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1、成形设备及自动化三级项目,组内成员:马玉杰 李振元 王秋源 崔朋 指导老师：赵石岩,120MN三梁四柱铸造结构液压机上横梁设计（三缸）,基本参数:公 称 压 力：120MN 介 质 压 力：31.5MPa 最 大 行 程：3500mm 立柱中心距：7000 4000mm 最大开间 H：7000mm 工作速度 V：100mm/s,2023/8/15,项目内容及步骤,1）结构方案确定2）主要尺寸设计计算3）零件图4）三维建模5）强度刚度校核,2023/8/15,一、结构方案确定,液压机的结构形式：1）梁柱组合形式：三梁四柱式 2）立柱连接形式：双螺母式 3）液压缸：三缸/柱塞式/ZG35 4）立柱
2、材料及预紧方式：45钢/空心/加热预紧 5）上横梁：ZG35 6）支撑形式：法兰支撑法兰固定,2023/8/15,二、主要尺寸设计计算,缸的设计计算：柱塞直径D=1271mm 取整 D=1280mm则内径D1=D+=1300mm，选用材料为 ZG35=118142MPa，取140MPaD外2=D1=1628mm取整得D外=1640mm,2023/8/15,其他尺寸 S=R2-R1=1 70mm h=（1.52）S，取 h=300mm，t=280mm R1=160mm，R=30mm 立柱的设计及计算当公称压力大于30000KN时选用空心立柱，材料选取45钢，=70MPa,2023/8/15,法兰
3、支撑法兰固定,液压缸以法兰支撑并安装在横梁内，当横梁取铸钢时，可取（80100MPa），这里取90MPa。由 算得，法兰半径R 130cm，取R=150cm法兰壁厚=（1.52）t=500mm,2023/8/15,上横梁的设计及计算,材料选取ZG35，许用应力 过渡圆角半径R=30mm，为减轻应力集中横梁截面高度与柱套高度比值为1上横梁高度H=33.5d,取H=3.5d=315cm,上横梁二维设计图,主视图,俯视图,上横梁三维建模,三维剖开图,2023/8/15,三、强度校核,液压缸强度校核最大应力点在缸筒内部，按照公式计算的应力当量为显然 液压缸是安全的,2023/8/15,立柱的强度校核,
4、静载荷合成力立柱应力主要由轴向力 引起的纯拉应力与弯矩 引起的弯曲应力组成，其和应力 为 其中NMAX 立柱所受最大轴的拉力（N）MMAX立柱所受最大弯矩（Ncm）F 立柱截面积（cm2）W 立柱截面弯矩（cm3）满足强度要求,2023/8/15,由于上横梁的刚度远大于立柱刚度，因此可将上横梁简化为简支梁，支点间距离为宽边立柱中心距。工作缸压力简化为作用于法兰半圆环中心上的两个集中力。三缸液压机的上横梁的受力简图如下 最大弯矩在梁中点，如图所示：,上横梁的强度和刚度校核,2023/8/15,式中 P液压缸公称压力 D缸法兰的环形接触面平均直径 l立柱宽边中心距 Q侧缸公称压力 P中间缸公称压力 各段剪力,最大弯矩计算,2023/8/15,中心截面强度,故 上横梁安全,谢谢观赏,
