機(jī)車減震彈簧拆裝用10噸四立柱壓力機(jī)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本論文主要說明機(jī)車減震彈簧拆裝用 10噸四立柱壓力機(jī)設(shè)計(jì)的基本過程及工作過程。鐵路機(jī)車的減振彈簧是鐵路機(jī)車安全正常運(yùn)行的重要部件之一，工況差長(zhǎng)期處于交變應(yīng)力的作用下，故必須對(duì)它進(jìn)行定期的檢測(cè)。故設(shè)計(jì) 10T 四立柱壓力機(jī)對(duì)減振彈簧進(jìn)行拆裝，本壓力機(jī)主要由上板組件、底板組件、立柱、液壓系統(tǒng)、小車組件及一些特殊部件，根據(jù)工作所需而設(shè)計(jì)的。 論文主要內(nèi)容包括四大部分： 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 （ 1）壓力機(jī)總體方案分析 通過了解加工部件的形狀特點(diǎn)及其各個(gè)參數(shù)，設(shè)計(jì)幾個(gè)可行性方案并最終 確定壓力機(jī)的總體方案。 （ 2）壓力機(jī)的總體設(shè)計(jì) 確定壓力機(jī)各部件之間的相互關(guān)系，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的零部件，繪制機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖及工作示意圖。 （ 3）壓力機(jī)各部件設(shè)計(jì) 主要是對(duì)底板組件、上板組件、小車組件、立柱等各部件的尺寸設(shè)計(jì)及其裝配設(shè)計(jì)。 （ 4）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)提供的 10而設(shè)計(jì)整個(gè)液壓系統(tǒng)。 關(guān)鍵字 ： 壓力機(jī) 缸徑 組件 設(shè)計(jì) 過程 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 to to to 0 of to of is is to is a of be in to to in to of to on a to a 10 Ts to to on to to to (1)、 be a it a to of (2)、 of of of of in of of (3)、 of is to of of (4)、 of to to a of to an to 0 to 要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 i 緒論 1 2 總體方案的設(shè)計(jì) 5 總體方案 5 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 6 況分析 6 載分析 6 動(dòng)分析 7 定液壓缸主要參數(shù) 8 定液壓缸 8 選系統(tǒng)的工作壓力 8 算液壓缸的工作面積和流量 9 制執(zhí)行元件工況圖 10 定液壓系統(tǒng)原理圖 11 壓回路 的選擇 11 擇系統(tǒng)類型 12 擇調(diào)速回路 12 擇液壓泵的類型 13 擇執(zhí)行元件 13 擇調(diào)壓方式 13 擇換向回路 13 制原理圖 13 算和選擇液壓元件 14 擇液壓泵 14 擇液壓控制閥 15 算泵的驅(qū)動(dòng)功率，選擇電機(jī) 16 助元件 17 軸器的選擇 18 壓介質(zhì)的選擇 19 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 20 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 力損失 20 熱計(jì)算 20 壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 壓裝置的結(jié)構(gòu)形式 20 壓泵的類型 20 4 機(jī)械系統(tǒng)總圖及其各個(gè)部件的設(shè)計(jì) 21 梁 設(shè) 計(jì) 22 梁 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 22 梁 強(qiáng)度 和 剛 度的 校 核 24 梁 的 固 定 30 柱 設(shè) 計(jì) 31 柱 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 31 柱 的 強(qiáng) 度 校 核 31 柱 的 裝 配 配 合 33 柱 的 預(yù) 緊 33 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) （ 小 車 ） 的 設(shè) 計(jì) 33 車 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 33 車關(guān)鍵部件強(qiáng)度校核 34 他零件設(shè)計(jì)圖及小車裝配要求 35 總結(jié) 38 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 1 緒論 壓機(jī)原理 液壓機(jī)是一種利用液體壓力能來傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。 