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1、WY 型滚动轴承压装机设计目录目录-1中文摘要-3Abstract-3第 1 1 章 绪论-31.11.1 概述-41.21.2 WY 滚动轴承压装机简介-5第 2 2 章 设计内容及任务要求-62 21 1 设计内容及要求-62 22 2 液压系统的设计流程-6第 3 3 章 液压系统的设计计算-73.13.1 轴承压装机液压缸的设计及计算-73.1.13.1.1 分析工况及设计要求，绘制液压系统草图-73.1.23.1.2 计算液压缸的外负载-93.1.2.13.1.2.1 压装缸-93.1.2.23.1.2.2 夹紧缸-93.1.2.33.1.2.3 顶起定位缸-93.1.2.43.1.

2、2.4 确定系统的工作压力-93.23.2 确定液压缸的几何参数-93.2.13.2.1 压装缸尺寸计算-93.2.1.13.2.1.1 液压缸工作压力的确定-93.2.1.23.2.1.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定-93.2.1.33.2.1.3 液压缸壁厚和外径的计算-103.2.1.43.2.1.4 液压缸工作行程的确定-113.2.1.53.2.1.5 缸盖厚度的确定-113.2.1.63.2.1.6 最小导向长度的确定-123.2.1.73.2.1.7 缸体长度的确定-133.2.1.83.2.1.8 活塞杆稳定性的验算-133.2.23.2.2 定位缸及其主要尺寸的

3、确定-133.2.2.13.2.2.1 液压缸工作压力的确定-133.2.2.23.2.2.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定-133.2.2.33.2.2.3 液压缸壁厚和外径的计算和选取-143.2.2.43.2.2.4液压缸工作行程的确定-143.2.2.53.2.2.5 缸盖厚度的确定-143.2.2.63.2.2.6 最小导向长度的确定-153.2.2.73.2.2.7 缸体长度的确定-153.2.2.83.2.2.8 计算液压缸主要零件的强度和刚度-163.2.33.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定-173.2.3.13.2.3.1 液压缸工作压力的确定-171WY 型滚

4、动轴承压装机设计3.2.3.23.2.3.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定-173.2.3.33.2.3.3 液压缸壁厚和外径的计算和选取-173.2.3.43.2.3.4 液压缸工作行程的确定-183.2.3.53.2.3.5 缸盖厚度的确定-183.2.3.63.2.3.6 最小导向长度的确定-183.2.3.73.2.3.7 缸体长度的确定-193.2.3.83.2.3.8 计算液压缸主要零件的强度和刚度-193.33.3 液压缸的结构设计-203.3.13.3.1 压装液压缸的结构设计-203.3.1.13.3.1.1 缸体与缸盖的连接形式-203.3.1.23.3.1.2

5、 活塞杆与活塞的连接结构-213.3.1.33.3.1.3 活塞杆导向部分的结构-213.3.1.43.3.1.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用-213.3.1.53.3.1.5 液压缸的缓冲装置-213.3.1.63.3.1.6 液压缸的排气装置-213.3.23.3.2夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计-213.43.4 液压系统元件的分析和选择-223.4.13.4.1 确定供油方式-223.4.23.4.2 调速方式的选择-223.4.33.4.3 速度换接方式的选择-223.4.43.4.4 夹紧回路的选择-233.4.53.4.5 定位回路的选择-233.4.63.4.6 传感器和调理

6、器的选择-233.53.5 液压站的结构-233.5.13.5.1 压装机液压站元件的组成-233.5.23.5.2 液压油的选择-243.63.6 液压缸的调整-243.6.13.6.1 压装液压缸的调整-243.6.23.6.2 顶起定位液压缸的调整-243.73.7 压装机及其环境的布置-25设计总结-26鸣谢-27参考文献-282WY 型滚动轴承压装机设计中文摘要WY 型货车轮对滚动轴承压装机是用于铁路车辆滚动轴承压装的专用设备，适用于铁路货车车辆新造及检修时压装 197726、352226 型轴承。广泛应用于各车辆厂、车辆段、车辆大修厂及煤矿铁路运输单位。本次设计是根据湛江火车站机修

