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火车
轴承
拆装机
设计
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火车轴承拆装机设计
33页 11000字数+说明书+6张CAD图纸
局部装配图1-A0.dwg
局部装配图2-A0.dwg
底座A2.dwg
总装配图.dwg
拉爪部件A2.dwg
液压原理图-A1.dwg
火车轴承拆装机设计说明书.doc
摘 要
铁路货车滚动轴承一方面要承受整个车厢的重量，另一方面轴承的内圈又随车轴一起作高速旋转，是非常容易磨损的部件，也是关系到铁路运输安全的关键部件。机车运行时，一旦滚动轴承发生故障，将导致整列车不能运行，严重堵塞运输路线，同时对机车的抢修也是十分困难的。因此预防滚动轴承故障的发生，对于机车的安全运输就显得十分重要。铁路部门严格规定，各车辆段必须对滚动轴承进行定期检测，对于需要分解的滚动轴承，把它从车轴上拆下来，此时需要用到本设计中所研究的STL-2A铁路货车滚动轴承固定式半自动拆卸机。
STL-2A滚动轴承拆卸机是用于拆卸铁路车辆滚动轴承的专用设备，能拆卸目前所用的多种型号滚动轴承，如RB2，RD2，RE2型轮对的无轴箱滚动轴承。因此广泛应用于各车辆段，车辆检修厂及铁路运输单位。该机主要由床身、左右拆卸装置、支承缸、推进缸、轴承滚道、液压系统、电气控制系统等组成。
此次设计是根据已有的《科技文件材料》、《机械设计手册》、《液压系统设计简明手册》等资料以及到现场参观实习，设计出定位准确，结构简单，占地面积小，成本低，自动化程度和效率高，操作和维修方便的拆卸机。本次设计主要是对该机的液压系统和机械结构部分进行设计。
关键词：滚动轴承；拆卸；液压缸；机械结构
目 录
摘 要I
AbstractII
1 绪论1
1.1 设计课题的来源1
1.2 拆卸机的用途1
1.3 拆卸机的结构组成1
1.4 拆卸机的工作形式1
1.5 拆卸机的工作过程2
1.6 拆卸机的特点2
2 设计要求及内容3
2.1 设计要求3
2.2 设计内容3
3 液压系统的计算及液压元件的选择4
３.１ 工况分析4
3.2 拟订液压系统原理图4
3.2.1 确定供油方式4
3.2.2 调速方式的选择4
3.2.3 速度换接方式的选择4
3.2.4 支承定位回路的选择5
3.3 液压缸的主要尺寸计算6
3.3.1 拆卸缸主要尺寸的计算：6
3.3.1.1 工作压力的确定6
3.3.1.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定6
3.3.1.3 液压缸壁厚和外径的计算6
3.3.1.4 液压缸工作行程的确定7
3.3.1.5 缸盖厚度的确定7
3.3.1.6最小导向长度的确定8
3.3.1.7 活塞杆稳定性的验算8
3.3.1.8 缸体长度的确定8
3.3.2 推进缸主要尺寸的计算9
3.3.2.1 确定推进缸所受的最大负载力9
3.3.2.2 确定推进缸的工作压力9
3.3.2.3 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定9
3.3.2.4 液压缸壁厚和外径的计算10
3.3.2.5 液压缸工作行程的确定10
3.3.2.6 缸盖厚度的确定10
3.3.2.7 最小导向长度的确定11
3.3.2.8 活塞杆稳定性的验算11
3.3.2.9 缸体长度的确定11
3.3.3 支承缸主要尺寸的计算12
3.3.3.1 工作压力的确定12
3.3.3.2 液压内径D和活塞杆直径d的确定12
3.3.3.3 液压缸壁厚和外径的计算12
3.3.3.4 液压缸工作行程的确定12
3.3.3.5 缸盖厚度的确定12
3.3.3.6 最小导向长度的确定13
3.3.3.7 活塞杆稳定性的验算14
3.3.3.8 缸体长度的确定14
3.4 液压缸的结构设计14
3.4.1 拆卸缸的结构设计14
3.4.1.1 缸体与缸盖的连接形式14
3.4.1.2 活塞杆与活塞的连接结构15
3.4.1.3 活塞杆导向部分的结构15
3.4.1.4 密封圈的选用15
3.4.1.5 液压缸的缓冲装置15
3.4.1.6 液压缸的排气装置15
3.4.2 推进缸的结构设计15
3.4.2.1 缸体与缸盖的连接形式15
3.4.2.2 活塞杆与活塞的连接结构16
3.4.2.3 活塞杆导向部分的结构16
3.4.2.4 密封圈的选用16
3.4.2.5 液压缸的缓冲装置16
3.4.3 支撑缸的结构设计17
3.4.3.1 缸体与缸盖的连接形式17
3.4.3.2 活塞杆与活塞的连接结构17
3.4.3.3 活塞杆导向部分的结构17
3.4.3.4 密封圈的选用17
3.4.3.5 液压缸的缓冲装置18
3.4.3.6 液压缸的排气装置18
3.5 液压泵和电动机的选择18
