四柱式液压机液压系统设计(3)

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理论设计计算：

液压机的最大负载约为2000kN，通过力传递后，最后由四根导柱承受2000kN的拉力，作用在每根导柱上的拉力为500kN。由许用拉应力公式(2.1)，可计算导柱的安全直径D。

[?]?F (2.1) A式中：

[?]—许用应力；取45钢[?]=80～100MPa；

F—轴向拉力； A—横截面积。

即：

4FD???[?]4?0.5?106N?0.089m 63.14?80?10Pa圆整后取导柱直径D=90mm，为了防止四根导柱因瞬间的受力不均而被破坏，导柱直径可适当加大，取D=110mm。 2.5.1.2 横梁设计

材料选择：横梁工作时的受力为弯曲力，材料应具有一定的抗弯强度。选用45钢，毛坯采用锻件。

热处理要求：横梁进行调质处理。 理论计算校核：

横梁受力可以简化为简直梁,中间受载的情形，如图2.6所示。

截 面1-1图2.6 横梁滑块受力简图

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初步确定横梁的长、宽、高尺寸分别为1310、1045、575mm，截面为矩形。即：在负载作用下的剪力和弯矩如图2.7所示。

图2.7 (a) 剪力图 (b) 弯矩图

由弯矩图2.7(b)可知，横梁C点1—1截面弯矩最大，该截面是危险截面。为了保证横梁能够正常工作，必须对该截面进行强度校核。正应力计算公式为：

M?max?max (2.2)

W式中：

?max—最大弯曲正应力；

Mmax—最大弯矩；

W—抗弯截面系数(m3)。

矩形截面抗弯系数W计算公式为：

bh2W? (2.3)

6式中：

b—矩形截面的宽； h—矩形截面的高。 即：

1.045?0.5752W??0.058m3

6475kN.m?max??8.1MPa 30.058m45钢的弯曲许用应力[?]=100MPa，而横梁的最大弯曲应力?max=8.1MPa，远小于材料的许用应力，经过校核，设计尺寸满足要求。

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2.5.2 主机工作台设计

液压机工作台主要受压，由于工作台不是很高，刚度要求可以满足，因此在设计计算时只要进行抗压强度的校核即可，校核过程从略。

材料选择：工作台主要受压，材料选用铸钢45。

工艺要求： 机械加工时，工作台表面做成T形槽，如图2.8所示。

图2.8 工作台T形槽

2.5.3控制台设计

材料选择：控制台主要用于安装控制按钮，不承受动载荷，强度要求不是很高，满足使用要求即可，材料选用Q235A。

加工工艺：控制台的制作加工采用焊接方式完成。

外形设计：控制台外形尺寸设计应考虑操作方便。外形简图如图2.9所示。

1-控制按钮 2-控制面板 3-控制台底座

图2.9 液压机控制台外形简图

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