哈飞轻型商务车后桥油封安装压入机的设计

摘 要本文主要介绍轻型汽车后桥油封安装压入机的结构设计头。本机由床身、压装机构、输送机构、接件机构、气动系统、电气系统六大部分组成。该机为框架式结构，动力驱动方式为气动与液压传动，并靠电气系统进行控制。本实用新型的有益效果是：使用控制，半自动化处理，劳动强度低，工作效率高，操作简易，普通操作人员简单培训及可上岗。人工操作失误具有自动声光报警提示。设备噪音低，安全可靠。一套动力设备可完成两个动作，具有联动功能，节约动力设备，节省成本。本设备主要用于汽车后桥两端部油封的自动压装及后桥的输送，采用本设备自动压装油封克服人力手工压装的不足，从而减轻了工人的劳动强度，提高产品压装油封的生产效率及质量。关键词：压入机；气动传动；液压传动；s of to by of LC be to be by to of 摘要题的目的和意义内外的研究现状计研究的主要内容1第2章后桥油封压入机的总体方案设计备用途用条件构形式作原理章小结7第3章用13第4章电机驱动与控制部分的设计数方式的选择示电路设计片机电源电路的设计19第5章设备的安装调整及保养与检测T）工艺流程图28结论29参考文献30致谢312第1章绪 题的目的和意义本项目研究的主要目的是根据所给后桥壳体工艺相关资料，采用驱动桥半轴的半浮支承方式，通过对后桥壳体工作条件和受力情况的了解来引入后桥壳体油封安装压入机的方案，还要进行油封安装工艺分析，从工艺设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析油封安装的工艺和夹具，通过这些来完善后桥油封压入机的密封性，耐久性和使其成本更低。在车辆的使用中，往往会出现漏油故障，它将直接影响到汽车的技术性能，导致润滑油、燃油的浪费，消耗动力，器内部润滑油减少，导致机件润滑不良、冷却不足，会引起机件早期损坏，尘、水气等自外侵入轴承中限制轴承中的润滑油漏出。而且是汽车中保持转动部件不可少的非金属配件。常用的骨架式油封一般由金属骨架环、钢丝弹簧圈及橡胶密封层部分组成。所以说这项技术对我们很重要。现在市场对汽车质量的要求越来越高，竞争日趋激烈，而汽车零部件的装配水平对汽车的质量起着决定性的作用。在汽车后桥装配线的改造设计任务中，后桥油封装配式装配线上一个关键工位，此工位的改造成为刻不容缓的课题，废品率高，耐用性差等特点，严重影响该产品在客户的声誉和市场占有率，这次设计我们针对油封装配工艺特点进行了深入分析研究，并对压入力进行理论计算，制订了较优化装配方案，改进了压头结构，大大提高了装配工艺的合理性。内外的研究现状随着汽车产业的飞速发展，我国汽车保有量日益增长，目前已经成为汽车消费大国。微型及普及型汽车在我国的很大市场，格适合我国国情，适合正在发展的中国的现况。后桥安装油封是重要工序内容，随着现在设计加工制造技术的发展，装配手段等也在不断发展，确定装配工艺与装夹方案的设计，从而达到对汽车制造装备进一步更深了解。现在轻型汽车占汽车保有量的三分之一，哈飞每年生产近20万量轻型汽车。于轮距在：1300/1310/1280/1290/1235/1220/1200等而且国内外轻型面包客车后桥壳体大部分都是采用驱动桥半轴的半浮支承方式，汽车的驱动桥位于传动系的末端。其基本功用时增扭、降速和改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮，其次驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，横向力，以及制动力距和反作用力矩等，显然后桥油封安装压入机与汽车后桥壳体的工作有很密切的关系，我们必须了解这些现有的程度。