3.5.1 确定泵的压力和流量18
3.5.1.1 泵的工作压力的确定18
3.5.1.2 计算在各工作阶段液压缸所需的最大流量19
3.5.1.3 泵的流量确定20
3.5.2 选择液压泵的规格20
3.5.3 与液压泵匹配的电动机的选定21
3.6 确定液压管道尺寸22
3.7 液压介质的选取24
3.8 毕业设计心得体会24
4 结 论26
致 谢27
参考文献28
- 内容简介：
-
沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书摘 要铁路货车滚动轴承一方面要承受整个车厢的重量，另一方面轴承的内圈又随车轴一起作高速旋转，是非常容易磨损的部件，也是关系到铁路运输安全的关键部件。机车运行时，一旦滚动轴承发生故障，将导致整列车不能运行，严重堵塞运输路线，同时对机车的抢修也是十分困难的。因此预防滚动轴承故障的发生，对于机车的安全运输就显得十分重要。铁路部门严格规定，各车辆段必须对滚动轴承进行定期检测，对于需要分解的滚动轴承，把它从车轴上拆下来，此时需要用到本设计中所研究的STL-2A铁路货车滚动轴承固定式半自动拆卸机。STL-2A滚动轴承拆卸机是用于拆卸铁路车辆滚动轴承的专用设备，能拆卸目前所用的多种型号滚动轴承，如RB2，RD2，RE2型轮对的无轴箱滚动轴承。因此广泛应用于各车辆段，车辆检修厂及铁路运输单位。该机主要由床身、左右拆卸装置、支承缸、推进缸、轴承滚道、液压系统、电气控制系统等组成。此次设计是根据已有的科技文件材料、机械设计手册、液压系统设计简明手册等资料以及到现场参观实习，设计出定位准确，结构简单，占地面积小，成本低，自动化程度和效率高，操作和维修方便的拆卸机。本次设计主要是对该机的液压系统和机械结构部分进行设计。关键词：滚动轴承；拆卸；液压缸；机械结构Abstract On one hand railway freight train rolling bearings support the weight of a whole carriage, on the other hand bearing inner race in high speed rotation along with the axle. It is the non-wearable parts in application, but it is also the key components in Railway Transportation Safety .once the rolling bearings are broken, the whole train cannot move in time. Transportation route is severe ball-up. In the mean time, it is very difficult to repair the train again. as a result, it is very important to prevent the fault of rolling bearings. The regulation on railway department said that rolling-stock Section must overhaul the rolling bearings regularly, aim at some rolling bearings need to be disassembled, The STL-2A type fixed semi-automatic dismantling machine for rolling bearings is considered. The STL-2A-type dismantling machine for rolling bearings is a specialized machine which is use for dismantling the rolling bearings of freight trains, It can dismantle all kinds of rolling bearings at the time being. Such as the rolling bearings of non-cased axles of the wheels of RB2, RD2, RE2. As a result, It is widely used in train manufacturers, train divisions, train overhaul factories and so on. The machine is made up of a bed, a left and right dismantling device, a supporting jar, a