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本科毕业设计(论文)题目：机车轮对轴承压装机液压系统设计 机车轮对轴承压装机液压系统设计摘 要本次设计主要针对轮对轴承压装机进行设计，通过对轮对轴承压装机原有技术的改进（主要是液压系统的改进） ，实现对轮对轴承压装机轴承的准确压装，以便更进一步提高行车的安全性与平稳性。轮对轴承压装机是用于铁路车辆滚动轴承压装的专用设备，适用于铁路车辆新造及检修时压装轴承，被广泛应用于各个路局车辆维修、车辆制造厂生产，其对国民生产有着重要的意义。 关键词： 滚动轴承；压装；液压系统 IDesign 0f Loader Hydraulic System Locomotive Wheelset Bearing PressureAbstractWheel axle pressure installed special equipment for railway vehicles pressing the bearing press-fit bearings suitable for new-building and maintenance of railway vehicles. Widely used in various railway administrations of its gross national product of great significance . It is widely used , and widely used in vehicle factories, vehicle sections, vehicle overhauling factories and mine railcar companies etc. In this thesis, it is aimed to design and improve the original while axle pressure installed (improve the original design of hydraulic pressure system)to get a new device has reliable and excellent property. To get a accurate push mounting with the wheel axle pressure installed, in order to further increase the security and smooth.Key Words: Taper rolling bearing；Push mounting ；Hydraulic pressure system II目 录 1 绪论 .11.1 背景及研究意义 .11.2 轴承简介 .21.3 研究现状 .21.4 本文研究内容 .32 轮对轴承压装机工作原理 .42.1 轮对轴承压装机的工作原理 .43 液压系统的设计 .83.1 液压回路设计和回路工作原理分析 .83.1.1 顶对回路 .83.1.2 送对回路 .93.1.3 锁紧回路 .93.1.4 伸套压装回路 .103.1.5 液压系统原理图 .53.1.6 该液压系统技术特点 .103.2 液压系统工作要求 .113.2.1 液压传动系统的型式 .113.2.3 轴承压装机的液压传动特点 .113.3 确定液压缸的计算 .123.3.1 伸套压装缸尺寸计算 .123.3.2 压装缸壁厚和外径的计算 .133.3.3 辅助缸（顶对缸，送对缸，锁紧缸）壁厚和外径的计算 .143.3.4 计算在各阶段液压缸所需的流量 .143.4 液压系统的压力损失计算 .153.5 液压泵和电机的相关计算 .163.5.1 确定液压泵的流量 .163.5.2 选择液压泵的规格 .173.5.3 与液压泵匹配的电动机的选择 .173.6 液压阀的选择 .173.6 液压缸结构设计 .193.7 其他附件说明 .204 轮对轴承压装机结构设计 .21 III4.1 轮对轴承压装机的布置 .214.2 床身设计 .214.2.1 底座设计 .214.2.2 支座设计 .225 油箱和其它液压辅助元件的设计 .235.1 液压油箱有效容积的计算 .235.2 液压油箱的外形尺寸 .235.3 液压油 .235.3.1 液压油的品种 .235.3.2 液压油的粘度 .245.4 过滤器 .246 液压站的设计 .266.1 液压泵的安装方式 .266.2 电动机与液压泵的连接方式 .266.3 液压站结构设计的注意事项 .267 总结 .28致谢 .29参考文献 .错误！未定义书签。 01 绪论1.1 背景及研究意义在铁路高速发展的今天，铁路提速是当前技术进步的主题，制约提速的关键技术之一是走行部的制造和检修技术的滞后。而车辆轮对是走行部最为关键的部件，其质量的好坏和组装精度的高低直接影响提速安全，因此对铁路车辆轮对的加工装配历来受到铁路行业的重视。铁路运输是国民经济的命脉，其安全有效的运输才能保证生产活动的正常执行，轮对轴承压装机是铁路车辆系统滚动轴承压装的专业设备, 对机车安全行驶起着关键作用。滚动轴承作为铁路货车走行部的关键部件，直接关系到车辆运行安全，始终是中国铁路部门关注的重点。轮对轴承压装机主要用途是采用冷压方式将滚动轴承压装到轮对轴颈上。滚动轴承与轮对轴颈的配合为过盈配合, 所以压装过程中压力较大。轮对轴承压装机是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。我国铁路车辆自六十年代开始安装无轴箱滚动轴承，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，1989年以后采用以单片机记录压装力及保压时间的固定式悬臂双缸轴承压装机，九十年代微机控制与记录一体化固定式整体承载全钢结构双缸轴承压装机开始投入铁路制造与检修生产中。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，解决了压装滚动轴承最基本的要求，但劳动强度大，工作效率低，压力计量采用人工测量，误差较大，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，包括自动测量、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。过去多年来，轴承质量由于受到密封装置、轴承润滑脂、保持架质量的影响，不能满足铁路运输发展对货车的需求，每年均会发生几起滚动轴承热轴、切轴事故。轮对运行中会产生热轴，压装中偏载使轴端变形，热轴产生有两个原因：1一是轴承的加工过程造成的缺陷；二是轴承压装过程不合理，如轴向游隙不符合标准、组装不良、车轮偏重、长期惯性力的作用。热轴危害大，轻则车辆不能正常运行，造成数十万的经济损失；重则发生车辆颠覆事故，危及乘客及乘务人员生命财产安全。压装过程对轴承的可靠性具有决定性的作用，压装缸的设计主要为了保证轴承正确安装，车轴正常工作，车辆性能发挥到最大。1.2 轴承简介轴承是各种机械的旋转轴或可动部位的支承元件，也是依靠滚动体的滚动实现对主机旋转的支承元件。动轴承通常由外圈、内圈、滚动体、保持器四个主要部件组成。也有少数结构无内圈或无外圈或全无套圈，由三个部件或两个部件组成。套圈也称座圈，分内圈和外圈，推力轴承则为紧圈和活圈。球轴承的内圈外圆面和外圈内圆面上都有滚道(沟)起导轮作用，限制滚动体侧面移动，同时也起到了增大滚动体与圈的接触面，降低接触应力。滚动体是保证轴承内外套圈之间具有滚动摩擦的零件，它的形状大小和数量直接影响滚动轴承的负荷能力和使用性能。保持架的作用，是保持相邻的滚动体不发生直接接触，保证轴承的转动灵活。各种结构的轴承为适应需要采用各种结构型式和材质的保持架。1.3 研究现状通过几代人的努力，我国的轴承事业已取得了长足的进步，解决了一系列制约机车发展的因素，中国的铁路货车滚动轴承事业正飞速发展。