【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到横梁铸造，具体涉及到一种横梁导轨铸件挠度分析模型及反变形量设置方法。
技术介绍
1、长度超过10米的立车横梁，由于长度较大，两端头结构较单薄，铸造过程中因其导轨面较厚大，铸件冷却速度不一致导致铸件弯曲变形，且变形量往往超过加工量，导致导轨面无加工。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种横梁导轨铸件挠度分析模型及反变形量设置方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种横梁导轨铸件挠度分析模型，将横梁的导轨简化为长直线，导轨的弯曲量简化为不同的圆弧段，并以此构建圆周的数学模型进行扰度分析和计算，根据扰度分析和计算结果设置横梁导轨铸件的反变形量，最终铸件冷却时产生的变形量与所述反变形量相抵消；
4、设横梁的导轨总长为l，最大弯曲度：即导轨中心点距离所述圆弧的最低点的垂直高度值为h，所述圆弧的半径值为r，l、h、r均为正值；
5、首先，在所述长直线上选取原点坐标点，即所述长直线的中心点，建立l、h和r之间的几何模型，得到弯曲度圆弧方程；
6、其次，连接所述长直线的端点与圆弧的最低点形成折线，并构建折线方程；
7、第三，在距离所述原点坐标点和所述长直线的端点之间设置任意竖向直线，所述竖向直线与所述圆弧和所述折线的交点坐标分别为(x0，y1)和(x0，y2)，根据所述弯曲度圆弧方程和所述折线方程分别求出y1和y2，由此可知，两个交点坐标在所述竖向直线处的
8、本横梁导轨铸件挠度分析模型能够简单、明了的分析横梁弯曲变形的情况，通过简易的数学模型找到设置反变形量的较佳位置和可控制的量，并采用分段反变形量抵消横梁铸件冷却过程中自然弯曲的变形量，使得横梁铸件毛坯的弯曲量较小，不影响导轨面的机械加工。而且将本分析模型与实际弯势设置相结合，通过数据统计和分析，逐步完善和校正弯势。
9、通过对横梁弯曲变形的数学模型的建立，并预设最大的弯曲度，通过横梁尺寸的设定，构件弯曲度圆弧方程，并在其基础上延伸出折线方程，通过折线方程和弯曲度圆弧方程的差值比较分析，以便正确选取打折线的点位，为反变形量的布置提供可靠参考。
10、进一步的，根据几何关系，l、h、r满足：r2＝(l/2)2+(r-h)2，求得r＝l2/8h+h/2；
11、将横梁的导轨置于x轴，中点置于原点，最大弯曲度h位于y轴负方向，则得到所述弯曲度圆弧方程：x2+(y-r+h)2＝r2，其中≤0，-l/2≤x≤l/2；
12、以及所述折线方程：y＝2h|x|/l-h，其中y≤0，-l/2≤x≤l/2。
13、进一步的，y1和y2的值分别为：y2＝2hx0/l-h；
14、比较可知y1<y2，则有
15、即
16、在实际情况下，l>>h，根据r＝l2/8h+h/2可知r>>l，由此将差值δ的方程简化为：
17、
18、进一步的，通过选定多个交点坐标值，在该交点坐标值处分别设置反变形量，根据实际反变形量放样结果拟合差值函数，与差值δ原函数进行比较，判断偏差大小。
19、进一步的，对于小型横梁，即横梁的长度在10m以内，h的值为5～20mm；对于大型横梁，即横梁的长度在10m以上，h的值不超过40mm。
20、进一步的，所述横梁为铸铁件毛坯。
21、进一步的，一种基于上述横梁导轨铸件挠度分析模型的反变形量设置方法，包括如下步骤，对于长度超过10m的横梁，采用“多点分段”法设置反变形量，在横梁模型制作和型腔制作过程中设置所述反变形量；所述反变形量设置的五个点位如下：先在长为l的横梁两端拉线，使l/2处的弯曲度为h，再在l/2处分别与两端拉线，使l/4处和3l/4处的弯曲度均为h/4，然后将四段线分别拉平，所述反变形量为两端点、l/2处、l/4处和3l/4处的反变形量。
22、通过采用““多点分段”法”放置大型横梁铸件的预变形量，可有效降低大型横梁件弯曲变形过量的缺陷，提高了铸件质量，满足铸件加工要求。
23、而且该方法操作简单，易于上手，对于经验不丰富的工人来说也能够实施；通过对上述方法的操作标准化处理，能够形成实用的标准化操作，显著提升操作技能，可以在10米以上立车横梁铸件生产中推广““多点分段”法”，提升铸件重量，降低大型铸件生产难度。
24、通过研究大型立车横梁弯曲变形情况，在制模时采用“多点分段”法合理放置反变形量(预变形量)，抵消铸件弯曲变形量，以使其满足加工量要求。也就是说所述反变形量的布置是在横梁模型制作时，在会出现弯曲变形的位置设置反向的变形量，这样的铸件模型在下模后，形成的铸件型腔尺寸是不同于正常铸件型腔的，比如说原本要求平直的面，此时会有微小的反向变形，待铁水浇注成型后，高温铸件毛坯也具备这种微小的反向变形，当高温铸件冷却时，冷却会产生正向的变形量，两者相互抵消，使得最终获取的铸件毛坯的变形量极小，这对于长型较长的铸件来说是非常理想的操作方式。
25、在横梁模型制作时不会根据弯曲度制作带有弧形的木模，这样会明细增加模型制作的难度，因为弧度不易控制，特别是较长尺寸的弧度；采用本方法后，模型设置的反变形量是折线，也就是“多点分段”连接形成的多段折线，在宏观上形成一种弯曲形势，当然这是方变形量方向而设置的，利用这种反变形量能够极大的抵消后续铸件出现的弯曲变形。
26、由于铸件的变形量和位置可能不同，因此在放置反变形量的前期进行构件挠度分析模型就非常必要，通过模型的分析和比对，能够以最简单的方式设置合理数量和尺寸的反变形量。