7、厂的资料和其工作现场情况，设计出达到压装要求的轴承压装机。本文主要是针对 WY 型货车轮对轴承压装机的机械液压部分进行设计。关键词：滚动轴承；压装；机械；液压AbstractAbstract：WY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine is theappropriation equipment for railcar rolling bearing mounted.It is used for mountingthe 197726 and 352226 moulds bearings in making and

8、 overhauling freight railcar,andwidely used in vehicle factories,vehicle sections,vehicle overhauling factoriesand mine railcar companies etc.in this design,it is aimed to design an pushmounting machine fulfilling the push mounting requirement,according on datas andfieldwork.This text is mainly abou

9、t the mechanical hydraulicpart design ofWY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine.keywords:The rolling bearing;Push mounting;Machinery;Hydraulic3WY 型滚动轴承压装机设计WY 型滚动轴承压装机设计机械设计制造及其自动化，2001121627，吴亿炮指导老师：孙明、陈敏华第 1 章绪论1 11 1 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

10、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

11、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。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 2 WY 滚动轴承压装机简介4WY 型滚动轴承压装机设计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

12、。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 197726 和 352226 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

13、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，14 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一轴承压装曲线图表。附位移变化与压装力曲线打印图一张:5WY 型滚动轴承压装机设计图 1第 2 章设计内容及任务要求2 21 1 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一个组成部分。液压

14、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（1）最大压装力 457/KN（2）压装缸行程 400/mm（3）外形尺寸 5000*850*1500/mm6WY 型滚动轴承压装机设计（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

15、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断，可重复打印（12）系统资料存储：3000000/根轴资料（13）时间自动生成2 22 2 液压系统的设计流程 a明确液压系统设计要求b工况分析(动力分析、运动分析)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选择和设计液压元件g液压缸结构设计、运算h绘制正式工作图、编制设计说明书第 3 章 液压系统的设计计算3.13.1 轴承压装机液压缸的设计及计算3.1.13.1.1 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：7WY 型滚动轴

16、承压装机设计（图 2）夹紧缸：顶起定位缸：(图 3)(图 4)液压原理图以及动作顺序表请参见付图3，图 4：8WY 型滚动轴承压装机设计（图 5）以下是液压系统原理图:（图 6）9WY 型滚动轴承压装机设计3.1.23.1.2 计算液压缸的外负载3.1.2.13.1.2.1 压装缸已知压装力为 196/KN，最大压装力为 475/KN 并保压 5/s3.1.2.23.1.2.2 夹紧缸根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为6000/N3.1.2.33.1.2.3 顶起定位缸因为是两个缸对称分布，而轮对重1000/kg，所以每个缸的负载为500*9.8=4900/N3.1.2.43.1.2.

17、4 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9.5/Mpa，低压处最高为 2.5/Mpa，不得超过此数值，具体请参考液压原理图3.23.2 确定液压缸的几何参数3.23.21 1 压装缸尺寸计算：3.2.1.13.2.1.1 液压缸工作压力的确定工进时为 9.5/Mpa，快进时为 2.5/Mpa3.2.1.23.2.1.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定由下图可知：Dp2d2d31d1pp图 834RD=p1 p3cm10WY 型滚动轴承压装机设计其中 R 为最大压装力 475/KN;cm为机械效率 0.95;p1为最大输出压力 9.5/Mpa;p3为系统背压，在这取 0

18、 计算，即无背压。则：d1160mm,d2125mm,d3 90mm查1表 2-4（GB2348-80）取D 250mm.查1表 2-3、2-5取d1160mm,d2125mm,d3 90mm。3.2.1.3 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚友液压缸的强度条件来计算。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，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一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D/10的圆筒称为薄壁圆筒。其计算公式为：式中液压缸壁厚（m）;D液压缸内径（m）;pyD2py试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）/倍（Mp

