WJ007-04-便携式轮毂油封压装装置的设计-三维SolidWorks【原创设计】
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本科毕业设计 外文文献及译文 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 1 外文文献 : 2011) 16:86 89 011 . H. Y. K. . of a is he a a s 25 it an to A is of of a is a To of of we an of is a is to in In an we in up a at we in on on 2 of a we a no or on of a a 1). a of is or of is on on of As 2, is on on is by a DC a of a is an of of s of an to We in on 2 on he of is of in of a in a is a of a is of of a 5 5, 2011 S. *) 271. K. . o. . in at 67 29, 2011 87 of a of is of of be by be it up an 2a, of = 0.3 m = m, is is of of as 3. is m, if it is .1 is a is a is to a is by a I A a is By nd rd is 文文献及译文 3 in nd rd is a AN a of an to of a rd 3 to rd st to nd to on rd to a a of m. of is of a To of of by a 3-D by a 3-D 1. 2. 3rd of a b of is by C on 9 of of of 3. 3D fi of a on a a b 8 to s of by .2 m/.2 m/s m of 4, 5, . of of of to .2 m/s. a of .5 s to a 3D” by a 3D by on 5, we of in D () () ( ( ) ( We fi in of by m of of 文文献及译文 4 of an by on on of a 9 of in to be as of at ni is of of i. be in We of on in by 9 on is on on o it be on an be by of of a a to of on on a BS a of by a .2 m/s2 .2 m/s m of of 7, of (2b). in of of is a in on in in no of to a of n to rd a An by a DC a 24-V at a m/s. of m. 4. 5. 6. of 7. in a b c d 8. he is 8. In 文文献及译文 5 a m, 4 he of a on on an a rd a of on an on rd a a we to in a to . , et 2009) of 009, 1. , et 2006) of of to of of 006 . , et 2006) of on of 267 1268 4. , , , et 2006) of of 006 . , , , et 2005) on a of of 005 . , , , et 2008) of of 008, 60 163 8. , , , et 2010) of a of 010, 55 463 9. , , , et 2010) of a of 文文献及译文 6 中文译文 : 人工生命的机器人（ 2011） 16:8689011 . H. Y. K. . 个新的修剪机器人的实验研究进展 在 日本只有一个商业产品。 这台 机螺旋 地 爬上一棵树使用电锯 修剪树枝 。然而，机器的重量（ 25 公斤）和 缓 慢 的 速度阻碍它 成为解决森林危机的 最佳解决方案。一个轻量级的平台是必需的，因为在日本，大部分山脉有陡峭的山坡，一个修剪机器人运输是一项艰巨的任务。以提前修剪机器人的艺术状态，我们 提出 一 个创新的修剪机器人 对于外面大多数的树都能高效工作 。 它的 轮 系 机构的设计 是为了适应于 混合爬山，即，机器人能够开关之间的直线和螺旋 爬 升。