压机支撑结构的制作方法

文档序号:15658305发布日期:2018-10-13 00:12阅读:125来源:国知局

本实用新型属于结构支撑领域,具体地说,涉及压机支撑结构。



背景技术:

压机是压力机、液压机、油压机的简称,压机指用于工业制品通过压力成型的一种成型机械,目前企业生产所用联压机,结构构造复杂,材料使用很多,在使用中出现诸多结构稳定性问题,尤其是支撑结构,需要支撑压力装置、承受压力装置的反压,传统的工艺多采用钢丝缠绕在外结构,以增强支撑结构的安全性,然而钢丝、钢带等捆绑作为束缚力结构,需要有一个支撑主体来缠绕。由于在传统的设计中,钢丝、钢带通常施加超过公称力的预紧力,支撑主体始终处于受压状态,故没有利用其固有的抗拉的性能,严重地浪费了材料以及一定程度地降低了整体机架的安全性和可靠性。再有钢丝缠绕多会出现因摩擦力不够而滑动,单纯的增加限制滑动装置,不仅加大钢丝的拉力,容易断裂,还会造成支撑主体局部施力不均,无法达到均匀受压、提高支撑结构整体力学性能的目的。

有鉴于此特提出本实用新型。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供压机支撑结构,基体和捆绑层的同时使用能够最好地平衡基体材料和捆绑材料的受力状态,充分发挥材料能够同时承受拉压的特性,机架组件明显少于传统技术中构件数量,在保证结构力学性能的基础上,最大限度度减少材料使用和费用,并且实质性地增加了整体结构的安全性能。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案的基本构思是:

压机支撑结构,所述支撑结构为一闭合环状或类环状结构,该闭合环状或类环状结构有长轴、短轴,压机工作组件设置在支撑结构的内环中,且压机的伸缩方向与长轴重合,所述支撑结构包括基体、捆绑层,基体由两个以长轴为对称轴对称布置或基本对称布置的半基体块组成,两个半基体块的连接处形成连接面,连接面与长轴共面。

其中,所述捆绑层环绕在基体的外环外壁以施加预紧力,在预压状态下,满足下公式:

σ1fAf=ηF/2

式中,σ1f为半基体块截面内的平均压应力,Af为半基体块的截面积,F为压机的公称压力,η为预压力系数,0.1≤η≤0.9。令σ1f等于允许压应力[σ],半基体块的最小截面为:Af=ηF/2[σ]。

进一步地,所述半基体块包括一个主体段、两个弯头段,两个弯头段对称连接在主体段两端,两个半基体块的弯头段互相连接。

进一步地,所述主体段与弯头段通过连接组件连接,连接组件包括垫块、安装螺丝,所述主体段和弯头段均设有安装螺孔。

进一步地,所述弯头段形成连接面的端头设有销孔,两个半基体块由安装在销孔中的销栓定位或限制在长轴向的位移。

进一步地,所述基体设有沿外环表面一周的凹槽,所述捆绑层绑缚在凹槽内且不高于凹槽的沿口。

进一步地,所述基体全部或部分为空心。

进一步地,所述半基体块的一个主体段与两个弯头段为一体结构。

进一步地,所述连接面为平面、分段连续曲面或平滑曲面。

进一步地,所述支撑结构还包括支撑座,所述支撑座安装在其中一个半基体块上。

进一步地,所述凹槽的底面宽度与凹槽口宽度一致,所述捆绑层的宽度与凹槽底面宽度一致,所述捆绑层为捆绑钢丝。

进一步地,所述凹槽的底面为平滑或分段平滑曲面。

采用上述技术方案后,本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型采用捆绑连接机制,捆绑层对支撑机构预应压力可以根据设计需要设计为任何合理的数值,预压捆绑力可以根据结构形状、材料特性等设定为合适值以确保:1)骨架结构的最大压应力在预压状态下小于允许压应力极限值,2)骨架结构在工作状态下承受拉应力,且其最大拉应力处于允许范围内,而不必像传统技术那样捆绑力一定要大于压机的公称压力来确保立柱部分和顶梁在工作状态下的不分离。

本实用新型基体和捆绑层的同时使用能够最好地平衡基体材料和捆绑材料的受力状态,充分发挥材料能够同时承受拉压的特性,机架组件明显少于传统技术中构件数量,在保证结构力学性能的基础上,最大限度度减少材料使用和费用,并且实质性地增加了整体结构的安全性能。

本实用新型的结构中,由于基体材料和捆绑材料同时承担工作载荷,并且,其中之一完全断裂毁坏时,另一个仍能承担全部载荷,这种捆绑结构能够最大限度地保证机架结构的安全性,结构合理,便于实现,实用性强,适于推广应用。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分,用来提供对本实用新型的进一步的理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,但不构成对本实用新型的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中:

图1为现有技术中基体在压机工作状态下受力示意图;

图2为本实用新型中基体预压状态下受力示意图;

图3为本实用新型中基体在压机工作状态下受力示意图;

图4为本实用新型一实施例结构示意图一;

图5为本实用新型一实施例结构示意图二;

图6为本实用新型一实施例1-1剖面示意图。

图中:1-基体;11-主体段;12-弯头段;2-捆绑层;3-连接组件;4-支撑座。

需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1至图6所示,本实施例所述的压机支撑结构,支撑结构为一闭合环状或类环状结构,该闭合环状或类环状结构有长轴、短轴,压机工作组件设置在支撑结构的内环中,且压机的伸缩方向与长轴重合,支撑结构包括基体、捆绑层,基体由两个以长轴为对称轴对称布置或基本对称布置的半基体块组成,两个半基体块的连接处形成连接面,连接面与长轴共面,捆绑层环绕在基体的外环外壁,在预压状态下:

σ1fAf=ηF/2

其中,σ1f为半基体块截面内的平均压应力,Af为半基体块的截面积,F为压机的公称压力,η为预压力系数。

具体地,支撑结构为一个闭合环状结构,或是类环状结构,顾名思义环状或类环状均包括外环、内环,内环中空,可将压机的工作设备安装在内环中,如动力装置、压合机构等。优选地,支撑结构的外环为类椭圆状。进一步地优选,支撑结构的纵截面为类橄榄形闭合环,这里说明类橄榄形闭合环具有厚度,支撑结构的外形呈现橄榄形切片状,为便于表述以下姑且简称为橄榄形支撑结构,橄榄形支撑结构可提供弧形支撑的预应力,具有更强的结构稳定性,同时内环最大限度的压缩设备空间,在满足设备需求的情况下,减少设备空间,降低设备重量,有效减少材料的使用。两个半基体块沿长轴向对接吻合,是以长轴为对称轴对称布置或基本对称布置,二者连接处形成两个连接面,形成的连接面为平面、分段连续曲面或平滑曲面,优选地为连接面为平面,支撑结构的长轴与连接面的夹角为0°,即共面,压机在长轴向伸缩工作,支撑结构的长轴两端承受拉力,因此,两个半基体块连接处的弯曲部是主要受压部分,而两半基体块沿长轴向扣合,两个半基体块没有受到让二者分离方向的力,即短轴向的力,仅需将二者沿长轴向固定即可,相比于传统结构,此结构在满足承压的条件下,受力更小,设计更合理。

在传统的捆绑技术中,由于基体(一般是立柱和横梁,通常支撑结构整体为月牙形状)是通过捆绑层(通常为捆绑钢丝、带)“锁”在一起的,如图1所示,其受力公式为:

σwAw=σfAf=ηF/2 (1)

其中,σw和σf分别是作用在捆绑层和基体截面内的平均拉应力和压应力,Aw和Af表示捆绑层和基体的截面积,F是压机的公称压力,η为压力系数。捆绑力一般要大于公称力,即压力系数η>1,在压机工作状态下基体仍处于受压状态,结果,强壮的基体结构只起到一个缠线板的作用,始终承受压应力,其巨大的抗拉潜力没有得到任何发挥,相应地,捆绑层在预压状态下,就承受着超出公称力的拉力,在工作状态下,又受到额外的由压机力引起的张力。也就是说,只有捆绑层材料真正承担力所有的工作载荷,做的是正功。如此结构,对捆绑层的结构性能要求就要高很多,同时,基体结构没有呈现出其抗拉性能。

对应到本实用新型中,如图2所示,在预压状态下,作用在机架截面上的合力为零,即:

σ1wAw=σ1fAf=ηF/2

其中,σ1w和σ1f分别为作用在缠绕层和基件截面内的平均拉应力和压应力,Aw和Af表示捆绑层和基件的截面积;F为压机的公称压力,η为(预)压力系数。如图3所示,压机工作时,基体中的应力将处于抗拉状态,捆绑层和基件中的总应力为:

σw=σ1w+σ2w

和σf=σ2f-σ1f

其中,0.1≤η≤0.9,换成相关设计参数表示:

σ1fAf=ηF/2

令σ1f等于允许压应力[σ],半基体块的最小截面为:

Af=ηF/2[σ] (2)

需要注意的是,在传统中技术中压力系数η要求大于1,通常取η=1.2,而本实用新型中η<1,由公式(1)、(2)对比可知,本实用新型中的基体截面面积Af可以比传统中的减小数倍,本实用新型的结构能够有效减少材料的使用,同时基体可作为压机工作时的抗拉构件,进而减小捆绑层的预应力,降低结构受力,简化构造。