19、a）;缸筒材料的许用应力。其值为:无缝钢管：100一级缸的内径计算110Mpa.py21.52.5Mpa 3.75Mpa，d1160mm，100Mpa2py2d1 2.63mm2查2 表 4-11 及 C 表 2-115采用外径为 160mm,壁厚为 18mm 的无缝钢管。同理取活塞杆材料为外径90mm,壁厚 5mm 的无缝钢管。二级缸的内径计算py11.59.5Mpa 14.25Mpa，D 250mm，100Mpa1py1D18mm2查2 表 4-11 及 C 表 2-115采用外径为 325mm,壁厚为 38mm 的无缝钢管。11WY 型滚动轴承压装机设计3.2.1.43.2.1.4 液压

20、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 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.3.2.1.53.2.1.5 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t 按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时t 0.433D2py有孔时t 0.433D2py(D2d0)式中t缸盖有效厚度（mm）;D2缸盖止口内径（mm）;d0缸盖孔的直径（m）.一级缸缸盖厚度计算后缸盖 0.433D2py114.25100 0.433250 40.86mm前缸盖t2 t1 0.433D2取t2=15mm.二

21、级缸缸盖厚度计算后缸盖py2 6.7mm12WY 型滚动轴承压装机设计t3 0.433D2py114.25100 0.433250 40.86mm取t3=45mm:前缸盖t4 0.433D2py2(D2d0)3.75250100250130 0.433250 30.25mm取t4=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。对一般的液压缸，最小导向长度H 应满足以下要求H LD180125 71.5mm202202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B 0.61.0D；缸盖滑动支承面的长度l1，根据液压缸

22、内径而定;当D 80mm时，取l1(0.61.0)D；当D 80mm时，取l1(0.6对一级缸最小导向长度1.0)d。LD180125 71.5mm，202202活塞宽度及滑动支承面的长度l1l1 0.7d 0.790 63mmB 0.6D 0.6160 96mm因l1 B 6396 159mm 2H 143mm，故无需设计隔套。H 对二级缸最小导向长度LD400250145mm202202活塞宽度及滑动支承面的长度l1l1 0.7d 0.6160 96mmB 0.6D 0.6250 150mmH 13WY 型滚动轴承压装机设计为保证最小导向长度 H，在缸盖与活塞之间增加一隔套K 来增加 H

23、的值。隔套的长度3.2.1.73.2.1.7 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。缸体外形尺寸长度还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20一级缸缸体内部长度L1t3t4 572 45 45 662mm30/倍。L1 L B 180 96 276mm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L1 L B C 400 150 22 572mm缸体外形尺寸为L1t3t4 572 45 45 662mm3.2.1.83.2.1.8 活塞杆稳定性的验算因两级液压缸支承长度LB10d，故无须考虑活塞杆弯曲稳定性。液压缸

24、支承长度LB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。3.2.23.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定3.2.2.13.2.2.1 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 1（液压系统设计简明手册），定位缸的压力取 20/Mpa。3.2.2.23.2.2.2 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。1

25、4WY 型滚动轴承压装机设计（图 7）2p F FD由公式：1f4其中:D液压缸柱塞直径可得:p1液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力;F工作循环中的最大的外负载；F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f率cm进行估算。cm液压缸的机械效率，一般cm=0.9-0.97。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 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，则：D=4F3.1421060.9=4(49000.34900)6

26、7.14/mm63.14210 0.9由计算得到的数据，根据液压缸活塞杆直径系列（GB2348-80）再结合实际，圆整为70mm。因为选取的是柱塞型液压缸，根据参考书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。液压缸的壁厚一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15WY 型滚动轴承压装机设计应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般可以分为薄

27、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计算：pyD2式中：-液压缸的壁厚（m）；D-液压缸的内径（m）；py-试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）倍（Mpa）-缸筒材料的许用压力，其值为：锻钢：=110120/Mpa；铸钢：=100110/Mpa；无缝钢管：=100110/Mpa；高强度铸铁：=60/Mpa；灰铸铁：=25/Mpa。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15

