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大中型滚动轴承压装机的设计

算分析工况及设计要求，绘制液压系统草图计算液压缸的外负载.压装缸.夹紧缸.顶起定位缸.确定系统的工作压力.确定液压缸的几何参数压装缸尺寸计算.液压缸工作压力的确定.液压缸内径和活塞杆直径的确定.液压缸壁厚和外径的计算.液压缸工作行程的确定.缸盖厚度的确定.最小导向长度的确定.缸体长度的确定.活塞杆稳定性的验算定位缸及其主要尺寸的确定.液压缸工作压力的确定.液压缸内径和活塞杆直径的确定.液压缸壁厚和外径的计算和选取.液压缸工作行程的确定.缸盖厚度的确定.最小导向长度的确定.缸体长度的确定.计算液压缸主要零件的强度和刚度夹紧缸及其主要尺寸的确定.液压缸工作压力的确定.液压缸内径和活塞杆直径的确定.液压缸壁厚和外径的计算和选取.液压缸工作行程的确定.缸盖厚度的确定.最小导向长度的确定.缸体长度的确定.计算液压缸主要零件的强度和刚度.液压缸的结构设计压装液压缸的结构设计.缸体与缸盖的连接形式.活塞杆与活塞的连接结构.活塞杆导向部分的结构.活塞及活塞杆处密封圈的选用.液压缸的缓冲装置.液压缸的排气装置夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计.液压系统元件的分析和选择确定供油方式调速方式的选择速度换接方式的选择夹紧回路的选择定位回路的选择传感器和调理器的选择.液压站的结构压装机液压站元件的组成液压油的选择.液压缸的调整压装液压缸的调整顶起定位液压缸的调整.压装机及其环境的布置设计总结鸣谢参考文献附录大中型滚动轴承压装机设计第章．绪论．概述大中型滚动轴承压装机是台具有自动记录铁路车辆滚动轴承压装时产生的位移压力关系曲线及有关数据的新代滚动轴承压装机。我国铁路车辆自七十年代采用滚动轴承以来，在滚动轴承的压装工艺上，经历了七十年代的移动式油压机，八十年代的具有记录时间压力曲线及有关数据的固定式滚动轴承压装机。随着时代的不断进步，老产品的淘汰，新产品的涌现是历史的必然。七十年代的移动式油压机，解决了滚动轴承最基本的要求，但劳动强度大，工作效率底，压力计量采用人工测量误差大，有关数据靠手工填写容易产生差错，这些缺点很突出。八十年代出现的固定式滚动轴承压装机，能够自动测量和记录每条轮对轴承压装技术参数，自动测量打印轴承压装力终止压装力并且自动给出压装力随时间变化的关系曲线，它的问世很快淘汰了移动式油压机。由于当时技术水平的限制以及研制者对轴承压装过程的认识不足，经过十多年来的生产实践，滚动轴承在压装过程中记录的时间压力关系曲线的不足之处日趋明显。为了达到轴承压装曲线具有真实反映压装质量的目的，必须采用滚动轴承在压入轴颈过程中记录它的移动量与之对应的压力值组成的位移压力曲线。大中型滚动轴承压装机正式为了适应这种要求而研制生产的新代滚动轴承压装机。．大中型滚动轴承压装机简介大中型型滚动轴承压装机以下简称压装机是用于铁路车辆滚动轴承压装的专用设备。压装机由机体液压站和控制台三部分组成。三部分相对独立，必要时可单独使用在不同场合。机体由床身支座主油缸辅助油缸及轮对夹紧机构组成。本机床身支座在强度和刚度上较以前有很大的提高，主油缸设计独特，具有良好的使用性能。液压站的结构和液控原理经过多年的考验，密封性能好，可靠。集成块主体采用锻刚制造，六面磨削加工。控制台为流行的计算机操作台结构，强弱电分柜安装，抗干扰能力强。压装机既能两头同时压装轴承，也可以单头压装轴承，通过更换压装缸前端的引导套和压装盖，并对控制系统的有关参数进行修改后，可以压装和两种轴承。在压装开始时，操作人员可将轴号轴型轴承号及左右端分别输入控制系统，这些资料在打印机打印曲线图表时将给予打出，压装结束后，打印机将自动打印出具有位移压力曲线以及压装力贴靠力和结果判断等有关数据记录。采用工业计算机控制系统，通用打印机做为输出终端，寸彩色显示器对话框提示，鼠标键盘操作。由于计算机存储量极大，可以存储几百万根轴的压装数据，完全可以取代单位的书面资料保存，任何时间都可以调出所有需要的资料，并通过打印机打印出任轴承压装曲线图表。附位移变化与压装力曲线打印图张图第章．设计内容及任务要求．设计内容及要求本次设计主要是针对大中型轴承压装机的机械部分进行设计，而控制部分和液压站部分不需要进行设计，根据已有的资料和到现场进行观察，从而设计出达到要求和需要的轴承压装机。液压传动系统是液压机械的个组成部分。液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机的结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单，工作可靠成本低效率高操作简单维修方便的液压传动系统。轴承压装机的主要性能和参数最大压装力压装缸行程外形尺寸许用压力高压.低压.总功率.轮对最大直径轮对最小直径重量压装端数单双端压装方式自动手动可输入并自动记录压装单位时间轴型轴号轴承号等自动打印出轴承压装参数以及位移变化的压装力曲线，贴靠后保压秒，自动作出压装质量合格与否的判断，可重复打印系统资料存储根轴资料时间自动生成．液压系统的设计流程．明确液压系统设计要求．工况分析动力分析运动分析．确定主要参数．编制液压元件工况图．拟订液压系统图．选择和设计液压元件．液压缸结构设计运算．绘制正式工作图编制设计说明书第章液压系统的设计计算.轴承压装机液压缸的设计及计算分析工况及设计要求，绘制液压系统草图压装机工况分析压装缸图夹紧缸顶起定位缸图图液压原理图以及动作顺序表请参见付图，图图以下是液压系统原理图图计算液压缸的外负载.