液壓機(jī)是一種可用于加工金屬、塑料、木材、皮革、橡膠等各 種材料的壓力加工機(jī)械，能完成斷崖、沖壓、折邊、冷擠、校直、彎曲、成形、打包等多種工藝，具有壓力和速度可大范圍無級(jí)調(diào)整、可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力等優(yōu)點(diǎn)，因而用途十分廣泛。 液壓機(jī)根據(jù)帕斯卡原理制成，其工作原理如圖 1所示。兩個(gè)充滿工作液體的具有柱寒需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 或活塞的容腔由管道相連接，當(dāng)小柱塞 1上的作用力為 體的壓力為11 ， 的工作面積。根據(jù)帕斯卡原理：在密閉的容器中，液體壓力在各個(gè)方向上是相等的，則壓力 此，在大柱塞 2上特產(chǎn)生向上的作用力 使工件3變形，且 2211 式中： 大柱塞 2的工作面積。 圖 11 2 3液壓機(jī)的機(jī)構(gòu)形式很多，其中以四柱立式液壓機(jī)最為常見。液壓機(jī)一般由本體 (主機(jī) )及液壓系統(tǒng)兩部分組成。最常見的液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2 所示。它由上橫梁 1、下橫梁 3、四個(gè)立柱 2 和十六個(gè)內(nèi)外螺母組成一個(gè)封閉框架，框架承受全部工作裁荷。工作缸9 固定在上橫梁 1 上，工作缸內(nèi)接有工作柱塞 8，它與活動(dòng)橫粱 7 相連接?；?動(dòng)橫梁以四鞘立柱為導(dǎo)向，在上、下橫哭之間接復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活動(dòng)橫梁的下表面上，一般固定有上模 (上砧 )，而下模 (下砧 )則固定于下橫粱上的工作臺(tái)上。當(dāng)高壓液體進(jìn)人工作缸后，在工作柱塞上產(chǎn)生很大的壓力，并推動(dòng)柱塞、活動(dòng)橫梁及上模向下運(yùn)動(dòng)，使工件 5在上、下模之間產(chǎn)生塑性變形?；爻谈?4 固定在下橫梁上，其中有回程柱塞 6，它與活動(dòng)橫梁相連接?；爻虝r(shí)，工作缸通低壓，高壓液體進(jìn)入回程缸，推動(dòng)回程柱塞 6向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)攢粱回到原始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 11 上橫梁 2 立柱 3 下橫梁 4 回程缸 5 工件 6 回程柱塞 7活動(dòng)橫梁 8 工作柱塞 9 工作缸 壓機(jī)的特點(diǎn) 液壓機(jī)與其他鍛壓設(shè)備相比具有以下特點(diǎn)： (1)基于液壓傳動(dòng)的原理，執(zhí)行元件 (缸及柱塞或活塞 )結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)很大的工作壓力、較大的工作空間和較長(zhǎng)的工作行程，因此適應(yīng)性強(qiáng)，便于壓制大型工件或較長(zhǎng)較高的工件。 (2)在行程的任何位置均可產(chǎn)生壓力機(jī)額定的最大壓力?？梢栽谙罗D(zhuǎn)換點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間保壓，這對(duì)許多工藝來說，都足十分需要的。 (3)可以用簡(jiǎn)單的辦法 (各種閥 )在一個(gè)工作循環(huán)中調(diào)壓成限壓，不易超載，容易保護(hù)需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 各種 模具。 (4)沿塊的總行程可以在一定范圍內(nèi)任意地?zé)o級(jí)地改變，滑塊行程的下轉(zhuǎn)換點(diǎn)可以根據(jù)壓力或行程位置來控制或改變。 (5)沿塊速度可以在一定范圍內(nèi)在相當(dāng)大的程度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以適應(yīng)工藝過程時(shí)沿塊速度的不同要求。用泵直接傳動(dòng)時(shí)，滑塊速度的調(diào)節(jié)可以與壓力及行程無關(guān)。 (6)與鍛錘相比，工作平穩(wěn)，撞擊、振動(dòng)和噪聲較小，對(duì)工人健康、廠房基礎(chǔ)、周期環(huán)境及設(shè)備本身都有很大好處。 液壓機(jī)的缺點(diǎn)是： (1)用泵直接傳動(dòng)肘，安裝功率比相應(yīng)的機(jī)械壓力機(jī)大。 (2)由于工作缸內(nèi)升壓及降壓都需要一定時(shí)間，閥的換 向也需要一定時(shí)間，速度不夠高，因此在快速性方面不如機(jī)械壓力機(jī)。 (3)由于液體有可壓縮性，在快速卸載時(shí)，可能會(huì)引起壓機(jī)本體或液壓系統(tǒng)的振動(dòng)，因此不太適合于沖裁、剪切等工藝。 (4)工作液體有一定使用壽命，到一定時(shí)間應(yīng)更換 。 8 2 總體方案的設(shè)計(jì) 體方案 液壓機(jī)可以分解為兩大主要系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。具體可以分解為 5大組件： 1） 底板組件 2） 小車組件 3） 液壓系統(tǒng) 4） 立柱 5） 上板組件 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)分解圖如圖 2 壓 力 機(jī)機(jī) 械 系 統(tǒng) （ 本 機(jī) ） 液 壓 系 統(tǒng)上 板 組 件 底 板 組 件 小 車 組 件 立 柱圖 2 以上 5個(gè)部分共同組成了壓力機(jī)系統(tǒng)，共同協(xié)調(diào)完成所需的工藝。