28、/mm。液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径D1为：D1D+2式中D1值应该按无缝钢管标准，选取110/mm。3.2.2.43.2.2.4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 140/mm。属于活塞行程参数系列（GB2349-80）的第 2 优先组。3.2.2.53.2.2.5 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t 按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时：t 0.433D2有孔时：pyt0.433D式中：t-缸盖的有效厚度（m）；2pYD2D2d016WY 型滚动轴承压装机设计；D-缸盖上口内径（m）2d

29、0-缸盖孔的直径（m）。这里按经验选取缸盖厚度为25/mm。3.2.2.63.2.2.6 最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H 称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性。由于选取的是柱塞缸，导向长度相对来说要加长点，这里选取导向长度为70/mm。3.2.2.73.2.2.7 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸的缸体长度不应当大于内径的2030/倍。这里，缸体长度取250/mm，没有超出规定的要求。3.2.2.83.2.2.8

30、计算液压缸主要零件的强度和刚度由于柱塞直径 D 与其壁厚 的比值小于 10，所以这里用厚壁筒强度计算公式估计：D2代入数值，计算：0.4 p11.3 p702所以壁厚完全符合要求。105 0.4 21.51=1.77/mm105 1.3 21.5活塞杆强度校核：当活塞杆长度l10d时，按强度条件校核活塞杆直径dd 式中：F；1-活塞杆推力（N）4 F1-活塞杆材料的许用应力（Mpa）；代入数值，计算：44900=59.4/mm105而柱塞的直径为 70/mm，所以符合活塞杆的强度要求。17WY 型滚动轴承压装机设计3.2.33.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定3.2.3.13.2.3.1 液压

31、缸工作压力的确定夹紧缸主要起到的是径向的推力，从而推动顶杆，使之夹紧轮对，这里夹紧缸的工作压力最大不超过 2.5/Mpa。选取 2.0/Mpa 计算。3.2.3.23.2.3.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定夹紧缸选取的结构形式为单活塞杆式液压缸，采取头部法兰连接。夹紧缸在回油路上没有背压，可不考虑背压的影响。由公式：D2p F(D2d2)p F12fc44式中：D液压缸柱塞直径p1液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力;F工作循环中的最大的外负载；Ffc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cm进行估算。F FfcFcmcm液压缸的机械效率，一般cm=0

32、.9-0.97。而由所知道的数据来看，夹紧液压缸的密封是采取使用U 型密封圈结合 O 型密封圈的形式，考虑到工作过程中的摩擦力影响，其大小应该是夹紧力的0.03/倍，而由此可得 D：4(60000.26000)71.38mm63.14210 0.9根据液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）将所得数值圆整为80/mm。根据活塞杆直径可由 d/D 值计算所得，由计算所得的 D 根据工作压力和参考液压气动系统设计手册，结合活塞杆直径系列（GB2348-80），活塞杆直径可选取：d=45/mm。3.2.3.33.2.3.3 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。由于选取的

33、夹紧缸内径D 和壁厚 的比值小于 10，所以应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算：18WY 型滚动轴承压装机设计0.4pyD21.3py 式中：-液压缸的壁厚（m）；D-液压缸的内径（m）；1；py-试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）倍（Mpa）-缸筒材料的许用压力，其值为：锻钢：=110120/Mpa；铸钢：=100110/Mpa；无缝钢管：=100110/Mpa；高强度铸铁：=60/Mpa；灰铸铁：=25/Mpa。但是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10/mm。液压缸壁厚算出后，即可以求得

34、缸体的外径D1为：D1D+2式中D1值按经验选取 100/mm。3.2.3.43.2.3.4 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，夹紧缸的工作行程为 112/mm。属于活塞行程参数系列（GB2349-80）的第 2 优先组。3.2.3.53.2.3.5 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，无孔时，其有效厚度t 按强度要求可用下式计算：t 0.433D2式中：t-缸盖的有效厚度（m）；D-缸盖上口内径（m）2pyd0-缸盖孔的直径（m）。这里按经验选取缸盖厚度为22mm。3.2.3.63.2.3.6 最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活

