十字头导杆的直径的确定方法与流程

1.本发明涉及十字头导杆的直径的确定的技术领域，具体而言，涉及一种十字头导杆的直径的确定方法。


背景技术：

2.目前，对于五点斜排式双曲肘三连杆锁模机构而言，没有针对其十字头导杆的直径的设计依据。对于十字头导杆的直径的确定而言，现有技术中多通过设计者的经验或根据已有机型粗略进行类比得到。
3.然而，采用上述方法对十字头导杆进行确定时，往往会导致十字头导杆的刚度不足，在合模过程中严重变形，导致与十字头导杆配合的导套加速磨损失效，或导致调模板翘起。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种十字头导杆的直径的确定方法，以解决现有技术中易出现十字头导杆的刚度不足的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种十字头导杆的直径的确定方法，十字头导杆为曲肘式锁模机构中与十字头连接的导杆，包括：根据十字头导杆的整体受力情况，将十字头导杆简化为简支梁受力模型，并根据简支梁受力模型在满足刚度要求下确定十字头导杆的直径的第一取值范围；根据十字头导杆与导套的受力情况，对在导套处的导杆进行受力分析以确定十字头导杆的直径的第二取值范围；结合第一取值范围和第二取值范围确定十字头导杆的直径。
6.进一步地，根据简支梁受力模型在满足刚度要求下确定十字头导杆的直径的第一取值范围的方法包括：根据简支梁受力模型确定十字头导杆的最大受力以及最大受力的受力位置，当十字头导杆在最大受力的受力位置处受到最大受力时，控制十字头导杆在导套处的转角在预设转角范围内。
7.进一步地，控制十字头导杆在导套处的转角在预设转角范围内的方法包括：控制十字头导杆在导套处的转角[θ]的范围为：[θ]≤0.0015。
[0008]
进一步地，控制十字头导杆在导套处的转角[θ]的范围后，十字头导杆的直径的确定方法还包括：根据最大受力、最大受力对应的受力位置以及十字头导杆在导套处的转角[θ]的范围，计算十字头导杆的直径d的取值范围为：
[0009][0010]
其中，[θ]的单位为rad；e为十字头导杆的弹性模量，单位为pa；f为十字头导杆在对称面内收到的垂直于十字头导杆的轴线的力，单位为n；l为十字头导杆在抱手内侧至调模板底板之间的长度，单位为mm；d为导杆直径，单位为mm。
[0011]
进一步地，对导套处的导杆进行受力分析以确定十字头导杆的直径的第二取值范围的方法包括：依据不自锁条件确定十字头导杆的直径的第二取值范围。
[0012]
进一步地，依据不自锁条件确定十字头导杆的直径的第二取值范围的方法包括：依据十字头导杆与导套的两个接触点处的力矩之和为零以及不自锁条件计算得到十字头导杆的直径 d的第二取值范围为：
[0013][0014]
其中，μ为导套与导杆的摩擦系数，l1为相邻两个所述十字头导杆之间的距离；k为所述导套的长度与所述十字头导杆直径的比值。
[0015]
进一步地，结合第一取值范围和第二取值范围的方法包括：当第一取值范围和第二取值范围具有交集时，在第一取值范围和第二取值范围的交集范围内选定十字头导杆的直径；当第一取值范围和第二取值范围不具有交集时，在第一取值范围内选定十字头导杆的直径。
[0016]
进一步地，在第一取值范围和第二取值范围的交集范围内选定十字头导杆的直径的方法包括：根据导套的标准值选定十字头导杆的直径。
[0017]
进一步地，当第一取值范围和第二取值范围不具有交集时，在第一取值范围内选定十字头导杆的直径的方法包括：获取导套的长度l2，使选定的十字头导杆的直径d在范围：d≤ l2≤1.5d。
[0018]
进一步地，使选定的十字头导杆的直径d在范围：d≤l2≤1.5d之后，十字头导杆的直径的确定方法还包括：根据导套的标准值选定十字头导杆的直径。
[0019]
应用本发明的技术方案，便于对十字头导杆的直径进行准确的计算，以便于使得十字头导杆的直径满足刚度要求，从而使得十字头导杆不会在合模过程中发生严重变形，避免了与十字头导杆配合的导套发生加速磨损失效，也避免了调模板翘起的情况。本实施例中的十字头导杆的确定方法能够为确定十字头导杆的直径提供设计依据，实现导套有合理的工作寿命，消除调模板因十字头导杆变形导致的翘起故障现象。因此，通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中易出现十字头导杆的刚度不足的技术问题。
附图说明
[0020]
构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021]
图1示出了根据本发明的实施例提供的十字头导杆的确定方法的流程图；
[0022]
图2示出了根据本发明的实施例提供的曲肘式锁模机构的结构示意图；
[0023]