接下來的兩章將重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以上 5個(gè)部分的設(shè)計(jì)過程及其校核。 9 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)壓力機(jī)的重要性是不言而喻的。常見的液壓系統(tǒng)由以下部分組成： 液 壓 泵 液 壓 控 制 元 件 液 壓 執(zhí) 行 元 件 負(fù) 載圖 3為了實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)工件進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作需要對(duì)液壓系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 對(duì)以固定式機(jī)械來說，該壓力機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求是： a) 有較大的空間，可以存放油箱且不需要另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng) ； b) 要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)； c) 采用節(jié)流調(diào)速， d) 精度要求很低，只需控制行程即可。 e) 經(jīng)濟(jì)性好 為了滿足對(duì)彈簧強(qiáng)壓處理的要求，壓力機(jī)需要實(shí)現(xiàn)“快進(jìn) 減速升壓 保壓 快速回程 停止”的工作循環(huán)。系統(tǒng)要求低速，小功率驅(qū)動(dòng)。 保壓時(shí)壓力為 80退時(shí)取為 2 工作行程為 320 快進(jìn)快退速度約為 v1=0mm/s，工進(jìn)時(shí) mm/s 所以，該系統(tǒng)適合用開式系統(tǒng)?；赜凸?jié)流調(diào)速回路 況分析 載分析 經(jīng)過計(jì)算可得，將彈簧壓至并圈高度時(shí)，壓力機(jī)所受的力 F=80單的繪制其負(fù) 載圖如圖 3 10 快 進(jìn)減 速 及加 壓保 壓快 速回 程停 止tF/運(yùn)動(dòng)分析 由壓力機(jī)上的行程要求，得到液壓系統(tǒng)的行程在工作循環(huán)的變化圖如圖 3下為位移循環(huán)圖。通過位移循環(huán)圖，可以清楚地看到該液壓執(zhí)行元件的工作循環(huán)。 快 進(jìn)減 速 及加 壓保 壓快 速回 程停 止 11 定液壓缸主要參數(shù) 定液壓缸 表 3速比要求確定 d/D 2 d/D ： 無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度； 有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度； 簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)液壓缸選用單桿式。依據(jù)表 1，有桿腔與無桿腔的速比可取為 以活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 的關(guān)系為 。 選系統(tǒng)的工作壓力 工程機(jī)械的選型表如下： 表 3種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起 重運(yùn)輸機(jī) 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力 / 35 28 810 1018 2032 表 3系統(tǒng)類型 背壓力 /單系統(tǒng)或輕載節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng) 油路代調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 補(bǔ)油泵的閉式回路 油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì) 12 根據(jù)表 2 中提供的各類設(shè)備的常用工作壓力，選定該壓力機(jī)的工作壓力為 P=10此，液壓缸無桿腔的壓力可取為 0回油時(shí)，帶有調(diào)速閥，液壓缸上必須有一定得背壓 據(jù)表 3 中的情況，取 算液壓缸的工作面積和流量 1) 活塞直徑計(jì)算 一般情況下，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為： 2211F p AA p 亦可根據(jù)下面的公式計(jì)算： 2124 1FD 代入前面步驟中已知數(shù)值，可以求得 234 8 0 0 . 1 0 0 91 0 0 . 5 1 0 . 5 5 1 0 依據(jù)下表 4 選擇相應(yīng)的直徑。 表 3d(速比 缸徑 40 50 63 80 90 100 110 2 28 35 45 50 55 63 3 45 50 60 70 80 依據(jù)表 4，計(jì)算圓整后得到 D=100d=55此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為： 22 3210 . 1 7 . 8 5 1 044 2 2 2 2 322( ) ( 0 . 