该方法保证了 机器人的 轻量化和高爬的速度特征在早期的出版物，我们介绍了基本的设计概念和描述的原型实验机器人了。此外，混合爬山法已经证明，该修剪机器人可以 高速的 爬上 爬 下 大 树。在这里，我们报告我们开发机器人的进展，专注于直爬， 善于 不平坦的表面上的 工作 ，和修剪。 2 先进的 修剪机器人随着建设轻修剪的终极目标机器人，我们已经开发了一种新型的爬山法，采用无压或抓机制，而是依靠机器人本身的重量，像 日本传统的伐木工不会爬树的时候（图 1）。该用的一套杆和绳子，这是所谓的 不握不住或抓住树 干 ，而他的质量中心位于树。是的，该可以用自己的重量停留在树上。基于这一新的林业产业的设计概念和要求，修剪机器人 有了很大的发展 。如图 2 所示，该机器人配备了四主动轮。轮 1 和 2 位于上侧 ， 轮 3 和 4 位于下侧。每个轮由直流伺服电机、蜗轮驱动 。 摘要 本文介绍了一个伐木工的发展 像修剪机器人。攀登主要是模仿在日本的登方法。机器人的主要功能包括 对 外面的树 进行修剪工作 ，和一个创新的爬山策略融合 直线和螺旋式攀升 的方式 。这种新颖的设计带来了轻量化和高爬升速度特征的修剪机器人。我们报告我们在发展机器人进展，针对直爬，不平坦的表面上的 工作、 修剪。 关键词 修剪机器人 爬壁机器人 1 引言 日本木材工业已经进入下降的原因 ， 木材价格下降和林业工人老龄化迅速。这导致了森林的破 坏 ，导致在暴雨和山体滑坡的 破坏 山村 地区 。然而，在一个适当的配平状态修剪树 是 值得在上面投资的， 因为其 形成 一个美丽的表面形成年轮。 一个修剪机器人的发展 对 可持续森林管理的创新是很重要的。研究开发 的 修剪机器人 15已经很少见了 。 2011 年 2 月 25 日 机械工程系，丰田民族院校丰田 471知县，日本 电子邮件： 崎 . K. 人与信息系统工程系，岐阜大学，岐阜县，日本 限公司，日本 外文文献及译文 7 雪蛤 业有限公司，岐阜县，日本 这部分工作是在第十六届国际研讨会在人工生命与机器人 项目展现的 ，日本，一月 27日 29日 ， 2011 年。 87 电池 ， 质量中心位于一个错误 的边缘 ，由于摩擦系数不明确、质量中心的位置可能被干扰。 例如，机 器人会倾斜，当它爬上一个不均匀的表面。在图 2a，质心定位参数 H = 和W = ，其中 H 为上轮和下侧面之间的距离轮，和 W 的表面之间的距离躯干和质量中心，如图 3 所示。分析表明机器人当 D 为 ，即使它倾斜约 德。控制器使用一个 构成 ， 配备了无线局域网。该控制器能够通信数据 /命令与个人电脑通过无线局域网。每一轮由速度 制。通过一个高通滤波器的速度反馈输入附加。通过与第二个原型比较，第三原型重量轻，除控制器和电池。同时，控制器和电源分布在外部的第二个原型。第三原型也配备一个无 线局域网和电锯。虽然的电锯细节在这里省略了，实验表明一个分支使用第三切削原型。 3 实验 三实验进行评估的第三个原型。第一个实验是对其基本性能。第二个实验是评价其在不平坦的表面 的 性 能。 第三实验表明机器人是否可以修剪树枝。所有的实验使用替代树在室内进行。替代树直径的是 的摩擦系数 有效的替代树大约是 是小于这一自然的树。收集实验数据 包括 ，该电机电流，机器人的位置和方向，机器人的测定 ， 测量电机电流 。 使用分流电阻。测定位置 的 一个三维位置测量装置（ 数字）。用三维定位测量定位传感 器（ 外文文献及译文 8 图 1。爬树方法使用 图 2。第三修剪机器人原型。照片图像。 B 像 还原机制具有非回驾驶性能。每个车轮的转向角度也由直流驱动 ,伺服电机和蜗轮减速机构。 在分析的基础上， 79 质量中心位于外树与控制器的重量 。 图 3。对一棵树的修剪机器人三维图。侧视图 。 俯视图 本性能 直爬实验进行评估 ， 机器人的基本性能。这四个预期的速度轮子是由梯形的简介。加速度 / 速度为 /秒 ， 车轮半径 ， 。 实验结 果显示在图。 4， 5，和 6。图 4 显示了机器人的速度。各自的速度从旋转编码器的值计算出轮。机器人能爬在 /秒。虽然有一个约 于控制法启动延迟，这是一个问题。图 5 显示移动的距离。 它 的 实现 是由一个三维位置测量设备，和移动的距离每轮计算 从价值上的旋转编码器。在图 5 中，我们发现三种类型的错误：在距离误差的感动每一轮的三维位置测量之间装置（ 间的误差；轮 1（或 3）和 2（或轮 4）（ 轮 1 和轮3 之间的误差（误差之间的 2 和 4 轮轮）（ 我们考虑了两这些错误的可能原因。第一个是差异在每一轮的变形。移 动的距离按 的半径为每个车轮 的每一圈 。车轮是由聚氨酯 合成的 管 ， 它是作用在它变形的力。 