advancing jar, a bearing roll dish, a hydraulic pressure system and a electric control system, etc. This paper is to design a dismantling machine which meets the requirement of accurate in localization, simple in structure, small in volume, low in price, high in automatic level and efficiency, easy in operation and maintenance base on the materials and investigation. This paper mainly designs the hydraulic system and mechanical structure of the machine. Key words: rolling bearing；dismantle；hydraulic pressure jar；mechanical structure目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 设计课题的来源11.2 拆卸机的用途11.3 拆卸机的结构组成11.4 拆卸机的工作形式11.5 拆卸机的工作过程21.6 拆卸机的特点22 设计要求及内容32.1 设计要求32.2 设计内容33 液压系统的计算及液压元件的选择4. 工况分析43.2拟订液压系统原理图43.2.1 确定供油方式43.2.2 调速方式的选择43.2.3 速度换接方式的选择43.2.4 支承定位回路的选择53.3 液压缸的主要尺寸计算63.3.1 拆卸缸主要尺寸的计算：6 工作压力的确定6 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定6 液压缸壁厚和外径的计算6 液压缸工作行程的确定7 缸盖厚度的确定7最小导向长度的确定8 活塞杆稳定性的验算8 缸体长度的确定83.3.2 推进缸主要尺寸的计算9 确定推进缸所受的最大负载力9 确定推进缸的工作压力9 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定9 液压缸壁厚和外径的计算10 液压缸工作行程的确定10 缸盖厚度的确定10 最小导向长度的确定11 活塞杆稳定性的验算11 缸体长度的确定113.3.3 支承缸主要尺寸的计算12 工作压力的确定12 液压内径D和活塞杆直径d的确定12 液压缸壁厚和外径的计算12 液压缸工作行程的确定12 缸盖厚度的确定12 最小导向长度的确定13 活塞杆稳定性的验算14 缸体长度的确定143.4 液压缸的结构设计143.4.1 拆卸缸的结构设计14 缸体与缸盖的连接形式14 活塞杆与活塞的连接结构15 活塞杆导向部分的结构15 密封圈的选用15 液压缸的缓冲装置15 液压缸的排气装置153.4.2 推进缸的结构设计15 缸体与缸盖的连接形式15 活塞杆与活塞的连接结构16 活塞杆导向部分的结构16 密封圈的选用16 液压缸的缓冲装置163.4.3 支撑缸的结构设计17 缸体与缸盖的连接形式17 活塞杆与活塞的连接结构17 活塞杆导向部分的结构17 密封圈的选用17 液压缸的缓冲装置18 液压缸的排气装置183.5 液压泵和电动机的选择183.5.1 确定泵的压力和流量18 泵的工作压力的确定18 计算在各工作阶段液压缸所需的最大流量19 泵的流量确定203.5.2 选择液压泵的规格203.5.3 与液压泵匹配的电动机的选定213.6 确定液压管道尺寸223.7 液压介质的选取243.8 毕业设计心得体会244 结 论26致 谢27参考文献28281 绪论1.1 设计课题的来源铁路货车滚动轴承是关系到铁路运输安全的关键部件,特别是牵引电机、轴箱轴承，其功能对安全运输起着举足轻重的作用。机车在线上运行时，一旦轴承发生故障，将导致整列列车不能运行，堵塞运输正线，特别是客运列车发生故障，造成的负面影响就更大，同时一旦机车轴承发生故障，对机车的抢修也是十分困难的，预防和减少机车轴承故障的发生，对于机车的安全运输就显得十分重要。因此铁路部门对轴承的检修非常重视,要求各车辆段必须对货车滚动轴承进行定期维修货车无轴箱滚动轴承检修工作规定，货车滚动轴承检修分为一般检修和大修两级修程。货车进入车辆段进行一般检修时，先作分解诊断，诊断结果为分解和不分解，对于需分解的轴承，把轴承和车轴分离，此时需要用到本设计课题的铁路货车滚动轴承固定式半自动拆卸机。1.2 拆卸机的用途STL-2A型铁路货车滚动轴承固定式半自动拆卸机（后称拆卸机）是为铁路货车滚动轴承拆卸工作单位专门设计，主要用于拆卸RB2，RD2，RE2型车辆轮对的无轴箱滚动轴承。