2022年滚动轴承压装机设计方案说明书 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘 要 - 1 Abstract-2 第 1 章 绪论 -3 1.1 概述 -3 1.2 WY滚动轴承压装机简介-3 第 2 章 设计内容及任务要求-5 21 设计内容及要求-5 22 液压系统的设计流程 第 3 章 液压系统的设计运算-6 -7 3.1 轴承压装机液压缸的设计及运算-7 3.1.1 分析工况及设计要求,绘制液压系统草图-7 3.1.2 计 算 液 压 缸 的 外 负 载 -9 3.1.2.1 压装缸 -9 3.1.2.2 夹紧缸 -9 3.1.2.3 顶起定位缸 -9 3.1.2.4 确定系统的工作压力-9 3.2 确定

2、液压缸的几何参数-9 3.2.1 压装缸尺寸运算-9 3.2.1.1 液压缸工作压力的确定-9 3.2.1.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 -9 3.2.1.3 液压缸壁厚和外径的运算-10 3.2.1.4 液压缸工作行程的确定-11 3.2.1.5 缸盖厚度的确定-11 3.2.1.6 最小导向长度的确定-13 1 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.1.7 缸体长度的确定-14 3.2.1.8 活塞杆稳固性的验算-14 3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定-14 3.2.2.1 液

3、压缸工作压力的确定-14 3.2.2.2 液压缸内径 D和活塞杆直径 d 的确定 -15 3.2.2.3 液压缸壁厚和外径的运算和选取-16 3.2.2.4 液压缸工作行程的确定-17 3.2.2.5 缸盖厚度的确定-17 3.2.2.6 最小导向长度的确定-17 3.2.2.7 缸体长度的确定-17 3.2.2.8 运算液压缸主要零件的强度和刚度-17 3.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定-18 3.2.3.1 液压缸工作压力的确定-18 3.2.3.2 液压缸内径 D和活塞杆直径 d 的确定 -18 3.2.3.3 液压缸壁厚和外径的运算和选取-19 3.2.3.4 液压缸工作行程的确定-

4、20 3.2.3.5 缸盖厚度的确定-20 3.2.3.6 最小导向长度的确定-21 3.2.3.7 缸体长度的确定-21 3.2.3.8 运算液压缸主要零件的强度和刚度-21 3.3 液压缸的结构设计-23 3.3.1 压装液压缸的结构设计-23 3.3.1.1 缸体与缸盖的连接形式-23 3.3.1.2 活塞杆与活塞的连接结构-23 3.3.1.3 活塞杆导向部分的结构-23 3.3.1.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用-24 3.3.1.5 液压缸的缓冲装置-24 3.3.1.6 液压缸的排气装置-24 2 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 36 页精选学习

5、资料 - - - - - - - - - 3.3.2夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计-24 3.4 液压系统元件的分析和挑选-24 3.4.1 确定供油方式 -25 3.4.2 调速方式的挑选-25 3.4.3 速度换接方式的挑选-25 3.4.4 夹紧回路的挑选-26 3.4.5 定位回路的挑选-26 3.4.6 传感器和调理器的挑选-26 3.5 液压站的结构 -26 3.5.1 压装机液压站元件的组成-26 3.5.2 液压油的挑选 -27 3.6 液压缸的调整 -28 3.6.1 压装液压缸的调整-28 3.6.2 顶起定位液压缸的调整-28 3.7 压装机及其环境的布置-28 第 4

6、 章 设计总结 -29 参考文献 -30 致谢 - -313 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【摘要】滚动轴承压装机机械的设计；设计主要是针对WY型轴承压装机的机械部分进行设计,设计时,从实际情形动身,发挥液压传动的优点,力求在达到设计要求 的情形下设计出结构简洁、成本低、操作简洁、修理便利的液压传动系统；这次 设计让我获益良多,第一是四年学习的系统复习,并在其基础上进一步理论联系 实际,通过实践深化理论学问；其次就是学会查参考资料挑选有用信息和利用网 络获得更多学问,培育自己的分析、解决实际问题的才能

