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大中型滚动轴承压装机设计【7张图/11200字】【优秀机械毕业设计论文】

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大中型滚动轴承压装机设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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任务书，开题报告.doc---(点击预览)

A0-压装缸.dwg

A0-总装配图.dwg

A1-定位柱塞缸.dwg

A1-液压原理图.dwg

A2-夹紧缸.dwg

A3-压装缸活塞杆.dwg

A3-活塞杆.dwg

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关键词：: 大中型滚动轴承装机设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，35页。11200字。
任务书一份。
开题报告一份。

图纸共7张，如下所示
A0-压装缸.dwg
A0-总装配图.dwg
A1-定位柱塞缸.dwg
A1-液压原理图.dwg
A2-夹紧缸.dwg
A3-压装缸活塞杆.dwg
A3-活塞杆.dwg

中文摘要

大中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。本次设计是根据衡阳火车站机修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

Abstract：

WY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine is the appropriation equipment for railcar rolling bearing mounted . It is used for mounting the 197726 and 352226 moulds bearings in making and overhauling freight railcar ,and widely used in vehicle factories, vehicle sections, vehicle overhauling factories and mine railcar companies etc. in this design, it is aimed to design an push mounting machine fulfilling the push mounting requirement ,according on datas and fieldwork . This text is mainly about the mechanical hydraulicpart design of WY-type freight car wheel rolling bearing push mounting machine.

Keywords: the rolling bearing; push mounting; machinery; hydraulic

目录
第1章绪论 1
1.1 概述 1
1.2大中型滚动轴承压装机简介 2
第2章设计内容及任务要求 4
2．1 设计内容及要求 4
2．2 液压系统的设计流程 5
第3章液压系统的设计计算 6
3.1 轴承压装机液压缸的设计及计算 6
3.1.1 分析工况及设计要求，绘制液压系统草图 6
3.1.2 计算液压缸的外负载 8
压装缸 8
夹紧缸 8
顶起定位缸 8
确定系统的工作压力 8
3.2 确定液压缸的几何参数 9
3.2.1 压装缸尺寸计算 9
液压缸工作压力的确定 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 9
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
缸体长度的确定 12
活塞杆稳定性的验算 12
3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定 13
液压缸工作压力的确定 13
液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 13
液压缸壁厚和外径的计算和选取 14
液压缸工作行程的确定 15
缸盖厚度的确定 15
最小导向长度的确定 16
缸体长度的确定 16
计算液压缸主要零件的强度和刚度 16
3.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定 17
液压缸工作压力的确定 17
液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 17
液压缸壁厚和外径的计算和选取 17
液压缸工作行程的确定 18
缸盖厚度的确定 18
最小导向长度的确定 18
缸体长度的确定 19
计算液压缸主要零件的强度和刚度 19
3.3 液压缸的结构设计 21
3.3.1 压装液压缸的结构设计 21
缸体与缸盖的连接形式 21
活塞杆与活塞的连接结构 21
活塞杆导向部分的结构 21
活塞及活塞杆处密封圈的选用 21
液压缸的缓冲装置 22
液压缸的排气装置 22
3.3.2 夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计 22
3.4 液压系统元件的分析和选择 22
3.4.1 确定供油方式 22
3.4.2 调速方式的选择 22
3.4.3 速度换接方式的选择 22
3.4.4 夹紧回路的选择 23
3.4.5 定位回路的选择 23
3.4.6 传感器和调理器的选择 23
3.5 液压站的结构 24
3.5.1 压装机液压站元件的组成 24
3.5.2 液压油的选择 25
3.6 液压缸的调整 25
3.6.1 压装液压缸的调整 25
3.6.2 顶起定位液压缸的调整 25
3.7 压装机及其环境的布置 26
设计总结 27
鸣谢 28
参考文献 29
附录 30

课题名称大中型滚动轴承压装机设计

内容及任务
本次设计主要是针对大中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。

任务：
（1）液压系统总图；
（2）电磁铁动作顺序表；
（3）压装机装配图；
（4）设计计算说明书。
①液压缸负载及具体参数的计算，
②液压系统图的设计及说明
③液压元件的选择
④液压系统性能验算
⑤压装机的环境布置