1.3 拆卸机的结构组成拆卸机主要由床身、左右拆卸装置、支承缸、推进油缸、轴承滚道、液压系统、电气控制台等组成。底座和床身分别采用铸铁件和焊接件。床身导轨上安装有左右拆卸缸；支承缸、推进缸、轴承滚道均安装在适当位置。液压站和电气柜均为独立部件，可根据场地条件，便于观察和维修为原则进行布置。1.4 拆卸机的工作形式由于货车进入车辆段进行一般检修时，先作分解诊断，诊断结果为分解和不分解，并不是所有检修的轴承都要拆卸下来，因此工作形式可分为：1两边同时拆卸轴承。2任一单边单独拆卸轴承。3自动完成轴承拆卸。4人工分工步操作完成拆卸。1.5 拆卸机的工作过程首先需要拆卸轴承轮对上的两端轴承前盖，将轮对推入轨道上的凹槽上，支承缸托着轮对进行粗定位，推进缸带动拆卸装置沿导轨向轮对方向移动到位（死挡块），拆卸缸活塞杆伸出，杆中顶尖轮对插入轮对车轴中心孔内（精定位），拆卸爪自动抱合，拉爪钩住被拆卸轴承后挡的后端面，拆卸缸活塞杆端面顶住车轴的端面，当拆卸缸后腔通入高压油，因缸的活塞受阻，油缸体带着拉爪，拉着轴承沿床身导轨向后移动，使轴承与车轴分离，拆下的轴承和后挡在活塞杆缩回，爪杆自动张开后，轴承和后挡滚落到滚道上，支承缸下降，轮对降落到轨道上，完成轴承拆卸工作。1.6 拆卸机的特点1 贯通式工艺布局：提高工作效率，便于流水作业。2合理力学结构：采用推拔拆卸结构设计，轴承的拆卸力由拆卸缸总成承受，不传递到床身。3强大的拆卸力：单边500KN，保证正常轴承均能拆下。4拆卸范围较宽：能拆缸目前所用的各种型号轴承，并且考虑了今后轮对发展趋5 新颖的结构布置：拆卸部分合理布置，爪脚受力均匀，造型别具一格，轴承落后无震动、噪音小。2 设计要求及内容2.1 设计要求 本设计主要是针对拆卸机的液压和机械部分进行设计，对电气控制部分和液压站不作要求，主要设计要求如下：1 首先要求到铁路车辆段现场实习，深入研究滚动轴承的作用和使用情况和寿命。研究火车滚动轴承拆卸的全过程，了解现用设备的使用情况。2 对拆卸机的工作情况进行详细的分析，确定哪些运动需要液压传动来完成。3 确定液压系统的主要工作性能。例如：执行元件的运动速度，最大行程，以及所承受的负载。4 从实际出发，查找有关资料及参考文献，设计出结构简单，安全可靠，成本低，效率高，操作简单，维修容易的液压传动系统。2.2 设计内容1 拟定液压系统的原理图2计算液压缸的主要尺寸以及所需要的压力和流量3 计算液压泵的工作压力，流量4 选择液压泵和电动机的类型和规格5 选择辅助元件的规格6 绘制主要液压零件图以及总装配图3 液压系统的计算及液压元件的选择. 工况分析液压系统各液压缸的工作情况如下： 支承缸：快进工进快退 推进缸：快进卸荷状态快退爪盘缸：快进工退 拆卸缸：快进工退快退推轮缸：工进快退3.2拟订液压系统原理图3.2.1 确定供油方式 考虑到该拆卸机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，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用双联叶片泵供油。3.2.2 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调速阀，该液压系统中，采用调速阀安装在进油路上，以获得更低的稳定速度。3.2.3 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，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平衡性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。3.2.4 支承定位回路的选择用三位四通电磁阀支撑定位和下降复位动作,为了避免工作时突然断电而松开,应该采用失电夹紧装置,考虑到支撑时,当进油路压力瞬时下降时,仍能保持支撑力,所以接入单向阀保压。最后把所有选择的液压回路和元件组合起来即可得图所示的液压系统原理图。 图3.1 液压系统原理图图3.2 工艺循环顺序动作图表： 3.3 液压缸的主要尺寸计算3.3.1 拆卸缸主要尺寸的计算： 工作压力的确定由于单边拆缸力为500KN，液压系统的调定高压为10，调定低压为2，工作压力初选为8。 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 因为工作时，拆卸缸的活塞杆要伸入轴承孔内，滚动轴承内孔大小为130mm，故活塞杆直径由尺寸系数GB 2348-80 选取125mm。采用单活塞杆液压缸，由单边拆卸力大小为500KN，回程时，有杆腔受力。