我国铁路货车轴承发展主要分为四个方面：轴承结构形式、保持架形式、润滑脂、密封装置的变化。1978年以前，中国铁路开始着手使用滚动轴承替代滑动轴承，用滚动轴承代替滑动轴承是铁道部制定的一项重大技术政策，它可以减少列车的启动阻力和运行阻力,增加列车牵引吨位，减少燃轴事故，保证行车安全，提高行车速度，减少列车起动阻力85%，运行阻力10%左右，加快车辆周转，节省油脂、白合金等材料，降低运营成本，延长车辆检修周期等。到1980年开始，滚动轴承开始大量装车使用，当时使用的滚动轴承型号主要有97720、197720、197726和97730 等,其中197726型无轴箱双列圆锥滚子轴承是我国引进日本技术、国内生产的轴承。通过试验，基本满足我国使用的环境条件和线路状况，1978年铁道部决定在我国铁路货车上装用197726型轴承，1980年开始在新造货车上大量装车使用，该型轴承成为我国货车的主型产品。1998年1月，铁道部车辆局对中外合资后的北京南口斯凯孚铁路轴承有限公司在197726型轴承基础上第一次改进设计的轴承图样进行了批复，型号为2SKF197726型。本次改进设计主要针对于轴承制造质量和内部微观几何尺寸，全部采用塑钢保持架，滚子素线采用圆弧全凸度。1998年1月1日起开始生产SKF197726型轴承并装车使用，同时该厂停止生产197726型轴承。关于层结构的详细描述请参阅文献2。随着轴承的发展，轴承压装机随着铁路车辆轴承的发展，也不断的发展，以适应新的技术要求。在过去，我国最常见的的转向架轴承压装机是移动小车式的，但是随着车轴与轴承的发展，轴与轴承配合精度要求越来越高，移动小车式压装机工作进度差，失败率高，而且工人劳动强度大，逐渐被固定式压装机所取代。发展至今日，固定式压装机功能已经十分强大，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，依照修造工艺的标准，可采用轴承压装自动选配系统，利用主控机上的传感器和测具，获得轴承与轴颈的各项技术参数，然后经 A/D 转换后传至单片机中经计算，获得压装机配备数据。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、贴靠力和结果判断等有关数据记录。为达到轴承压装曲线具有真实反映压装质量的目的，必须采用在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。新一代的压装机能实现自动压装、自动检测、自动调节，使轴承的压装精度大大提高，同时也降低了工人的工作强度。1.4 本文研究内容本文主要针对于轮对轴承压装机的液压系统进行设计。包括轮对轴承压装机的压装缸、辅助缸（顶对、锁紧、送对）和整个液压系统的计算；轮对及其轴承、支撑架等关键功能装置的设计。主要技术参数：压装力 ；系统工作压力： ；液压泵额定压力：KN50MPa20。压装缸快进速度： ；工进速度： ；回程速度：MPa32min3min4.。min532 轮对轴承压装机工作原理2.1 轮对轴承压装机的工作原理轮对轴承压装机主要由压装部分（包括了轴承托架），轮对起落装置（包括夹紧装置）和机座构成。压装机主体的工作过程可以概括为：通过定位缸使压装部分相对于轮对占有一个正确位置，完成定位和导向任务，接着夹紧缸开始工作，将轴夹紧，然后将轴承压装至轴颈上。其具体的工作过程如下：a.通过专业机械将轮对推入压装机；b.轮对起落装置的顶对缸将轮对托起到规定的高度，通过夹紧缸使轮对定位，使其离开起落装置，轮对起落装置退回原位；c.将选配好的两对轴承分别放在轮对两侧的轴承托架上；d.压装部分快进：在轴承摆放、轮对定位完成后，控制系统发出指令，通过油管供油，一级缸快进，由顶尖活塞推出，头套带动顶尖推出，行程为 ，顶尖顶住车轴中心m20处将顶尖定在轮轴中心，并把轴承后档套装在车轴两端轴颈上；e.压装部分工进：二级缸工进，活塞与轴承托架通过螺纹连接，活塞前移的同时带动轴承移动，同时通过导向套推动套杯推出，控制系统记录贴紧压力值保压10秒，将轴承压入轴颈，并打印出具有位移-压力曲线以及压装力、贴靠力等有关数据记录。