畢業(yè)設計畢業(yè)論文WY型滾動軸承壓裝機設計

1、畢業(yè)設計畢業(yè)論文WY型滾動軸承壓裝機設計 目 錄目 錄 中文摘要 Abstract 第1章 緒論 1.1 概述 1.2 WY滾動軸承壓裝機簡介 第2章 設計內容及任務要求 21 設計內容及要求 22 液壓系統(tǒng)的設計流程 第3章 液壓系統(tǒng)的設計計算 3.1 軸承壓裝機液壓缸的設計及計算 3.1.1 分析工況及設計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖 3.1.2 計算液壓缸的外負載 3.1.2.1 壓裝缸 3.1.2.2 夾緊缸 頂起定位缸 3.1.2.4 確定系統(tǒng)的工作壓力 3.2 確定液壓缸的幾何參數 3.2.1 壓裝缸尺寸計算 3.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定 3.2.1.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑

2、d的確定 3.2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算 3.2.1.4 液壓缸工作行程的確定 3.2.1.5 缸蓋厚度的確定 3.2.1.6 最小導向長度的確定 3.2.1.7 缸體長度的確定 3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算 3.2.2 定位缸及其主要尺寸的確定 3.2.2.1 液壓缸工作壓力的確定 3.2.2.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 3.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 3.2.2.4 液壓缸工作行程的確定 3.2.2.5 缸蓋厚度的確定 3.2.2.6 最小導向長度的確定 3.2.2.7 缸體長度的確定 3.2.2.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 3.2.3 夾緊缸

3、及其主要尺寸的確定 3.2.3.1 液壓缸工作壓力的確定 3.2.3.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 3.2.3.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 3.2.3.4 液壓缸工作行程的確定 3.2.3.5 缸蓋厚度的確定 3.2.3.6 最小導向長度的確定 3.2.3.7 缸體長度的確定 3.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 3.3 液壓缸的結構設計 3.3.1 壓裝液壓缸的結構設計 3.3.1.1 缸體與缸蓋的連接形式 3.3.1.2 活塞桿與活塞的連接結構 3.3.1.3 活塞桿導向部分的結構 3.3.1.4 活塞及活塞桿處密封圈的選用 3.3.1.5 液壓缸的緩沖裝置 3.3

4、.1.6 液壓缸的排氣裝置 3.3.2 夾緊液壓缸和定位液壓缸的結構設計 3.4 液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇 3.4.1 確定供油方式 3.4.2 調速方式的選擇 3.4.3 速度換接方式的選擇 3.4.4 夾緊回路的選擇 3.4.5 定位回路的選擇 3.4.6 傳感器和調理器的選擇 3.5 液壓站的結構 3.5.1 壓裝機液壓站元件的組成 3.5.2 液壓油的選擇 3.6 液壓缸的調整 3.6.1 壓裝液壓缸的調整 3.6.2 頂起定位液壓缸的調整 3.7 壓裝機及其環(huán)境的布置 設計總結 鳴謝 參考文獻 中文摘要WY型貨車輪對滾動軸承壓裝機是用于鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設備，適用于鐵路貨車車

5、輛新造及檢修時壓裝197726、352226型軸承。廣泛應用于各車輛廠、車輛段、車輛大修廠及煤礦鐵路運輸單位。本次設計是根據湛江火車站機修廠的資料和其工作現場情況，設計出達到壓裝要求的軸承壓裝機。本文主要是針對WY型貨車輪對軸承壓裝機的機械液壓部分進行設計。關鍵詞：滾動軸承；壓裝；機械；液壓Abstract：WY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine is the appropriation equipment for railcar rolling bearing mounted . It is used f

6、or mounting the 197726 and 352226 moulds bearings in making and overhauling freight railcar ,and widely used in vehicle factories, vehicle sections, vehicle overhauling factories and mine railcar companies etc. in this design, it is aimed to design an push mounting machine fulfilling the push mounti

