翻轉(zhuǎn)裝配車中直角連桿的強(qiáng)度計(jì)算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發(fā)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

翻轉(zhuǎn)裝配車中直角連桿的強(qiáng)度計(jì)算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發(fā)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文主要研究了發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車中與發(fā)動機(jī)第三支點(diǎn)相連接的直角連桿的受力情況，通過實(shí)例對連桿的受力情況進(jìn)行了分析，將復(fù)雜的受力情況抽象成一個簡單的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過推導(dǎo)總結(jié)出了關(guān)于連桿強(qiáng)度的計(jì)算和校核方法。

發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車；第三支點(diǎn)；連桿

概述

發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車是用來裝配發(fā)動機(jī)時用的，發(fā)動機(jī)分別通過主支點(diǎn)和第三支點(diǎn)與裝配車連接起來，其中與第三支點(diǎn)連接的連桿直接控制了發(fā)動機(jī)的翻轉(zhuǎn)，它的強(qiáng)度不夠?qū)⒅苯訉?dǎo)致發(fā)動機(jī)傾覆損壞，同時受力情況也最為復(fù)雜。關(guān)于此類連桿的強(qiáng)度的計(jì)算目前沒有資料可供查閱，本文研究的目的就是推導(dǎo)連桿強(qiáng)度的計(jì)算方法。

1 發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車介紹

發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示

發(fā)動機(jī)可繞主支點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)通過連桿與旋轉(zhuǎn)架連接后發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)就受到了控制，旋裝架帶著發(fā)動機(jī)在動力裝置的驅(qū)動下可以繞主支架的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動機(jī)的翻轉(zhuǎn)過程中，連桿會受到交替變化的拉、壓應(yīng)力和彎矩。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于近似的水平位置時，連桿受到的拉、壓應(yīng)力和彎矩最大。

某些發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車中連桿不是直的，是成直角彎曲的，稱為直角連桿，如圖2所示：

圖1 發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車結(jié)構(gòu)示意圖

直角連桿工作時既受到交替變化的拉、壓應(yīng)力，也受到很大的彎矩，影響直角連桿強(qiáng)度的主要因素是彎曲力矩。

2 計(jì)算實(shí)例

2.1 計(jì)算連桿在裝配車中所受的力

在設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)裝配車時，一般先確定連桿的工作位置并設(shè)計(jì)出連桿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定連桿尺寸，然后對此連桿進(jìn)行強(qiáng)度校核，在校核連桿的強(qiáng)度之前需要計(jì)算出如圖2所示的連桿所受的力F的大小。計(jì)算時可參考圖1

計(jì)算時需用比發(fā)動機(jī)重一些的試驗(yàn)件的重量。如圖設(shè)：

試驗(yàn)件重量為G（kg）

發(fā)動機(jī)重心到主支點(diǎn)的距離為P（mm）

連桿受力為F（如圖（2））

連桿力矩的力臂為D（mm）

連桿與豎直線的投影夾角為α。

在實(shí)際中夾角α較小對計(jì)算結(jié)果影響不大。因此可將夾角α忽略，連桿所受力可簡化為：F=G×P/D（結(jié)果單位為kg）

2.2 連桿強(qiáng)度校核

以具體的數(shù)值為例來說明強(qiáng)度校核的方法。假設(shè)計(jì)算出了連桿所受的力F為6315kg，連桿的設(shè)計(jì)材料為30CrMnSi，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28-32，連桿尺寸如圖2所示。

由圖可以看出連桿的薄弱點(diǎn)在B截面，本例中為M36×1.5的螺紋桿，其底徑取34.5mm。B截面既受壓應(yīng)力又受彎矩，直角連桿的強(qiáng)度計(jì)算在各手冊中沒有介紹，因此嘗試將其轉(zhuǎn)化為直桿的受力情況。

圖2 直角連桿圖

圖3

圖4

圖5

結(jié)語

在生產(chǎn)中曾經(jīng)有一臺翻轉(zhuǎn)裝配車的直角連桿在進(jìn)行翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)時發(fā)生彎曲，采用本文的計(jì)算方法調(diào)整了連桿的尺寸并進(jìn)行了強(qiáng)度校核，再次進(jìn)行翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)時連桿就沒有出現(xiàn)問題。由此可見此計(jì)算方法是可行的。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

TH12

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.102