拟达到的要求或技术指标 (1) 统一要求：
按任务书要求完成规定的任务，撰写设计说明书（论文），一律采用计算机编辑。内容包括设计的意义与作用、设计方案选择和计算、主要零件的受力分析和强度校核、经济技术分析等。写出不少于400字的中文摘要；至少翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文。
需完成不少于3张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的1号图纸，同时至少有折合1号图幅以上的图纸用手工绘制，查阅到10篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于12000字的设计说明书。
(2) 主要技术参数：
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/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

主要参考资料 [1] 杨培元,朱福元.[液压系统设计简明手册].北京：机械工业出版社，1999.12
[2]张利平.[液压气动系统设计手册].北京：机械工业出版社，1997.6
[3]刘新德.[袖珍液压气动手册].2版.北京:机械工业出版社,2004.1
[4]吴宗泽,罗圣国.[机械设计课程设计手册].2版.北京:高等教育出版社,1999
[5]严金申,张培生.[液压传动].北京:国防工业出版社,1979.12
[6]中国石油物资公司.[轴承手册].北京:石油出版社,1991
[7]张云电.[薄壁缸套生产技术].北京:国防工业出版社,2001.11
[8]王成焘,倪剑勇,倪学海.[滚动轴承的配合与装拆工艺].北京:机械工业出版社,1993.3
[9]叶君.[实用紧固件手册].北京:机械工业出版社,2002.9
[10]成大先.[机械设计手册],液压传动篇.北京:化学工业出版社,2004.1
[11]成大先.[机械设计图册].北京:化学工业出版社,2004.1
[12]成大先.[机械设计手册],联结与紧固篇.北京:化学工业出版社,2004.1
[13]赵应樾.[常用液压缸与其修理].上海:上海交通大学出版社,1996