7、；最终是锤炼了合作能 力,学会了坚持与妥协,培育了团队精神；关键词 ：滚动轴承；压装；机械；液压4 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - AbstractRolling bearings under the design of packaging machinery.Thedesign is primarily for bearing pressure wy type of packagingmachine of design, the design from the realities of the hyd

8、raulic transmission, trying to reach the case to workout simple structure and low cost, easy operation, maintenanceof the hydraulic transmission system.The design and engineering, the first four years of study, and in its review system to further ties with the theory and in practice the theories of

9、knowledge. next is to find the information helpful information and the use of network for more knowledge, training their analysis, solve practical problems. the exercise of the co-operation and to uphold and compromise, teamwork. keywords:The rolling bearing； Push mounting ； Machinery ； Hydraulic 5

10、/ 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章绪论11 概述WY型滚动轴承压装机是一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一代滚动轴承压装机；我国铁路车辆自七十岁月采纳滚动轴承以来,在滚动轴承的压装工艺上,经受了七十岁月的移动式油压机,八十岁月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,老产品的剔除,新产品的 涌现是历史的必定；七十岁月的移动式油压机,解决了滚动轴承最基本的要求,但劳动强度大,工作效率底,压力计量采纳人工测量误差大,有关数

11、据靠手工填 写简洁产生差错,这些缺点很突出；八十岁月显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,它的问世很快剔除了移动 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熟悉不足,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,必需采纳 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； WY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一代滚动轴 承压装机；1

12、2WY滚动轴承压装机简介 WY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、液压站和掌握台三部分组成；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、帮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,主油缸设计特殊,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查,密封性能好,牢靠；集成块主体6 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳锻刚制造,六面磨削加工；掌握台为流行的运算机操作台结构,强弱电分柜 安装

13、,抗干扰才能强；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,并对掌握系统的有关参数进行修改后,可以压装 197726 和 352226 两种轴承；在压装开头时,操作人员可将轴号、轴型、轴承号及左右端分 别输入掌握系统,这些资料在打印机打印曲线图表时将赐予打出,压装终止后,打印机将自动打印出具有位移- 压力曲线以及压装力、贴靠力和结果判定等有关数据记录；采纳工业运算机掌握系统,通用打印机做为输出终端,14 寸彩色显示器 对话框提示,鼠标、键盘操作；由于运算机储备量极大,可以储备几百万根轴的 压装数据,完全可以取代单位的书面资料储存,任何时间都可以调出全部

14、需要的 资料,并通过打印机打印出任一轴承压装曲线图表；7 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 2 章设计内容及任务要求21 设计内容及要求本次设计主要是针对 WY型轴承压装机的机械部分进行设计,而掌握部分和液压站 部分不需要进行设计,依据已有的资料和到现场进行观看,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一个组成部分；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,必需从实际情形动身,有机的结合各种传动 形式,充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简洁,工作牢靠、成本

15、低、效 率高、操作简洁、修理便利的液压传动系统；轴承压装机的主要性能和参数 1）最大压装力 457/KN 2）压装缸行程 400/mm 3）形状尺寸 5000*850*1500/mm 4）许用压力 高压 9.5/Mpa 低压 2.5/Mpa 5）总功率 11.3/Mpa 6）轮对最大直径 915/mm 轮对最小直径 760/mm 7）重量 8000/kg 8）压装端数 单、双端 9）压装方式 自动、手动 10）可输入并自动记录压装单位、时间轴型、轴号、轴承号等 11）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 5 秒,自动作出压装质量合格与否的判定,可重复打印 12）系统资料储