27、进一步的，对于长度超过10m的横梁，所述反变形量为6～40mm，比如17～19mm，每米的反变形量(预弯曲量)在1.7～1.9mm。
28、进一步的，跟踪横梁铸件反变形量数据及横梁铸件变形数据，并在后续生产过程中逐步校正横梁铸件反变形量，校正后的立车横梁铸件弯曲变形量需小于12mm，这个不到12mm变形量已经能够满足10m长横梁导轨面加工的要求，实际中通过多次的完善，其变形量能够控制在几个毫米内。优选的，校正后的立车横梁铸件弯曲变形量为：-10～10mm。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本横梁导轨铸件挠度分析模型能够简单、明了的分析横梁弯曲变形的情况，通过简易的数学模型找到设置反变形量的较佳位置和可控制的量，并采用分段反变形量抵消横梁铸件冷却过程中自然弯曲的变形量，使得横梁铸件毛坯的弯曲量较小，不影响导轨面的机械加工。而且将本分析模型与实际反变形量设置相结合，通过数据统计和分析，逐步完善和校正反变形量；2、在制作模型时采用““多点分段”法”设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，将横梁的导轨简化为长直线，导轨的弯曲量简化为不同的圆弧段，并以此构建圆周的数学模型进行扰度分析和计算，根据扰度分析和计算结果设置横梁导轨铸件的反变形量，铸件最终冷却时产生的变形量与所述反变形量相抵消；
2.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，根据几何关系，L、H、R满足：R2＝(L/2)2+(R-H)2，求得R＝L2/8H+H/2；
3.根据权利要求2所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，y1和y2的值分别为：y2＝2Hx0/L-H；
4.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，通过选定多个交点坐标值，在该交点坐标值处分别设置反变形量，根据实际反变形量放样结果拟合差值函数，与差值Δ原函数进行比较，判断偏差大小。
5.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，对于小型横梁，即横梁的长度在10m以内，H的值为5～20mm；对于大型横梁，即横梁的长度在10m以上，H的值不超过40mm。
6.根据权利要求1所述的横梁导轨铸
7.一种基于权利要求1～6任一项所述的横梁导轨铸件挠度分析模型的反变形量设置方法，其特征在于，对于长度小于6米横梁，采用两段三点法设置反变形量；对于长度在6～12米的横梁，采用三段四点法；对于长度超过12m的横梁，采用四段五点法设置反变形量，在横梁模型制作和型腔制作过程中设置所述反变形量；所述反变形量设置的五个点位如下：先在长为L的横梁两端拉线，使L/2处的弯曲度为H，再在L/2处分别与两端拉线，使L/4处和3L/4处的弯曲度均为H/4，然后将四段线分别拉平，所述反变形量为两端点、L/2处、L/4处和3L/4处的反变形量。
8.根据权利要求7所述的横梁导轨铸件挠度分析模型的反变形量设置方法，其特征在于，对于长度超过10m的横梁，所述反变形量为6～40mm。
9.根据权利要求7所述的横梁导轨铸件挠度分析模型的反变形量设置方法，其特征在于，跟踪横梁铸件反变形量数据及横梁铸件变形数据，并在后续生产过程中逐步校正横梁铸件反变形量，校正后的立车横梁铸件弯曲变形量需小于12mm。
...【技术特征摘要】
1.一种横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，将横梁的导轨简化为长直线，导轨的弯曲量简化为不同的圆弧段，并以此构建圆周的数学模型进行扰度分析和计算，根据扰度分析和计算结果设置横梁导轨铸件的反变形量，铸件最终冷却时产生的变形量与所述反变形量相抵消；
2.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，根据几何关系，l、h、r满足：r2＝(l/2)2+(r-h)2，求得r＝l2/8h+h/2；
3.根据权利要求2所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，y1和y2的值分别为：y2＝2hx0/l-h；
4.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，通过选定多个交点坐标值，在该交点坐标值处分别设置反变形量，根据实际反变形量放样结果拟合差值函数，与差值δ原函数进行比较，判断偏差大小。
5.根据权利要求1所述的横梁导轨铸件挠度分析模型，其特征在于，对于小型横梁，即横梁的长度在10m以内，h的值为5～20mm；对于大型横梁，即横梁的长度在10m以上，h的值不超过40mm。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗明，王世良，张轲，潘密，何程，麻于科，金万国，陈春生，蔡波，梁红成，
申请(专利权)人：武汉武重铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：
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