它的 变形量的大小取决于力。从理论上分析， 79级在第三原型的力量往往是如下。的正常力近质心变得大于在对面的力。因此，填充扶手椅外文文献及译文 9 形 = 认为是，在法国是正常的力的大小第一轮（ （ 以这样解释。我们认为原因是滑移（ 干上的车轮。图 6 显示了电流在轮毂电机，这是由并联测量电阻。理论分析也表明，在下侧切向力大于上面。图 6 倾向于理论分析 ， 不平坦的表面上安全使用的机器人 正常工作 ，它 必须在不平的树是强大的树干。总是会有由增长引起的颠簸一个修剪枝的遗迹。因此，直爬坡实验进行评估颠簸在树干修剪机器人的性 能 。这个实验在一个替代的凹凸进行。采用 料，和大于天然凹凸。在四轮所需的速度是由一个梯形了简介。加速度为 / 速度为 /秒，每 半径的车轮。 实验结果如图 7 所示，其中显示角度 1 的轨迹和 2（参见图 2B）。 2 角旋转对所有病例加方向，指示这个控制箱上升。这意味着，大众走向树中心。质量中心也走向了树当 1 角方向旋转正方向。这意味着减少摩擦力使机器人在树上。然而，在 2 个 轮子的电流和 4 均大于在实验中连续电流。因此，有没有危险的机器人跌倒。此外，这些角度回到原来的方向，即使角度 1 和 2 发生了当一轮了凹凸。这些结果显示了良好 的 性 能。 剪试验 进行实验，发现无论是第三原型可以修剪树枝。一个附加的电锯是由一个 24V 蓄电池直流电机驱动。机器人爬上螺旋的速度在 /秒的直径的树该目标分为 。 图 7。在每一种情况下滚角和俯仰角。一轮 1 过去的凹凸， B 轮 2 通过凹凸， C 轮 3 通过凹凸， D 轮 4 通过凹凸图 8。机器人与修剪修剪试验 ， 实验的场景如图 8 所示。在这个实验中， 树枝被切 断，只留下一个短暂的残这是小于 ，与树干没有受伤。 4 结论 一个伐木工像修剪的发育进程 ， 机器人已经被描述，针对直爬，其在不平坦的表面行为，修剪树枝。的实验表明，直爬第三原型给了一个很好的基本性能。攀爬的结果在不平坦的路面上试验中表现出良好的鲁棒性颠簸，因为真正的树最凸起的小比实验碰撞。此外，修剪试验 还表明第三的原型可以修剪树枝从一棵树。在今后的工作中，我们希望在实际环境中的机器人测试，试着做一些进一步的改进。 外文文献及译文 10 工具书类 1。张军军， 等人 2009 年开发 行道树爬壁机器人 木本 。 2009 促进了 程序， 107 的发展。 2。 ， 等人 2006 年发展了 结构测量 抓树 力 修剪 树，攀爬修剪机器人 木本 （日本）。2006 年开展 程序 与 机器人与机电一体化 会议。 3。 ， 等人 2006 年开发 攀树和修剪机器人木本。执行器布置在臂端 为了 旋转运动（日本）。 促进了 268 4。 , , ， 等人 （ 2006）评 估了 树枝修剪机器人地图构建系统 的绩效 （日本 ） 。 在 2006 年 开展了 程序和机器人机电一体化 会议。 5。 , , ， et 2005） 研究用于机器人的 修剪系统： 发展了 机器人样机 单元 （日本）。 开展了 机器人 2005 日本机械学会与机电一体化 会议。 6。圣隶 工 业。 。 2011 年 5 月可以访问 7。 , , ， 等人 （ 2008）分析与实验新型爬山法。 开展了 2008， 60163 的 议 。 8。 , , ， 等人 （ 2010） 开发 一个用其自身的重量 的 修剪机器人。 促进 455010， 63 行业的发展 9。 , , ，等人（ 2010）开发的一个 利用 自身的重量 的 修剪机器人（日本）。 促进着 古屋 的发展。 本 科 毕 业 设 计（论 文） 题 目 轮毂油封压装装置 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日 山东英才学院 I 摘 要 本文主要介绍 轮毂油封压装装置 的结构设计。本机为框架式结构，动力驱动方式液压传动。本实用新型的有益效果是：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 轮毂 两端部油封的自动压装 ,采用本设备自动压装油封可以 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 ， 液 压传动 ，油封安装， 轮毂 is A to be is of to of so as to 录 目 录 . 1 章 绪论 . 1 题的目的和意义 . 1 内外的研究现状 . 1 计研究的主要内容 . 3 (4）增加传感器的选择 . 3 第 2 章 轮毂 压入机的总体方案设计 . 4 备的用途 . 