35、塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H 称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性。活塞的宽度 B 一般取 B=（0.6-1.0）D；这里选取活塞的宽度为 35/mm。缸盖滑动支撑面的长度l1，根据液压缸内径D 而定，；当 D80/mm 时,取l1=（0.6-1.0）d。为保证最小导向长度 H，若过分增大l1和 B 都是不适合的，必要时可以在缸盖与活塞之间增19WY 型滚动轴承压装机设计加一隔套 K 来增加 H 的值，隔套的长度 C 由需要的最小导向长度 H 来确定，即：C H 1l B21液压缸内径为 80/mm，所以l1=（0.6-1.0）D，计算

36、所得l1=4880/mm，参考液压缸结构设计工具书，将夹紧缸的最小导向长度定为40/mm。3.2.3.73.2.3.7 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸的缸体长度不应当大于内径的2030/倍。这里，缸体长度取212/mm，没有超出规定的要求，符合条件。3.2.3.83.2.3.8 计算液压缸主要零件的强度和刚度由于柱塞直径 D 与其壁厚 的比值小于 10，所以这里用厚壁筒强度计算公式估计：D20.4 p1.3p1代入数值，取无缝钢管的计算，即 105Mpa，而压力 p 是工作压力的 1.5/倍，则：801050

37、.421.51=2.02/mm21051.321.5由上计算多得的壁厚比实际小的多，因此按经验选取的壁厚10/mm 完全符合要求。活塞杆校核：当活塞杆长度l 10d时，按弯曲稳定性校核活塞杆直径d按材料力学理论，一根受压直杆，在其轴向负荷Fr超过稳定临界力Fk时，即失去原有直线状态的平衡，称为失稳。对液压缸，其稳定条件为：F 式中：F-液压缸的最大推力（F），F=Fr；Fk-液压缸的稳定临界力（N）；Fknknk-稳定安全系数，一般取nk=13。液压缸的稳定临界力Fk（N）与活塞杆和缸体的材料、长度、刚度和两端支撑状况等因素有关。20WY 型滚动轴承压装机设计l mk当细长比n2EJn时，FK

38、l2fA1 l当细长比 m n时，FKk2 l nk2式中：l-活塞杆的计算长度（m），其取法见参考书 2（液压气动系统设计手册）78 页表 3-6；K-活塞杆横截面的回转半径（m），K Jd（对实心活塞杆）（m）A4 j-活塞杆横截面转动惯量（m），J 24d464；A-活塞杆横截面积（m）；m-柔性系数，对钢取 m=85；n-端点安装形式系数，参见书目2（液压气动系统设计手册）78 页表 3-6，这里使用的是一端固定，一端铰接，所以n 取 2；E-材料弹性摸量（Pa），对钢 E=2.6/GPa；f-材料强度实验值（Pa），对钢 f=490/Mpa。计算细长比：l11210/mm，而m n=

39、340，所以选后面的公式计算，则：=k45/4FK49010622.510321121031245103422 7441.68/N稳定安全系数nk取 1.1，则F Fk7441.68 6765.45N，因为F=6000/N。所以符合稳nk1.1定性要求，设计合适。3.33.3 液压缸的结构设计3.3.13.3.1 压装液压缸的结构设计3.3.1.13.3.1.1 缸体与缸盖的连接形式压装液压缸的缸体与缸盖的连接形式都为螺纹连接。21WY 型滚动轴承压装机设计这种连接方式具有以下优点：（1）外形尺寸小（2）重量较轻同样其也具有以下缺点：(1)端部结构复杂，工艺要求较高（2）拆装时需用专用工具（3