现在有很多种后桥油封压入机, 有一种后桥主轴螺栓及后桥油封压入机涉及汽车制造行业领域，是一机架，固定安装在机架上的定位机构、油封压入机构、主轴螺栓压紧机构，机架的底部设置调整地角调整设备的高度和水平度；它的主轴螺栓压紧机构由固定板、支撑座、导杆、弹簧座、压头、拉杆、导套、滑动座、连接套、定位销构成，下部连接一液压缸，对汽车后桥工作；它的定位机构由过渡套、压头和型支架构成，压头的尾端分别连接液压缸。既然要设计后桥油封安装压入机，就必须了解每部分的作用和组成。油封的作用：防止泥沙、灰尘、水气等自外侵入轴承中；限制轴承中的润滑油漏出。对油封的要求是尺寸应符合规定；要求有适当的弹性，能将轴适当地卡住，起到密封作用；要耐热、耐磨、强度好、耐介质（油或水等），使用寿命长。后桥油封，应注意以下几点：由于设计和结构上的原因，高转数的轴应使用高速油封，低转速的轴使用低速油封，不能将低速油封用于高速轴上，反之也不行。一般的油封承受压力能力差，压力过大时油封会变形。在压力过大的使用条件下应采用耐压支承圈或加强的耐压油封。油封和轴配合时偏心过大，则其密封性会变差，特别是在轴转速高时尤为严重。如果偏心过大时，可采用“W”形断面的油封。轴的表面光洁度，直接影响油封的使用寿命，即轴的光洁度高，油封使用寿命就会长。而且要在油封的唇口应有一定量的润滑油。要特别注意防止尘土浸入油封。说后桥油封压入机的设计直接影响着一辆车的寿命。所以说油封压入机对油封能起到的作用有很大的影响。好的压入机能使的它和油封之间的作用力不大也不会太小，用适当的力恰好能使油封和压入机的压头很好的接触，不会使油封变形，也不会由于压力过小而达不到密封的效果。有限元法随着计算机科学的发展，在包括汽车发动机在内的几乎所有工程领域得到愈来愈广泛的运用。有限元技术的出现，为工程设计领域提供了一个强有力的计算工具，经过迄今约办半个世纪的发展，它已日趋成熟使用，在近乎所有的工程设计领域发挥着越来越重要的作用。而汽车发动机零部件的设计是有限元技术最早的应用领域之一。还有些新型的使用自动化处理，劳动强度低，工作效率高，操作简易，噪音低，安全可靠。一套动力设备可完成两个动作，具有联动功能，节约动力设备，节省成本。还有一些油封克服了现有的车桥油封使用寿命短、密封效果差，不适用于恶劣工况条件的缺陷，用新型密封主唇、密封副唇、骨架和弹簧，而且装配方便，对轴、孔的安装精度要求较低，延长了油封的使用寿命，密封性好。计研究的主要内容对后桥油封压入机的压入全过程分析进行深入研究，其主要的研究内容有：（1）对后桥油封安装压入机的主要部件：床身、压装机构、锁止机构、主工作装置等进行分析（2）对后桥油封安装压入机的液压、气压控制原理图及相应的主要典型元件连接装配图及相应的件的选型进行分析。（3）对油封安装压入头结构的设计和分析。（4）对怎样适合不同尺寸后桥的装夹，动态进给，一机多用(主进给，副进给)进行分析和考虑（5）对怎样用气压和液压来进行装夹进行运算和分析。备的用途本设备主要用于汽车后桥两端部油封的自动压装及后桥的输送，采用本设备自动压装油封克服人力手工压装的不足，从而减轻了工人的劳动强度，提高产品压装油封的生产效率及质量。用条件(1)海拔高度：0m1000m;(2)环境温度：1040;(3)电源电压：2204)相对湿度：85%;格及性能(1)油缸最大推力：5t(2)油缸最大行程：25)气源压力：)气液增加器增压比：1 ：25(5)压装循环动作时间：55s5(6)设备外廓尺寸（长（3450)设备总重：构形式本机由床身、压装机构、输送机构、接件机构、气动系统、电气系统六大部分组成。该机为框架式结构，动力驱动方式为气动与液压传动，并靠电气系统进行控制。(1)床身包括下部主床身及上部支架。