机车减震弹簧拆装用10吨四立柱压力机的设计

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力加工机械，能完成断崖冲压折边冷挤校直弯曲成形打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图所示。两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞上的作用力为时，液体的压力为，为柱塞的工作面积。根据帕斯卡原理在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力将传递到容腔的每点，因此，在大柱塞上特产生向上的作用力，迫使工件变形，且式中大柱塞的工作面积。图液压机工作原理小柱塞大柱塞工件液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。液压机般由本体主机及液压系统两部分组成。最常见的液压机本体结构简图如图所示。它由上横梁下横梁四个立柱和十六个内外螺母组成个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。工作缸固定在上横梁上，工作缸内接有工作柱塞，它与活动横粱相连接。活动横梁以四鞘立柱为导向，在上下横哭之间接复运动。在活动横梁的下表面上，般固定有上模上砧，而下模下砧则固定于下横粱上的工作台上。当高压液体进人工作缸后，在工作柱塞上产生很大的压力，并推动柱塞活动横梁及上模向下运动，使工件在上下模之间产生塑性变形。回程缸固定在下横梁上，其中有回程柱塞，它与活动横梁相连接。回程时，工作缸通低压，高压液体进入回程缸，推动回程柱塞向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成个工作循环。图液压缸本体图上横梁立柱下横梁回程缸工件回程柱塞活动横梁工作柱塞工作缸.液压机的特点液压机与其他锻压设备相比具有以下特点基于液压传动的原理，执行元件缸及柱塞或活塞结构简单，结构上易于实现很大的工作压力较大的工作空间和较长的工作行程，因此适应性强，便于压制大型工件或较长较高的工件。在行程的任何位置均可产生压力机额定的最大压力。可以在下转换点长时间保压，这对许多工艺来说，都足十分需要的。可以用简单的办法各种阀在个工作循环中调压成限压，不易超载，容易保护各种模具。沿块的总行程可以在定范围内任意地无级地改变，滑块行程的下转换点可以根据压力或行程位置来控制或改变。沿块速度可以在定范围内在相当大的程度上进行调节，从而可以适应工艺过程时沿块速度的不同要求。用泵直接传动时，滑块速度的调节可以与压力及行程无关。与锻锤相比，工作平稳，撞击振动和噪声较小，对工人健康厂房基础周期环境及设备本身都有很大好处。液压机的缺点是用泵直接传动肘，安装功率比相应的机械压力机大。由于工作缸内升压及降压都需要定时间，阀的换向也需要定时间，速度不够高，因此在快速性方面不如机械压力机。由于液体有可压缩性，在快速卸载时，可能会引起压机本体或液压系统的振动，因此不太适合于冲裁剪切等工艺。工作液体有定使用寿命，到定时间应更换。总体方案的设计.总体方案液压机可以分解为两大主要系统液压系统和机械系统。具体可以分解为大组件底板组件小车组件液压系统立柱上板组件液压机的结构分解图如图所示图压力机系统结构分解图以上个部分共同组成了压力机系统，共同协调完成所需的工艺。接下来的两章将重点实现以上个部分的设计过程及其校核。液压系统的设计液压系统对于整个压力机的重要性是不言而喻的。常见的液压系统由以下部分组成图液压系统的组成为了实现液压系统对工件进行规定的动作需要对液压系统的各个部分进行设计。.明确系统设计要求对以固定式机械来说，该压力机对液压系统的要求是有较大的空间，可以存放油箱且不需要另设散热装置的系统要求结构尽可能简单的系统采用节流调速，精度要求很低，只需控制行程即可。经济性好为了满足对弹簧强压处理的要求，压力机需要实现“快进减速升压保压快速回程停止”的工作循环。系统要求低速，小功率驱动。保压时压力为，快退时取为工作行程为。快进快退速度约为，工进时所以，该系统适合用开式系统。回油节流调速回路.工况分析负载分析经过计算可得，将弹簧压至并圈高度时，压力机所受的力，简单的绘制其负载图如图所示图液压系统的载荷图运动分析由压力机上的行程要求，得到液压系统的行程在工作循环的变化图如图所示。以下为位移循环图。通过位移循环图，可以清楚地看到该液压执行元件的工作循环。图液压系统工作循环图.确定液压缸主要参数确定液压缸表按速比要求确定.注无杆腔进油时活塞运动速度有杆腔进油时活塞运动速度简单液压系统液压缸选用单杆式。依据表，有杆腔与无杆腔的速比可取为.，所以活塞杆直径与缸筒直径的关系为。初选系统的工作压力工程机械的选型表如下表各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力.表执行元件背压力系统类型背压力简单系统或轻载节流阀调速系统回油路代调速阀的系统回油路设置有背压阀的系统用补油泵的闭式回路回油路较复杂的工程机械.回油路较短，且直接回油箱可忽略不计根据表中提供的各类设备的常用工作压力，选定该压力机的工作压力为。因此，液压缸无杆腔的压力可取为。在回油时，带有调速阀，液压缸上必须有定得背压。根据表中的情况，取.。