1mm钢板自动剪切送料机可升降底座的设计 图5-6 举升臂三维图
举升臂是由两个杆通过连接杆焊接连接而成,一方面能满足举升臂的强度要求,另一方面能够保证举升臂的宽度要求。根据其结构特点和加工工艺,可以采用焊接工艺来加工该举升臂。
5.2.2举升臂的强度校核、材料及结构尺寸的确定
1.对举升臂受力分析
首先定义每根杆的名称编号,如图所示。
图5-7 升降台结构简图
经分析杆1、2在其固定支座处受垂直方向和竖直方向的约束力,滚轮除了在水平方向受摩擦力(可忽略不计)外还受垂直方向的力作用。其受力分析如图所示。
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1mm钢板自动剪切送料机可升降底座的设计 图5-8 举升臂1受力分析图 对O点做力矩分析并列平衡方程如下。 ?MFAXO?0 llllsin??FAYcos??FBsin(???)?FCYcos??0 2262其中FAY?WWP,FCY?,FB?,W?50868N 442解得FAX??20856N 对O点做力分析并列平衡方程如下: FAX?FOX?FBcos??0FAY?FOY?FCY+FBsin??0解得FOX=109984N, FOY?60117N 23
1mm钢板自动剪切送料机可升降底座的设计 图5-9 举升臂2受力分析
同举升臂1分析一样,对O点做力分析并列平衡方程如下: 解得FDX??199112N 同样FOY?60117N 2.计算举升臂承受的弯矩
由举升臂1、举升臂2的受力情况分别可画出其弯矩图,将其受力进行转化,画出弯矩图如下。
?FX?0
FDX?FOX?FBcos??0
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1mm钢板自动剪切送料机可升降底座的设计
图5-10 举升臂1转化后受力图及弯矩图
图5-11 举升臂2转化后受力图
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1mm钢板自动剪切送料机可升降底座的设计 由举升臂1、2的弯矩图可看出两举升臂均在其中点处出现最大值。这样可以计算出举升臂1、2的最大弯曲应力?max。由于Mmax1?Mmax2,所以只需计算举升臂2所受的最大弯曲应力?max2。举升臂的横截面如为矩形,并设其面积为A?bh则 Mmax26Mmax2? Wbh2?max2?接下来还需要考虑举升臂的轴向应力,由举升臂1、2的受力情况可画出其轴力图如下图所示。 图5-12 举升臂1轴力图 图5-13 举升臂2轴力图 同理经分析举升臂1、2的轴向受力,可以知道举升臂2在其中点处的轴向力最大Fmax??100887N。所以此时?2?Fmax bh6Mmax2Fmax+?[?],bh2bh那么综合以上可以求得举升臂所受的总应力:???max2??2????sn。其中,?s—材料的极限应力,?—举升臂实际工作应力,[?]—材料许用应力,对于45号钢,为340MPa,n—安全系数,一般为大于1的值,这里取n?2。 根据经验取h?0.4m 由此式可以看出弯矩对工作应力的影响较轴向力要显著的多,所以在计算时应以最大弯矩为主要计算对象。杆2所承受的最大工作应力。杆2的O截面拥有最大弯矩,即可以认为O截面拥有最大的工作应力。我们按照最大工作应力来选取合适的举升臂截面。将h?0.4m代入上式: 所以这里确定了举升臂的横截面尺寸bh?40mm?400mm。 6Mmax2Fma6100887N?sx?143135+???140.5MPa??170MPabh2bh0.04?0.420.04?0.42???max?2??26 自动升降控制系统的设计简介
6.1 PLC控制系统初步设计
作为一套自动化升降设备有一套完善的PLC控制系统是十分必要的。根据本设计所要完成的工作,分析得出以下工作步骤:真空吸盘从台板上吸取一块钢板后,台板所受的压力减轻,这个信号通过压力传感器将信号传至液压缸使其升到指定位置并停止6s,
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