压装时，压力曲线应均匀平稳上升，曲线中部不允许存在陡吨（压力曲线不平滑） 、降吨（压力曲线朝数值减小的方向变化）等缺陷；f.压装部分退回原位，确认压装过程合格后，夹紧装置松开，起落装置将轮对放开，推出轮对。轮对起落装置及轮对定位装置是轮对轴承压装机的重要组成部分，其作用是在轴承压装前，将轮对拖到规定高度，使之相对于压装机部分占有一个准确位置，对轮对进行粗定位。轴承组装完毕，起落装置下降，将轮对放到轨道上。夹紧部分则是保障轴承压装顺利稳定完成的一个保障设施。轴承托架是压装机的附属机构，它起着支撑轴承的作用，并使轴承中心线与压装部分中心线，轮对中心线基本重合。压装部分与轮对起落装置的动作都是由液压控制元件控制，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，从实际情况出发，有机的结合各种传动形式，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。本设计中由于压装过程中压装机构分两步动作，输出的的压力值差距较大，采用二级液压缸结构，这样不仅满足压装过程中力的要求，同时根据工况，速度也有所提高，提4高了压装效率。2.2 液压系统原理图系统原理图如图3.5所示。1-变量柱塞泵；2-先导式溢流阀；3、11-二位四通电磁换向阀；4、5、6、7-三位四通电磁换向阀；8、9-顺序阀；10-单向阀；12-液压锁；13、14、15、16、17、18-压力继电器；19-顶对液压缸；20-送对液压缸；21-锁紧液压缸；22- 伸套压装液压缸；23、24- 节流阀。图 3.5 液压系统回路图图示为轴承压装机的液压系统原理图。系统的油源为变量柱塞泵1，其 最 高工作压力由先导式溢流阀2设定，卸荷由二位四通电磁换向阀3控制。系统有顶对液压缸19、送对液压缸20、锁紧液压缸21、伸套压装液压缸22等4个并联的执行器，分别采用三位四通电磁换向阀4、5、6、7控制其运动方向；锁紧缸21通过液压锁12实现轮对的锁紧；液压缸22的无杆腔油路设有顺序阀8和节流阀24，用于压装结束后换向前的释压控制，以减小压力冲击；顺序阀9用作缸22的背压阀。系统中的压力继电器13、14、15、16、17、18作为系统的发信装置，用于系统工作循环的自动控制。5表3.1 电磁铁动作顺序表（1）确定回路方式该液压系统采用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀、冷却后再进入液压泵的进口。（2）选用液压油液一般而言，柱塞泵选用 HM 油，含磷的液压油在各方面的性能都比较符合，因此我们可以选择磷酸酯液类液压油。（3）初定系统压力由于我们所要设计的液压系统服务于重型运输机械，根据各类机械的常用系统压力，我们选定系统初定压力为 。MPa20（4）选择执行元件在该系统中，要求所有的执行元件作直线运动，并且只要求一个方向工作、反向退回，所以选择单活塞杆液压缸。（5）确定液压泵类型在该系统中，我们根据系统初定压力 选用柱塞泵，由于系统要求高效节Pa20能，应选用变量泵。（6）选择换向回路本系统采用多个压力继电器发信和电磁换向阀换向，实现了循环过程的自动控制，消除了人为因素的影响。 （7） 选择调速方式电磁铁轮对顶升 伸套定位 轮对锁紧 压装轴承伸套杆压装杆落回落对送对复原1YA + + + + + +2YA + + +3YA +4YA +5YA +6YA +7YA +8YA +9YA +10YA +6该系统采用变量泵调速。 73 液压系统的设计滚动轴承压装机(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。整个机器的驱动是通过液压来实现的，相比传统驱动，液压具有稳定性好、传动结构简单、传动比大等优点。3.1 液压回路设计和回路工作原理分析3.1.1 顶对回路系统工作时，空载启动液压泵，然后电磁铁 1YA 通电使换向阀 4 切换至下位，系统升压。