大中型滚动轴承压装机设计

内容简介：: 2011 届毕业设计材料系、部：机械工程系学生姓名：彭取指导教师：黄开有职称：副教授专业：机械设计制造及其自动化班级：机本 0703 班学号： 214070319 2011 年 6 月材料清单 1、毕业设计（论文）课题任务书 2、指导教师评阅表 3、答辩及最终成绩评定表 4、毕业论文 5、附录材料湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化指导教师黄开有学生姓名彭取课题名称大中型滚动轴承压装机设计内容及任务本次设计主要是针对大中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。任务：（ 1）液压系统总图；（ 2）电磁铁动作顺序表；（ 3）压装机装配图；（ 4）设计计算说明书。液压缸负载及具体参数的计算，液压系统图的设计及说明液压元件的选择液压系统性能验算压装机的环境布置拟达到的要求或技术指标 (1) 统一要求：按任务书要求完成规定的任务，撰写设计说明书（论文），一律采用计算机编辑。内容包括设计的意义与作用、设计方案选择和计算、主要零件的受力分析和强度校核、经济技术分析等。写出不少于 400字的中文摘要；至少翻译一篇本专业外文文献（ 10000个以上印刷符号），并附译文。需完成不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制，查阅到 10 篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于 12000字的设计说明书。 (2) 主要技术参数：轴承压装机的主要性能和参数（ 1）最大压装力 457/ 2）压装缸行程 400/ 3）外形尺寸 5000*850*1500/ 4）许用压力高压压 5）总功率 6）轮对最大直径 915/对最小直径 760/ 7）重量 8000/ 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）时间自动生成进度安排起止日期工作内容备注第 2 5 周（毕业调研及实习、搜集设计的相关资料第 6 周（设计方案的确定第 7 12 周（液压缸负载及其具体参数的计算第 13 周（液压系统的确定及相关图纸的绘制第 14 15 周（编写设计计算说明书 , 通过指导老师验收，准备答辩第 16 周（毕业答辩主要参考资料 1 杨培元 ,朱福元 .液压系统设计简明手册械工业出版社， 2张利平 .液压气动系统设计手册械工业出版社， 3刘新德 .袖珍液压气动手册机械工业出版社 ,4吴宗泽 ,罗圣国 .机械设计课程设计手册高等教育出版社 ,1999 5严金申 ,张培生 .液压传动国防工业出版社 ,6中国石油物资公司 .轴承手册石油出版社 ,1991 7张云电 .薄壁缸套生产技术国防工业出版社 ,8王成焘 ,倪剑勇 ,倪学海 .滚动轴承的配合与装拆工艺机械工业出版社 ,9叶君 .实用紧固件手册机械工业出版社 ,10成大先 .机械设计手册 ,液压传动篇化学工业出版社 ,11成大先 .机械设计图册化学工业出版社 ,12成大先 .机械设计手册 ,联结与紧固篇化学工业出版社 ,13赵应樾 .常用液压缸与其修理上海交通大学出版社 ,1996 教研室意见年月日系主管领导意见年月日湖南工学院 20 11 届毕业设计（论文）指导教师评阅表系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名彭取学号 2214070319 班级机本 0703 班专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名黄开有课题名称大中型滚动轴承压装机设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是否指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年月日湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表系：专业：说明：最终评定成绩 a+b+c，三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的 10左右。学生姓名学号班级答辩日期课题名称指导教师成绩评定分值评定小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩表现思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 , 知识面宽。必答题 40 自由提问 30 合计 100 答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩 a： 40 指导教师评分分值：指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年月日本科毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名彭取学号 214070319 专业机械设计制造及其自动化指导教师黄开有职称教授所在院系机械工程系课题来源自拟课题课题性质产品设计课题名称大中型滚动轴承压装机设计毕业设计的意义和内容本课题研究的意义：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。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。大中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。毕业设计的内容梗概：大中型型滚动轴承压装机 (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。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。本毕业设计任务简介及设计的基本思路本毕业设计任务简介本次设计主要是针对大中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。液压传动系统的设计要同主机的文献综述总体设计同时进行。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。