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1、5MN三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì) （單缸）
技術(shù)參數(shù)：
公稱壓力P： 5 MN
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(tái)尺寸L×B（長(zhǎng)×寬）：1100×900 mm
工作速度V： 12 mm/s
一、活塞缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)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（見圖1）：
圖1 液壓缸各部分尺寸示意圖
5、法蘭外徑：
法蘭直徑：
2、
二、立柱尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算：
F為每根立柱的面積
取
立柱直徑:
三、立柱、工作臺(tái)與橫梁的布置
工作臺(tái)尺寸：1100×900mm
圖2 立柱與工作臺(tái)的位置布置
四、上橫梁強(qiáng)度、剛度的計(jì)算
1.由于上橫梁的剛度遠(yuǎn)大于立柱的剛度，因此可以將上橫梁簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，如圖3：
圖3上橫梁簡(jiǎn)化受力圖
最大彎曲在梁的中點(diǎn)：
D——————缸法蘭的環(huán)形接觸面積平均直徑
——————立柱寬邊中心距
=1290m
3、m
最大剪力為：
最大撓度在梁的中點(diǎn)，由于亮的跨度與高度相比不是很大，因此應(yīng)考慮剪力對(duì)撓度的影響，梁中點(diǎn)撓度為：
3.中間截面慣性矩計(jì)算：
梁的高度?。?
將上橫梁的橫截面簡(jiǎn)化為工字梁，如圖4所示
圖4 上橫梁橫截面簡(jiǎn)化圖
先求截面底邊W —W軸的慣性矩Jw
式中 —每塊矩形面積對(duì)本身形心軸的慣性矩
再求出整個(gè)截面的形心軸Z—Z軸到W—W軸的距離h0
整個(gè)截面對(duì)形心軸的慣性矩為
為了方便，借助表格
4、輔助計(jì)算（表1）
表1. 梁的慣性矩計(jì)算表1
序號(hào)
bi/mm
hi/mm
Fi=bihi
/mm2
ai/mm
Si=Fi-ai
/mm3
Ji=Si-ai
/mm4
/mm4
1
900
0.375x
337.5x
570-0.1875x
337.5x(570-
0.1875x)
(570-0.1875x)2
337.5x
3.955x3
2
x+100
50
50x+500
545-0.375x
(50x+500)(545-
0.375x)
(545-0.375x)2
(50x+500)
104
5、16.7x+104166.7
3
x
470-0.75x
470x-
0.75x2
285
285(470x-
0.75x2)
2852(470-0.75x2)
0.083x(470-0.75x)3
4
x+100
50
50x+500
0.375x+25
(50x+500)(0.375x+25)
(50x+500)(0.375x+25)2
10416.7x+104166.7
5
900
0.375x
337.5x
0.1875x
337.5x×0.1875x
(0.1875x)2337.5x
3.955x3
Σ
570
1245x
6、-
0.75x2+1000
中間截面最大壓應(yīng)力：
將表格計(jì)算結(jié)果代入h0 ，JZ計(jì)算公式，并將計(jì)算結(jié)果代入此方程，利用二分法和excel軟件解得：對(duì)于x≥20的值，最大壓應(yīng)力均滿足剛度要求
中點(diǎn)撓度f(wàn)0
式中，E=210GPa
G=
J=JZ
F=
相對(duì)撓度：
將表格計(jì)算結(jié)果代入上面方程，利用二分法和excel軟件解得：對(duì)于x≥273的值，都滿足剛度要求。
因此，去x=280，,則筋板厚70mm，蓋板厚105mm.
將x=280代入上述計(jì)算過(guò)程得具體數(shù)值
表2 梁的慣性矩計(jì)算表2
序號(hào)
7、
bi
hi
Fi
ai
Si
Ji
J0
1
900
105
94500
517.5
48903750
25307690625
86821875
2
380
50
19000
440
8360000
3678400000
3958333.333
3
280
260
72800
285
20748000
5913180000
410106666.7
4
380
50
19000
130
2470000
321100000
3958333.333
5
900
105
94500
52.5
4961250
2
8、60465625
86821875
Σ
570
299800
85443000
35480836250
591667083.3
強(qiáng)度剛度校核：
最大壓應(yīng)力：
最大拉應(yīng)力：
核算中點(diǎn)撓度f(wàn)0
式中，E=210GPa
G=
JZ=1006696133mm4
F=299800mm2
K按以下公式進(jìn)行計(jì)算
b=280mm
相對(duì)撓度：
經(jīng)上計(jì)算校核，設(shè)計(jì)尺寸符合強(qiáng)度剛度要求。
五、上橫梁二維零件圖
六、上橫梁三維圖仿真
正等側(cè)視圖
前視圖
俯視圖
左視圖
七、有限元分析
三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì)