由公式 500000 -为液压缸的机械效率，取0.95 D-为液压缸内径 d-为活塞杆直径代入数据求出D315，查GB 2348-80选取液压缸内径D=320mm 液压缸壁厚和外径的计算在中低压液压系统中，计算所得的液压缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往放很不够，因此一般不作计算，按经验选取，壁厚=20mm,缸体的外径mm。 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程的长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，由现场测量可得拆卸缸的最大行程为300mm，并参照有关标准选取L=320mm。 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效度t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 t缸盖有效厚度(m)； 缸盖止口内径(m)； 缸盖孔的直径(m)。 缸筒材料的许用应力。其值为：铸钢：=100110。选取100 试验压力，一般取最大工作压力的(1.251.5)倍。 计算得：无孔时 =41mm 按实际情况，选取t=46mm。有孔时 =58.7mm 由于拆卸缸前缸盖上面要安装连接座及钻进油口，所以尺寸需要大一点，根据实际情况选取t=130mm。最小导向长度的确定 活塞的宽度B一般取B=（0.61.0）D，为了方便计算和画图，取B=0.625D=200mm 缸盖支承面的长度根据液压缸内径而定，当D80mm时，取=（0.61.0）d,这里取=120mm.当活塞杆全部外伸时，从活塞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。对于一般的液压缸，最小导向长度H就满足以下要求 式中 L液压缸的最大行程 D液压缸的内径。 =176mm 而实际最小长度为 1/2（120+200）+39=199mm,故最小导向长度满足要求 活塞杆稳定性的验算 当液压缸支承长度(1015)d时，必须对所选取设计的活塞杆进行弯曲稳定性的验算。而此次进行的设计中：=435mm(1015)d=12501875mm所以活塞杆的弯曲稳定性达到设计要求，不需要再进行验算。 缸体长度的确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程式和活塞的宽度之和。缸体外形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2030倍。 液压缸的总体长度值为320+200+39+30=589mmmm，满足要求。3.3.2 推进缸主要尺寸的计算 确定推进缸所受的最大负载力导轨所受的力由拆卸缸和其他附件的质量来确定，拆卸缸质量为 =404kg加上其他附件，取M=550kg由于推进缸只是推动拆卸缸和其上面的附件在导轨上面运动，当拆卸缸工进时推进缸处于卸荷状态，所以推进缸所克服的最大负载力为： N =1100N 为拆卸缸与导轨之间的摩擦系数，这里取=0.2 确定推进缸的工作压力 由于推进缸工作时克服的力比较小，而液压系统的调定低压为2Mpa,故选取工作压力为3Mpa。 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 由公式 1100 -为液压缸的机械效率，取0.95 D-为液压缸内径 d-为活塞杆直径，这里取d=0.5D代入数据求得D25.6mm根据实际情况查表GB2348-80,取D=63mm,d=32mm. 液压缸壁厚和外径的计算在中低压液压系统中，计算所得的液压缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往往很不够，因此一般不作计算，按经验选取，壁厚=9mm,则缸体的外径mm。 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，由现场测量可得最大行程为220mm,查表GB2349-80，选取L=250mm. 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效度t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 t缸盖有效厚度(m)； 缸盖止口内径(m)； 缸盖孔的直径(m)。 缸筒材料的许用应力。其值为：铸钢：=100110。选取100 试验压力，一般取最大工作压力的(1.251.5)倍。 计算得：无孔时 =7.7mm 按实际情况，选取t=38mm。有孔时 =15mm 按实际情况，选取t=53mm。 最小导向长度的确定 活塞的宽度B一般取B=（0.61.0）D，取B=0.68D=43mm 缸盖支承面的长度根据液压缸内径而定，当D80mm时，取=（0.61.0）D,这里取=0.8D=0.8X63=50mm.