图3示出了根据本发明的实施例提供的曲肘式锁模机构的部分结构的结构示意图；
[0024]
图4示出了根据本发明的实施例提供的十字头导杆的简化成简支梁受力模型的受力分析示意图；
[0025]
图5示出了根据本发明的实施例提供的十字头导杆在导套处的受力分析图；
[0026]
图6示出了图5中的受力简图。
[0027]
其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]
10、十字头导杆；20、导套；30、十字头；40、调模板。
具体实施方式
[0029]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0030]
如图1至图6所示，本发明提供了一种十字头导杆10的直径的确定方法，十字头导杆10 为曲肘式锁模机构中与十字头30连接的导杆。十字头导杆10的直径的确定方法包括：根据十字头导杆10的整体受力情况，将十字头导杆10简化为简支梁受力模型，并根据简支梁受力模型在满足刚度要求下确定十字头导杆10的直径的第一取值范围；根据十字头导杆10与导套20的受力情况，对在导套20处的导杆进行受力分析以确定十字头导杆10的直径的第二取值范围；结合第一取值范围和第二取值范围确定十字头导杆10的直径。
[0031]
采用本发明提供的十字头导杆10的直径的确定方法，便于对十字头导杆10的直径进行准确的计算，以便于使得十字头导杆10的直径满足刚度要求，从而使得十字头导杆10不会在合模过程中发生严重变形，避免了与十字头导杆10配合的导套20发生加速磨损失效，也避免了调模板40翘起的情况。本实施例中的十字头导杆10的确定方法能够为确定十字头导杆10的直径提供设计依据，实现导套20有合理的工作寿命，消除调模板40因十字头导杆10 变形导致的翘起故障现象。因此，通过本实施例提供的方法，能够解决现有技术中易出现十字头导杆10的刚度不足的技术问题。
[0032]
在本实施例中，根据简支梁受力模型在满足刚度要求下确定十字头导杆10的直径的第一取值范围的方法包括：根据简支梁受力模型确定十字头导杆10的最大受力以及最大受力的受力位置，当十字头导杆10在最大受力的受力位置处受到最大受力时，控制十字头导杆10在导套20处的转角在预设转角范围内。采用这样的方法，能够便于使得十字头导杆10能够更好地满足刚度要求，便于减小十字头导杆10对导套20的磨损，提高导套20的工作寿命。
[0033]
具体地，控制十字头导杆10在导套20处的转角在预设转角范围内的方法包括：控制十字头导杆10在导套20处的转角[θ]的范围为：[θ]≤0.0015。采用这样的方法，能够便于使得十字头导杆10在导套20处的在允许转角内转动，以便于更好地减小十字头导杆10对导套 20的磨损，提高导套20的工作寿命。
[0034]
在本实施例中，控制十字头导杆10在导套20处的转角[θ]的范围后，十字头导杆10的直径的确定方法还包括：根据最大受力、最大受力对应的受力位置以及十字头导杆10在导套 20处的转角[θ]的范围，计算十字头导杆10的直径d的取值范围为：
[0035][0036]
其中，[θ]的单位为rad；e为十字头导杆10的弹性模量，单位为pa；f为十字头导杆10 在对称面内收到的垂直于十字头导杆10的轴线的力，单位为n；l为十字头导杆10在抱手内侧至调模板40的底板之间的长度，单位为mm；d为导杆直径，单位为mm。
[0037]
采用这样的确定方法，根据上述公式能够便于准确得到十字头导杆10的直径范围，以便于选取合适的十字头导杆10的直径，从而为十字头导杆10的直径选型提供了精准
的设计依据。
[0038]
具体地，对导套20处的导杆进行受力分析以确定十字头导杆10的直径的第二取值范围的方法包括：依据不自锁条件确定十字头导杆10的直径的第二取值范围。采用这样的方法，能够保证十字头导杆10在导套20处不会发生自锁。
[0039]
在本实施例中，依据不自锁条件确定十字头导杆10的直径的第二取值范围的方法包括：依据十字头导杆10与导套20的两个接触点处的力矩之和为零以及不自锁条件计算得到十字头导杆10的直径d的第二取值范围为：
[0040][0041]
其中，μ为导套20与导杆的摩擦系数，l1为相邻两个所述十字头导杆10之间的距离；k 为所述导套20的长度与所述十字头导杆10直径的比值。
[0042]
采用这样的方法，通过第一取值范围和第二取值范围的结合，能够便于确定十字头导杆 10的直径取值。
[0043]
在本实施例中，结合第一取值范围和第二取值范围的方法包括：当第一取值范围和第二取值范围具有交集时，在第一取值范围和第二取值范围的交集范围内选定十字头导杆10的直径；当第一取值范围和第二取值范围不具有交集时，在第一取值范围内选定十字头导杆10的直径。采用这样的方法，主要是为了优先保证十字头导杆10满足刚度要求。