轮对推入后，电磁铁 4YA 通电使换向阀 4 切换至左位，液压泵 1 的压力油经单向阀和换向阀 4 进入顶对缸 19 的无杆腔，活塞杆顶起轮对；其具体回路如图 3.1 所示。图3.1 顶对缸工作回路83.1.2 送对回路延时后，电磁铁 6YA 通电使换向阀 5 切换至左位，泵 1 的压力油经单向阀和换向阀 5 进入缸 20 的无杆腔，活塞杆顶出使 V 形道轨翻转；其液压控制回路如图 3.2 所示。图 3.2 送对缸工作回路3.1.3 锁紧回路到位后压力继电器 18 发信，电磁铁 4YA、6YA 断电使换向阀 4 和换向阀5 均复至中位，2YA、8YA 通电使换向阀 7 和 6 切换至左位，泵 1 的压力油经单向阀后，经换向阀 7 进入压装缸 22 的无杆腔，经换向阀 6 和液压锁 12 进入锁紧缸 21 的无杆腔，伸套杆伸出定位，因有阀 9 造成的回油背压，压装杆不动，此时在节流阀 23 的作用下，锁紧缸 21 在伸套定位后将轮对锁紧，并由压力继电器 15 发信使 8YA 断电，换向阀 6 复至中位，由液压锁 12 锁紧；其控制回路如图 3.3 所示。图 3.3 锁紧缸工作回路 93.1.4 伸套压装回路此后系统压力继续升高，克服背压，压装杆伸出实现压装。压装完成后，压力升高使继电器14发信，电磁铁10YA 通电使换向阀11切换至上位，首先，液压缸22的无杆腔经阀8和24释压（释压时间由节流阀24的开度决定） ，然后，电磁铁2YA 断电，3YA、9YA 延时通电后使换向阀7和换向阀6均切换至右位，液压泵1的压力油经换向阀7和单向阀10进入缸22的有杆腔，经阀6和液压锁12进入缸21的有杆腔，伸套杆与压装杆一起退回，锁紧缸也退回。到位后，压力继电器13发信，电磁铁3YA、9YA 断电使换向阀7和6均复至中位，5YA 通电使换向阀4切换至右位，泵1的压力油进入缸19的有杆腔，实现落对且送对，10YA断电使换向阀11复位，恢复可压装状态。此后，压力继电器17发信，电磁铁7YA 通电使送对缸复位。最后，压力继电器16发信使5YA、7YA、1YA 断电而使系统复原。其具体回路如图3.4所示。图 3.4 伸套压装缸工作回路3.1.6 该液压系统技术特点（1）压装机的压装系统采用柱塞变量泵供油和恒功率控制，在不增大电机驱动功率条件下，消除了溢流损失，也符合压装机快速低压、高速慢压的工作特点。（2）通过液压缸实现轮对锁紧，锁紧后再压装，即使两端压力不平衡，仍可防止窜动，保证压装质量，同时落对时不脱轨，滚动方便，提高了工效。锁10紧装置设在轮对内侧，安装方便。（3）通过顺序阀和节流阀实现压装完毕后的释压，减小了换向冲击和振动噪声，并保护了压力传感器。（4）通过多个压力继电器发信，实现循环过程的自动控制，消除了人为因素的影响。3.2 液压系统工作要求3.2.1 液压传动系统的型式根据液压循环方式的不同，液压传动方式可分为开式和闭式两种。开式系统中，油泵从油箱吸油，供入液压机后，再排回油箱。其结构简单，散热良好，油液能在油箱内澄清，因而应用较普遍。但油箱较大，空气与油液的接触机会较多，容易渗入。在闭式系统中，油泵进油管直接与液动机的排油管相通，形成一个闭合循环。为了补偿系统的泄漏损失，因而常需附设一只小型辅助油泵和油箱。闭式系统结构较复杂，散热条件较差，要求有较高的过滤精度，因此应用较少。但油箱体积很小，结构紧凑；空气进入油液的机会少，工作较平稳：同时油泵能直接控制液流方向，并允许能量回馈。轴承压装机是用于机车轮对轴承压装的设备。其功能是通过顶对、定位、锁紧、压装、送对、落对等动作，将轴承经高压压装在轮对上。在本次设计中，液压传动方式采用的是开式液压系统。3.2.2 液压传动系统的主要组成（1）液压缸。（2）油泵。（3）控制调节装置。包括各种压力、流量及方向控制阀，用于控制和调节液流的压力、速度和方向，以满足机器的工作性能要求和实现各种不同的工作循环。（4）辅助装置。本次设计中采用的是变量柱塞泵，采用恒功率控制供能。辅助缸回路中顶对缸、送对缸、锁紧缸的负载都很小，本设计中取辅助缸负载基本相同，并采用同一型液压缸；工作缸回路中负载缸的负载较大，采用满足其负载的液压缸。