專利名稱：嵌入式預應力機架裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種預應力機架的設計方法，特別是嵌入式預應力機架裝置。
背景技術：
在棒材矯直領域框式矯直機大多采用預應力機架用以提高機架整體的剛度及穩(wěn)定性，使機架處于短應力線受力狀態(tài)，有效的降低機架的變形量。但傳統(tǒng)的預應力機架是以立柱為基準來定位上下機架的，框式矯直機一般開口度較大，并且由于整體結構的限制，立柱無法滿足機架整體剛度和穩(wěn)定性的需要。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提出一種嵌入式預應力機架裝置，以便提高機架的整體剛度及機架的穩(wěn)定性。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，設計嵌入式預應力機架裝置，其特征是它的上機架2和下機架5之間連接有立柱3，立柱3外套有應力套4，應力套4兩端分別嵌入上機架2和下機架5。
所述的立柱3與上機架2和下機架5之間有間隙。
所述的連接立柱3的頂端有螺紋，頂端螺紋處嚙合有螺母1，螺母1與上機架2之間有間隙。
本實用新型的特點是與傳統(tǒng)的預應力機架的設計方法不同之處在于，傳統(tǒng)設計方法是考慮以立柱為定位基準的，因此在設計過程中主要考慮以立柱來承受矯直力，并且由于整體結構的限制，立柱無法滿足機架整體剛度的需要。本設計方法提出以應力套為機架定位基準，改變了原有的以立柱為定位基準的傳統(tǒng)方式，使立柱只起到連接緊固的作用，具有更好的使用效果。由于應力套的剛度系數高，以應力套為上下機架的定位基準將極大的提高機架的整體剛度及機架的穩(wěn)定性。
圖1是預應力及應變圖；圖2是嵌入式預應力機架結構示意圖。
圖中1、連接螺母；2、上機架3、連接立柱；4、應力套；5、下機架。
具體實施方式
嵌入式預應力機架結構如圖2所示，嵌入式預應力機架由連接螺母1、上機架2、連接立柱3、應力套4、下機架5組成。用連接立柱3連接上機架2及下機架5，連接立柱3外套有應力套4，應力套4兩端分別嵌入上機架2及下機架5一定的長度用以定位上機架2及下機架5，這樣機架的整體剛度是取決于應力套4，連接立柱3與上機架2和下機架5之間留有一定的間隙。在立柱的頂端留有一段螺紋用以施加預應力。在施加預緊力時，預緊用液壓螺母通過立柱頂端的螺紋拉伸連接立柱3，同時通過下壓上機架2而壓縮應力套4，使連接螺母1與上機架2之間產生一定的間隙，進而鎖緊連接螺母1，使應力套4于連接立柱3之間產生大于矯直力的殘余應力即預緊力。
下面通過對圖1的說明來清楚本實用新型的目的，如圖1所示，在預應力P0的作用下，立柱和應力套分別產生拉伸變形ΔL1和壓縮變形ΔL2。在矯直力P的作用下，立柱和應力套的受力得到了再分配，立柱所受的拉力增加ΔP1，應力套所受的壓力減小ΔP2。則ΔP1+ΔP2＝P即立柱和應力套受力之后，兩者力的變化之和等于矯直力P。立柱的伸長量等于應力套的壓縮量ΔL。立柱受力為P1，受力后總變形量ΔL11＝ΔL1+ΔL。應力套受力為P2，受力后總變形量ΔL22＝ΔL2-ΔL。
K1，K2分別表示立柱及應力套的剛度系數，則K1＝ΔP1/ΔLK2＝ΔP2/ΔL由以上可得ΔP1/ΔP2＝K1/K2在矯直力的作用下，立柱和應力套所受力的變化量與它們的剛度系數成正比，剛度系數大的部分承受矯直力的分量大，剛度系數小的部分承受矯直力的分量小。因此在設計預應力機架的過程中合理的分配立柱和應力套的剛度系數是設計合理的關鍵。在有限的結構空間范圍內，選取合理的立柱和應力套的剛度系數，使應力套承受大部分的矯直力，有效的改善立柱的受力狀況。
由以上可得ΔL＝P/(K1+K2)此式的成立是以應力套的受力始終大于零為前提條件的，否則在矯直力的作用下，機架的剛度就降為立柱的剛度，剛度將急劇下降，以至出現(xiàn)矯直過程中機架離縫的現(xiàn)象。
在設計過程中一般設定預緊力為矯直力的1.25～1.5倍，在選取立柱與應力套的剛度系數的時候，首先滿足立柱的拉應力的安全范圍，并滿足ΔL2-ΔL＞0的條件下，盡量增大應力套的剛度系數，使應力套承受大部分的矯直力，降低立柱所承受的矯直力，有效的改善立柱的受力狀況。
權利要求1.嵌入式預應力機架裝置，其特征是它的上機架(2)和下機架(5)之間連接有立柱(3)，立柱(3)外套有應力套(4)，應力套(4)兩端分別嵌入上機架(2)和下機架(5)。
2.根據權利要求1所述的嵌入式預應力機架裝置，其特征是所述的立柱(3)與上機架(2)和下機架(5)之間有間隙。
3.根據權利要求1所述的嵌入式預應力機架裝置，其特征是所述的連接立柱(3)的頂端有螺紋，頂端螺紋處嚙合有螺母(1)，螺母(1)與上機架(2)之間有間隙。
專利摘要本實用新型涉及一種預應力機架的設計方法，特別是嵌入式預應力機架裝置，其特征是它的上機架(2)和下機架(5)之間連接有立柱(3)，立柱(3)外套有應力套(4)，應力套(4)兩端分別嵌入上機架(2)和下機架(5)。所述的立柱(3)與上機架(2)和下機架(5)之間有間隙。這種嵌入式預應力機架裝置，以便提高機架的整體剛度及機架的穩(wěn)定性。
文檔編號B21D3/00GK2778425SQ200520078499
公開日2006年5月10日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權日2005年3月18日
發(fā)明者趙西韓, 趙永平, 曲洪德, 馬強 申請人:西安重型機械研究所