(2)压装机构包括增压油缸（压封油缸），定位气缸、锁紧气缸、滑动导轨、顶杆、座、收口机构等。(3)输送机构包括水平运动的移动气缸，上下运动的升降气缸，运输工件的夹紧松开缸。(4)接件机构包括气缸、杆等。(5)气动系统包括管路、电磁阀、减压阀、气液转换器、气液增压器、单向节流阀、气动两联体等。(6)电气系统包括电气控制柜、4路，磁性开关、行程开关、触摸屏（。（先由操作者在两端顶杆端头部位置套上预压装的油封和压盖，然后定的位置上。确定上述工把汽车后桥放置到设备指件放置到位后，按动启动按钮，电磁阀位缸前进，同时将后桥两端部顶住定位。随后电磁阀紧缸前进，锁住收口机构。上述动作完成后，电磁阀压油通过气液转换器和气液增压器被压入增压油缸（压封油缸），压封油缸将顶件端部上的油封和压盖压入到后桥两端部。在确定油封和压盖被准确压到位后，电磁阀封油缸后退，电磁阀时电磁阀位缸回位，此时压装过程结束。输送后桥工作开始，电磁阀降缸带动夹紧松开缸下移，到位后电磁阀紧松开缸气爪闭合，夹紧后桥，电磁阀降缸带动夹紧松开缸和后桥上移，上移到位后发送信号，电磁阀动缸水平移动，同时把后桥平移运送到输送线一侧。当接件机构底部行程开关时后桥接件机构上的行程开关磁阀降缸带动后桥下移，到位后桥落入接件机构，电磁阀降缸带动气爪升起，移动缸返回原位等待。当行程开关磁阀件机构带动后桥下降，同时后桥平稳落入输送带托件上。（柄连杆机构运动简图活塞做往复运动时，其速度和加速度是变化的。它的速度和加速度x= 1 =(r+l) ) = ) 进一步简化， 即 运动所组成。当 0 或 180 时，活塞速度为零，活塞在这两点改式中： 活塞上的气体作用力，N；向压入力的分析实践表明，压入力的合理选择，决定了压配的质量，当压入力过大时，会造成压头和油封损坏；当压入力过小时，油封容易倾斜无法压入到要求位置。对此，我们结合所装配件的特点，确定计算轴向压入力的计算公式：P=f d l 杆缸锁紧定位缸 气爪减压阀气液转换器气液增压器 定位缸 减压阀 气液转换器增压油缸（压封缸）气液增压器左侧压缸 右侧压缸锁紧 锁紧锁紧 接件 接件增压油缸（压封缸） 入时最大轴向压力(kg)f压入时表面摩擦系数d配合表面的公称直径（mm）l配合表面的长度（mm）p过盈配合时，接触表面的压应力（C）根据压装零件具体的参数值，选择相应计算系数，得出所需轴压入力值约1T，乘以修正系数，选取公称直径250的汽缸为驱动源。向压力的计算压向轴向的侧向力N，其中沿连杆的作用力 章小结本章首先分析了设备的用途工作条件和规格及性能，重点分析设计后桥油封安装压入机的结构特点，通过以上的分析来初步确定它的工作原理然后通过对轴向压力的大小和方向的分析，来计算了解所需要的轴向压力的大小来设计增压。板用来支撑支座的零件，其材料是由球墨铸铁锻造出来的。（块用来防止定位汽缸过度滑行。（架有2个主要用途是用来接已经压好油封的后桥的。（要零件的通过立体拉伸功能使其成为三维视图，最后用装配功能进行各部分组装。（封压入装置本部分画法和上图画法一样，其主要运用草图中的圆来生成圆柱体，这部分的主要功能是安装油封和压盖并且能够把它们压入后桥两端的装置。（作台工作台的主要用途是放置压装机构的，压装机构在其工作台上进行油封的压装的一切活动。（装机构通过工作台来完成油封的压装，压装机构在工作台上移动定位气缸通过电器系统的驱动由下部的耳轴脚座在工作台上移动使压装机构能工作更灵活。桥a)b）制对象状态确定本设计要对步进电机的正反转以及产品的生产数量进行控制，当生产数量达到设定值时，通过控制系统使电机停转。对产品的生产数需进行记数并显示。本设计要实现控制的对象有步进电机，对产品的开合次数进行记数的传感器以及显示用的数码管。制方案的设计与选择本设计中的步进电动机可以通过单片机、片机具有体积小、性能/价格比高、耗电少、可靠性高和容易掌握等优点14。