一、機(jī)架的設(shè)計(jì) 千斤頂電液比例控制試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)為立式框架結(jié)構(gòu),選用二立柱結(jié)構(gòu),二立柱支撐上下兩個(gè)合架。液壓缸坐在上臺(tái)架上,下臺(tái)架兩側(cè)有兩塊焊接鋼板支撐,下臺(tái)架下面放有整個(gè)油源。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、美觀,符合經(jīng)濟(jì)性要求。
在機(jī)器(或儀器)中支承或容納零件或部件的構(gòu)件稱之為機(jī)架。
1.機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則及要求
1.1機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
機(jī)架正常工作的前提主要應(yīng)保證剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。
1.1.1剛度
評(píng)定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則是剛度。在機(jī)床中剛度決定著機(jī)床生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度;在齒輪減速器中,箱體的剛度影響了齒輪的工作性能和嚙合精度;機(jī)架剛度直接鋼板的精度和質(zhì)量。
1.1.2強(qiáng)度
在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)中,即使是承受應(yīng)變力的零件,在按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí),還需要根據(jù)受載過(guò)程中作用次數(shù)很少而數(shù)值很大的峰值載荷做靜應(yīng)力強(qiáng)度校核。
1.1.3穩(wěn)定性
機(jī)架受壓彎結(jié)構(gòu)及受壓結(jié)構(gòu)都存在不穩(wěn)定的問(wèn)題。機(jī)架穩(wěn)定是保證機(jī)架正常工作的前提,必須加以校核。
1.1.4對(duì)于機(jī)床、儀器等精密機(jī)械還應(yīng)考慮熱變形。
熱變形將直接影響機(jī)架原有精度,從而使產(chǎn)品精度下降。
1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的基本要求
a.在機(jī)架強(qiáng)度和剛度的符合要求的前提下,重量應(yīng)要求輕、成本低。
b.抗振性能好。
c.噪聲小。
d.熱變形不能影響精度。
e.結(jié)構(gòu)合理要,加工工藝性能要好,便于機(jī)架零件的加工。
f.機(jī)架的結(jié)構(gòu)便于安裝調(diào)試與維修。
g.導(dǎo)軌面受力合理、耐磨性良好。
h. 造型好。
2.機(jī)架的材料
材料的選用,主要是根據(jù)機(jī)架的使用要求。多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜,故一般采用鑄造。由于鑄鐵的鑄造性能好、價(jià)廉和吸振能力強(qiáng),所以應(yīng)用zui廣。
經(jīng)分析,鑄鐵符合千斤頂試驗(yàn)機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)要求。
3.機(jī)架的彎矩圖 機(jī)架受力如圖3-1(a)所示
?。?/font>1)由靜力平衡方程 (3-1)
得 見(jiàn)圖3-1(b)
(2)畫出豎直方向彎矩圖
將B點(diǎn)定為原點(diǎn)則:
0<x
l/2<x
同時(shí)豎直桿AB,CD也受到彎矩,彎矩圖如圖3-1(C)所示。
將以上各彎矩圖以代數(shù)和的形式疊加后如圖3-1(f)所示,由此可得P點(diǎn)彎矩zui大。
4.立柱的設(shè)計(jì)
立柱是支架的承壓機(jī)構(gòu),它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài),它除應(yīng)具有合理的工作阻力和可靠地工作特性外,還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度、良好的密封性能,結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,并能適應(yīng)機(jī)架的工作要求。
立柱主要參數(shù)確定 支架承受的理論支護(hù)阻力 (3-4)
式(3-4)中:
—支架的理論支護(hù)阻力,KN
—支護(hù)面積
—支護(hù)強(qiáng)度
立柱的長(zhǎng)度=試驗(yàn)空間+橫梁厚度+工作臺(tái)厚度+余量 =800+180+120+200 =1300mm
立柱直徑暫取
立柱的伸長(zhǎng)度
桿部螺紋采用M56×2的螺紋
5.橫梁的設(shè)計(jì)
橫梁兩端分別受力100KN,長(zhǎng)a暫取980mm,寬b暫取160mm,高h暫取180mm,取 ,材料為Q23,彎曲許用應(yīng)力,(3-5)由式(3-5)可得 故滿足強(qiáng)度要求 1.6工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)尺寸的確定和工作臺(tái)與橫梁中心部位彎曲zui大: a暫取21 b暫取1200mm,高h暫取120mm,取,材料為Q23,彎曲許用應(yīng)力 (3-5)
帶入數(shù)值得:
故滿足強(qiáng)度要求
二、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
1.千斤頂受力分析 (4-1)
(4-2)
?。?/font>4-3)
根據(jù)螺旋傳動(dòng)公式: (4-4) (其中 為螺桿中徑 為螺桿升角 為當(dāng)量摩擦角 )
得
取 f=0.15
則
所以
2.選擇電動(dòng)機(jī)
首先確定千斤頂升起的速度不能太快,初步確定螺桿的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為60r,所需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率為
初步確定選用臺(tái)州市通宇變速機(jī)械有限公司出產(chǎn)的R系列斜齒輪減速機(jī),型號(hào)為R37FY801—4M1。
3.聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇,聯(lián)軸器主要用來(lái)連接軸與軸,以傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩,在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中,有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和安全裝置的作用。
根據(jù)軸孔直徑選用YL4凸緣式聯(lián)軸器(GB5843—86),該聯(lián)軸器不具備徑向、軸向和角向補(bǔ)償功能,剛性好,傳遞扭矩大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,維護(hù)簡(jiǎn)便,適用于兩軸對(duì)中角度良好的一般軸系傳動(dòng)。
4.浮動(dòng)油缸的選擇
液壓缸在液壓系統(tǒng)中的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,使機(jī)械實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于360度的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。利用其特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)前面所選電動(dòng)機(jī)的固定,使其既能在動(dòng)載試驗(yàn)中通過(guò)聯(lián)軸器,傳遞到雙向螺紋后在動(dòng)載上升過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電機(jī)的固定,防止其振動(dòng),又能在靜載試驗(yàn)中代替人力,使其改變支撐高度。
油缸所受的外力主要來(lái)自于減速機(jī)電機(jī)大體估計(jì)其產(chǎn)生的力F=2000N.
初算油缸面積 A= (4-7)
設(shè)備zui大工作壓力 就基本上為系統(tǒng)小泵工作壓力28Mpa
得A=7.14cm2 ,A= /4,D=9.54cm