705 大中型滚动轴承压装机设计 材料清单

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/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）时间自动生成进度安排起止日期工作内容备注第25周（2.283.27）毕业调研及实习、搜集设计的相关资料第6周（3.284.3）设计方案的确定第712周（4.45.15）液压缸负载及其具体参数的计算第13周（5.165.22）液压系统的确定及相关图纸的绘制第1415周（5.236.5）编写设计计算说明书, 通过指导老师验收，准备答辩第16周（6.66.10）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.北京：机械工业出版社，1999.122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,2004.14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,19995严金申,张培生.液压传动.北京:国防工业出版社,1979.126中国石油物资公司.轴承手册.北京:石油出版社,19917张云电.薄壁缸套生产技术.北京:国防工业出版社,2001.118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,1993.39叶君.实用紧固件手册.北京:机械工业出版社,2002.910成大先.机械设计手册,液压传动篇.北京:化学工业出版社,2004.111成大先.机械设计图册.北京:化学工业出版社,2004.112成大先.机械设计手册,联结与紧固篇.北京:化学工业出版社,2004.113赵应樾.常用液压缸与其修理.上海: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：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。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 文献综述文献综述 文 献 综 述文 献 综 述文 献 综 述 文 献 综 述本课题研究的意义：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1.1 轴承压装机液压缸的设计及计算 3.1.1 分析工况及设计要求，绘制液压系统草图以下是液压系统原理图:（图6）3.1.2 计算液压缸的外负载3.1.2.1 压装缸 已知压装力为196 KN，最大压装力为475 KN并保压5 s3.1.2.2 夹紧缸 根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为6000 N3.1.2.3 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 N3.1.2.4 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 3.2 确定液压缸的几何参数3.21 压装缸尺寸计算：3.2.1.1 液压缸工作压力的确定工进时为9.5 Mpa，快进时为2.5 Mpa 3.2.1.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定由公式有其中R为最大压装力475 KN; 为机械效率0.95;为最大输出压力9.5 ;为系统背压，在这取0计算，即无背压。则：查1表2-4（GB2348-80）取.查1表2-3 、2-5取。, 。 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。查公式有 式中液压缸壁厚（m）; 液压缸内径（m）;试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）/倍（）;缸筒材料的许用应力。其值为:无缝钢管：一级缸的内径计算查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。3.2.1.4 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，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.3.2.1.5 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 有孔时 式中 缸盖有效厚度（mm）; 缸盖止口内径（mm）; 缸盖孔的直径（m）.得=15mm. =45mm=45 mm3.2.1.6 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 式中液压缸的最大行程;液压缸内径。3.2.1.7 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/倍。一级缸缸体内部长度二级缸缸体内部长度缸体外形尺寸为3.2.1.8 活塞杆稳定性的验算因两级液压缸支承长度，故无须考虑活塞杆弯曲稳定性。3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定3.2.2.1 液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20/Mpa。3.2.2.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定由公式： 可得:其中: D液压缸柱塞直径 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进行估算。 液压缸的机械效率，一般=0.9-0.97。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。3.2.2.3 液压缸壁厚和外径的计算和选取其壁厚按下面的公式计算：式中：-液压缸的壁厚（m）； D-液压缸的内径（m）； -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。D+2式中值应该按无缝钢管标准，选取110 /mm。3.2.2.4 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。3.2.2.5 缸盖厚度的确定这里按经验选取缸盖厚度为25/mm。3.2.2.6 最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/mm3.2.2.7 缸体长度的确定缸体长度取250/mm，没有超出规定的要求。3.2.2.8 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：代入数值，计算：=1.77/mm3.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定3.2.3.1 液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2.5/ Mpa。选取2.0/Mpa计算。3.2.3.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定由公式：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。3.2.3.3 液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：按经验选取，在这里选取10/mm。液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径为：D+2式中值按经验选取100 /mm。3.2.3.4 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。3.2.3.5 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：这里按经验选取缸盖厚度为22mm。3.2.3.6 最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/mm。 3.2.3.7 缸体长度的确定缸体长度取212/mm，没有超出规定的要求，符合条件。3.2.3.8 计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：按经验选取的壁厚10/mm完全符合要求。经校核符合要求。3.4 液压系统元件的分析和选择3.4.1 确定供油方式本设计中，采用的是YB-E32/63双联叶片泵3.4.2 调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）3.4.3 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。3.4.4 夹紧回路的选择这里采用失电夹紧方式。3.4.5 定位回路的选择这里采用失电夹紧方式。3.4.6 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。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。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，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： 2011.3.12011.3.15 开题报告，广泛收集设计相关资料 2011.3.172011.5.20 根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。 2011.5.212011.5.23 定稿 2011.5.252011.6.02 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.北京：机械工业出版社，1999.122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,2004.14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,19995严金申,张培生.液压传动.北京:国防工业出版社,1979.126中国石油物资公司.轴承手册.北京:石油出版社,19917张云电.薄壁缸套生产技术.北京:国防工业出版社,2001.118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,1993.39叶君