干扰能力强；通用性强，使用方便；编程方法简单；控制系统的设计、安装、调试、维护方便；体积小、重量轻、功耗低等优点。但，且8051单片机已完全可以实现对步进电机的控制，故选用单片机对步进电机进行控制。件电路的设计选用8051单片机实现对步进电动机的控制，采用脉冲分配器专用集成电路芯片过光电记数器来实现对产品的生产数数进行记数；显示电路部分选用8位时为了向本设计中用到的单片机系统的自动控制装置提供非常稳定的低压直流电源，设计了一种单片机+5 步进电机驱动电路设计本设计的步进电机驱动部分，采用脉冲分配器专用集成电路芯片步进电机驱动部分是通过硬件实现脉冲分配，单片机只需向脉冲分配器发送步进脉冲和控制旋转方向的电平信号，通过软件可编程控制并行I/输出相应频率的脉冲来控制步进电机。其中、两端分别输入步进电机正反转的控制脉冲，和U/进电机的转速由软件实现调节。在步进电机驱动电路中，脉冲信号经功率放大器后控制步进电机励磁绕组。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大。如果将输出信号与功率放大器直接相连，将会引起强电干扰。轻则影响计算机程序的正常工作，重则导致计算机和接口电路损坏，所以在接口电路与功率放大器之间要接上光电隔离电路。号 功能1 转时钟脉冲输入2 转时钟脉冲输入3 钟脉冲输入4 U/D 旋转方向切换5 磁模式切换6 磁模式切换7 磁模式切换8 制输出信号为低电平9 出相源检测10 入脉冲检测11 磁检测12 13 R 复位14 出D 输出C 输出B 输出A 输出E 输出D 输出C 输出B 输出A 输出数方式的选择计数的方式有很多，综合考虑，选用光电计数器，最适合本压入机。在摇杆转轴上装码盘，光源经过光学系统将一束光照射到转轴的端面上，当轴每转过一个角度反射光投射到光电元件上的强弱发生一次改变，故光电元件可产生一脉冲信号，此信号经整形放大后送计数器记数15。所选的光电计数器型号为： 显示电路设计为了知道测试机已开合多少次，设计电路中需有显示部分，本设计电路选用测试机开合次数的需要本设计选用8位共阴极显示器。8051的反相驱动器75492接显示器共阳极；同相驱动器7407接显示器的各个阳极。片机电源电路的设计在我国，工业交流电电压为220V,频率为50设计中用到的单片机系统的自动控制装置，需要用到非常稳定的低压直流电源。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。中表示了把工业交流电变换成低压直流电的过程，可以分为以下四个环节：(1)整流变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。(2)整流电路：将交流电压变换为单向脉动电压，其中的整流元件(晶体二极管)所以能整流，是因为元件具有单向导电的特性。(3)滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。(4)稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使直流输出电压稳定。片机+5文设计选择了集成稳压电源。因为采用运算放大器的串联型稳压电路仍有不少外接元件，还要注意共模电压的允许值和输入端的保护，使用复杂。当前已经广泛应用单片集成稳压电源，其体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉。其内部电路也是串联型晶体管稳压电路，这种稳压器只有输入端1、输入端2和公共端3三个引出端，也可称为三端集成稳压器。