计算液压缸的工作面积和流量活塞直径计算般情况下，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为亦可根据下面的公式计算代入前面步骤中已知数值，可以求得依据下表选择相应的直径。表活塞直径速比缸径.依据表，计算圆整后得到，由此求得液压缸两腔的实际有效面积为缸筒壁厚计算按照下列公式计算对于钢，其屈服强度计算得到.取为根据国家的标准缸的外径为，加工成型后的外径为，故缸筒的壁厚应选为。活塞杆强度计算对于材料文调质钢代入上式验算得到。所以符合要求。再与标准液压缸对比后发现，基本吻合流量校核当工作速度很低时，还须按最低速度要求验算液压缸的尺寸式中液压缸有效工作面积系统最小稳定流量最小工作速度代入其最小速度，可得.。绘制执行元件工况图液压执行元件的主要参数确定后，就应绘制执行元件的工况图。工况图是选择液压泵和电机功率的依据。利用工况图可以验算各个工作阶段所确定参数的合理性。根据和值，可以估算出液压缸在各个工作阶段的压力流量和功率，以此绘制出工况图。图工况图拟定液压系统原理图.液压回路的选择铁路机车的减振弹簧是铁路机车安全正常运行的重要部件之，工况差长期处于交变应力的作用下，故必须对它进行定期的检测。减振弹簧是由组复合弹簧上下弹簧座和螺栓预压紧组成，有关资料显示弹簧的预压紧力为左右。要对减振弹簧进行检测，必须先拆下上下弹簧座的连接螺杆，再将弹簧力缓慢施放，这样就可将弹簧取出进行检测。检测后的弹簧装上上下弹簧座后，缓慢压缩至预紧位置后装上螺杆便可交付使用。我现在的工作就是设计种装置安全可靠并且操作方便实用地将组合减振弹簧取出和装上。液压系统的设计总体思路为要满足克服力的要求，也就是说液压系统的压力使油缸产生的推力大于，我们为了留有定的余地故选择压力机油缸的推力为。缸径和系统压力的选择，当油缸推力定时，缸径与系统压力是成反比的，也就是说缸径越大时系统压力就会小反之亦然。缸径与系统压力必须匹配，如果缸太大，制作成本就会很高，设备整体也不协调如果系统压力太高，也会使系统元件的要求提高，制作成本也会提高，并且也会增加使用维护费用，因为液压系统的故障率是随系统压力的增高而增加的，故我们选择缸径为符合国家行业标准，系统压力为。系统压力应选级的压力机在工作时要求油缸活塞杆往复运动的速度是可调的，并可在行程中的任意停止。所以我们在系统中应该选择三位四通电磁换向阀且其滑阀机能为型。这样可以在油缸停止时，压力油直接回油箱，这样可以减少系统的压力负担，也可以减缓系统油温的上升速度，我们还在换向阀下叠加单向节流阀以调节油缸活塞杆的速度，并且采用回油节流，以利于活塞杆运行平稳。按设计规范我们我们要在油缸有杆腔油口处设置平衡阀，以免系统出现故障如油管破裂等时，油缸活塞杆突然下滑造成工伤事故，但是由于我们的工件减振弹簧是由小车送入的，故我们没有设计平衡阀，特此说明。元件的选择。在满足功能的前提下成本越合理越好，也就是性价比要合理符合我们的要求，我们通过查阅相关资料并调研后得知，国内市场上液压元件第档次为德国的力士乐日本油研美国威格士等为代表，他们的元件质量好价格高，其价格比国内同类产品高倍，有的甚至搞倍第二档次是以北京华德上海立新台湾朝田湧镇等为代表的第三档次为山西榆次四川长江上海高行台湾力王等为代表的第四档次为江浙带仿制厂家等。油泵是系统的重要元件，我们应该选额压力为，流量为与国产榆次的为佳。换向阀溢流阀节流阀也是重要的控制元件，应选台湾型的元件为好。通径为。压力表压力表开关空滤器吸滤器油标等附件应选国产为好。选择系统类型由于采用回油节流调速，故而选用开式系统。选择调速回路由工况图可知，压力机液压系统的功率不大，运动速度低，工作负载变化小，效率和发热并不突出，故可采用调速阀调速，因为回路节流调速能获得更低的稳定速度，故本系统采用调速阀式回油节流调速回路。该型压力机需要个结构简单，价廉，调速范围大，效率较低的低速小了功率场合，故而采用回油节流调速方案。选择液压泵的类型依据工作压力小于，而且系统采用节流调速回路，选择定量泵。或者齿轮泵。选择执行元件选用单出杆活塞缸的液压缸，它是种广泛适用于各类机械的液压缸。选择调压方式利用弹簧加载式溢流阀。在换向阀处于中位时调压亦可。为了保证夹紧力可奥而且单独调节，在主路上串接单向阀。选择换向回路该流量为小流量，故而选用电磁换向阀。当压力机压头运动间隔后，电磁继电器通电，开始换向。进行下步动作。绘制原理图综合上述分析和所确定的方案，将各个回路合理的组合为该压力机的液压系统，其原理如图所示。图液压系统原理过滤器油箱电机液压泵溢流阀，压力表及压力表开关三位四通电磁换向阀单向调速阀液压缸其中由调速阀和单向阀组成.计算和选择液压元件选择液压泵确定液压泵的最大工作压力式中液压缸的最大工作压力从液压泵出口到液压缸入口之间的总的管路损失由上可知，为压力损失取为.，那么最大工作压力.。确定液压泵的流量液压缸工作时，液压泵的输出流量是式中系统的泄露系数，般取最大总流量，包括最小溢流量。由上式计算。选择液压泵的规格根据以上的和值，从产品样本中选取泵为小流量泵。确定驱动功率根据式子式中液压系统的总效率。按照表选取。表液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率.以上计算得到驱动功率.。选择驱动功率为。选择液压控制阀.电磁换向阀的选择根据系统设计需要在合理分配油路的原则基础上，查机械设计手册选择电磁换向阀型号为.型牌号的含义如下代表三位四通代表电磁换向阀代表通径代表湿式标准电磁铁