精密仪器基座的特点和结构设计
仪器网 · 2012-07-14 23:38 · 50545 次点击
1、精密仪器基座的特点
在精密仪器中,基座不仅起支承和连接仪器各部分的作用,而且应保持各被连接零部件之间的相对位置长期稳定不变,以保证仪器的持久工作精度。因此,精密仪器基座结构的主要特点是:
1)尺寸较大,是整个仪器的基础支承件;
2)结构比较复杂,通常采用铸铁毛坯制作;
3)需加工面较多,且对这些加工面的尺寸精度、形位公差都有较高的要求。
根据上述特点,在设计精密仪器基座时,必须考虑基座的刚性、稳定性、结构工艺性和精度等方面的问题。
2、基座的结构设计
(1)基座的外形结构
基座的外形应根据仪器的总体设计和布局,并根据刚性、稳定性的要求,以及对仪器艺术造型设计的考虑等来确定。基座的常见外形有马蹄形、矩形、T形、船形和圆形等,外形结构的具体设计可参考有关方面的专著。
(2)基座截面形状的选择和加强筋的布置
精密仪器的基座在工作中,主要受到自身及其他部件重量的作用而产生压缩、弯曲及扭曲变形。由材料力学可知,构件受压时的变形量与截面积的大小有关,受弯、扭时的变形量与截面积的形状有关。因此增加截面积可提高抗压能力;增大截面抗弯和抗扭惯性矩则可提高抗弯、抗扭能力。所以基座截面形状大多采用封闭的空心矩形。
为了提高基座刚性,除应合理选择基座截面形状外,还可采用加强筋。常用加强筋形状有“+”形、"x”形和“*”形。图15.12中,(a)、(b)所示为小型仪器基座加强筋的形状;(c),(d),(e)所示为较大仪器基座的加强筋布置方式。
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3.基座铸件壁厚的确定
由于灰口铸铁抗压性好并具有良好的吸振性能,因此多用其作精密仪器的基座。
选取基座壁厚时,应根据对基座的强度和刚度要求,以及基座的外形和轮廓尺寸等诸因素作综合考虑的基础上确定。
1)普通铸铁的壁厚,可根据尺寸系数N按表15.1确定。[attach]49890[/attach]
式中L为铸件长度,m;B为铸件宽度,m;H为铸件高度,m。
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表15.1中给出的是铸件最薄部分的壁厚,所有凸台、导轨、连接面、支承面及其他特殊用途的部分,应根据结构的需要适当加厚。
2)铜合金和铝合金铸件的壁厚,应根据式(15-1)给出的尺寸系数计算公式的计算值,由表15.2中选取。
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