使用时只需在其输入端和输出端并联一个电容即可，稳压器前端所接电容主要用来抵消输入端较长线的电感效应，为防止自激振荡，接线不长时也可不用。后端所接电容是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动。V、+8V、+15V、+18V、+249，本文设计的单片机51计数系统选用输出为+5示, 以输出相应频率的脉冲来控制步进电机。其中、两端分别输入步进电机正反转的控制脉冲，和U/进电机的转速由软件实现调节。在步进电机驱动电路中，脉冲信号经功率放大器后控制步进电机励磁绕组。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大。如果将输出信号与功率放大器直接相连，这种稳压器只有输入端1、输入端2和公共端3三个引出端，也可称为三端集成稳压器。使用时只需在其输入端和输出端并联一个电容即可，稳压器前端所接电容主要用来抵消输入端较长线的电感效应。气原理图本工装电气系统中可编程控制器采用欧姆龙下为本设备电气系统相关图纸。包括40点部电磁2 102 0304 0506 0708 091011 111008 09070604 05030200 011 0203 04 05 070607060504030201感器布置图。请了解并熟悉其各界面内容，以便在工装进行调试和运行时使用。章小结本章通过对电机驱动也控制部分的分析，重点解决控制部分的工作情况和电器系统的计数方法，使油封压入机的工作给你个便捷，更准确。装设备安装对地面基础无需特殊，但要保证地面平整，将设备放置到位后，调整设备地脚，保证工作台面与输送线基面平行，缸气爪中心线与输送线定位件中心线对正。接件机构单独放置在输送线两侧，同时调整水平方向尺寸及高度方向尺寸，调整到位后安装地脚螺栓。安装时要求各紧固件紧固，所有紧固件装前涂少量润滑脂。各管路应清洗干净无各种杂物，以防止阀类元件堵塞。管接头连接处应密封可靠，不得漏气和渗油。装机构调整设备平台上预置两档销钉孔，一档销钉孔为安装短尺寸后桥，另一档销钉孔为安装长尺寸后桥而用。推拉压装机构对准其中一档销钉孔位置，打上销钉拧紧固定螺栓，即可方便更换长或短后桥。接件后桥使用薄垫片，短后桥使用厚垫片。紧松开缸调整夹紧松开缸预设两组安装孔，工作时根据后桥长短调整安装孔位置，可卡夹长后桥或短后桥。装油缸调整（1）压紧力调整压装油缸导杆推动安装油封和压盖的压紧力大小调整，可通过调节气动减压阀设定压力值改变输出力大小。（2）油封、压盖位置调整通过调整压装油缸上四个安装螺杆上的螺母，使压装油缸前后位移，确定压装油封和压盖被压入后桥后是否到位。确定到位后锁紧螺母。（ 后桥接件缸调整后桥接件缸预设两组安装孔，工作时根据后桥长短调整接件缸安装位置。11）触摸前请用测电笔确认控制柜无电压。（2）检查设备中各部件是否处于原点状态，气缸处于原点状态包括：(1) 定位缸后退到位。(2) 锁紧缸后退到位。(3) 压入缸后退到位。(4) 升降缸上升到位。（长时间停机该气缸导杆会下降，开机后点击触摸屏（动操作界面的原位点即可升至上升位。调整螺杆 调整螺栓调整螺母(5) 夹紧松开缸松开到位。(6) 移动缸后退到位（处于操作台上方）。(7) 后桥支架气缸上升到位。制系统开机。（1）一切确认无误后，接通220总电源开关旋钮旋至“1”位置。接通气源。（2）打开控制柜，将空气开关拨至“位置，此时示灯“。（3）将24N”的位置，在电源下方绿色指示灯亮，此时244）触摸屏（入钥匙开关，开机30秒后仍未插入钥匙开关自动转为为自动运行档，无须密码输入即进入自动操作界面，点击原位点所有气缸恢复原位。放置工件后按启动按钮自动运行工序。（5）触摸屏（入钥匙开关，旋至调试档，开机后屏幕出现对话框 ，点击“输入”，出现密码 ，点击 弹出小键盘，输入密码后按“确认”进入程序界面，一切正常。