3.2.3 轴承压装机的液压传动特点机车轮对轴承压装机的液压传动系统特点包括：11（1）压装机液压系统属于多执行器系统，为了防止因负载、速度的不同产生压力和流量的相互干扰，按负载性质和工作特点，将执行器分为辅助缸和工作缸多个回路。（2）锁紧缸采用进油节流调速，压装缸释压回路采用回油节流调速。其它液压缸采用外径内径不同的液阻调整有关液压缸的速度，液阻旋入集成块内，减少了液压组件数量，减少了制造成本。（3）液压系统的动作顺序信号由布置在各液压缸进退行程中的各个压力继电器发出，并由电磁换向阀执行，以控制各缸动作，使机器按工艺要求完成工作；为了保证压装准确、换向准确并保护有关机械部件，该设备采用循环过程的自动控制，消除了人为因素的影响。（4）锁紧机构的保压通过液控单向阀实现，为了保证液控单向阀可靠复位和锁紧，设置液控单向阀的回路采用了 Y 型中位机能的三位四通电磁换向阀。（5）三个辅助缸为同一内径，伸套压装缸采用另一内径，以节省制造费用和密封的使用和更换。但各液压缸的外形结构及安装形式多样化，以满足主机的结构特点和工作需要。（6）释压回路由顺序阀和节流阀串联实现，保护了阀和油箱，减小了换向冲击和振动噪声。（7）液压站独立于主机，另行放置，便于安装调试及使用维护。（8）该液压传动的轴承压装机采用液压自动控制，结构紧凑、振动噪声较小、工作安全可靠，使用维护简便，生产效率和产品质量较高。3.3 确定液压缸的计算3.3.1 伸套压装缸尺寸计算（1） 液压缸工作压力的确定根据要求，系统最高工作压力为 。MPa20（2） 液压缸内径 和活塞杆直径 的确定Dd(3.1) cmpF)(431其中 为最大压装力 ； 为机械效率 ； 为系统最大工作压力FKN5095.01p；高压系统初步计算可以忽略背压。则：MPa20D129.1取 mD112则活塞直径：(3.2)md14027.01表 3.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的关系(mm) 表 3.3 液压缸内径尺寸系列(GB2348-80)(mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 (90) 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 （220） 250320 400 500 630表 3.4 活塞杆内径尺寸系列(GB2348-80)(mm)0 2 4 6 80 2 5 8 2 6 0 5 06 3 0 0 0 00 10 25 4060 80 00 20 50 80 20 60 00因为锁紧缸由液压锁锁紧，且压装时为两端同时压装，液压锁的作用是为防止两端压力不平衡时轮对窜动而设计，也就是说在理想情况下轮对所受合力为零，无需锁紧，故液压缸所受压力不会很大，其缸径可小一些。同理，顶对缸和送对缸也可估算，经估算取锁紧缸、顶对缸、送对缸的液压缸内径为，活塞杆内径为 。mD1602md8023.3.2 压装缸壁厚和外径的计算已知压装缸内径为 ，其活塞杆内径为 。0140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。液压缸壁厚是缸筒最薄处的厚度，一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆按机床类型选取 d/D 按液压缸工作压力选取 d/D机床类型 d/D 工作压力 P/(MPa) d/D磨床、磨及研磨机床 0.20.3 2 0.20.3插床、拉床、刨床 0.5 25 0.50.58钻、镗、车、铣床 0.7 57 0.620.7013筒。液压缸的内径与其壁厚的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。