机架的截面形状、肋的布置及壁板上的孔

机架的截面形状

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机架的截面形状

常见截面的抗弯、抗扭惯性矩比值

注:1.由惯性矩的相对值可以看出:圆形截面有较高的抗扭刚度,但抗弯强度较差,故宜用于受扭为主的机架。工字形截面的抗弯强度最大,但抗扭很低,故宜用于承受纯弯的机架。矩形截面抗弯、抗扭分别低于工字形和圆形截面,但其综合钢性最好(各种形状的截面,其封闭空心截面的刚度比实心截面的刚度大)。另外,截面面积不变,加大外形轮廓尺寸,减小壁厚,亦即使材料远离中性轴的位置,可提高截面的抗弯、抗扭刚度。封闭截面比不封闭截面的抗扭刚度高得多。
2.机架受载情况往往拉、压、弯曲、扭转同时存在,对刚度又要求高,另一方面,由于空心矩形内腔容易安设其他零件,故许多机架的截面常采用空心矩形截面。

截面形状 (面积相等) 抗弯惯性 矩相对值 抗扭惯性 矩相对值
1 1
3.03 2.89
5.04 5.37
0.07
1.04 0.88
4.13 0.43
3.45 1.27
6.90 3.98
7.35 0.82
19 0.09

各种截面的应用实例

机架名称 截面图
开式机机身 曲柄压力机
闭式组合机立柱 曲柄压力机
闭式组合机机座 曲柄压力机
钢丝缠绕机架立柱 液压机
桥架 桥式起重机
大器重量大跨度的桥架 桥式起重机
磨床床身 金属切削机床
仿形车床床身 金属切削机床
单柱式机床立柱(载荷作用在立柱对称面上) 金属切削机床
龙门刨床横梁 金属切削机床
加工中心机床床身(矩形钢管焊接组合截面,具有刚度高减振性能好等优点) 金属切削机床
摇臂钻床立柱 金属切削机床
摇臂钻床的摇臂(制造较复杂) 金属切削机床

金属切削机床床身、立柱、横梁和底座截面的高度比推荐值

机架名称 高宽比 适用机床
床身 ≈1.0 普通车床
床身 1.2~1.5 六角车床
床身 <1.0 中、大型镗床、龙门刨(铣)床
立柱(包括立式床身) ≈1.0 立式镗床、单柱坐标镗床、铣床 立式机床
立柱(包括立式床身) ≥2~3 立式钻床、龙门刨(铣)床、双柱坐标镗床、组合机床
立柱(包括立式床身) 3~4 立式机床
横梁 1.5~2.2 龙门刨(铣)床、立式车床、坐标镗床
悬臂梁 2~3 摇臂钻床、单柱龙门刨床、单柱立式车床
工作台 0.1~0.18 矩形工作台
工作台 0.08~0.12 圆形工作台(高/直径)
底座 ≥0.1(高/长) 摇臂钻床、升降台式铣床、落地镗床