本实施例中基体1由两个以长轴为对称轴对称布置的半基体块组成,半基体块包括一个主体段11、两个弯头段12,两个弯头段12对称连接在主体段11两端,两个半基体块的弯头段12互相连接并在连接处形成连接面,每个半基体块由一个主体段11、两个弯头段12组成,两个弯头段12对称连接在主体段11两端,两个半基体块扣合连接时二者的弯头段12互相接触连接,在连接处形成一个连接面,优选连接面为平面,与长轴共面。

压机工作组件设置在支撑结构的内环中,且压机的伸缩方向与长轴重合,而连接面与长轴的夹角为0°,两个半基体块合并形成一个封闭的结构架,捆绑层2把两个半基体块捆绑施加压力形成一个封闭的结构架,压机工作时,压机在长轴向伸缩,半基体块两端的弯头段12正好位于长轴两端,半基体块两端的弯头段12承受相当部分的工作载荷,支撑结构的受力主要是油缸柱的移动方向,两个半基体块的结合面上几乎不存在趋向于分开它们的外力,降低弯头段12互相连接的要求,主体段11与弯头段12可通过连接组件3连接,连接组件3包括垫块、安装螺丝,主体段11和弯头段12均设有安装螺孔,为进一步地提高半基体块的刚度,半基体块的一个主体段11与两个弯头段12可为一体结构,优选地,压机工作组件为左右同时伸缩工作,左右伸缩施力大小相同,压机位于支撑结构中心,两端的弯头段12位于左右承压点,由于封闭结构性质,半基体块的承载左右平衡,如此对两个半基体块连接处的连接要求可进一步地降低。

在实际生产中,支撑结构需要稳固安装,支撑结构还包括支撑座4,支撑座4安装在其中一个半基体块上。弯头段12形成连接面的端头设有销孔,两个半基体块通过销栓限制长轴向位移,也有助于定位,弯头段12之间互相连接通过销栓,由于弯头段12在长轴向受力非常有限,仅需保证两个半基体块不脱离固定位置即可,采用销栓固定,即简化结构又便于组装,方便实用,弯头端面在封闭状态下也存在一定的摩擦力,从而对连接件或机制要求(或者设计难度)会比传统的技术减低许多(或者容易得多)。两个半基体块在短轴上的位移,需要进行一定的限制,这实际上已经通过捆绑力得到了保证。支撑结构的捆绑层2,基体1设有沿外环表面一周的凹槽,捆绑层2绑缚在凹槽内且不高于凹槽的沿口,凹槽的底面宽度与凹槽口宽度一致,捆绑层2的宽度与凹槽底面宽度一致,用支撑结构外环一周的捆绑层2进行束缚,预压捆绑力可以根据结构形状、材料特性等设定为合适值以确保骨架在预压状态下处于允许压力值,以及其在工作状态下的拉应力处于允许范围内,而不必像传统技术那样捆绑力一定要大于压机的公称压力来确保立柱部分和顶梁在工作状态下的不分离。优选地,捆绑层2为捆绑钢丝(钢带),凹槽的底面为非光滑面,捆绑钢丝与凹槽底面增大摩擦力,进而保障缠绕结构的稳定性和结构刚度,减少支撑结构变形的可能,保障支撑结构稳定性能。进一步地,基体1的主体段11、弯头段12可采用空心结构,亦或是部分采用空心结构,在满足连接需求和刚性支撑的基础上,进一步地降低材料的使用。

本实用新型采用捆绑连接机制,捆绑层2对支撑机构预应压力可以根据设计需要设定为任何合理的数值,预压捆绑力可以根据结构形状、材料特性等设定为合适值以确保骨架在预压状态下小于最大允许压力值,以及其在工作状态下的拉应力处于允许范围内,而不必像传统技术那样捆绑力一定要大于压机的公称压力来确保立柱部分和顶梁在工作状态下的不分离。

本实用新型基体和捆绑层的同时使用能够最好地平衡基体材料和捆绑材料的受力状态,充分发挥材料能够同时承受拉压的特性,机架组件明显少于传统技术中构件数量,在保证结构力学性能的基础上,最大限度度减少材料使用和费用,并且实质性地增加了整体结构的安全性能。

本实用新型的结构中,由于基体材料和捆绑材料同时承担工作载荷,并且,其中之一完全断裂毁坏时,另一个仍能承担全部载荷,这种捆绑结构能够最大限度地保证机架结构的安全性,结构合理,便于实现,实用性强,适于推广应用。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型方案的范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1