1 0 . 0 5 5 ) 5 . 4 8 1 044 2) 缸筒壁厚計(jì)算 按照下列公式計(jì)算： 13 2 對(duì)于 45 鋼，其屈服強(qiáng)度 =360計(jì)算得到 t=為 3據(jù)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)缸的外徑為 127工成型后的外徑為 124缸筒的壁厚應(yīng)選為 12 3) 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 4對(duì)于材料文調(diào)質(zhì) 45 鋼， b =600入上式驗(yàn)算得到 。所以符合要求。再與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，基本吻合 4) 流量校核 當(dāng)工作速度很低時(shí)，還須按最低速度要求驗(yàn)算液壓 缸的尺寸 v 式中： m/s) 代入其最小速度 mm/s，可得 10s。 制執(zhí)行元件工況圖 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)確定后，就應(yīng)繪制執(zhí)行元件的工況圖。工況圖是選擇液壓泵和電機(jī)功率的依據(jù)。利用工況圖可以驗(yàn)算各個(gè)工作階段所確定參數(shù)的合理性。根據(jù) D 和 以估算出液壓缸在各個(gè)工作階段的壓力、流量 和功率，以此繪制出工況圖 3 14 L / m P P / 4 8 1 0- 6 4 8 1 0- 5 4 8 1 0- 5 1 06P 5 1 06P 3 1 06P 3 1 06P 3 4 5 k 0 5 1 k . 5 k 量功 率圖 3定液壓系統(tǒng)原理圖 壓回路的選擇 鐵路機(jī)車的減振彈簧是鐵路機(jī)車安全正常運(yùn)行的重要部件之一，工況差長(zhǎng)期處于交變應(yīng)力的作用下，故必須對(duì)它進(jìn)行定期的檢測(cè)。 減振彈簧是由一組復(fù)合彈簧、上下彈簧座和螺栓預(yù)壓緊組成，有關(guān)資料顯示彈簧的預(yù)壓緊力為 8000右。 要對(duì)減振彈簧進(jìn)行檢測(cè)，必須先拆下上下彈簧座的連接螺桿，再將彈簧力緩慢施放，這樣就可將彈簧取出進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)后的彈簧裝上上下彈簧座后 ，緩慢壓縮至預(yù)緊位置后裝上螺桿便可交付使用。 我現(xiàn)在的工作就是設(shè)計(jì)一種裝置安全可靠并且操作方便、實(shí)用地將組合減振彈簧取出和裝上。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體思路為 要滿足克服 8000的要求，也就是說液壓系統(tǒng)的壓力使油缸產(chǎn)生的推力 P 大于8000們?yōu)榱肆粲幸欢ǖ挠嗟毓蔬x擇壓力機(jī)油缸的推力為 10000 15 缸徑和系統(tǒng)壓力的選擇，當(dāng)油缸推力一定時(shí)，缸徑與系統(tǒng)壓力是成反比的，也就是說缸徑越大時(shí)系統(tǒng)壓力就會(huì)??；反之亦然。缸徑與系統(tǒng)壓力必須匹配，如果缸太大，制作成本就會(huì)很高，設(shè)備整體也不協(xié)調(diào)；如果系統(tǒng)壓力太高，也 會(huì)使系統(tǒng)元件的要求提高，制作成本也會(huì)提高，并且也會(huì)增加使用維護(hù)費(fèi)用，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的故障率是隨系統(tǒng)壓力的增高而增加的，故我們選擇缸徑為 100（符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），系統(tǒng)壓力為 127kg/系統(tǒng)壓力應(yīng)選 160 kg/ 壓力機(jī)在工作時(shí)要求油缸活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度是可調(diào)的，并可在行程中的任意停止。所以我們?cè)谙到y(tǒng)中應(yīng)該選擇三位四通電磁換向閥且其滑閥機(jī)能為 M 型。這樣可以在油缸停止時(shí)，壓力油直接回油箱，這樣可以減少系統(tǒng)的壓 力負(fù)擔(dān)，也可以減緩系統(tǒng)油溫的上升速度，我們還在換向閥下疊加一單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)油缸活塞桿的速度，并且采用回油節(jié)流，以利于活塞桿運(yùn)行平穩(wěn)。 按設(shè)計(jì)規(guī)范我們我們要在油缸有桿腔油口處設(shè)置一平衡閥，以免系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如油管破裂等）時(shí)，油缸活塞桿突然下滑造成工傷事故，但是由于我們的工件（減振彈簧）是由小車送入的，故我們沒有設(shè)計(jì)平衡閥，特此說明。 元件的選擇。在滿足功能的前提下成本越合理越好，也就是性價(jià)比要合理符合我們的要求，我們通過查閱相關(guān)資料并調(diào)研后得知，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上液壓元件第一檔次為德國(guó)的力士樂、日本油研、美國(guó)威格士 、等為代表，他們的元件質(zhì)量好價(jià)格高，其價(jià)格比國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品高 3 5 倍，有的甚至搞 10 倍；第二檔次是以北京華德、上海立新、臺(tái)灣朝田湧鎮(zhèn)等為代表的；第三檔次為山西榆次、四川長(zhǎng)江、上海高行、臺(tái)灣力王等為代表的；第四檔次為江浙一帶仿制廠家等。 