7、ng requirement ,according on datas and fieldwork . This text is mainly about the mechanical hydraulicpart design of WY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine.keywords: The rolling bearing; Push mounting; Machinery; HydraulicWY型滾動軸承壓裝機設計機械設計制造及其自動化，2001121627，吳億炮指導老師：孫明、陳敏華第1章緒論

8、11 概述 WY型滾動軸承壓裝機是一臺具有自動記錄鐵路車輛滾動軸承壓裝時產生的位移式中液壓缸的最大行程;液壓缸內徑?；钊暮穸菳 一般?。桓咨w滑動支承面的長度，根據液壓缸內徑 而定;當時，?。划敃r，取。對一級缸最小導向長度，活塞寬度及滑動支承面的長度因，故無需設計隔套。對二級缸最小導向長度活塞寬度及滑動支承面的長度為保證最小導向長度H，在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度3.2.1.7 缸體長度的確定液壓缸缸體內部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形尺寸長度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的/倍。一級缸缸體內部長度因液壓缸為伸縮缸，故其外形尺寸

9、長度由二級缸的活塞桿長度而定。二級缸缸體內部長度缸體外形尺寸為3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算因兩級液壓缸支承長度，故無須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性。液壓缸支承長度是指活塞桿全部外伸時，液壓缸支承點與活塞桿前端連接處之間的距離：d為活塞桿直徑。 3.2.2 定位缸及其主要尺寸的確定3.2.2.1 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據液壓設備的類型來確定，對不同用途的液壓設備，由于工作條件的不同，通常采用的壓力范圍也不同。設計時用類比法來確定。由于軸承壓裝機屬于工程機械，參見手冊1（液壓系統(tǒng)設計簡明手冊），定位缸的壓力取20/Mpa。3.2.2.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 初步確定

10、定位缸的結構形式為柱塞缸，如下圖所示，成對布置，靠輪對的自重使其復位，而柱塞液壓缸在回油路上無背壓。（圖7）由公式： 可得:其中: D進行估算。 0.9-0.97。而由所知道的數據來看，工作外負載F 4900 KN，參見手冊2（液壓氣動系統(tǒng)設計手冊）可得，柱塞密封選取的是U型密封圈，在前缸蓋處安裝了FA型防塵圈，所以密封處的摩擦力約為工作負載的0.3倍。而機械效率這里選取的是0.9，則：由計算得到的數據，根據液壓缸活塞桿直徑系列（GB2348-80）再結合實際，圓整為70mm。因為選取的是柱塞型液壓缸，根據參考書3（袖珍液壓氣動設計手冊）柱塞缸的柱塞與缸壁之間的距離一般為3到10mm，這里考慮

11、到柱塞的直徑很大，工作的時候需要的力比較大，所以選取液壓缸的缸內徑為80 mm，即柱塞與缸壁之間距離為5 mm。3.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結構中最薄處，從材料力學可知，承受內壓力的圓桶，其內應力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內徑D與其壁厚的比值D/10的圓筒稱為薄壁圓筒，起重運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按下面的公式計算：式中：-液壓缸的壁厚（m）； D-液壓缸的內徑（m）； -試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍

12、（Mpa）； -缸筒材料的許用壓力，其值為：鍛鋼： 110120/Mpa；鑄鋼： 100110 /Mpa；無縫鋼管： 100110 /Mpa；高強度鑄鐵： 60 /Mpa；灰鑄鐵： 25 /Mpa。 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式子計算出來的液壓缸的壁厚往往比較小，使缸體的剛度往往很不夠，因此按經驗選取，在這里選取15/mm。 液壓缸壁厚算出后，即可以求得缸體的外徑為：D+2式中值應該按無縫鋼管標準，選取110 /mm。3.2.2.4 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，在這里，柱塞缸的工作行程為140/mm。屬于活塞行程參數系列（GB2349-80）