4 用条件 . 4 格及性能 . 4 构形式 . 4 毂 油封的轴向压力的计算 . 5 向压入力的分析 . 5 压缸的设计计算 . 6 1 液压缸参数 . 7 第 3 章 轮毂油封压装装置的结构设计及计算 . 9 架油封的结构和密封原理 . 9 车车桥前轮毂骨架油封装配工艺要求和装配工序图 . 10 车车桥前轮毂骨架油封装配工艺分析 . 11 压传动系统的设计 . 14 压系统的组成 . 14 压传动 系统的设计 . 14 第 4 章 油封安装需注意事项 . 18 封概念 . 18 架油封示意图 . 18 封常用材料 . 18 封的用途 . 18 封对装配轴的要求 . 19 油封装配座孔的要求 . 20 装方向要 求 . 20 护油封主唇口的要求 . 20 装方法 . 21 误装配方式及改进措施 . 21 第 5 章 设备的安装调整及保养与检测 . 22 装 . 22 整 . 22 装机构调整 . 22 紧松开缸 调整 . 22 压装油缸调整 . 22 装的结果 . 22 结论 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 1 第 1 章 绪论 题的目的和意义 本项目研究的主要目的是根据所给 轮毂 工艺相关资料，通过对 轮毂 工作条件和受力情况的了解来引入 轮毂 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 轮毂 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，影响车容整洁造成环境污染 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，甚至留下事故隐患 .。 油封可以 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 ， 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 轮毂 装配线的改造设计任务中， 轮毂 油封装配 式装配线 是 一个关键工位，此工位的改造成为刻不容缓的课题， 目前此工位具有 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， 在 这次设计中， 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，从 价格适合我国国情，适合正在发展的中国的现况。 轮毂 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 的 了解。 中国重汽集团坚持一切面向市场，建立起了 太尔王、斯太尔、金王子、豪骏、豪运等十大产品系列，开发并拥有各类车型 2700 个，形成了目前国内最完善的卡车整车产品系列型谱。 动机后轮驱动，用于轮距在：1300/1310/1280/1290/1235/1220/1200 等 ， 而且国内外轻型面包客车 轮毂 大部分都是采2 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 是 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 轮毂 油封安装压入机与汽车 轮毂 的工作有很密切的关系，我们必须了解这些现有的 情况 。 现在有很多种 轮毂 油封压入机 ,，其中 有一种 是轮毂 主轴螺栓油封压入机 ：其总体是一机架，固定安装在机架上的 有 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 来 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 轮毂 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 轮毂 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。 轮毂 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。 轮毂 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。 还有些新型的使用 制，半自动化处理，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。 