油泵是系統(tǒng)的重要元件，我們應(yīng)該選額壓力為 160 kg/量為 16ml/r 與國(guó)產(chǎn)榆次的為佳。 換向閥、溢流閥、節(jié)流閥也是重要的控制元件，應(yīng)選臺(tái)灣型的元件為好。通徑為 6 壓力表、壓力表開關(guān)、空濾器、吸濾器、油標(biāo)等附件應(yīng)選國(guó)產(chǎn)為 好。 擇系統(tǒng)類型 由于采用回油節(jié)流調(diào)速，故而選用開式系統(tǒng)。 擇調(diào)速回路 16 由工況圖可知，壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的功率不大，運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，效率和發(fā)熱并不突出，故可采用調(diào)速閥調(diào)速，因?yàn)榛芈饭?jié)流調(diào)速能獲得更低的穩(wěn)定速度，故本系統(tǒng)采用調(diào)速閥式回油節(jié)流調(diào)速回路。 該型壓力機(jī)需要一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，調(diào)速范圍大，效率較低的低速小了功率場(chǎng)合，故而采用回油節(jié)流調(diào)速方案。 擇液壓泵的類型 依據(jù)工作壓力小于 21且系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速回路，選擇定量泵?；蛘啐X輪泵。 擇執(zhí)行元件 選用單出桿活塞缸的 液壓缸，它是一種廣泛適用于各類機(jī)械的液壓缸 。 擇調(diào)壓方式 利用彈簧加載式溢流閥。在換向閥處于中位時(shí)調(diào)壓亦可。為了保證夾緊力可奧而且單獨(dú)調(diào)節(jié)，在主路上串接單向閥。 擇換向回路 該流量為小流量，故而選用電磁換向閥。當(dāng)壓力機(jī)壓頭運(yùn)動(dòng)間隔 錯(cuò)誤 !未找到引用源。后，電磁繼電器通 電，開始換向。進(jìn)行下一步動(dòng)作。 制原理圖 綜合上述分析和所確定的方案，將各個(gè)回路合理的組合為該壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)，其原理如圖 3示。 17 壓系統(tǒng)原理 1 2 油箱 3 電機(jī) 4 液壓泵 5 溢流閥 6， 7 壓力表及壓力表開關(guān) 8 三位四通電磁換向閥 9 單向調(diào)速閥 10 液壓缸 其中： 9由調(diào)速閥和單向閥組成 計(jì)算和選擇液壓元件 擇液壓泵 1) 確定液壓泵的最大工作壓力 pp p p 式中： p 由上可知， 10力損失取為 么最大 工作壓力 2) 確定液壓泵的流量 液壓缸工作時(shí)，液壓泵的輸出流量是： m a x() Q 18 式中： K 系統(tǒng)的泄露系數(shù)，一般取 K= 括最小溢流量。 由上式計(jì)算 000s。 3) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上的 ，從產(chǎn)品樣本中選取泵為小流量泵。 4) 確定驅(qū)動(dòng)功率 根據(jù)式子 式中：p照表 5 選取。 表 3液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 60上計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)功率 P=擇驅(qū)動(dòng)功率為 5 擇液壓控制閥 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要在合理分配油路的原則基礎(chǔ)上，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇電磁換向閥型號(hào)為 44如下： 4代表三位四通； 表電磁換向閥； 6代表通徑 6 4V。 電磁換向閥的部分技術(shù)規(guī)格如下： 介質(zhì)：礦物油； 介質(zhì)溫度： 0c ； 介質(zhì)黏度： (80) 10 26 ; 工作壓力： A、 B、 P 腔小于等于 25 額定流量： 15L/ 電源電壓：交流電 50110V， 220V；直流電 12V、 24V、 110V 19 消耗功率： 26W； 吸合功率： 46V A； 啟動(dòng)功率： 130 V A； 接通時(shí)間： 40流）、 25流） ； 斷開時(shí)間： 30流）、 20流）； 最高環(huán)境溫度： 50c ； 最高線圈溫度： 150 c ； 溢流閥具有壓力高，調(diào)節(jié)性能平穩(wěn)，最低調(diào)節(jié)壓力和調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。閥組要用于控制系統(tǒng)壓力； 電磁溢流閥也可以控制系統(tǒng)的壓力并能在任意時(shí)候使之卸荷。