 05 .3154

2、4mmDD450頭內(nèi) pDD3-內(nèi)外 MPa150110MPa150mmD5645 .313150150450外mmSSRmmrRmmShmmStmmDDS5 .114 .11572 . 02 . 002515. 05 .5625.5622525. 025. 0103578 . 125 . 11036 .102578 . 125 . 157-2111內(nèi)外一、活塞缸尺寸設計計算 5、法蘭外徑： 法蘭直徑： ghFP242621025. 6100625. 08058010080mmmmmPFMPaMPaFghggh取觸面積，為法蘭和橫梁的實際接可得由外hhFRDD224mmmmDDhh62846.

3、6271025. 65 .11564422三、立柱尺寸設計計算 F為每根立柱的面積 取 立柱直徑: nFP MPa5545MPa452421084. 20284. 0444544mmmnPFmmFd1901084. 2444四、立柱、工作臺與橫梁的布置 工作臺尺寸：1100900mm五、上橫梁強度、剛度的計算 1.由于上橫梁的剛度遠大于立柱的剛度，因此可以將上橫梁簡化為簡支梁，如圖3：圖3 上橫梁簡化受力圖五、上橫梁強度、剛度的計算 最大彎曲在梁的中點： D-缸法蘭的環(huán)形接觸面積平均直徑 -立柱寬邊中心距 =1290mm 最大剪力為： 最大撓度在梁的中點，由于亮的跨度與高度相比不是很大，因此應

4、考慮剪力對撓度的影響，梁中點撓度為：DlPM22maxlmmD5962564628lmMNM14.11059621290253maxMNPQ5 . 22tDGFkPltDtDEJPlf214461483230五、上橫梁強度、剛度的計算 3.中間截面慣性矩計算： 梁的高度取：將上橫梁的橫截面簡化為工字梁，如圖4所示圖4 上橫梁橫截面簡化圖mmdh57019033五、上橫梁強度、剛度的計算 3.中間截面慣性矩計算： 先求截面底邊WW軸的慣性矩Jw 式中 每塊矩形面積對本身形心軸的慣性矩: 再求出整個截面的形心軸ZZ軸到WW軸的距離h0: 整個截面對形心軸的慣性矩為: iiwaSJJ00J1230i

5、ihbJ軸的靜面矩每塊矩形面積對每塊矩形面積高度每塊矩形面積寬度WWShbiiiiiiaFS 軸的距離每塊矩形面積形心到每塊矩形的面積WWaFiiiiFSh0iWZFhJJ20五、上橫梁強度、剛度的計算 為了方便，借助表格輔助計算（表1）表1. 梁的慣性矩計算表1五、上橫梁強度、剛度的計算中間截面最大壓應力：將表格計算結(jié)果代入h0 ，JZ計算公式，并將計算結(jié)果代入此方程，利用二分法和excel軟件解得：對于x20的值，最大壓應力均滿足剛度要求中點撓度f0為：式中，E=210GPa G= J=JZ F= 相對撓度：將表格計算結(jié)果代入上面方程，利用二分法和excel軟件解得：對于x273的值，都滿

6、足剛度要求。因此，去x=280，,則筋板厚70mm，蓋板厚105mm.MPaMPaJhJhMZZY3401014.1900maxlDGFkPllDlDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012iFMmmlf/15.00五、上橫梁強度、剛度的計算 將x=280代入上述計算過程得具體數(shù)值表2 梁的慣性矩計算表24033607250333 mmaSJJiiWmmFShii28504201006696133mmFhJJiWZ五、上橫梁強度、剛度的計算 4.強度剛度校核： 最大壓應力： 最大拉應力： 核算中點撓度f0: 式中，E=210GPa G= JZ=100669613

7、3mm4 F=299800mm2sZYMPaJhM3322.73889710066961331034214. 190maxsZYMPaJhHM3322.73889710066961331028557014. 190maxtDGFkPltDtDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012五、上橫梁強度、剛度的計算 K按以下公式進行計算: b=280mm 相對撓度： 經(jīng)上計算校核，設計尺寸符合強度剛度要求。ZbJSFK30022112493445065280155190005 .23294500mmaFaFaFS5 . 6100669613328029980024934450ZbJSFK0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf六、上橫梁二維零件圖七、上橫梁三維圖仿真 正等側(cè)視圖 俯視圖 左視圖 前視圖八、有限元分析 根據(jù)上橫梁的對稱性，截取四分之幾進行有限元分析 載荷：液壓缸對橫梁有向上的推力，施加在固定液壓缸的環(huán)形面積上。立柱對上橫梁有拉力，方向向上，施加在橫梁與立柱的連接處。 邊界條件：在上表面螺栓固定出施加z方向的約束，在下板與立