3 计研究的主要内容 对 轮毂 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 轮毂 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 。 中间还对压装装置的驱动液压缸及液压系统进行了设计。包括液压缸的参数、液压原理图的设计等。 （ 2）对 轮毂 油封安装压入机的 液压 传动系统 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）增加传感器的选择 4 第 2 章 轮毂 压入机的总体方案设计 备的用途 本设备主要用于 轮毂 油封的自动压装，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： 0m 1000m; (2)环境温度： 10 40 ; (3)电源电压： 220(4)相对湿度： 85%; 格及性能 (1)油缸最大推力： 5t (2)油缸最大行程： 255)压装循环动作时间： 55s 5 构形式 本机由床身、压装机构、部分组成。该机为框架式结构，动力驱动方式为液压传动， (1)床身包括下部主床身及上部支架。 (2)压装机构包括压封油缸 5 图 毂 油封安装压入机总装配 毂 油封的轴向压力的计算 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 p 式中 P压入时最大轴向压力 (f压入时表面摩擦系数 d配合表面的公 称直径（ l配合表面的长度（ p过盈配合时，接触表面的压应力（ C） f d l p = 0 . 2 3 . 1 4 1 5 0 1 0 8 . 8 8 0 0 0 k 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，选取公称直径液压缸为驱动机构。 6 压缸的设计计算 首先根据负载选择液压缸的工作压力，按下表 表 负载 确定 工作压力 负载 /0 工作压 /5 表 种机械 设备 常用的系统压力 机械类型 机 床 农业机械 小型工程机械 建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 磨床 组合 机床 龙门 刨床 拉床 工作压力 /2 35 28 810 1018 2032 现取 工作压力 P=10 负载力 1 1 2 2 1 1 1 2/ ( / 2 ) p A p A p A p ， （液压缸在工进工况的情况下 ） 式中： F 负载力 m 液压缸机械效率 一般为 液压缸无杆腔的有效面积； 液压缸有杆腔的有效面积； 液压缸无杆腔压力，背压一般取 液压缸有杆腔压力。 7 1 液压缸参数 所以，有上述数据可得。液压缸无杆腔的有效作用面积： 621218 0 0 0 0 1 0 / 0 . 9 0 . 0 0 9 1 6 4 61022 液压缸缸筒直径为 14 1 0 8D A m m表 d/D 工作压力 / 7.0 d/D 0 速比要求确定 d/D d/D ： 有杆腔进油时活塞运动速度 无杆腔进油时活塞运动速度 根据设计的标准（ 2348下表 示。对所计算的液压缸。缸筒直径。和活塞杆的直径。进行取整。取 D=110 根据表 知。缸筒和活塞杆直径的关系为 以根据公式。 d=110=77据下表 0 8 表 压缸内径尺寸系列 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 320 400 500 表 塞杆直径系列 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 9 第 3 章 轮毂油封压装装置的结构设计及计算 架油封的结构和密封原理 轮毂外骨架油封，俗称铁壳油封。由于其精确的同轴度，被广泛用于精密配合、工况要求较恶劣、高速旋转、同轴度高的汽车紧密配合的密封系统。骨架油封结构：骨架油封一般由三部分组成：橡胶密封体、金属骨架和紧箍弹簧。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等，在自 由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的“过盈量”。紧箍弹簧的作用是当轮毂骨架油封装入轮毂油封座和油封内座圈外轴径上之后，油封刃口的压力和紧箍弹簧的收缩力对内座圈外轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，为此加上自紧弹簧后可以随时补偿油封自紧力。 