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)泵的出口壓力為 5機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇溢流閥型號(hào)：直動(dòng)式溢流閥 通徑： 6 工作壓力： 0 流量： 50L/ 介質(zhì)：礦物油磷酸脂液壓油 介質(zhì)溫度： 70 重量： 3制元件 序號(hào) 名稱 實(shí)際流量 (L/s) 選用規(guī)格 1 單向閥 溢流閥 2 三位四通閥 4 調(diào)速閥 上為選用的液壓控制閥的列表。 算泵的驅(qū)動(dòng)功率，選擇電機(jī) Y 系列的電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷或水冷式籠型三相異步電機(jī)，用于空氣中有易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)合。它適用于電壓為 380V 且 無特殊要求的機(jī)械上，如泵、馬達(dá)和機(jī) 20 床等。 根據(jù)給定參數(shù)的計(jì)算所得液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用電機(jī)型號(hào)： 電機(jī)可防水滴、鐵屑及其他物件沿垂直方向掉入電機(jī)內(nèi)部，它可作為泵，機(jī)床等的動(dòng)力源使用。該電機(jī)性能如下： 額定功率： 同步轉(zhuǎn)速： 1500r/ 滿載轉(zhuǎn)速： 1440r/ 額定轉(zhuǎn)矩： m 電壓： 380V。 助元件 1) 油箱 郵箱儲(chǔ)油按下式計(jì)算： 式中： a 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按照表 3取 表 3a 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中亞系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)械 a 12 24 57 612 10 根據(jù)表格所示，取 a 為 7。 計(jì)算： V=*60*10 由此設(shè)計(jì)得到油箱圖。 圖 3箱結(jié)構(gòu)圖 21 軸器的選擇 選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。彈性套柱銷聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移能力和緩沖減震能力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。適用于對(duì)減震要求不高、底座剛性好、對(duì)中精度較高場(chǎng)合，不宜用于高速或低速重載場(chǎng)合，是應(yīng)用廣泛的一種聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： )(9550 式中 T N m r/ 表取 表取 表取 表取 ； 將數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得： 82/604323參數(shù)如下： 主 動(dòng)端： z 82,35 1 ； 從動(dòng)端： 軸孔、 B 型鍵槽， 0,322 ； 壓介質(zhì)的選擇 液壓工作介質(zhì)的選擇應(yīng)該是根據(jù)液壓系統(tǒng)中重要元件的油膜承載能力確定的，故應(yīng)在保證承載能力的條件下，選擇適合的介質(zhì)粘度。 工作介質(zhì)粘度太大，系統(tǒng)的壓力損失大，效率降低，而且泵的稀有狀況惡化，容易產(chǎn)生空穴和氣蝕作用，是泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難，粘度太小，則系統(tǒng)泄露太多，容積損失增加，系統(tǒng)效率亦低，并使系統(tǒng)的剛性變差。因此，為了使液壓系統(tǒng)能夠正常和穩(wěn)定地工作，要求工作介質(zhì)的粘度隨溫度的變化要小。 工作介質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)部件起潤(rùn)化作 用，以降低摩擦和磨損，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作，故要求液壓系統(tǒng)的介質(zhì)要具有很好的潤(rùn)滑作用。 22 另外液壓介質(zhì)還要有抗氧化性，防銹和不腐蝕金屬，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性，潔凈度高等要求。 液壓介質(zhì)的分類查液壓與氣壓傳動(dòng)表 1 根據(jù)系統(tǒng)要求選擇液壓介質(zhì)如下： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪泵工作溫度： 540c ；推薦選用運(yùn)動(dòng)黏度（ c： 3070 葉片泵工作溫度： 540c 推薦選用運(yùn)動(dòng)黏度（ c： 3049 . 綜合考慮以上情況選用： 物油型液壓 油，運(yùn)動(dòng)黏度 c0 時(shí)不大于 420 .， 40c 時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度范圍是 5.5 ，是防銹抗氧制礦物油，可改善液壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的抗磨性，保證實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)真實(shí)可靠，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保持性能安全可靠。