本毕业设计的基本思路 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、编制设计说明书承压装机液压缸的设计及计算析工况及设计要求，绘制液压系统草图以下是液压系统原理图 : （图 6）算液压缸的外负载装缸已知压装力为 196 大压装力为 475 s 紧缸根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为 6000 N 文献综述起定位缸因为是两个缸对称分布，而轮对重 1000 以每个缸的负载为500*900 N 定系统的工作压力系统分别有高压和低压，高压处最高为压处最高为得超过此数值，具体请参考液压原理图定液压缸的几何参数 1 压装缸尺寸计算：压缸工作压力的确定工进时为进时为压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定由公式有 134RD=其中 R 为最大压装力 475 为机械效率 1p 为最大输出压力 9.5 3p 为系统背压，在这取 0计算，即无背压。则： 1 2 31 6 0 , 1 2 5 , 9 0d m m d m m d m m 查 1表 2 250D . 查 1表 2 2 1 2 31 6 0 , 1 2 5 , 9 0d m m d m m d m m 。 , 1P 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。查公式有 2 式中液压缸壁厚（ m） ; 文献综述 D 液压缸内径（ m） ; 试验压力，一般取最大工作压力的（（ ; 缸筒材料的许用应力。其值为 :无缝钢管： 1 0 0 1 1 0 M p a : 一级缸的内径计算查 2 表 4 表 2用外径为 160厚为 18 同理取活塞杆材料为外径 90厚 5 二级缸的内径计算查 2 表 4 表 2用外径为 325厚为 38 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，并参照 1 表 2 一级缸工作行程长度为 200 二级缸工作行程长度为 400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 20 . 4 3 3 有孔时 2 200 . 4 3 3 () 式中 t 缸盖有效厚度（ ; 2D 缸盖止口内径（ ; 0d 缸盖孔的直径（ m） . 得 2t =153t =45t =45 文献综述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 1 8 0 1 2 5 7 1 . 52 0 2 2 0 2m m 式中 L 液压缸的最大行程 ; D 液压缸内径。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 30: /倍。一级缸缸体内部长度 1 3 4 5 7 2 4 5 4 5 6 6 2L t t m m 二级缸缸体内部长度 1 4 0 0 1 5 0 2 2 5 7 2L L B C m m 缸体外形尺寸为 1 3 4 5 7 2 4 5 4 5 6 6 2L t t m m 塞杆稳定性的验算因两级液压缸支承长度 10d ，故无须考虑活塞杆弯曲稳定性。位缸及其主要尺寸的确定压缸工作压力的确定参见手册 1（液压系统设计简明手册），定位缸的压力取 2 0/ 压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定由公式： 2 14 D p F F f 可得 : 其中 : D 液压缸柱塞直径 1p 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；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行估算。文献综述液压缸的机械效率，一般由计算得到的数据，根据液压缸活塞杆直径系列（结合实际，圆整为 70 压缸壁厚和外径的计算和选取其壁厚按下面的公式计算： 2式中： m）； m）；般取最大工作压力的（（值为：锻钢： =110 120/ 铸钢： =100 110 /缝钢管： =100 110 / 高强度铸铁： =60 /铸铁： =25 / 1D D+2 式中1取 110 / 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/于活塞行程参数系列（第 2 优先组。盖厚度的确定这里按经验选取缸盖厚度为 25/ 小导向长度的确定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/体长度的确定缸体长度取 250/有超出规定的要求。文献综述算液压缸主要零件的强度和刚度由于柱塞直径的比值小于 10，所以这里用厚壁筒强度计算公式估计： 0 . 4 11 . 32 代入数值，计算： 1 0 5 0 . 4 2 1 . 5 11 0 5 1 . 3 2 1 . 5702 = 夹紧缸及其主要尺寸的确定压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取压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定由公式： 2 2 212()44 p F D d p F 根据液压缸内径尺寸系列（所得数值圆整为 80/ 根据活塞杆直径可由 d/计算所得的液压气动系统设计手册，结合活塞杆直径系列（活塞杆直径可选取：d=45/ 压缸壁厚和外径的计算和选取按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算： 0 . 4 11 . 32 按经验选取，在这里选取 10/ 液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径1 1D D+2 式中100 / 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 /于活塞行程参数系列（第 2 优先组。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 20 . 4 3 3 这里按经验选取缸盖厚度为 22 小导向长度的确定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/ 体长度的确定缸体长度取 212/有超出规定的要求，符合条件。算液压缸主要零件的强度和刚度这里用厚壁筒强度计算公式估计： 0 . 4 11 . 32 按经验选取的壁厚 10/全符合要求。经校核符合要求。压系统元件的分析和选择定供油方式本设计中，采用的是 3双联叶片泵速方式的选择减少油口在液压原理上实质是利用压力变化的作用，也就是说，大中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）度换接方式的选择本系统采用电磁阀的快慢速换接回路。