16、备： 3000000/根轴资料8 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - c确定主要参数 d编制液压元件工况图 e拟订液压系统图 f 挑选和设计液压元件 g液压缸结构设计、运算h绘制正式工作图、编制设计说明 书9 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 3 章 液压系统的设计运算3.1 轴承压装机液压缸的设计及运算3.1.1 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： 顶起定位缸：图 3 10 / 36 名

17、师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 液压原理图以及动作次序表请参见付图 4,图 5：图 4）11 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5）3.1.2 运算液压缸的外负载3.1.2.1 压装缸已知压装力为 196/KN,最大压装力为 475/KN 并保压 5/ s 3.1.2.2 夹紧缸依据压装时的夹紧结构设计,初步确定夹紧力为 6000/N 3.1.2.3 顶起定位缸因 为 是 两 个 缸 对 称 分 布 , 而 轮 对 重

18、 500*9.8=4900/N 3.1.2.4 确定系统的工作压力1000/kg , 所 以 每 个 缸 的 负 载 为系统分别有高压和低压,高压处最高为9.5/Mpa,低压处最高为2.5/Mpa,不得超过此数值,详细请参考液压原理图3.2 确定液压缸的几何参数3.2 1 压装缸尺寸运算：3.2.1.1 液压缸工作压力的确定工进时为 9.5/Mpa ,快进时为 2.5/Mpa 3.2.1.2 液压缸内径 D和活塞杆直径 d 的确定 由下图可知：12 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - p1Dd1d2d3p

19、2p3图 6 D= 4Rp 1 p 3 cm其中 R 为最大压装力 475/KN；cm 为机械效率 0.95 ；p 为最大输出压力9.5/ M pa；p 为系统背压,在这取 0 运算,即无背压；就：d 1 160 mm d 2 125 mm d 3 90 mm查1 表 2-4GB2348-80）取 D 250 mm . 查1 表 2-3 、2-5 取 d 1 160 mm d 2 125 mm d 3 90 mm；3.2.1.3 液压缸壁厚和外径的运算液压缸的壁厚友液压缸的强度条件来运算；液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度；从材料力学可知,承担内压力的圆筒,其内应力分布规律因壁厚的不同

20、而各异；一般运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D/10的圆筒称为薄壁圆筒；其运算公式为：13 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - pyD2式中液压缸壁；厚 m）；D 液压缸内径 m）；yp 试验压力,一般取最大工作压力的 1.25 1.5 ）/ 倍 M pa）；缸筒材料的许用应力；其值为 : 无缝钢管：100 110Mpa . 一级缸的内径运算yp 221.5 2.5 Mpa3.75 Mpa,d 1 160 mm,100 Mpapy2d12.63mm2查2 表 4-11 及 C 表

21、 2-115 采纳外径为 160mm,壁厚为 18mm的无缝钢管；同理取活塞杆材料为外径 二级缸的内径运算90mm,壁厚 5mm的无缝钢管；p y11.59.5Mpa14.25Mpa ,D250mm,100Mpa1py1D18mm2查2 表 4-11 及 C 表 2-115 采纳外径为 325mm,壁厚为 38mm的无缝钢管3.2.1.4 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可依据执行机构实际工作的最大行程来确定,并参照 1 表 2-6 中的尺寸系列来选取标准值；一级缸工作行程长度为 200mm；二级缸工作行程长度为 400mm. 3.2.1.5 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖,其有

22、效厚度t 按强度要求可用下面两式进行近似14 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算；无孔时t0.433D2py有孔时式中t0.433 D2p yd0 D2t 缸盖有效厚度 mm）；D 缸盖止口内径 mm）；d 缸盖孔的直径 m）. 一级缸缸盖厚度运算 后缸盖0.433D2py10.43325014.2510040.86mm前缸盖取2t =15mm. t2t10.433 D2yp26.7 mm二级缸缸盖厚度运算 后缸盖15 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 36 页精选

23、学习资料 - - - - - - - - - t30.433D2py 1取3t =45mm: 0.43325014.2510040.86mm前缸盖t40.433 D2yp2D2d0 0.433 250 30.25 mm3.75 250100250 130取4t =45/mm. 3.2.1.6 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H 称为最小导向长度；H对一般的液压缸,最小导向长度H 应满意以下要求LD18012571.5mm202202式中 L 液压缸的最大行程；D 液压缸内径；活塞的厚度B 一般取B0.61.0D ；缸盖滑动支承面的长度1l ,依据液压缸内径而定；0.