（6）触摸屏（匙开关处于调试档时，可以对设备工序运行进行手动调试。将气缸置于原点状态后，将24然后将控制柜总开关拨至“最后关断设备总电源。行（1）开机检查确认无误后，进入正常工作状态。（2）开机默认钥匙开关处于自动运行档，将其旋至手动调试位置，手动模式按工艺流程进行调试。（3）首先应进行空载试车运行，打开手动操作界面，点动显示屏无触点按钮，按工序流程控制气缸和油缸的动作时反复多次运动观察油缸中注油腔是否混入空气，一旦油中混入空气应尽快将油中的空气从高处泄除。（4）观察各运动件运动是否平稳、灵活、安全可靠，如无故障可进行载荷试车，系统由低到高调整，调整减压阀按钮控制系统压力，查系统有无漏气、渗油现象，如有渗漏必须重新紧固克服。（5）手动调试完成后，转至自动操作界面确认原点对话框周围各个传感器显示块均亮起，同时确认各运动机构无问题后，将钥匙开关旋至运行档，设备进入自动运行状态。（6）零件按工艺规定位置放置正确后，同时按下操作台启动按钮“设备开始正常运行。电磁阀通电顺序将按照预先设定的程序进行自动工作。（7）钥匙开关旋至自动运行档时，触摸屏（能限制为显示屏。只显示自动操作界面，点击其它功能页面无效。（8）拔出钥匙，妥善保管。以备设备维修及开机调试时使用。（9）触摸屏（的急停开关可用于调试及自动运行时的紧急制动。断电重新启动后，按工序要求进行手动调试，调试无误后方可转至自动运行档。作注意事项(1) 操作者必须经过培训合格后方可上岗。(2) 严禁两人同时操作设备。(3) 正式使用前必须经调试并运行正常。(4) 使用过程中经常检查行程开关，磁性开关的位置及动作情况。(5) 非专业维修人员不要打开电控箱，按钮盒、显示屏以防触电。(6) 出现故障务必请专业人员进行检修，请勿自行打开、拆卸控制柜内电气元器件、线路，有触电危险。无关人员禁止乱动。(7) 操作人员离机时应停车，并切断电源。工作电源切断后，一分钟之内，请勿触摸8) 停电时间低于10制柜中的停电时间过长或电源电压下降将使出全部电源恢复正常时， 操作程序预备接通压缩空气，合上总电源开关。检查行程开关和磁性开关处于原位工作状态。将触摸屏钥匙开关旋至运行工作档。工作循环：人工放件（油封、压盖和后桥）双手启动开关定位缸前进锁紧缸移动压封缸工作工件压封完成压封缸退回锁紧缸缩回定位缸后退升降缸下移夹紧松开缸闭合夹紧工件升降缸上移移动缸平移工件被吊运输送线上方接件缸升起等待接件升降缸下移到位夹紧松开缸爪开启工件落入接件机构中升降缸升起移动缸返回原位等待进行下一工序此时行程开关检测输送线上定位件到位接件缸下移工件（后桥）落入输送线定位件上随输送线移走。此时完成一个工作循环，并进行下一工作循环。（行下一工作循环接件缸升起，等待接件接件缸下降工件落入输送线上行程开关检测到输送线上定位件到位移动缸返回原位等待进行下一工序升降缸升起工件落入接件机构中夹紧松开缸松开工件升降缸下移到位接件缸升起等待接件工件被吊运至输送线上方移动缸平移升降缸上移夹紧松开缸闭合夹紧工件升降缸下移定位缸后退锁紧缸缩回压封缸退回工件压封完成压封缸工作前左、右锁紧缸前进 后左、右锁紧缸前进右定位缸前进左定位缸前进人工放件（油封、压盖、后桥）养与维修（1）人走关断电源和气源，设备防尘防潮。（2）请勿将烟、金属性粉末、高温结雾、腐蚀性或可燃性气体的环境及有直接震动及冲击的场所当中。长期停机时应进行防潮、防灰尘处理。（3）运行检修周期一年，对机械系统、气液系统及电气系统检修一次，更换有损伤的零件。（4）设备应每日清扫，运行导向部分每周注（涂）润滑（油）脂。（5）每班前检查运动部件上紧固件是否松动。（6）液压油每半年更换一次。装机构 缸油 油 油 油 障及排