[0044]
具体地，在第一取值范围和第二取值范围的交集范围内选定十字头导杆10的直径的方法包括：根据导套20的标准值选定十字头导杆10的直径。采用这样的方法，能够避免十字头导杆10与导套20无法配合良好的情况，提高了十字头导杆10与导套20的配合稳定性，以在保证了十字头导杆10的刚度的前提下满足结构配合。
[0045]
在本实施例中，当l＝397mm，最大受力f＝130.1n，此时b＝65.94mm，十字头导杆10的弹性模量e＝206000mpa，十字头导杆10的直径的确定方法包括：根据公式计算得到d的取值范围为：d≥42.22mm，结合标准的导套20的直径，选取十字头导杆10的直径d＝45mm。采用这样的计算方法，既能够保证十字头导杆10的刚度满足要求，又能够保证十字头导杆10 能够与标准的导套20的尺寸进行配合。另外，在满足十字头导杆10的刚度的要求下，可以适应性地选择小尺寸的十字头导杆10的直径，以便于更好地节约材料。
[0046]
具体地，本实施例中将十字头导杆10的受力支撑形式简化为简支梁模型，以十字头导杆 10在对称面内受垂直于其轴线的力为其变形的原因，以十字头导杆10在最大合模力建立的过程中受最大作用力时，导套20处的十字头导杆10的允许转角[θ]≤0.0015来确定十字头导杆 10的直径。
[0047]
具体地，当第一取值范围和第二取值范围不具有交集时，在第一取值范围内选定十字头导杆10的直径的方法包括：获取导套20的长度l2，使选定的十字头导杆10的直径d在范围： d≤l2≤1.5d。
[0048]
在本实施例中，使选定的十字头导杆10的直径d在范围：d≤l2≤1.5d之后，十字头导杆10的直径的确定方法还包括：根据导套20的标准值选定十字头导杆10的直径。
[0049]
如图5和图6所示，恶劣情况下，p’合力作用线与p作用线不在同一直线上，十字头有发生偏转的趋势，且因为制造的不一致性导致在发生偏转时，一边导套20与导杆接触，另一边导套20与导杆不接触。忽略间隙的影响及力作用点偏心的影响，那么，受力可简化图2，
导套20与导杆在a、b两点接触，产生正压力n1、n2和摩擦力f1、f2。令l2＝k*d，k》μ，μ为导套20与导杆的摩擦系数，根据所有力在竖直方向的投影和应为零的条件有
[0050]
n1＝n2
[0051]
根据所有力对a点取矩之和应为零的条件，有
[0052][0053]
不发生自锁，应有：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0054]
p
合
＞f1+f2＝2*μ*n1[0055]
把(2)式代入(3)式得
[0056][0057]
根据所有力对b点取矩之和应为零的条件，有
[0058][0059]
把(5)式代入(3)式得
[0060][0061]
比较(4)式与(6)式，可知满足(4)式的一定满足(6)式，因此，取
[0062][0063]
《滑动轴承设计手册》(r.j威尔逊)p66-p68介绍，对干摩擦轴承，推荐l2/d＝1，最大 l2/d＝1.5，因此，取
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0064]
1≤k《≤1.5
[0065]
那么
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0066]
d《≤l2《≤1.5d
[0067]
联合式(7)、(8)得
[0068][0069]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：为十字头导杆 10的直径提高了设计方法，确保了十字头导杆10的刚度满足要求，减小了十字头导杆10对导套20的磨损，避免调模板40翘起。
[0070]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0071]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明
书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0072]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0073]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0074]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0075]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。