13、的第2優(yōu)先組。3.2.2.5 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。無孔時： 有孔時： 式中：t-缸蓋的有效厚度（m）； -缸蓋上口內徑（m）； -缸蓋孔的直徑（m）。這里按經驗選取缸蓋厚度為25/mm。3.2.2.6 最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞的支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性。 由于選取的是柱塞缸，導向長度相對來說要加長點，這里選取導向長度為70/mm。3.2.2.7 缸體長度的確定 液壓缸缸體內部長度應該等于活塞的行程與活塞的寬度之和

14、，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸的缸體長度不應當大于內徑的2030/倍。這里，缸體長度取250/mm，沒有超出規(guī)定的要求。3.2.2.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度由于柱塞直徑D與其壁厚的比值小于10，所以這里用厚壁筒強度計算公式估計：代入數值，計算：所以壁厚完全符合要求?；钊麠U強度校核：當活塞桿長度時，按強度條件校核活塞桿直徑d式中： -活塞桿推力（N）； -活塞桿材料的許用應力（Mpa）；代入數值，計算：而柱塞的直徑為70/mm，所以符合活塞桿的強度要求。3.2.3 夾緊缸及其主要尺寸的確定3.2.3.1 液壓缸工作壓力的確定 夾緊缸主要起到的是徑向的推力，從而推動頂

15、桿，使之夾緊輪對，這里夾緊缸的工作壓力最大不超過2.5/ Mpa。選取2.0/Mpa計算。3.2.3.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 夾緊缸選取的結構形式為單活塞桿式液壓缸，采取頭部法蘭連接。 夾緊缸在回油路上沒有背壓，可不考慮背壓的影響。 由公式：式中：D 進行估算。 0.9-0.97。而由所知道的數據來看，夾緊液壓缸的密封是采取使用U型密封圈結合O型密封圈的形式，考慮到工作過程中的摩擦力影響，其大小應該是夾緊力的0.03/倍，而由此可得D：根據液壓缸內徑尺寸系列（GB2348-80）將所得數值圓整為80/mm。根據活塞桿直徑可由d/D值計算所得，由計算所得的D根據工作壓力和參考液壓氣

16、動系統(tǒng)設計手冊，結合活塞桿直徑系列（GB2348-80），活塞桿直徑可選?。篸 45/mm。3.2.3.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。由于選取的夾緊缸內徑D和壁厚的比值小于10，所以應該按材料力學中的厚壁圓筒公式進行壁厚的計算：式中：-液壓缸的壁厚（m）； D-液壓缸的內徑（m）； -試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍（Mpa）； -缸筒材料的許用壓力，其值為：鍛鋼： 110120/Mpa；鑄鋼： 100110/ Mpa；無縫鋼管： 100110/ Mpa；高強度鑄鐵： 60/ Mpa；灰鑄鐵： 25/ Mpa。但是在中低壓液壓系統(tǒng)中，按

17、上式子計算出來的液壓缸的壁厚往往比較小，使缸體的剛度往往很不夠，因此按經驗選取，在這里選取10/mm。液壓缸壁厚算出后，即可以求得缸體的外徑為：D+2式中值按經驗選取100 /mm。3.2.3.4 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，在這里，夾緊缸的工作行程為112 /mm。屬于活塞行程參數系列（GB2349-80）的第2優(yōu)先組。3.2.3.5 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，無孔時，其有效厚度t按強度要求可用下式計算：式中：t-缸蓋的有效厚度（m）； -缸蓋上口內徑（m）； -缸蓋孔的直徑（m）。這里按經驗選取缸蓋厚度為22mm。3.2.

