大横杆的计算（2）键槽计算

子子61961

上次发的大横杆的问题，在大家的讨论之下，有了点进展。

最近又注意到点儿问题，还想再继续商量一下。



结构简化后如上图所示。



上图中，F6的力向上敲打，把键槽都给打坡了。照片如下。



推断键槽变形后，推测键的形状如下。



左边板侧，键槽的受力面积为180mm x 9mm x 2根。
左边板的材质为 SS400。右边的机体部分为铸钢。左右键槽都有严重变形。
中间的键拆下来后，没有明显变形。
F6的力为反复施加，大约一分钟10下。

1. 想计算一下，键槽打坡了，反算一下，F6的力大概多大。俺算出来的力非常大。
2. 在F6的情况下，键槽变形，然后向外顶板子，M20螺栓受力，然后就断了，是否可以这样理解。
3. 最终想反算一下F3的大小，貌似比较麻烦，F3顶上来之后的受力状态，还是比较麻烦。

上个帖子里后来有朋友提到，F3特别大的时候会怎样，是个值得考虑的话题，或许就是上面的样子。

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补加一幅图片。俺认为是像下图一样的杠杆受力，产生F7，把螺栓顶断的。不知对否。

害怕伏枥

机械结构里，偏载往往是容易忽i视但其实后果严重的事情。
年轻时候，这种苦头也曾经吃过，所以后来特别小心。
在必威APP精装版下载已经不止一次提醒过了，借着子子的这个实例，再一次提醒:
气缸、液缸凡双缸或多缸使用，务必采用可靠手段保证同步 ，绝不大意！
如子子的这个实例，如果当初将上端气缸大小按受力比例配置，就不会出现后来这状况了。

害怕伏枥

至于这个实例中间键块受力的分析，因键块与键槽配合不同，会有极大差异，不大好做。
按道理，必须保证有过盈，绝对不该出现松配合。但这给加工增加了难度。
从照片看，实际上这里键块和键槽的配合肯定很松，有个“像”的结构而并没有起到应该起的作用。

zms9439

这个位置是受剪切、循环载荷的作用吗？
做疲劳设计，增加接触面，应该可以好点

噩梦醒来

“想计算一下，键槽打坡了，反算一下，F6的力大概多大。俺算出来的力非常大。”这个变形反算，楼主是不是按一次受力变形计算得出的结果？按楼主的情况，这是反复冲击和疲劳的过程，变形是多次叠加的结果，简单按一次变形算，得出的力肯定远超实际受力。个人见解，如有不对请指正。

迷茫的维修

我只知道，该键是用来定垂直的

zerowing

大侠，说实话，相较键的变形，我更倾向于板子的变形。在一根18的键上从这个截面上想要通过一个侧向力使之变形，这是相当困难的。
另外，对于大侠的这种变形假设，我有一些看法。
1。这种变形的前提是整个板子出现了竖直向的变形或者移动。但是不要忘记了此时的螺栓联接方式。预紧摩擦联接。所以，如果真的要出现这种情况，且发生的前提是变形区域的预紧力衰减过多，导致接触面摩擦力不够。
2。若前提1真的发生，接下来发生的也不应是键的如图变形。而是优先于此的外板的“翘板变形”（可以视为一个悬臂梁看待变形）。因此，结合整体格局的横梁产生的F6力的方向应个是向右上（针对左板上部说）的方向，因此，整个侧板会在侧板与顶板的第一个交点处形成支点弯曲，最终形成一个波浪形变形。因此，真正发生在键位置的变形可以理解为一种（一段外伸的简支梁) 。所以，与其理解为键的变形导致顶起侧板诱发螺栓断裂，不如理解为本身的侧板变形产生的侧向力诱发断裂。或者，换句话说，作为被动变形的键，不是导致螺栓破坏的原因。
以上观点仅为个人观点，仅供讨论。

茉莉素馨

有个问题，当初设计的时候，承担F6的，到底是靠高强度螺栓的摩擦力，还是靠那个键连接？

好吧，我认输

害怕伏枥 发表于 2014-1-20 08:46
至于这个实例中间键块受力的分析，因键块与键槽配合不同，会有极大差异，不大好做。
按道理，必须保证有过 ...

前辈，按键与键槽过盈配合的话是否设计成双面梯形键，留少量装配间隙，用上面的连接螺栓预紧达到过盈配合，这样是否加工装配起来会方便得多呢

好吧，我认输

实际上在F3顶起时给了横梁一个不在中心的支点，也就让F1.2.3形成了一个杠杆，所以F3 被成倍放大，而在横梁左端上升时，左边气缸由于回程空气压缩实际上压力也有所增大，但相对于右边气缸作用下F3放大的倍数来说确实是小巫见大巫了，设计时上面恒定压力的两个气缸就是错误的，既然是横梁左端上升，那右边气缸完全是多余的，右边气缸完全可以采用刚性限位，因为气缸和支点作用于同一条直线，在没有F3的情况下，只有左边气缸和下面两个支点也能达到平衡状态的，而在F3顶起时，就需要把右边气缸换成刚性限位，这样F3顶起时，右端也会上升，横梁倾角不仅比原来小，更不会因为倾角过大撞板，同时F3被削弱数倍，对左端的冲击就小了很多，而同时左边开方孔那个端板也是设计错误的，何不多做一个凸台卡在上面铸钢横梁的下端，比你用键抗剪来得稳当得多，假如是因为位置不够，你也可以做成双面略带梯形的键，键槽底部留一点点装配间隙，用你上面的螺栓预紧，第一达到彭老说的过盈配合，第二将螺栓受力从抗剪变为抗拉，我想应该可以更牢固吧，即使再不行，左边气缸旁边再加个刚性限位的支柱，限制横梁左端上升的位移量，这样将F3的作用力转移到上面的铸钢横梁上，也比撞在你那脆弱的端板上来得实在吧。你的设计正如彭老所说没有保险措施，如果左边端板失效，失去限制位移的作用，而F3在工作时力足够大的话，被爆肛也不是不可能的，你去计算F6的实际意义不大，你要做的是优化结构，削弱F3工作时横梁对其他地方的破坏以及F3对横梁的破坏。个人愚见，望相互交流