40、）拧端盖时易损坏密封圈3.3.1.23.3.1.2 活塞杆与活塞的连接结构一级缸活塞杆与活塞的连接结构为整体式结构：二级缸活塞杆与活塞的连接结构为螺纹连接。3.3.1.33.3.1.3 活塞杆导向部分的结构一级缸活塞杆导向结构为导向套导向：二级缸活塞杆导向结构为端盖直接导向。3.3.1.43.3.1.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用一级缸密封圈的选用:选用高低唇 Y 型密封圈，型号:Y 1109016 GB10708.1-89 以及 Y 18516020GB10708.1-89，材料都是耐油橡胶。二级缸活塞与缸体的密封圈的选用：选用 V 型密封圈，型号：V 25022049.5 GB10708-

41、893.3.1.53.3.1.5 液压缸的缓冲装置液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量较大，运动速度较高，则在到达行程终点时，会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖之间产生机械碰撞。为防止这种现象的发生，在行程末端设置缓冲装置。但是在这里，所需设计的压装缸运动速度很慢，基本上不需要设计缓冲结构。3.3.1.63.3.1.6 液压缸的排气装置对于运动速度稳定性要求较高的机床液压缸和大型液压缸，则需要设置排气装置，压装缸将油口设置在上方，有利于压力油中的气体排出。3.3.23.3.2夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计定位与夹紧液压缸均采用单出杆、缸体固定形式；为减少缸体与活塞体积，简化结构，采用

42、U 型密封圈结合 O 型密封圈的结构，夹紧液压缸的U 型密封圈的型号为：4565HG-336-66，材料是橡胶；O 型密封圈的型号为：715.3G GB3452.1-92；11.83.55GGB3452.1-82，材料是NBR。定位液压缸的U 型密封圈型号为：4565 HG4-336-66，材料是：22WY 型滚动轴承压装机设计橡胶；防尘圈型号为：FA1001159.5 D GB10708.3-89，材料为丁睛橡胶。由于行程比较短，运动部件质量很小，速度也不大，故不必考虑设置缓冲结构，排气螺塞也可以由油管接头来代替。3.43.4 液压系统元件的分析和选择3.4.13.4.1 确定供油方式考虑到

43、该机床在工作进给时负载较大，速度较低，而在快进、快退时负载较小，从节省能量、减少发热考虑，泵源系统应该选用双泵，本设计中，采用的是 YB-E32/63 双联叶片泵。3.4.23.4.2 调速方式的选择在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或者是调速阀。根据压装机对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用双联叶片泵加调速阀的结构，而且在高压的供油线路上，接入一个分流阀，分流阀的两个出口分别通向两只压装油缸。分流阀的主要作用就是使两个缸同步，如果左端油缸因负载减少速度加快，分流阀将减小左边的出油口，同时加大右边的出油口，尽力保持两边速度相同。减少油口在液压原理上实质是

44、利用压力变化的作用，也就是说，WY 型滚动轴承压装机在压装过程中，会出现两个油缸不同的情况时（可通过观察两个压装油缸上的压力表），而两缸仍能继续同时进行压装。分流阀调节示意图如图 8：（图 9）3.4.33.4.3 速度换接方式的选择本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单，调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但是速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。23WY 型滚动轴承压装机设计3.4.43.4.4 夹紧回路的选择用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作，为了避免工作时突然失电而松开，应该采用失电夹紧方式，考虑到夹紧时，当进油路压力瞬

45、时下降时，仍能保持夹紧力，所以接入单向阀保压。3.4.53.4.5 定位回路的选择用三位四通电磁阀来控制顶起定位和降下复位动作，同夹紧回路一样，为了避免工作时突然失电而松开，应该采用失电夹紧方式，考虑到夹紧时，当进油路压力瞬时下降时，仍能保持夹紧力，所以接入单向阀保压。在该回路中还装有调速阀，在降下的过程中可以保持轮对的缓慢降下。从而使轮对不至于撞坏。3.4.63.4.6 传感器和调理器的选择本机选用压阻式压力传感器，型号为CYG-30。量程为 16/Mpa，该传感器内部线路相当于一个电桥，只是有一个桥壁是可变，当压力发生变化时，可变桥壁的阻值发生变化，从而取得压力变化信号，为了传感器正常工作