其计算公式/10D为：2yp式中 液压缸壁厚（ ） ； m液压缸内径（ ） ；D试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）/ 倍（ ） ；MPa缸筒材料的许用应力。其值为 :无缝钢管： 。 10液压缸外径：， ， ，MPapy3025.1mD201a(3.3).D查机械设计手册表 23.66-59压装缸采用外径为 ，壁厚为 无缝钢管。m250303.3.3 辅助缸（顶对缸、送对缸、锁紧缸）壁厚和外径的计算同理，已知辅助缸内径为 ，其活塞杆内径为 。16m8， ， ，MPapy3025.1D1602MPa10(3.4)m4.D查机械设计手册表 23.66-59辅助缸采用外径为 ，壁厚为 的无缝钢管。2023.3.4 计算在各阶段液压缸所需的流量（1）伸套压装缸伸套定位时所需的流量为 ：1q(3.5)（2）伸套压装缸压装时所需流量为 ：2q(3.6)min2.94in094.min32.04321 LVDq 进 in6.12in016.in4.021.34 3312 LVq 压yp14（3）伸套压装缸回程时所需流量为 ：3q(3.7)油管的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。管路直径计算由式 得到。vqd6.4式中 流体流量 ；q)(3sm流速 ，推荐流速：对于吸油管 （一般取 以下） ；v sm21s1对于压油管 （压力高、管道短或粘度小的情况下取大值，反sv63之取小值） ；对于回油管 。s5.21现取压油管的允许流速为 ，本系统主油路最大流量 ，mv4 min2.941Lq(3.8)若系统主油路流量按回程时取 ，则可算得油管内径为 ，in9.763Lqd20综合诸多因素，现取油管的内径 。吸油管同样按上式计算，md20， ，取 。min108Lqsv5.13.4 液压系统的压力损失计算在液压系统中，进油管内径为 ，回油管内径为 。进油管长度取16m18，回油管长度取 。l21ml2选用 油液，运动粘度 ，油的密度 ，3HL scstv25.03920ckg此时液压缸的前进速度为 ，流量为 。则油液在管内流速为：in4in4L(3.9)则管道内雷诺数为：(3.10)27430可见油液在管道内为层流，沿程阻力损失系数 1.0min9.76in079.min51.0-24.3)(4 3221 LVdDq ）（回vqD.2.964.scdqv9.16.3042321274Re1vdq15则沿程阻力损失为：(3.11)液控单向阀的压力损失为 ，换向阀的压力损失为：Pa64105.，通过管接头，集成块等处的局部压力损失Pa62103.，则：(3.12)MPa32.01.23.413211 辅助回路的压力损失：此时液压缸的前进速度为 ，流量为 。则油液在管内流速为：minin6L(3.13)则管道内雷诺数为：(3.14)487230可见油液在管道内为层流，沿程阻力损失系数 1.02则沿程阻力损失为：(3.15)液控单向阀的压力损失为 ，换向阀的压力损失为Pa642105.。通过管接头，集成块等处的局部压力损失Pa62103.，则：(3.16)实际证明：压力损失在范围之内。PavdlP 23.0123.9.2. 6211 scdqv9.2164.3032487RevdqMPapvdlP 51.0.9. 62224 MPa6.013.051.423212 163.5 液压泵和电机的相关计算3.5.1 确定液压泵的流量液压泵的最大流量应为：max)(qkp式中： 液压泵的最大流量；pq同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。如果这是溢max流阀正进行工作，尚需加溢流阀的最小溢流量 2-3L/min；系统泄漏系数，一般取 ，现取 。k 3.1k15.k(3.17)min08i2.9415.max Lqp3.5.2 选择液压泵的规格根据上述计算结果查阅相关手册，现选用 CCY141B 柱塞泵，该泵的基本参数：每转排量 ；rLq160电动机转速 ；min5nH容积效率 ；9.V总效率 。