当活塞杆全部外伸时，从活塞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。对于一般的液压缸，最小导向长度H就满足以下要求 式中 L液压缸的最大行程 D液压缸的内径。 =44mm 而实际最小长度为（43+50）=46.5mm,故最小导向长度满足要求 活塞杆稳定性的验算 当液压缸支承长度(1015)d时，必须对所选取设计的活塞杆进行弯曲稳定性的验算。而此次进行的设计中：=300mm(1015)d=320480mm所以活塞杆的弯曲稳定性达到设计要求，不需要再进行验算。 缸体长度的确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程式和活塞的宽度之和。缸体外形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2030倍。 液压缸的总体长度值为mm，满足要求。3.3.3 支承缸主要尺寸的计算: 工作压力的确定支承缸的工作压力主要根据轮对重量来确定，轮对的重量大约1t，即10000N，两个支承缸分配，则每个支承缸支承5000N的力，由于负载较小，初选工作压力为3Mpa。 液压内径D和活塞杆直径d的确定 由于当支承缸受到最大负载力时支承缸活塞无杆腔受力由公式 5000 -为液压缸的机械效率，取0.95 D-为液压缸内径代入数据求得D47.3mm根据实际情况查表GB2348-80,取D=80mm,d=40mm. 液压缸壁厚和外径的计算在中低压液压系统中，计算所得的液压缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往往很不够，因此一般不作计算，按经验选取，壁厚=10mm,则缸体的外径mm。 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，由现场测量可得最大行程为100mm,查表GB2349-80，选取L=100mm. 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效度t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 t缸盖有效厚度(m)； 缸盖止口内径(m)； 缸盖孔的直径(m)。 缸筒材料的许用应力。其值为：铸钢：=100110。选取100 试验压力，一般取最大工作压力的(1.251.5)倍。 计算得：无孔时 =13.4mm 按实际情况，选取t=30mm。有孔时 =18.9mm 按实际情况，选取t=48mm。 最小导向长度的确定 活塞的宽度B一般取B=（0.61.0）D，为了方便计算，这里取B=0.625D=50mm 缸盖支承面的长度根据液压缸内径而定，当D80mm时，取=（0.61.0）D,这里取=0.6D=0.6X80=48mm.当活塞杆全部外伸时，从活塞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。对于一般的液压缸，最小导向长度H就满足以下要求 式中 L液压缸的最大行程 D液压缸的内径。 =46mm 而实际最小导向长度为（48+50）=49mm,故最小导向长度满足要求 活塞杆稳定性的验算 当液压缸支承长度(1015)d时，必须对所选取设计的活塞杆进行弯曲稳定性的验算。而此次进行的设计中：=168mm(1015)d=400600mm所以活塞杆的弯曲稳定性达到设计要求，不需要再进行验算。 缸体长度的确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程式和活塞的宽度之和。缸体外形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2030倍。 液压缸的总体长度值为mm，满足要求。3.4 液压缸的结构设计3.4.1 拆卸缸的结构设计 缸体与缸盖的连接形式拆卸缸的缸体与缸盖的连接形式都为法兰连接。这种连接方式具有以下优点：（1）结构简单，成本低 （2）容易加工便于拆卸 （3）强度较大，能承受高压同样其也具有以下缺点： (1) 径向尺寸较大 （2）重量比螺纹连接的大 （3）用钢管焊上法兰，工艺过程较复杂 活塞杆与活塞的连接结构采用螺纹连接，其特点是：结构简单，在震动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置，应用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。 活塞杆导向部分的结构活塞杆与缸盖，活塞和液压缸的导向结构都采用导向套导向。此结构的特点是减少活塞和活塞杆以及液压缸的磨损，磨损后更换容易。 密封圈的选用活塞和液压缸之间，活塞杆和缸盖之间，缸盖和缸体之间的密封都采用O形密封圈。