46、，必须提供其工作电流，该电流由信号调理器提供。调理器是一台高精度，低漂移的直流放大器，本机配用 TKF-1 型信号调理器，为双通道，正面布置两个通道的各 3 只调整旋钮；背面布置电源开关，两个输入，一个输出五芯插座。3.53.5 液压站的结构3.5.13.5.1 压装机液压站元件的组成系统工作压力：高压管路为 9.5/Mpa，而低压管路为 2.5/Mpa，所以选择的液压阀的工作压力要根据系统管路的压力正确的进行选择。压装机液压站有 6 个集成块，液压元件的选择如下：（1）油泵电机：Y160-6-B5 电机；（2）双联叶片泵：YB-E32/63；（3）高压压力表一块：Y-60；（4）网式滤油器：

47、WU-250X180F-J；（5）集成块底版；（6）集成块 1：22E-10BH 电磁阀二个，Y-63B 中压溢流阀一个，Y2-HB10 高压溢流阀一个；（7）集成块 2：FL-B10-S 分流阀一个，22E0-H10B 电磁阀一个，Q-10H 高速阀一个，AJ-Ha10B 单向阀一个；（8）集成块 3：FL-B15-S 分流阀一个，34E-63B 电磁阀一个；（9）集成块 4：22E2-063B 电磁阀两个，23E-63B 电磁阀一个；（10）集成块 5：23E-63B 电磁阀两个，34E-63B 电磁阀一个；（11）集成块 6：23E-63B 电磁阀一个，34E-63B 电磁阀一个，X-6

48、3B 顺序阀一个；（12）集成块顶块：34E-63B 电磁阀一个，I-63B 单向阀一个，L-63B 节流阀一个，Y-60 低压压力表两块。24WY 型滚动轴承压装机设计3.5.23.5.2 液压油的选择正确而合理的使用液压油对液压系统适应各种环境条件和工作状态的能力、延长系统和元件的寿命，提高设备运转的可靠性，防止事故发生等方面都有重要影响。对于本设计的液压系统，液压油的选择可参见手册 3（袖珍液压气动手册）表 13-8的选择原则和表 13-9 的液压油液的使用范围，觉得选择洁净的20#液压油。在首次使用或换油时，工作油液的一次加入量为364-384 升，即油箱内工作油液的正常液面应该在油箱

49、油标的最低与最高刻线之间。首次启动后，油液进入了管道及油缸，此时油面会下降，因此必须再次补充油，在使用的过程中还可能发生少量的泄露，因此应该经常检查游标，当油液面低于油箱游标的最低刻线时，应该及时加油。工作油液应该定期进行检查和更换，换油液的周期，因使用条件而异，一般来说，两年更换一次。在连续运转、高温、高湿、灰尘多的地方需要缩短更换的周期。3.63.6 液压缸的调整3.6.13.6.1 压装液压缸的调整可以根据压装液压缸的前端结构，更换引导套和压装盖，并调整好轴承托架体相互之间的距离，可以使压装机适应197726 和 352226 型轴承3.6.23.6.2 顶起定位液压缸的调整（图 10）

50、在整机调整时，应该注意：顶起定位液压缸升起高度的调整，应该使两缸升起的高度一致，并保证升起轮对后，轮对轴线较两压装缸顶尖的同轴度误差为 1 毫米左右，然后锁紧各螺母和紧定螺钉。对不同型号的轮对，升起的高度是不用的，经过仔细的调整，可以对两种轮径（840 毫米和 915 毫米）的轮对滚动轴承进行压装。轮对如图10 所示。25WY 型滚动轴承压装机设计3.7 压装机及其环境的布置压装机由机体、液压站和控制台三部分组成，液压站和控制台相对主机应该就近布置，现场的钢轨与机体上的导轨应该联结平整。压装机工作时，床身承受很大的拉力和弯矩，因此基础应该捣实摸平，按照基础图的要求完成。机体就位时下部应该垫平，