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Fusion360设计斜向支撑角度支架结构

项目分类:通用五金配件 发布时间:2021-12-04 ID:435187
  • Fusion360设计斜向支撑角度支架结构

  这类角度支架在工业设备的斜向支撑场景中应用十分广泛,常见于自动化生产线的工位辅架、检测设备的传感器安装支座、小型工装夹具的角度定位结构中,核心作用是在两个呈特定夹角的安装面之间传递载荷、固定相对位置,避免连接部位因受交变载荷出现松动或形变。从结构细节来看,该支架底部设置了带两个安装孔的方形基座,安装孔为沉孔设计,可适配内六角圆柱头螺钉,安装时螺钉头部完全沉入沉孔内,不会突出基座底面,保证基座与安装基面完全贴合,不会出现安装间隙导致的支撑不稳。基座向上延伸出带锥形加强肋的斜向支撑臂,锥形肋的厚度从基座位置向支撑臂中部逐渐收窄,这种变截面设计既保证了支撑臂在受垂直于斜向载荷时的抗弯强度,又尽可能减少了不必要的材料冗余,降低整体构件重量。

  支撑臂上部设置了带卡槽的挂钩式连接结构,卡槽的接触面做了贴合匹配面的精加工处理,可与对应连接件的凸台完全嵌合,安装时无需额外调整对位,卡入后即可限制三个方向的平动自由度,配合侧面的紧固螺钉孔锁止后,可完全固定连接位置,不会出现相对窜动。支架侧部延伸出的筒状轴套结构,内孔为光滑通孔设计,可作为铰接支点穿装销轴,实现支架与活动构件的转动连接,轴套外圆与支撑臂之间同样设置了横向加强筋,避免轴套受径向载荷时与支撑臂的连接部位出现应力集中断裂。从安装边界来看,底部基座的安装孔中心距与常规工业铝型材的槽距完全匹配,可直接安装在30系列、40系列铝型材搭建的设备框架上,无需额外加工转接板;上部挂钩结构的卡槽宽度适配常用的15mm、

  20mm规格的型材连接杆,侧部轴套的内孔直径为12mm,可适配同直径的标准销轴,安装时不需要定制非标准紧固件,大幅降低现场装配的配件成本。设计过程中针对斜向支撑的受力特点做了针对性优化,斜支撑臂的走向完全贴合主载荷的传力路径,将上部挂钩、侧部轴套承受的载荷直接传导至底部基座的安装面,没有多余的弯折结构造成传力路径中断,锥形肋的设置方向与主弯曲应力的方向一致,可有效分散应力集中点,避免长期受载后出现疲劳裂纹。匹配面的加工精度控制在IT7级,既保证连接时的贴合度,又不会因精度要求过高提升不必要的加工成本,沉孔的深度设计兼顾了螺钉的锁紧行程与基座的结构强度,不会因沉孔过深导致基座底面厚度不足,受载时出现基座变形。

  这类支架在实际使用中可替代传统的焊接式斜支撑,不需要现场焊接作业,通过螺钉即可完成装配,拆装调整十分方便,当设备需要调整工位角度时,仅需松开紧固螺钉更换对应角度的支架即可,不需要对整体框架做切割改动,在小批量定制化设备的搭建中能大幅缩短装配周期,降低改造成本。针对不同的载荷场景,该结构可通过调整加强肋的厚度、安装孔的数量来适配不同的承重需求,当用于重载场景时可适当增加锥形肋的厚度、将底部安装孔从2个增加到4个,当用于轻载的传感器安装场景时可适当减薄支撑臂壁厚,进一步降低构件重量。

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