其部分質(zhì)量指標(biāo)如下： 運(yùn)動(dòng)黏度： 28.8 ； 黏度指數(shù)：不小于 95； 抗磨性試驗(yàn)：不小于 10（ 不小于 100（葉片泵試驗(yàn)）； 機(jī)械雜質(zhì)：無； 空氣釋放值： 6/50c ）； 泡沫性： 150/10（ 24 c ）。 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 力損失 壓力損失估計(jì)， p =1要是管路泄露等等損失。 熱計(jì)算 采用相關(guān)文獻(xiàn)公式估算，本系統(tǒng)對(duì)散熱要求不高 壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓裝置的結(jié)構(gòu)形式 采用單機(jī)，臥式液壓泵布置。這樣簡(jiǎn)單，實(shí)用。 壓泵的類型 采用箱體式，占地小。 23 4 機(jī)械系統(tǒng)總圖的設(shè)計(jì)及其各零件的設(shè)計(jì) 壓力機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以按照功能分為四個(gè)部分： 1) 底板組件 2) 小車組件 3) 上板組件 4) 立柱 液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下三個(gè)基本原則： (1)盡可能地滿足工 藝要求，便于操作； (2)具有合理的強(qiáng)度、剛度及運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)向精度，使用可韶，不易損壞 (3)具有很好的經(jīng)濟(jì)性，重量輕，制造維修方便。 其中，工藝要求是最主要肋影響因素。出于在液壓機(jī)上進(jìn)行的工藝是多種多樣的，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)型式也必然是多種多樣的。從機(jī)架型式看，有立式與臥式；從機(jī)架組成方式看，有梁柱組合式、單臂式和板架式；從：工作缸數(shù)量看，有單位、三位或多缸。對(duì)于小型、中型多采用最為常見的立式結(jié)構(gòu)，梁柱組合式單缸結(jié)構(gòu)。 整個(gè)壓力機(jī)是單件小批量生產(chǎn)，用于實(shí)現(xiàn)彈簧強(qiáng)壓工藝中的一個(gè)步驟，故而考慮盡量采用焊接結(jié) 構(gòu)。下面就四個(gè)方面系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以下是參考簡(jiǎn)圖： 24 圖 4力機(jī)簡(jiǎn)圖 梁設(shè)計(jì) 梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 橫梁包括上橫粱、下橫梁 (或工作臺(tái) )和活動(dòng)橫梁 (或稱滑塊 )。橫梁通常都設(shè)計(jì)成上、下封閉的箱形結(jié)構(gòu)件，在安裝各種缸、柱塞及立柱處一般做成圓筒形并用筋扳與橫梁面板相連 (參閱圖 2 48)。在承載較大處，筋扳較密，以提高橫梁剛度，降低局部應(yīng)力筋板多布置成網(wǎng)格形式輻射形。 中小型液壓機(jī)橫梁有鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)兩種。生產(chǎn)批量較大的小型液壓機(jī)，義撈梁多為鑄鐵件 00 或鑄鋼件 500；單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用 16材焊接而成。焊接件的焊縫質(zhì)量要可靠。 為防止橫梁構(gòu)件變形，不論采用鑄造結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)部必需進(jìn)行熱處理，以消除其內(nèi)應(yīng)力。 中小型液壓機(jī)掇梁多數(shù)為整體結(jié)構(gòu)，而大型液壓機(jī)橫梁由于受制造和運(yùn)輸能力的限制往往設(shè)計(jì)成組合式，并利用控和拉緊螺栓聯(lián)接。 綜合以上考慮，上橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 4示： 25 圖 4橫梁結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式而確定下的尺寸如圖所示。 而下橫梁是為下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)提供支撐平臺(tái)，因而必須有導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。采用焊接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如下： 6 圖 4橫梁 (工作臺(tái) )結(jié)構(gòu)圖 梁強(qiáng)度和剛 度校核 1 上橫梁強(qiáng)度校核 根據(jù)上橫梁的受力情況，對(duì)其強(qiáng)度做初步校核。主要的承力件為上板體、螺栓。分別對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 A. 上板體強(qiáng)度校核 上板體采用 45 鋼加工而成，主要承受來自壓力油缸的反作用力。