裁斷機影響液壓機應力集中的其他因素
正確設計與布置鑄造工藝所需的出砂孔。出砂孔邊的應力集中往往是橫梁產(chǎn)生疲勞裂紋的發(fā)源地,這種情況,國內(nèi)外均有發(fā)現(xiàn)。如一臺100000KN模鍛水壓機的活動橫梁,由于主傳力筋上出砂孔邊應力集中,產(chǎn)生裂紋,逐步擴展到上、下面板上,而使活動橫梁破壞。又如某廠30000KN水壓機下橫梁在主筋板出砂孔處發(fā)生裂紋。100000KN模鍛水壓機活動橫梁出砂孔邊實測最大應力達到(2000~2500) x 10的6次方Pa,為其中間截面最大應力值的三倍左右,而50000KN模鍛水壓機三個橫梁出砂孔邊實測的最大應力值,也為其中間截面最大應力的二倍左右。因此,形成了橫梁強度中的又一薄弱環(huán)節(jié)。而在上述兩臺模鍛水壓機中,橫梁均為等高梁,因而,出砂孔邊的應力集中,就成為橫梁強度的主要問題。
出砂孔一般布置在彎曲應力為零的中性層附近,為什么會出現(xiàn)很大的拉應力呢?這是因為在梁的中性層上,雖然彎曲應力為零,但存在較大的剪應力。如取一個小單元體,單元體側邊作用有剪應力(圖2-79 a),若在單元體上開一個孔(圖2-79 b),此單元體受剪切變形后,圓孔將變成橢圓孔(圖2-79 c),孔邊a、c纖維受拉,而b、d纖維受壓,這就是由于剪切應力所引起的孔邊拉壓應力??椎囊贿吺芾硪贿吺軌?,這和實際測得出砂孔邊的應力分布是完全符合的,圖2-80為實測出砂孔邊的應力情況。
合理地選擇出砂孔的位置、形狀和大小,可以減少應力集中程度。例如,盡量避免在受力的主傳力筋上開出砂孔,出砂孔的位置應遠離應力最大的區(qū)域,出砂孔不要開得過大,出砂孔的形狀以圓形為好等等。如果必須在受力面上開出砂孔時,應加厚筋板,在孔邊加上加強圈,或在出砂工序完成后,將出砂孔用鋼板補焊上,但應選擇合適的焊接工序,以免焊后產(chǎn)生殘余應力??煽紤]在上、下面板上開出砂孔,而盡量避免在傳力筋板上開孔。在維修時,必須注意在出砂孔圓圈上不用氣割,以免孔圈表面受損害,而使應力集中更趨嚴重。
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