[其他]一種新型的預應力鋼絲纏繞承載機架

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85202445
• 申請日: 1985-06-25
• 公開（公告）號: CN85202445U
• 公開（公告）日: 1986-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 顏永年;俞新陸;郭和德;黃志儉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B30B15/04
• 分類號: B30B15/04;B21J13/04
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 何堅勇

預應力鋼絲纏繞承載機架屬于重型機械領域。

瑞典的兩家公司推出的預應力鋼絲纏繞機架廣泛應用于該兩公司生產的各式液壓機中，它們享有專利保護，見英國專利788891，美國專利〔19〕3783775、3781202、3931728。此種機架由上，下半圓梁、立柱經鋼絲纏繞預緊而成一個整體。由于該機架只有垂直（軸向）方向的預緊力，只能提供軸向預緊保護，因而只適用于以中心載荷為主的機架。蘇聯(lián)某研究所為了將上述機架應用于承受較大偏心載荷（偏心載荷引起水平推力作用在機架立柱上），采取加大預緊系數，即用為工作載荷1.9～2.5倍的垂直預緊力來對機架預緊保護，以此來加強機架的“整體剛性”（抵抗垂直及水平推力的剛度），因而加重了機架的重量，浪費金屬，技術經濟指標不好。

本實用新型的目的在于不增加預緊系數（從而不增加機架重量）的前提下，提高機架承受偏心載荷的能力。

本實用新型將立柱兩端伸入半圓梁內，并且使鋼絲層對立柱兩端產生作用力。這時鋼絲層對機架立柱的垂直預緊保護力的一部分轉化為水平預緊保護力，此水平預緊保護力可平衡偏心載荷引起的立柱水平推力。從而實現了對機架立柱的垂直和水平兩個方向同時預緊，以承受偏心載荷。此外水平預緊保護力與垂直預緊保護力共同作用，可加強機架的“整體剛性”。

本新型機架由于有垂直和水平兩個方向的預緊保護，因而適用于承受偏心載荷，而現有機架只有在極大地加大預緊系數的前提下，現有機架才能承受偏心載荷。

本新型機架的立柱及鋼絲層的重量與現有機架的立柱及鋼絲層重量之比為其預緊系數之比，即：

(W_柱)/(W′_柱) ＝ (W_絲)/(W′_絲) ＝ (η)/(η′)

上式中W_柱、W_絲、η分別為現有機架立柱重量，鋼絲層重量和預緊系數。W′_柱，W′_絲及η′分別為新型機架立柱重量，鋼絲層重量和預緊系數。

因為????η′＝1.2～1.5

η＝1.9～2.5

所以 (η)/(η′) ＝1.58～1.66

即可節(jié)省立柱和鋼絲重量的37％～40％，從而可大大降低機架成本。

圖1為本實用新型一新型的預應力鋼絲纏繞承載機架的原理圖。（1）為半圓梁、（2）是立柱，（3）是鋼絲層。當立柱兩端伸入半圓梁內，且使鋼絲層對立柱兩端產生作用力，則其對立柱的垂直預緊保護力的一部分轉化為水平預緊保護力，以平衡由于偏心載荷引起的立柱水平推力（5）。而鋼絲層對半圓梁的垂直預緊力平衡工作載荷的垂直推力（4）。

圖1中伸入半圓梁的立柱兩端的外側可以加工成圓弧形，也可使其成為半圓梁的外圓周的一部分。立柱兩端內側與半圓梁相配合，則鋼絲層對立柱兩端即能施加預緊保護力。

在這種結構下，立柱兩端作為半圓梁外圓周一部分的圓弧形部分，它所對應的中心角α（見圖1），與偏心載荷的水平推力同垂直推力之比有關。可用下式進行計算：

垂直預緊關系式：

K＝η·〔cosα－μ·α·cosα－μ²（ (π)/2 －cosα－α·sinα）〕 （1）

水平預緊關系式：

（T₀＋ (Py·c)/(4（1＋c）) ）·〔sinα－μ（cosα＋α·sinα－1）〕

＝K₁·〔ξ· (Py·e)/(2H) ＋tgα·（Ny－ (Py)/(4（1＋c）) ）〕 （2）

選定K值（一般為1.1～1.2），μ及α值，則由（1）式可解出η值。

又T₀＝ (Py)/(i) ·η

求出T₀后，已知Py，C，ξ，H，e，由（2）式可求出K₁，若K₁＞2，則預緊設計成功。

以上各式中：

Py????????為額定工作載荷

μ????????為鋼絲層底與半圓梁間的摩擦系數，取0.2。

Ny????????為半圓梁對立柱端面垂直壓力的合力（一根立柱上）

K????????為脫開預緊系數，是預緊時各立柱端面壓力之和與工作載荷

之比，K＝ (Ny·i)/(Py) （i為機架立柱根數）

e????????為偏心載荷的偏心距，由設計書給出

H????????為動梁高度

ξ????????與活動橫梁結構有關的系數