在各类机架组装、非标设备搭建以及钣金结构件拼接的场景里,这类折弯成型的加强支撑构件是解决局部刚度不足问题的常用零件,很多刚入行的结构设计人员容易忽略这类小零件的作用,往往在设备试运行出现结构震颤、连接位变形后才回头补装加强结构,反而增加了现场整改的成本。从实际使用场景来看,这类加强件多用于两根呈垂直布置的型材、钣金折边或者设备安装板的连接转角处,比如输送线侧边护板与机架方管的连接位、小型设备外壳内部的安装板与侧板的拼接处、工装夹具的立板与底板的转角位置,这些位置在设备运行过程中会持续承受交变载荷,或者受到物料冲击、设备启停带来的惯性力,单纯依靠螺栓连接或者焊接的角接位,长期受力容易出现焊缝开裂、螺栓松动、板材变形的问题,
加装这类加强筋之后,能把转角位置的悬臂受力状态转化为三角稳定支撑结构,大幅提升连接位的抗扭、抗弯性能。从设计思路上看,这个构件采用一体化钣金折弯工艺制作,没有额外的焊接拼接工序,避免了焊接带来的热变形问题,零件上预留的镂空位一方面是为了减少零件自身重量,降低整体结构的负载,另一方面也可以作为走线孔或者辅助安装位,方便相邻位置的线缆穿过或者小型传感器的固定,折弯边的圆角处理是按照常规钣金折弯的最小内R取值,适配常规折弯模具的加工要求,不需要定制特殊刀具,能有效控制加工成本。在安装边界的考量上,这类加强筋的两个贴合面分别对应两个被连接件的安装平面,设计时需要提前核算两个安装面的尺寸,保证贴合面完全覆盖被连接件的受力区域,
避免出现支撑面悬空导致的应力集中问题,安装孔的位置要避开被连接件本身的焊缝、内部走线槽或者其他已有的安装位,同时要预留足够的扳手操作空间,方便现场安装时拧紧固定螺栓。很多设计人员在做这类零件的时候,容易把加强筋的厚度选得过厚,反而增加不必要的成本,实际上这类支撑件的厚度只需要比被连接的钣金件厚1到2个板厚等级即可,依靠三角支撑的结构特性就能满足刚度要求,过厚的板材不仅增加材料成本,还会加大折弯加工的难度,容易出现折弯角度偏差导致安装时贴合不严的问题。另外在实际选型使用时,还要注意安装位置的空间余量,避免加强筋突出结构表面影响其他运动部件的运行轨迹,比如在有移动滑台、传动皮带经过的转角位置,要提前做干涉检查,确认加强筋的安装位置不会和运动部件产生刮碰,对于有外观要求的设备外板位置,这类加强筋通常安装在结构内侧,保证外表面的平整美观,同时在贴合面之间可以加装薄橡胶垫,减少设备运行时的共振传导,降低结构噪音。
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