紧回路的选择这里采用失电夹紧方式。位回路的选择这里采用失电夹紧方式。感器和调理器的选择本机选用压阻式压力传感器，型号为理器是一台高精度，低漂移的直流放大器，本机配用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，特别是全部地脚螺栓处要垫实。地脚螺栓为受力件，一定要埋牢固，以防止在工作中松动从而引起床身变形，影响压装检测精度。设计提纲分析工况及设计要求，绘制液压系统草图计算液压缸的外负载确定液压缸的几何参数压装缸尺寸计算定位缸及其主要尺寸的确定夹紧缸及其主要尺寸的确定液压缸的结构设计夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计液压系统元件的分析和选择液压站的结构液压缸的调整压装机及其环境的布置设计总结鸣谢参考文献设计进度安排及主要参考文献设计进度安排：题报告，广泛收集设计相关资料据收集好的资料认真做好设计，并定期向指导老师汇报进度。定稿准备答辩主要参考文献： 1 杨培元 ,朱福元 .液压系统设计简明手册械工业出版社， 2张利平 .液压气动系统设计手册械工业出版社， 3刘新德 .袖珍液压气动手册北京 :机械工业出版社 ,4吴宗泽 ,罗圣国 .机械设计课程设计手册北京 :高等教育出版社 ,1999 5严金申 ,张培生 .液压传动国防工业出版社 ,6中国石油物资公司 .轴承手册石油出版社 ,1991 7张云电 .薄壁缸套生产技术国防工业出版社 ,8王成焘 ,倪剑勇 ,倪学海 .滚动轴承的配合与装拆工艺机械工业出版社 ,9叶君 .实用紧固件手册机械工业出版社 ,10成大先 .机械设计手册 ,液压传动篇化学工业出版社 ,11成大先 .机械设计图册化学工业出版社 ,12成大先 .机械设计手册 ,联结与紧固篇化学工业出版社 ,13赵应樾 .常用液压缸与其修理上海交通大学出版社 ,1996 指导教师批阅意见指导教师 (签名 )：年月日湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表题目大中型滚动轴承压装机设计学生姓名彭取班级学号 214070319 专业机械设计制造及其自动化指导教师填写学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：指导教师签字：年月日系部意见：负责人签字：年月日湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表题目大中型滚动轴承压装机设计学生姓名彭取班级学号 214070319 专业机械设计制造及其自动化评阅教师姓名职称工作单位评分内容具体要求总分评分开题情况调研论证能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范，符合规定字数要求。 15 综合能力能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分评阅教师评阅意见评阅成绩总评分 20% 评阅教师签名日期大中型滚动轴承压装机设计大中型滚动轴承压装机设计系、部：机械工程系学生姓名：彭取指导教师：黄开有职称教授专业：机械设计制造及其自动化班级：机本 0703 班完成时间： 2011 年 6 月 1 日星期三大中型滚动轴承压装机设计中文摘要大中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。本次设计是根据衡阳火车站机修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；液压大中型滚动轴承压装机设计 is It is 97726 52226 in in in it is an on is 中型滚动轴承压装机设计目录第 1章绪论 . 1 述 . 1 . 2 第 2章设计内容及任务要求 . 4 2 1 设计内容及要求 . 4 2 2 液压系统的设计流程 . 5 第 3章液压系统的设计计算 . 6 承压装机液压缸的设计及计算 . 6 析工况及设计要求，绘制液压系统草图 . 6 算液压缸的外负载 . 8 装缸 . 8 紧缸 . 8 起定位缸 . 8 定系统的工作压力 . 8 定液压缸的几何参数 . 9 装缸尺寸计算 . 9 压缸工作压力的确定 . 9 压缸内径 . 9 压缸壁厚和外径的计算 . 9 压缸工作行程的确定 . 10 盖厚度的确定 . 10 小导向长度的确定 . 11 体长度的确定 . 12 塞杆稳定性的验算 . 12 位缸及其主要尺寸的确定 . 13 压缸工作压力的确定 . 13 压缸内径 . 13 压缸壁厚和外径的计算和选取 . 14 液压缸工作行程的确定 . 15 盖厚度的确定 . 15 小导向长度的确定 . 16 体长度的确定 . 16 算液压缸主要零件的强度和刚度 . 16 紧缸及其主要尺寸的确定 . 17 压缸工作压力的确定 . 17 压缸内径 . 17 压缸壁厚和外径的计算和选取 . 17 压缸工作行程的确定 . 18 大中型滚动轴承压装机设计盖厚度的确定 . 18 小导向长度的确定 . 18 体长度的确定 . 19 算液压缸主要零件的强度和刚度 . 19 压缸的结构设计 . 21 装液压缸的结构设计 . 21 体与缸盖的连接形式 . 21 塞杆与活塞的连接结构 . 21 塞杆导向部分的结构 . 21 塞及活塞杆处密封圈的选用 . 21 压缸的缓冲装置 . 22 压缸的排气装置 . 22 夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计 . 22 压系统元件的分析和选择 . 22 定供油方式 . 22 速方式的选择 . 22 度换接方式的选择 . 22 紧回路的选择 . 23 位回路的选择 . 23 感器和调理器的选择 . 23 压站的结构 . 24 装机液压站元件的组成 . 24 压油的选择 . 25 压缸的调整 . 25 装液压缸的调整 . 25 起定位液压缸的调整 . 25 装机及其环境的布置 . 26 设计总结 . 27 鸣谢 . 28 参考文献 . 29 附录 . 30 大中型滚动轴承压装机设计大中型滚动轴承压装机设计第 1 章绪论 1 1 概述大中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。大中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。大中型滚动轴承压装机设计 1 2 大中型滚动轴承压装机简介大中型型滚动轴承压装机 (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。