骨架油封密封原理：在轮毂骨架油封与油封内座圈外轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。轮毂骨架油 封的密封能力，取决于轮毂骨架密封面油膜的厚度。厚度过大，容易引起轮毂骨架油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起轮毂骨架油封和油封内座圈外轴磨损；轮毂骨架密封唇与油封内座圈外轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。 汽车车桥轮毂骨架油封在安装时，必须在骨架油封密封圈上涂些油，同时保证骨架油封与油封内座圈外轴心线垂直，若不垂直，轮毂骨架油封的密封唇会把润滑油从油封内座圈外轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损。在运转中，轮毂骨架壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在轮毂骨架密封面处形成油膜的状态最为理想。科学、专业、 有效的安装方式可以提高骨架油封耐磨、耐温性，保证让汽车车桥长期工作在180 状态而不出现润滑脂泄露。 轮毂骨架密封是汽车密封系统中非常重要的环节，但又容易被忽略，长期受困扰的一个严重问题是润滑脂泄露。润滑系统的泄露造成了巨大的经济损失，引起客户的不满、造成制动环境恶化等系列问题。对轮毂骨架油封密封进行正确安装和使用是降低成本、保护汽车密封系统环境的一项十分重要的工作。 近期，市场上反映前桥轮毂油封存在漏油、夹边、断裂及其它质量隐患，影响着车桥正常运营，对产品在客户的声誉也造成一定的影响。针对这类情 况，我们对油封漏油问题进行了全面深入调查、实地解剖分析、利用显微镜观察等科学手段研究，最10 终发现在油封的装配过程中，由于装配方式在各工装设计中存在不科学和对装配工艺编排不合理，油封轴心线与轮毂轴心线偏差较大是主要问题，而且这种不同心度在油封装配完成后很难检查、发现。 对此我们对现有前桥轮毂油封的装配工艺进行改进，改进了装配工艺和操作方法，设计了新的装配夹具，提高前桥轮毂油封的装配质量，以此来避免由于安装工艺的原因而产生的油封漏油的现象再次发生，使得前桥轮毂油封的装配质量得到很大的提高。 在对轮毂油封装配工艺改 过过程中，我们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。 车车桥前轮毂骨架油封装配工艺要求和装配工序图 1）汽车车桥轮毂骨架油封安装工艺与技术要求 汽车车桥轮毂骨架油封安装与配合的要求：油封内座圈 轴的表面硬度应为5 55，硬度深度不小于 封内座圈 轴和 骨架油封密封圈 座孔应加工有 15 30 的装配倒角 ；骨架油封密 油封唇部接触部分表面不应有机加工螺纹痕迹 ，工作面粗糙度要求为 为防止油封在通过 在安装 时 不 损坏密封唇口，而应采用 专用工具进行安装。 汽车车桥轮毂骨架油封装配工位要求如下图： 将前轮毂油封，压装到前轮毂的油封位上侧 160孔内（图 1）。 轮毂骨架油封密封的技术要求为：前轮毂被压入油封后，油封对轮毂轴线的倾角在 50公差内，油封不得发生变形、扭曲、撕裂等装配缺陷。 图 3 11 其中轮毂骨架油封骨架材料为： 08钢；前车桥轮毂的材料为： 前轮毂在夹具上的定位是以 170外圆柱面和 轮辋止口为基准，放在两块窄 样就确定了前轮毂的水平中心线，左右定位由两窄 在 设计油封压头 时 ，计算 的 尺寸 按油封大小来实现的。 车车桥前轮毂骨架油封装配工艺分析 1） 原有的工艺压头结构 压头结构设计是油封装配的关键环节，其结构是否合理决定了油封的装配精度。 首先我们分析了目前现有的压头结构（如图 2所示），通过结构分析：此压头结构方案主要有两点明显不合理。 第一从理论讲，要使油封垂直地压入轮毂油封孔 150中，压头水平移动中心与油封孔中心就应严格保证在同一水平线上，即 有同轴度要求，而在实际装配中很难保证，因为汽缸活塞杆水平移动不会绝对水平，并且工作一段时间后，活塞磨损造成的偏差会越来越大，从而油封在孔中倾斜会逐渐加大。 第二油封是以橡胶唇口内圆装在压头上，因为唇口为橡胶件，具有弹性；这样无法保证油封在压头上的精确定位，在油封压入过程中，由于摩擦力作用，油封会发生倾斜，从而形成装配误差，使油封轴心线与轮毂轴心线存在较大偏差；从而影响油封的正常使用性能。 12 图 3有压头结构 2）改进后的工艺压头结构 为解决以上两个方面的问题，我们 对压头结构进行了改进，改进后压头的工作结构原理为： a)在压头的外圈加了一个行程定位块，行程定位块起夹持定位油封及控制压入行程的作用； b)压头压入时以 170圆柱面作定位导向，而且装入压头时，以油封外圆定位。