活塞杆和缸盖之间密封圈的型号为：125x7G GB3452.1-92 活塞和液压缸之间，缸盖和缸体之间的密封圈的型号为：308x7G GB3452.1-92 材料都为聚氨脂橡胶 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，所需设计的拆卸缸运动速度很慢，所以不需要采用缓冲结构。 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。3.4.2 推进缸的结构设计 缸体与缸盖的连接形式推进缸的缸体与前缸盖的连接形式为螺纹连接。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) 端部结构较复杂，工艺要求较高 （2）拆卸时需要专用工具 （3）拧缸盖时易损坏密封圈推进缸的缸体与后缸盖的连接形式为焊接，此结构的特点为，简单轻便，外形尺寸小，但是损坏后不易更换。 活塞杆与活塞的连接结构采用螺纹连接，其特点是：结构简单，在震动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置，应用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。 活塞杆导向部分的结构活塞杆与缸盖，活塞和液压缸的导向结构都采用导向套导向。此结构的特点是减少活塞和活塞杆以及液压缸的磨损，更换容易。 密封圈的选用活塞和液压缸之间，活塞杆和缸盖之间，缸盖和缸体之间的密封都采用O形密封圈。活塞杆和缸盖之间密封圈的型号为：32x3.55G GB3452.1-92 活塞和液压缸之间，缸盖和缸体之间的密封圈的型号为：54.5x3.55G GB3452.1-92 材料都为聚氨脂橡胶 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，所需设计的推进缸运动速度很慢，而且压力小所以不需要采用缓冲结构。3.4.3 支撑缸的结构设计 缸体与缸盖的连接形式支撑缸的缸体与前缸盖的连接形式为法兰连接。这种连接方式具有以下优点：（1）结构简单，成本低 （2）容易加工便于拆卸 （3）强度较大，能承受高压同样其也具有以下缺点： (1) 径向尺寸较大 （2）重量比螺纹连接的大 （3）用钢管焊上法兰，工艺过程较复杂 缸体和后缸盖的连接采用外半环连接。这种连接方式具有以下优点：（1）结构较简单 （2）加工和装配方便 缺点：（1）外形尺寸大 （2）缸筒开槽，削弱了强度，需增加缸筒壁厚 活塞杆与活塞的连接结构采用螺纹连接，其特点是：结构简单，在震动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置，应用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。 活塞杆导向部分的结构活塞杆与缸盖采用端盖直接导向。此结构的特点是缸盖和活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个端盖。 密封圈的选用活塞和液压缸之间，活塞杆和缸盖之间，缸盖和缸体之间的密封都采用O形密封圈。活塞杆和缸盖之间密封圈的型号为：40x5.3G GB3452.1-92 活塞和液压缸之间，前缸盖和缸体之间的密封圈的型号为：69x5.3G GB3452.1-92 后缸盖和缸体之间的密封圈的型号为：100x5.3G GB3452.1-92材料都为聚氨脂橡胶 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，所需设计的支撑缸运动速度很慢，而且轮对着地后活塞还要继续向下运动，故不用设置缓冲结构 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。由于结构较简单，此处不采用排气装置。3.5 液压泵和电动机的选择3.5.1 确定泵的压力和流量 泵的工作压力的确定 考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为： 式中 液压泵最大工作压力； 执行元件最大工作压力； 进油管中的压力损失，初算时简单系统可取0.20.5，复杂系统取0.51.5，故选取为0.5。=8.5 上述计算所得的是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力应满足。中低压系统取小值，高压系统取大值。选取=1.25=11 即选用泵的最高工作压力为11 计算在各工作阶段液压缸所需的最大流量 A 拆卸缸工作时的最大流量 由于拆缸在工作时受力很大，所以工作速度较低，约为0.01m/s，拆卸缸快速进给时，速度约为0.02m/s。所需流量 B 推进缸工作时的最大流量推进缸快进时的流量最大，速度约为0.03m/s，所需流量为： =5.6L/minC 支撑缸工作时的最大流量支撑缸快进时的流量最大，速度约为0.03m/s,所需流量为： =9L/min 泵的流量确定 液压泵的最大流量应为： 式中 泵的最大流量 同时动作的各执行元件所需流量之和的表大值。