83.5.3 与液压泵匹配的电动机的选择压装机在整个动作循环过程中，系统所需的压力和流量都在变化，所需功率也在变化。为满足整个工作循环的需要，按较大功率来确定电动机功率。(3.18)查阅电动机产品样本，选用 Y255M-6 型异步电动机。3.6 液压阀的选择控制阀的选择要素如下：1.阀体类型选择；2.流量特性选择；3.口径选择；4：阀体与密封材料的选择；5.执行结构与附件选择。主要步骤：根据工艺条件选择合适的控制阀结构与材质；根据工艺对象的特点选择合适的流量特性；根据工艺参数选择合适的阀门尺寸；根据现场及工艺要求选择kwqp3.58061217合适的执行机构；根据工艺过程自动化的要求选择合适的阀门附件。a. 方向控制阀的选择首先，根据阀的使用场合和工作要求（控制单作用缸还是双作用缸，油缸是否要求在工作行程中停留在任何位置，对滑阀机能有无特殊要求等）确定阀的工作位置数、通路数及滑阀机能，然后，根据主机对系统自动化程度的要求确定阀的操纵形式。最后，根据阀的油液压力、流量及对阀的压力损失和泄漏量的要求，参考液压手册选择阀的具体型号和规格。选择单向阀时，应根据阀的具体用途，按压力、流量、压力损失等要求来选择。b. 压力控制阀的选择主要根据系统对阀的具体要求，如调压范围、通过阀的最大流量、工作平稳性和灵敏度以及阀的安装形式来选取。但选择溢流阀时，应按油泵的最大流量来选取。c. 流量控制阀的选择首先，根据系统对流量控制阀的具体要求，如阀的流量-压力特性，调节性能及温度补偿情况的要求，对过滤精度的要求及操纵方式等，确定阀的类型。然后，根据主机对低速性能的要求，算出最小稳定流量。最后，根据压力、最大流量、最小稳定流量等参数选择阀的型号和规格。此外，选择液压阀时还应注意以下两点：（1）一般选择的液压阀的额定流量应比系统管路实际通过的最大流量大一些，但必要时允许通过阀的最大流量超过其额定流量的 20%。（2）应当注意油缸差动连接时，由于面积差形成不同回油量对液压阀正常工作的影响。选择液压阀主要是根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统工作压力在左右，所以液压阀都选用中、高压阀。所选定的液压元件如下表所示。MPa0表 3.5 液压元件表序号元件名称 型号 通径调节压力（MPa ）可通过流量（L/min)1 柱塞泵 CCY14-1B - 32 -2 先导式溢流阀 DBW20-5X 20 31.5 2003 二位四通电磁换向阀 4WE10D30/A 10 - 1204 三位四通电磁换向阀 4WE10D30/A 10 - 1205 三位四通电磁换向阀 4WE10D30/A 10 - 1206 三位四通电磁换向阀 4WE10D30/A 10 - 120187 顺序阀 HG03 10 - 808 单向顺序阀 HCG03 10 - 809 节流阀 DVP-10 10 - 8010 液压缸 - - - -11 液压缸 - - - -12 压力继电器 HED20A 10 - -13 液控单向阀 MPW-03 10 - 12014 单向阀 S10A 10 31.5 1203.6 液压缸结构设计在轮对轴承压装机中，由于送对、顶对、夹紧缸形式一样，因此以压装缸为例，对其进行说明：缸体与缸盖的连接形式：压装缸的缸体与缸盖的连接形式都为螺纹连接。这种连接方式具有以下优点：a.外形尺寸小；b.重量较轻。缺点：a. 端部结构复杂，工艺要求较高；b.拆装时需用专用工具；c.拧端盖时易损坏密封圈。 活塞杆与活塞的连接结构：一级缸工作压力大，活塞直径较小，活塞杆与活塞的连接结构采用整体式结构；二级缸活塞杆与活塞的连接结构采用螺纹连接。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。图 3.6 油缸结构图活塞及活塞杆处密封圈的选用：一级缸密封圈选用高低唇 Y 型密封圈，型号
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