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靠力和结果判断等有关数据记录。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 : 大中型滚动轴承压装机设计图 1 大中型滚动轴承压装机设计第 2 章设计内容及任务要求 2 1 设计内容及要求本次设计主要是针对大中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 2）压装缸行程 400 3）外形尺寸 5000*800*1040 4）许用压力高压压 5）总功率 6）轮对最大直径 915 对最小直径 760 7）重量 8000 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）时间自动生成大中型滚动轴承压装机设计 2 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、编制设计说明书大中型滚动轴承压装机设计第 3 章液压系统的设计计算承压装机液压缸的设计及计算析工况及设计要求，绘制液压系统草图压装机工况分析：压装缸：（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：大中型滚动轴承压装机设计（图 5）以下是液压系统原理图 : （图 6）大中型滚动轴承压装机设计算液压缸的外负载装缸已知压装力为 196 大压装力为 475 s 紧缸根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为 6000 N 起定位缸因为是两个缸对称分布，而轮对重 1000 以每个缸的负载为500*900 N 定系统的工作压力系统分别有高压和低压，高压处最高为压处最高为得超过此数值，具体请参考液压原理图大中型滚动轴承压装机设计定液压缸的几何参数 1 压装缸尺寸计算：压缸工作压力的确定工进时为进时为压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定由下图可知： p 1p 2p 3 134RD=其中 R 为最大压装力 475 为机械效率 1p 为最大输出 9.5 3p 为系统背压，在这取 0计算，即无背压。则： 1 2 31 6 0 , 1 2 5 , 9 0d m m d m m d m m 查 1表 2 250D . 查 1表 2 2 1 2 31 6 0 , 1 2 5 , 9 0d m m d m m d m m 。压缸壁厚和外径的计算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的厚度。从材料力学可知，承受大中型滚动轴承压装机设计内压力的圆筒，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 / 10D 的圆筒称为薄壁圆筒。查理论力学得其计算公式为： 2 式中液压缸壁厚（ m） ; D 液压缸内径（ m） ; 试验压力，一般取最大工作压力的（倍（ ; 缸筒材料的许用应力。其值为 :无缝钢管： 1 0 0 1 1 0 M p a : . 一级缸的内径计算 2 1 . 5 2 . 5 3 . 7 5 p a M p a ， 1 160d ， 100M 2 21 2 . 6 32 查 2 表 4 C 表 2用外径为 160厚为 18 同理取活塞杆材料为外径 90厚 5无缝钢管。二级缸的内径计算 1 1 . 5 9 . 5 1 4 . 2 5 p a M p a ， 250D ， 100M p 11 182 查 2 表 4 C 表 2用外径为 325厚为 38 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，并参照 1 表 2 一级缸工作行程长度为 200 二级缸工作行程长度为 400盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度计算。无孔时 20 . 4 3 3 有孔时 2 200 . 4 3 3 () 式中 t 缸盖有效厚度（ ; 2D 缸盖止口内径（ ; 0d 缸盖孔的直径（ m） . 一级缸缸盖厚度计算后缸盖 120 . 4 3 31 4 . 2 50 . 4 3 3 2 5 01004 0 . 8 6 前缸盖 22 1 20 . 4 3 3 6 . 7t D m m 取 2t =15二级缸缸盖厚度计算后缸盖 1320 . 4 3 31 4 . 2 50 . 4 3 3 2 5 01004 0 . 8 6 取 3t =45前缸盖大中型滚动轴承压装机设计 242200 . 4 3 3()3 . 7 5 2 5 00 . 4 3 3 2 5 01 0 0 2 5 0 1 3 03 0 . 2 5 取 4t =45/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 1 8 0 1 2 5 7 1 . 52 0 2 2 0 2m m 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 0 : ；缸盖滑动支承面的长度 1l ，根据液压缸内径而定 ; 当 80D 时，取 1 ( 0 : ；当 80D 时，取 1 ( 0 : 。对一级缸最小导向长度 1 8 0 1 2 5 7 1 . 52 0 2 2 0 2m m ，活塞宽度及滑动支承面的长度 1l 1 0 . 7 0 . 7 9 0 6 3l d m m 0 . 6 0 . 6 1 6 0 9 6B D m m 因 1 6 3 9 6 1 5 9 2 1 4 3l B m m H m m ，故无需设计隔套。对二级缸最小导向长度 4 0 0 2 5 0 1452 0 2 2 0 2m m 活塞宽度及滑动支承面的长度 1l 1 0 . 7 0 . 6 1 6 0 9 6l d m m 0 . 6 0 . 6 2 5 0 1 5 0B D m m 为保证最小导向长度 H，在缸盖与活塞之间增加一隔套的值。隔套的长度选为 45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 30: 倍。大中型滚动轴承压装机设计一级缸缸体内部长度 1 3 4 5 7 2 4 5 4 5 6 6 2L t t m m 1 1 8 0 9 6 2 7 6L L B m m 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 1 4 0 0 1 5 0 2 2 5 7 2L L B C m m 缸体外形尺寸为 1 3 4 5 7 2 4 5 4 5 6 6 2L t t m m 塞杆稳定性的验算因两级液压缸支承长度 0/取1l=（ d。