3.3.4 方案一与方案二比较
铸件的特点是容易获得其他方法不易获得的形状复杂的工件;铸件成本低;可以采用特殊工艺获得精密铸件,其表面不经加工即有理想的光洁度;铸件成形简单,比锻造价格便宜;但铸件内容易出现缺陷及非致密区,在强腐蚀及高压场合国内的技术一般不能保证锻件的质量.锻件是使用锻打设备对棒料进行锻打成型,一般无法锻打出比较复杂的工件,需要较大的加工量。因此,铸件比锻件更适合。
3.3.5 方案二与方案三比较
焊接件主要用于单件小批量生产,其优点是制造简单,生产周期短、节省材料。而锻件无法做到这点,锻件打造箱体时需要较大的工作量,效率低、成本高。故焊接件比锻件更适合加工破碎机箱体。
3.3.6 方案一与方案三比较
(1) 刚性
焊接件所用材料为碳钢,其弹性模量和力学性能大大优于铸件所用的铸铁材料,大家知道,弹性模量E=σ/ε,现在我们假定应力σ相同,那么E大,则材料产生的应变ε就小。也就是说在受力相同的情况下,我们可以把横樑的横截面做得更小一些,由于横樑的跨度较大,所以减小截面所减轻的重量是相当可观的,重量减轻了,横樑的下垂量也就减小了,所以说,使用焊接件在保证机床刚性的同时,也保证了机床的静态几何精度。
(2) 避免共振
由于焊接件所用材料E值较大,因此,在同样的载荷作用下,焊接件的静刚度比较大。在受迫振动时,提高物体的静刚度可以降低物体的振幅,还可以提高物体的固有频率,从而减少或避免共振的发生。对自激振动,提高静刚度可以提高自激振动稳定性的极限。
由于碳钢材料的弹性模量和力学性能大于铸铁材料,所以在刚度相同的前提下,焊接件重量可以比铸件轻许多(相同刚度的焊接件的重量仅为铸件重量的60%),众所周知,物体的固有频率的公式为ω= ,(ω——固有频率,K——刚度,M——质量),所以,减轻重量即减小质量M,使固有频率ω得以提高,共振发生的概率降低或避免,设计合理的焊接件的固有频率可以比铸件高50%。
(3) 吸振性
传统的观点认为:铸铁件的吸振性能优于焊接件,其实不然。
如果是形状简单的尺寸相同的两种不同材料的单体——譬如一段圆柱体的铸铁件和碳钢件,那么毫无疑问,铸铁件吸振性能大大优于碳钢件,因为铸铁的内阻尼比碳钢平均高出3.2倍。但是,破碎机箱体不是简单的一块碳钢件,而是结构件,其内阻尼主要来自于结构件结合面(焊接面)间的摩擦,而不是材料的内阻尼,材料本身的内阻尼在此是微乎其微的,构件结合面之间的摩擦阻尼占全部内阻尼的90%,所以,在一般情况下,焊接件的吸振性能与铸铁件相差无几,而象欧美和日本等先进国家,通过FEM有限元分析法,科学计算,合理布局,这样的结构件吸振阻尼甚至高出铸铁件许多,当然,其吸振性能也就优于铸铁件。
综上所述,焊接件更优于铸件。
图3.3.5 铸件与焊接件材料力学性能的比较
3.4方案确定
方案三——焊接件更适合用于本设计箱体材料的选择。
4 进度安排
2.24---3.7 : 调查研究,阅读文献,毕业设计实习,收集资料,拟定技
术路线,整理资料, 完成开题报告,完成外文资料的翻
译等;
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