24、61.0D ；当D80mm时,取l1当D80mm时,取l10.61.0d ；对一级缸最小导向长度l1HLD18012571.5mm,202202活塞宽度及滑动支承面的长度1l0.7d0.79063mm16 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - B0.6D0.6 16096mm因l1B6396159mm2H143 mm ,故无需设计隔套；对二级缸最小导向长度HLD400250145mmK来增加 H的值；202202l1活塞宽度及滑动支承面的长度1l0.7 d0.6 160 96 mmB0.6D0.625015

25、0mm为保证最小导向长度H,在缸盖与活塞之间增加一隔套隔套的长度3.2.1.7 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；缸体形状尺寸长度仍要考虑到两端缸盖的厚度；一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030 /倍；一级缸缸体内部长度L1t3t45724545662mmL1LB18096276mm因液压缸为伸缩缸,故其形状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L1LBC40015022572mm缸体形状尺寸为3.2.1.8 L 1t3t45724545662 mm活塞杆稳固性的验算因两级液压缸支承长度L 10d ,故无须考虑活塞杆弯曲稳固性；液压缸支承长度LB

26、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： d 为活塞杆直径；17 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定3.2.2.1 液压缸工作压力的确定液压缸工作压力主要依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,通常采纳的压力范畴也不同；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 力取 20/Mpa；1液压系统设计简明手册）,定位缸的压3.2.2.2 液压缸内径 D和活塞杆直径 d 的确定初步确定定位缸的结构形式为柱塞

27、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 7）由公式：4 D2p1FF f可得: 其中 : D液压缸柱塞直径p 液压缸工作压力 ,初算时可取系统工作压力；1F工作循环中的最大的外负载；F f液压缸密封处的摩擦力,它的精确值不简洁求得,常用液压缸的机械效率cm进行估算；cm液压缸的机械效率,一般 cm=0.9-0.97 ；18 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 而由所知道的数据来看,工作外负载F=4900 KN,参见手册2液压气动系统设计手册）可得,柱塞密封选取的是

28、 U 型密封圈,在前缸盖处安装了 FA型防尘圈,所以密封处的摩擦力约为工作负载的 0.3 倍；而机械效率这里选取的是0.9 ,就： D=3.144F60.9=4490020.3490067.14/mm 2103.141060.9由运算得到的数据,依据液压缸活塞杆直径系列 际,圆整为 70mm；GB2348-80）再结合实由于选取的是柱塞型液压缸,依据参考书 3袖珍液压气动设计手册）柱塞缸的柱塞与缸壁之间的距离一般为3 到 10mm,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 80 mm,即柱塞与缸壁 之间距离为 5 mm；3.2.2.3 液压缸壁厚和外径的运算

29、和选取液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来运算；液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处,从材料力学可知,承担内压力的圆 桶,其内应力分布规律因壁厚的不同而各异；一般可以分为薄壁圆筒和厚壁圆 筒；液压缸的内径D 与其壁厚 的比值 D/10 的圆筒称为薄壁圆筒,起重运输机械和工程机械的液压缸,一般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚 按下面的公式运算：pyD2式中： - 液压缸的壁厚 m）； D-液压缸的内径 m）；p - 试验压力,一般取最大工作压力的 y1.251.5 ）倍 Mpa）；- 缸筒材料的许用压力,其值为：锻钢：=110120/Mpa；19 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 铸钢：=100110 /Mpa；无缝钢管：=100110 /Mpa ；高强度铸铁：=60 /Mp