压装缸已知压装力为，最大压装力为并保压.夹紧缸根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为.顶起定位缸因为是两个缸对称分布，而轮对重，所以每个缸的负载为确定系统的工作压力系统分别有高压和低压，高压处最高为.，低压处最高为.，不得超过此数值，具体请参考液压原理图.确定液压缸的几何参数压装缸尺寸计算.液压缸工作压力的确定工进时为.，快进时为液压缸内径和活塞杆直径的确定由下图可知图其中为最大压装力为机械效率.为最大输出.为系统背压，在这取计算，即无背压。则查表取.查表取。.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。查理论力学得其计算公式为式中液压缸壁厚液压缸内径试验压力，般取最大工作压力的倍缸筒材料的许用应力。其值为无缝钢管.级缸的内径计算查表及表采用外径为,壁厚为的无缝钢管。同理取活塞杆材料为外径,壁厚的无缝钢管。二级缸的内径计算查表及表采用外径为,壁厚为的无缝钢管。.液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参照表中的尺寸系列来选取标准值。级缸工作行程长度为二级缸工作行程长度为缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时式中缸盖有效厚度缸盖止口内径缸盖孔的直径.级缸缸盖厚度计算后缸盖前缸盖取.二级缸缸盖厚度计算后缸盖取前缸盖取最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点的距离称为最小导向长度。对般的液压缸，最小导向长度应满足以下要求式中液压缸的最大行程液压缸内径。活塞的厚度般取缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸内径而定当时，取当时，取。对级缸最小导向长度，活塞宽度及滑动支承面的长度因，故无需设计隔套。对二级缸最小导向长度活塞宽度及滑动支承面的长度为保证最小导向长度，在缸盖与活塞之间增加隔套来增加的值。隔套的长度选为.缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形尺寸长度还要考虑到两端缸盖的厚度。般液压缸缸体长度不应大于内径的倍。级缸缸体内部长度因液压缸为伸缩缸，故其外形尺寸长度由二级缸的活塞杆长度而定。二级缸缸体内部长度缸体外形尺寸为.活塞杆稳定性的验算因两级液压缸支承长度，故无须考虑活塞杆弯曲稳定性。液压缸支承长度是指活塞杆全部外伸时，液压缸支承点与活塞杆前端连接处之间的距离为活塞杆直径。定位缸及其主要尺寸的确定.液压缸工作压力的确定液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件的不同，通常采用的压力范围也不同。设计时用类比法来确定。由于轴承压装机属于工程机械，参见手册液压系统设计简明手册，定位缸的压力取．。.液压缸内径和活塞杆直径的确定初步确定定位缸的结构形式为柱塞缸，如下图所示，成对布置，靠轮对的自重使其复位，而柱塞液压缸在回油路上无背压。图由公式可得其中液压缸柱塞直径液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力工作循环中的最大的外负载液压缸密封处的摩擦力，它的精确值不容易求得，常用液压缸的机械效率进行估算。液压缸的机械效率，般。而由所知道的数据来看，工作外负载，参见手册液压气动系统设计手册可得，柱塞密封选取的是型密封圈，在前缸盖处安装了型防尘圈，所以密封处的摩擦力约为工作负载的.倍。而机械效率这里选取的是.，则.由计算得到的数据，根据液压缸活塞杆直径系列再结合实际，圆整为。因为选取的是柱塞型液压缸，根据参考书袖珍液压气动设计手册柱塞缸的柱塞与缸壁之间的距离般为到，这里考虑到柱塞的直径很大，工作的时候需要的力比较大，所以选取液压缸的缸内径为，即柱塞与缸壁之间距离为。.液压缸壁厚和外径的计算和选取液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处，从材料力学可知，承受内压力的圆桶，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。般可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒，起重运输机械和工程机械的液压缸，般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按下面的公式计算式中液压缸的壁厚液压缸的内径试验压力，般取最大工作压力的倍缸筒材料的许用压力，其值为锻钢铸钢无缝钢管高强度铸铁灰铸铁。在中低压液压系统中，按上式子计算出来的液压缸的壁厚往往比较小，使缸体的刚度往往很不够，因此按经验选取，在这里选取。液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径为式中值应该按无缝钢管标准，选取。.液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，在这里，柱塞缸的工作行程为。属于活塞行程参数系列的第优先组。.缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时式中缸盖的有效厚度缸盖上口内径缸盖孔的直径。这里按经验选取缸盖厚度为。