如图 3所示，压头与行程定位块的运动谐调通过两者之间的弹簧来完成，当行程定位块对外圆端面定位后，压头克服弹簧的压力把油封压及轮毂内； c)本工艺的特点在于：此压头与汽缸活塞杆的连接采用浮动接头，使压头相对活塞杆具有柔性，当压头卡住油封外圆时，油封进入轮毂的型腔不发生卡滞、扭转；它的优点是即使压头中心与油 封中心有一定偏差时，压头能自动找正，因此大大降低油封进入轮毂的型腔对安装工艺定位的要求。 13 图 3进后的压头结构 上 压 板 立 柱 下 底 板 14 压传动系统的设计 压系统的组成 液压系统主要由：动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸或液压马达）、控制元件（各种阀类）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1）动力元件（液压泵）它的作用是把原动机的机械能转换成压力能，是液压传动中的动力部分。 2）执行元件（液压缸、液压马达）它是将液体的压力能转换成机械能。其中，油缸做往复直线 运动，马达做旋转运动或摆动运动。 3）控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节速度，从而满足工作需求，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制，从而实现工作循环。 4）辅助元件除上述三部分以外的其它元件，主要包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、加热器、管件、各种管接头 (扩口式、焊接式、卡套式）、阀门类、快换接头、软管、测压接头、管夹及油箱等，这些虽被称为辅助元件，但它们的作用十分重要。 5）工作介质是指各类液压传动中的液体，通常称作为液压油，它是能量的载体，是能量转换 的重要依据。 本次设计的压装装置，采用液压传动的方式，采用液压传动有诸多的好处。 1）、单位功率的重量轻，布局灵活方便， 调速范围大，工作平稳、快速性好，易于操纵控制并实现过载保护，易于自动化和机电一体化，易于操纵控制并实现过载保护，液压系统设计、制造和使用维护方便。 压传动系统的设计 本次压装装置采用一个执行件 液压缸，带动压头上下，压装油封。根据这一工况对拟定液压系统的组成回路： 1) 液压系统回路方式分为两种。一种是开式液压回路，该系统通过沉淀、过滤和冷却后直接进入液压回路，直接将机油排放元 件直接回油箱。该回路系统压力损失大，噪音大，但由于润滑油返回油箱，所以系统的油液清洁和润滑温度低，延长了液压元15 件的使用寿命。二是闭式液压回路。即在系统中的执行元件是不是将油回油槽。并直接进入泵入口。闭式回路最大的特点就是压力损失小，油箱体积小，系统运行相对平稳安静。但油污染特别严重并且油温度高。闭式回路一般在工程机械、起重机械等功率大的设备中。像压装机小型加工设备。用开式回路更加适合，并且维护保养都很方便，操作简单。 2) 节流调速通常是在定量回路中。调节节流阀阀口的大小，控制开口度，控制进入液压缸的流量，通过这 样的方法调节速度。此种调速方式具有结构简单、成本低的优点，由于液压泵的类型已经选择了定量泵，因此本次设计调速方式为节流阀调速。 3) 执行件在工作的过程中，要求其工作压力在正常压力的范围内工作。但有时候需要多级压力调节，这就靠溢流阀来调低。而在容积调速系统中，通常是变量泵油溢流阀当安全阀使用，起到保护系统安全的作用。本次系统采用溢流阀调节压头压入力的大小。 4) 根据以上的分析，拟定如下原理图： 图 3压系统原理图 16 5 液压泵 压 泵站 的设计 压 泵的选择 (1) 计算液压泵的最大工作压力 根据前面计算。最大工作压力为 0在调速阀进口。节流调速回路中。进油的过程中。总压力损失选 p=通常取 压力继电器工作时。其的可靠动作。需要压差 以液压泵。能承受的极限工作压力大约为： 1p 1 0 0 . 5 0 . 6 1 1 . 1 P (2) 确定液压泵的规格 根据以上压力和流量数值。查阅机械设计手册 5（ 2010 版） 35。并考虑液压泵 了留点压力储备。泵的额定压力。一定要比上面最大的工作压力高 20%以便留有一定的压力储备，这里： n 1 1 . 1 1 . 2 1 . 6 1 3 . 3 1 7 . 8 P （ ）液压泵的额定流量。只要大于系统。由于压头的速度不需要太快，泵的流量不需要太大，取 20L/压泵的额定压力。则 只须满足。上述最大压力即可。最后确定选取。