18、3.6 最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞的支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性?；钊膶挾菳一般取B （0.6-1.0）D；這里選取活塞的寬度為35/mm。缸蓋滑動支撐面的長度，根據液壓缸內徑D而定，；當D 80/mm時,取 0.6-1.0 D; 當D 80/mm時,取 （0.6-1.0）d。為保證最小導向長度H，若過分增大和B都是不適合的，必要時可以在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值，隔套的長度C由需要的最小導向長度H來確定，即：液壓缸內徑為80/mm，所以 （0.6-1.0）D，計算所得 4

19、880/mm，參考液壓缸結構設計工具書，將夾緊缸的最小導向長度定為40/mm。3.2.3.7 缸體長度的確定液壓缸缸體內部長度應該等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸的缸體長度不應當大于內徑的2030/倍。這里，缸體長度取212/mm，沒有超出規(guī)定的要求，符合條件。3.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度由于柱塞直徑D與其壁厚的比值小于10，所以這里用厚壁筒強度計算公式估計：代入數值，取無縫鋼管的計算，即105Mpa，而壓力p是工作壓力的1.5/倍，則：由上計算多得的壁厚比實際小的多，因此按經驗選取的壁厚10/mm完全符合要求?；钊麠U校核：當活

20、塞桿長度時，按彎曲穩(wěn)定性校核活塞桿直徑d 按材料力學理論，一根受壓直桿，在其軸向負荷超過穩(wěn)定臨界力時，即失去原有直線狀態(tài)的平衡，稱為失穩(wěn)。對液壓缸，其穩(wěn)定條件為：式中：F-液壓缸的最大推力（F），F ； -液壓缸的穩(wěn)定臨界力（N）； -穩(wěn)定安全系數，一般取 13。液壓缸的穩(wěn)定臨界力（N）與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度和兩端支撐狀況等因素有關。當細長比時，當細長比時，式中：-活塞桿的計算長度（m），其取法見參考書2（液壓氣動系統(tǒng)設計手冊）78頁表3-6； K-活塞桿橫截面的回轉半徑（m），（m）（對實心活塞桿） j-活塞桿橫截面轉動慣量（），； A-活塞桿橫截面積（）； m-柔性系數，對鋼取m

21、 85； n-端點安裝形式系數，參見書目2（液壓氣動系統(tǒng)設計手冊）78頁表3-6，這里使用的是一端固定，一端鉸接，所以n取2； E-材料彈性摸量（Pa），對鋼E 2.6/GPa； f-材料強度實驗值（Pa），對鋼f 490/Mpa。計算細長比： /mm，而 340，所以選后面的公式計算，則：/N穩(wěn)定安全系數取1.1，則，因為F 6000/N。所以符合穩(wěn)定性要求，設計合適。3.3 液壓缸的結構設計3.3.1 壓裝液壓缸的結構設計3.3.1.1 缸體與缸蓋的連接形式壓裝液壓缸的缸體與缸蓋的連接形式都為螺紋連接。這種連接方式具有以下優(yōu)點：（1）外形尺寸小 （2）重量較輕同樣其也具有以下缺點： 1 端

22、部結構復雜，工藝要求較高 （2）1毫米左右，然后鎖緊各螺母和緊定螺釘。對不同型號的輪對，升起的高度是不用的，經過仔細的調整，可以對兩種輪徑（840毫米和915毫米）的輪對滾動軸承進行壓裝。輪對如圖10所示。3.7 壓裝機及其環(huán)境的布置壓裝機由機體、液壓站和控制臺三部分組成，液壓站和控制臺相對主機應該就近布置，現場的鋼軌與機體上的導軌應該聯結平整。壓裝機工作時，床身承受很大的拉力和彎矩，因此基礎應該搗實摸平，按照基礎圖的要求完成。機體就位時下部應該墊平，特別是全部地腳螺栓處要墊實。地腳螺栓為受力件，一定要埋牢固，以防止在工作中松動從而引起床身變形，影響壓裝檢測精度。畢業(yè)設計心得總結這次畢業(yè)設計，是四年學習的檢測，也是大學生活的終結。我的題目是：WY型滾動軸承壓裝機機械的設計。設計主要是針對WY型軸承壓裝機的機械部分進行設計，設計時，從實際情