为保证最小导向长度 H，若过分增大1 都是不适合的，必要时可以在缸盖与活塞之间增加一隔套 K 来增加 H 的值，隔套的长度 C 由需要的最小导向长度： 112C H l B 液压缸内径为 80/以1l=（ D，计算所得1l=48 80/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 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 20 30 倍。这里，缸体长度取 212 有超出规定的要求，符合条件。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： 0 . 4 11 . 32 代入数值，取无缝钢管的计算，即 105压力 p 是工作压力的，则： 8 0 1 0 5 0 . 4 2 1 . 5 12 1 0 5 1 . 3 2 1 . 5 =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 全符合要求。活塞杆校核：当活塞杆长度 10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，在其轴向负荷过稳定临界力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：大中型滚动轴承压装机设计式中： F）， F= （ N）；般取 3。液压缸的稳定临界力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。当细长比 l 时， 22 当细长比 l 时，221 式中： l m），其取法见参考书 2（液压气动系统设计手册） 78 页表 3 m），4（ m）（对实心活塞杆） 4m ）， 464； 2m ）；钢取 m=85；见书目 2（液压气动系统设计手册） 78页表3里使用的是一端固定，一端铰接，所以；对钢 E= 对钢 f=490 计算细长比： 112 1045 / 4 而 40，所以选后面的公式计算，则： 2632334 9 0 1 0 2 2 . 5 1 07 4 4 1 . 6 82 1 1 2 1 014 5 1 024 N 大中型滚动轴承压装机设计稳定安全系数 7 4 4 1 . 6 8 6 7 6 5 . 4 51 . 1，因为 F=6000/N。所以符合稳定性要求，设计合适。压缸的结构设计装液压缸的结构设计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。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）拧端盖时易损坏密封圈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。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。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 110 90 16 及 Y 185160 20 料都是耐油橡胶。二级缸活塞与缸体的密封圈的选用：选用号： V 250 220 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。大中型滚动轴承压装机设计但是在这里，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。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。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，采用圈结合紧液压缸的 U 型密封圈的型号为： 45 65 料是橡胶； O 型密封圈的型号为： 71 料是位液压缸的 45 65 料是：橡胶；防尘圈型号为： 115 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。压系统元件的分析和选择定供油方式考虑到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3双联叶片泵。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利用压力变化的作用，也就是说，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：大中型滚动轴承压装机设计（图 9）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。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，当进油路压力瞬时下降时，仍能保持夹紧力，所以接入单向阀保压。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。感器和调理器的选择本机选用压阻式压力传感器，型号为程为 16/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，可变桥壁大中型滚动轴承压装机设计的阻值发生变化，从而取得压力变化信号，为了传感器正常工作，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。压站的结构装机液压站元件的组成系统工作压力：高压管路为低压管路为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：（ 2）双联叶片泵： 3；（ 3）高压压力表一块：（ 4）网式滤油器：（ 5）集成块底版；（ 6）集成块 1： 22磁阀二个，压溢流阀一个，压溢流阀一个；（ 7）集成块 2：流阀一个， 22磁阀一个，（ 8）集成块 3：流阀一个， 34 （ 9）集成块 4： 22磁阀两个， 23 （ 10）集成块 5： 23磁阀两个， 34 （ 11）集成块 6： 23磁阀一个， 34 （ 12）集成块顶块： 34磁阀一个，两块。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

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