其尺寸如下圖所示 ： 27 圖 4上料板的有效面積 矩形 4S 小圓 S 大圓 4S 四角 =由上板的材料： 45 鋼 360s M 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： =s/S=360/40S=軸向載荷 F= P S=P ( =240以上板體的強(qiáng)度符合要求。 B. 螺栓強(qiáng)度校核 油缸座套上采用了 4 個(gè) 螺栓連接。 聯(lián)接螺栓的材料： 45 鋼 360s M 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： =s/S=360/40S=軸向載荷 F= P S=P ( ：螺栓所受的總拉力 等于 預(yù)緊力 工作拉力 F 之和，而等于殘余預(yù)緊力 工作拉力 F 之和，即 2+F 對(duì)于一般連接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)，取 1775N 。所以，2+F=70650N。危險(xiǎn)剖面的拉伸強(qiáng)度條件為： 1214 1 . 3 24 1 . 3 7 0 6 5 016 = =240上可得聯(lián)接螺栓的強(qiáng)度足夠 C. 油缸座套強(qiáng)度校核 油缸座套的結(jié)構(gòu)尺寸如下 圖 4缸座套 油缸座套的有效面積 S 大圓 S 小圓 =由座套的材料： 45 鋼 360s M 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： =s/S=360/40S=軸向載荷 29 F= P S=P ( =240以座套的強(qiáng)度亦符合要求 。 2 下橫梁強(qiáng)度校核 根據(jù)下橫梁的受力情況，對(duì)其強(qiáng)度做初步校核。下橫梁主要是對(duì)提供一個(gè)工作平臺(tái)，亦稱為工作臺(tái)。對(duì)地支撐和對(duì)小車提供導(dǎo)軌支撐作用。主要的承力零件為底板支座和支柱套。分別對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 A. 底板支座強(qiáng)度校核 底板支座的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 30 圖 4板支座 底板支座與地面靠鋼板角支撐。底板支座的材料為 。 底板支座的有效面積 t*L 周長(zhǎng) =由支座的材料： 45 鋼 235s M 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： =s/S=360/S=軸向載荷 F= P S=P ( =24031 所以支座的強(qiáng)度亦符合要求。 B. 支柱套強(qiáng)度校核 支柱套的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖： 圖 4支柱套 支柱套的有效面積 S 大圓 S 小圓 =由支柱套的材料： 45 鋼。屈服極限 360s M 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： =s/S=360/40S=軸向載荷 F= P S=P ( =240以支柱套的強(qiáng)度亦符合要求。 32 梁的固定 ： 防松的根本問題是防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，防松的措施很多，按工作原理分為以下三類： （一） 摩擦放松：這類放松措施是使擰緊的螺母之間不因外載荷變化而失去壓力，始終有摩擦阻力防止連接松脫。這種方法不十分可靠，故多用于振動(dòng)和沖擊不劇烈的場(chǎng)合。常用的有以下幾種： （ 1） 對(duì)頂螺母 采用對(duì)頂螺母通過兩螺母對(duì)頂擰緊而產(chǎn)生的對(duì)頂壓力，使兩螺的螺紋分別與螺栓在旋合段內(nèi)的螺紋相互壓緊，防止連接松脫。 （ 2） 彈簧墊圈 這種墊圈通常由 65制成，經(jīng)熱處理富有彈性。螺母擰緊后，因墊圈的彈性反力，使螺母與螺栓的螺紋之間產(chǎn)生一定的附加彈性壓力，此壓力不隨外載荷的變化而消失，故產(chǎn)生的摩擦力始終存在，能防止螺母松脫。；另外，墊圈斜口的尖端低著螺母與被連接件的支持面，也有助于放松。 （ 3） 自鎖螺母 常用形式有利用螺母末端橢圓口的彈性變形箍緊螺栓，橫向壓緊螺紋。 （二） 機(jī)械防松 （ 1） 槽形螺 母和開口銷 開口銷穿過螺母上的槽和螺栓末端的孔后，尾端分開，使螺母與螺栓不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到放松的目的。這種放松常用于有振動(dòng)的高速機(jī)械中的聯(lián)接。 （ 2） 圓螺母和帶翹墊圈 將帶翹墊圈的內(nèi)翹嵌入外螺紋零件端部的軸向槽內(nèi)，擰緊圓螺母后，將墊圈的一個(gè)外翹彎入螺母的一個(gè)槽內(nèi)鎖住螺母，常用于滾動(dòng)軸承等與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的零件的軸向固定。 （ 3） 止動(dòng)墊圈 止動(dòng)墊圈的一邊彎貼在螺母的側(cè)面上，另一邊彎入被連接件的槽中，從而約束螺母松動(dòng)。這種方法較麻煩，多用于較重要或受力較大的場(chǎng)合。 （ 4） 串連鋼絲 將低碳鋼絲穿入各螺栓頭部的孔內(nèi)，使其相互制約，但 必須注意鋼絲的穿繞方向，要促使螺釘擰緊。此法防松可靠。但裝拆不便，僅適用于螺栓組連接。 （三） 對(duì)于不經(jīng)常裝拆和不拆的連接，可采用破壞螺紋副的關(guān)系來防松。 本設(shè)計(jì)中就使用了對(duì)頂螺母的防松形式，通過兩螺母對(duì)頂擰緊而產(chǎn)生的對(duì)頂壓力，使兩螺的螺紋分別與