朝田液压有限公司的 限压式变量叶片泵。其额定的 压力值 为16排量为 r。当液压泵的转速。取 450r/。流量理论值为21L/果液压泵容积效率。取 v=液压泵的实际输出流量为 20L/ 电动机的选取首先要计算对所需功率，但应当注意的是必须与泵的转速相匹配。电动机的转速。一定在泵的转速允许范围内。前面计算可知。快退时液压缸的。输出功率一般为最大。如果液压泵总效率取 p=液压泵的总效率。一般见表 示。 表 压泵的总效率 液压泵的类型 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵 总效率 5 这时液压泵的驱动电动机功率为： 17 2 0 6 . 26 0 6 0 0 . 7 5 W 根据此数值。查阅机械设计手册 4（ 2010 版） 23。由于电机允许短时间超载25%。因此选用电动机规格相近的。为 型电动机。其额定功率为 定转速为 1450r/ 18 第 4 章 油封安装需注意事项 封概念 油封 (英文名： 用来封油 (油是传动系统中最常见的润滑介质 )的机械元件，它将机器设备中需要润滑的部件与传动部件隔离，不至于让润滑油渗漏。从油封的密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可以分成多种形式和不同叫法，但习惯上一般将旋转轴唇形密封圈叫油封。 油封的代表形式是 是一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封，一般说的油封常指这种 架油封示意图 封常用材料 油封的常用材料有： 丁腈橡胶，氟橡胶，硅橡胶，丙烯酸酯橡胶，聚氨酯，聚四氟乙烯等。选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的跟随能力。一般油封工作时其唇缘的温度高于工作介质温度 20，在选择油封材料时应予注意。油封的工作范围与油封使用的材料有关，例如丁晴橡胶 ( ，氟橡胶 ( 。 封的用途 油封的用途相当广泛，以发动机为例，列举部分油封。 19 曲轴前、后油封 ； 气门油封 ； 分电器油封 ； 水泵油封 ； 平衡轴油封 ； 机油泵油封 ；凸轮轴油封 ； 变速器前 ,后油封 ； 换档杆油封 ； 分动器前、后油封 ； 后桥半轴油封 ； 差速器 (前 )后角矢油封 ； 后轮油封 ； 方向机油封 ； 方向助力器油封 。 总之 ， 凡是运转体箱内有液体润滑油而又与外部相连接的部位都需要油封。有些是橡胶的，有些是金属的，多数是钢骨橡胶的，如曲轴后油封，变速箱前后油封，左右半轴油封，主减速器前油封，空压机曲轴油封等油封的安装 。 封对装配轴的要求 1、 轴的表面粗糙度按 使用磨削法加工至表面粗糙度 Ra 2、 轴的直径公差按 3、 倒角宽度按 4、 表面硬度：轴的材质用碳素钢和合金钢为宜，推荐的硬度为 介质较脏有来自外界的污染杂质或轴的线速度 12m/s 时 ,轴的表面硬度应为 0，淬火层深度应 5、 轴倒角 30度 (最大 )，倒角上不应有毛刺、尖角、及螺旋加工痕迹，倒角面的粗糙度 处理碳化层必须抛光清除。 特别注意： (1)轴的表面粗糙度过高，油封唇口易磨损及渗漏油。 (2)倒角处的毛刺、尖角及螺旋加工痕迹容易划伤油封唇口造成油封初期密封失效。 (3)避免或减少轴的损伤、砂眼、安装偏心及径向跳动等缺陷。 20 油封装配座孔的要求 1、 孔径的表面粗糙度按 外包胶 露骨架 2、 孔径公差按 8。 3、 倒角长度按 孔倒角最小 15度 ，最大 25度，倒角面的粗糙度要求与轴径相同。 特别注意： 孔径倒角角度大于 45度或无倒角，容易对油封造成啃伤或划伤引起油封外径及装配倾斜和油封骨架变形等，易使油封装机早期发生渗油或漏油。 装方向要求 安装前检查油封，若油封清洁并完好无损，再把油封压入，单向回流线的油封安装时一定要让油封上标识的箭头方向与轴的旋转方向一致，切勿装反。 护油封主唇口的要求 1、 油封通过带有花键、键槽或孔的轴时应采用弹头式保护工装。 2、 弹头式工装表面粗糙度 Ra 允许有碰划痕毛刺等。 3、 油封的外径、主唇口装配时必须涂一层润滑剂。 4、油封装配中应使用均匀的速度和压力，以防弹簧脱落。 21 装方法 (1)推荐的油封安装工装及方法 1、 油封的安装可以与壳体孔径前端平齐，也可以靠近壳体孔径低断面。 2、 安装定位的基准面都应是机械加工的表面，未经加工的基准面不能使用。 3、 油封外径装配时应涂一层润滑油。 4、 采用液压或气动匀速压装油封。 注
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