横梁受力及变形分析.doc

文档介绍：横梁受力及变形分析
横梁系统为复杂空间结构,需搭建三维受力模型,根据结构特征和装配接触做力系叠加。对横梁系统而言,受到横梁自重和刀架自重的体积力作用,及组件接触面间表面力作用,前者引起整理结构变形,后者引起局部结构变形,在切削状态还受切削力外力作用引起复杂动态变形。考虑组件装配接触间隙,接触形式,液压油膜厚度等因素,变形问题复杂。首先简化结构模型,做整体受力计算简图。
一、横梁本身受自重和刀架重力三维力系搭建
横梁两端靠立柱支撑,梁反面垂直导向面与立柱导轨面结合,结合面定量润滑,液压机构控制后端压板与立柱导轨面夹紧,自此产生Y向面压与垂向静摩擦力。本机床为重型机床,横梁自重40t,刀架组件重20t,大重量体积力导致横梁产生较大弯曲和扭转变形,必须进行补偿,避免变形导致机床精度超差。在不考虑横梁和刀架组装结构、组合形式的前提下,做横梁受力模型。根据横梁受力分析,刀架在横梁中间位置,滑枕向下伸出最长时,横梁变形最大。即图1中a=0时。
注:O ,K ——横梁、刀架重心。分别以两点为原点建立横梁全局坐标系和刀架局部坐标系,(a,b,c)为局部坐标系在全局坐标系中坐标;利用UG得到的重量报告知刀架重心在横梁中间位置时(a,b,c)=(0,, )。
F1 ,F2——左右支撑力;
M1,M2——左右支撑扭矩;
G1 ,G2——横梁自重,刀架自重;
G2` ——刀架自重等效力;
M3 ——刀架自重力偶扭矩.
图1 横梁三维受力分析图