如果这时溢流阀 正进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量2-3L/min；=, 系统泄漏系数，一般选取，现取=1.2。 大泵 =1.2X96.5X2 =231.6 L/min 小泵 =1.29X2 =21.6 L/min3.5.2 选择液压泵的规格根据以上算得的和再查阅机械设计手册，现选用型双联叶片泵-系列序号17-后泵公称排量:17 mL/r184-前泵公称排量:184 mL/rF-安装方式: 法兰安装R-旋转方向:顺时针旋转第一个A-后泵排出口方向:上第二个A-前泵排出口方向:上第三个A-吸入口方向:上该泵的其他基本参数：普通液压油的最高使用压力14，允许最高转速1800r/min，最低转速750r/min，重量75Kg。3.5.3 与液压泵匹配的电动机的选定首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在0.21L/min范围内时，可取。首先计算快进时的功率，快进时的外负载为25000KN，进油路的压力损失定为0.3，由下式可得 =0.61 快进时，所需电机功率 工进时所需电机功率 查阅电动机产品样本，Y系列三相异步电动 0机是按照国际电工委员会（IEC）标准设计，具有国际互换性特点。其中Y系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘，铁屑或其它杂物侵入电机内部之特点，B级绝缘，工作环境温度不超过,相到湿度不超过%95，海拔高度不超过1000m，额定电压380V，频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上。故选用Y160L-4型电机，其额定功率15KW，额定转速1470r/min。型号功率(KW)电流(A)电压(V)转速(r/min)速度(%)功率因素堵转转矩额定转矩堵转电流额定电流最大转矩额定转矩Y160L-41530380147091.50.862.07.02.23.6 确定液压管道尺寸 油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。本系统根据泵的接口设定： 大泵排出口直径 小泵排出口直径 拆卸缸快进时的最大流量为96.5L/min 根据软管内径与流量、流速的关系按下式计算： A= 式中 A软管的通流截面积，；Q管内流量，L/min；v管内流速,m/s；通常软管的允许流速v；取v=5m/s Q=96.5L/min A= =3.22 故在制定缸的输油口时，按此计算接口选用软管接头及橡胶软管总成首先选定软管直径公称内径选用结构选用2型外径选用43.3mm由软管径选接口与缸相接端为C型, 。 推进缸的软管选用及接口： 推进缸快速成进给时，q=18.7L/minA= 同理，参考拆卸缸设计 内径选用10mm型 外径16.1mm 由此选定接口 内径10mm，接口选用 A型3.7 液压介质的选取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。液压介质应该具有适宜的粘度和良好的粘-温特性；油膜强度要高；具有良好的润滑性能；能抗氧化稳定性好；腐蚀作用小；对涂料、密封材料等有良好的适用性；同时液压介质还应具有一定的消泡能力。选择液压介质时，除去专用液压油以外，首先是介质种类的选择。根据液压系统对介质是否有抗燃性的要求，决定选用矿油型液压油还是抗燃型液压油。其次应该根据液压系统中所用液压泵的类型选用具有合适粘度的介质。 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，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。3.8 毕业设计心得体会毕业设计是对大学四年所学知识一次比较全面的总结和综合的运用。我在这次毕业设计所花的时间和精力也是以往任何一次设计都无法相比的，毕业设计既是对自己所学知识的一次巩固，也为今后的设计和工作打下一个良好的基础，所以我一开始就非常重视这次设计。早在选定设计题目之后我就经常去图书馆和上网查找与设计题目相关的资料，还专门复习了以前所学的液压知识。通过这次设计，我首先体会到搞设计不能脱离实际，单靠想象力是很难设计出实用和经济的产品。设计刚开始时我不知道如何入手，但是随着几次去湛江火车站车辆进行实习后，我对滚动轴承的作用及其拆卸的全过程有了深入的了解，明确了拆卸机的工作情况和一些性能参数要求，同时虚心向工作在一线的工人及技术人员了解情况和请教问题，真正从实际出发来考虑自己的设计，
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