畢業(yè)設(shè)計(論文)工作中期檢查表目鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計學(xué)生姓名 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生開題情況學(xué)生調(diào)研及查閱文獻情況畢業(yè)設(shè)計（論文）原計劃有無調(diào)整學(xué)生是否按計劃執(zhí)行工作進度學(xué)生是否能獨立完成工作任務(wù)學(xué)生的英文翻譯情況學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時間畢業(yè)設(shè)計（論文）過程檢查記錄情況學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項劃“√” □認真 □一般 □較差指導(dǎo)教師填寫尚存在的問題及采取的措施：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日系部意見：負責(zé)人簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計材 料系 、 部： 機械工程系 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職 稱：專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：材料清單1、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書2、指導(dǎo)教師評閱表3、答辯及最終成績評定表4、畢業(yè)論文5、附錄材料畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書系：機械工程系 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)本次設(shè)計主要是針對大中型軸承壓裝機的機械部分進行設(shè)計，而控制部分和液壓站部分不需要進行設(shè)計，根據(jù)已有的資料和到現(xiàn)場進行觀察，從而設(shè)計出達到要求和需要的軸承壓裝機。液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分。液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的總體設(shè)計同時進行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。任 務(wù) ：（1）液壓系統(tǒng)總圖；（2）電磁鐵動作順序表；（3）壓裝機裝配圖；（4）設(shè)計計算說明書。①液壓缸負載及具體參數(shù)的計算，②液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計及說明③液壓元件的選擇④液壓系統(tǒng)性能驗算⑤壓裝機的環(huán)境布置擬達到的要求或技術(shù)指標(1) 統(tǒng)一要求：按任務(wù)書要求完成規(guī)定的任務(wù)，撰寫設(shè)計說明書（論文），一律采用計算機編輯。內(nèi)容包括設(shè)計的意義與作用、設(shè)計方案選擇和計算、主要零件的受力分析和強度校核、經(jīng)濟技術(shù)分析等。寫出不少于 400 字的中文摘要；至少翻譯一篇本專業(yè)外文文獻（10000 個以上印刷符號），并附譯文。需完成不少于 3 張零號圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的 1 號圖紙，同時至少有折合 1 號圖幅以上的圖紙用手工繪制，查閱到 10 篇以上與題目相關(guān)的文獻，按要求格式獨立撰寫不少于12000 字的設(shè)計說明書。(2) 主要技術(shù)參數(shù)：軸承壓裝機的主要性能和參數(shù)（1）最大壓裝力 457/KN（2）壓裝缸行程 400/mm（3）外形尺寸 5000*850*1500/mm（4）許用壓力 高壓 9.5/Mpa低壓 2.5/Mpa（5）總功率 11.3/Mpa（6）輪對最大直徑 915/mm輪對最小直徑 760/mm（7）重量 8000/kg（8）壓裝端數(shù) 單、雙端（9）壓裝方式 自動、手動（10）可輸入并自動記錄壓裝單位、時間軸型、軸號、軸承號等（11）自動打印出軸承壓裝參數(shù)以及位移變化的壓裝力曲線，貼靠后保壓 5 秒，自動作出壓裝質(zhì)量合格與否的判斷，可重復(fù)打?。?2）系統(tǒng)資料存儲：3000000/根軸資料（13）時間自動生成起止日期 工作內(nèi)容 備注第 2～5 周（2.28~3.27） 畢業(yè)調(diào)研及實習(xí)、搜集設(shè)計的相關(guān)資料進度安排 第 6 周（3.28~4.3） 設(shè)計方案的確定第 7～12 周（4.4~5.15） 液壓缸負載及其具體參數(shù)的計算第 13 周（5.16~5.22） 液壓系統(tǒng)的確定及相關(guān)圖紙的繪制第 14～15 周（5.23~6.5） 編寫設(shè)計計算說明書, 通過指導(dǎo)老師驗收，準備答辯第 16 周（6.6~6.10） 畢業(yè)答辯主要參考資料[1] 楊培元,朱福元.[液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊].北京：機械工業(yè)出版社，1999.12[2]張利平.[液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊].北京：機械工業(yè)出版社，1997.6 [3]劉新德.[袖珍液壓氣動手冊].2 版.北京:機械工業(yè)出版社,2004.1[4]吳宗澤,羅圣國.[機械設(shè)計課程設(shè)計手冊].2 版.北京:高等教育出版社,1999[5]嚴金申,張培生.[液壓傳動].北京:國防工業(yè)出版社,1979.12[6]中國石油物資公司.[軸承手冊].北京:石油出版社,1991[7]張云電.[薄壁缸套生產(chǎn)技術(shù)].北京:國防工業(yè)出版社,2001.11[8]王成燾,倪劍勇,倪學(xué)海.[滾動軸承的配合與裝拆工藝].北京:機械工業(yè)出版社,1993.3[9]葉君.[實用緊固件手冊].北京:機械工業(yè)出版社,2002.9[10]成大先.[機械設(shè)計手冊],液壓傳動篇.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[11]成大先.[機械設(shè)計圖冊].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[12]成大先.[機械設(shè)計手冊],聯(lián)結(jié)與緊固篇.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[13]趙應(yīng)樾.[常用液壓缸與其修理].上海:上海交通大學(xué)出版社,1996教研室意見年 月 日系主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日 鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計系 、 部： 機械工程系 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：專 業(yè)：班 級：完成時間：本科畢業(yè)設(shè)計 (論文)開題報告學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動 化指導(dǎo)教師 職 稱 教 授 所在院系 機械工程系課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 產(chǎn)品設(shè)計課題名稱 鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計本課題研究的意義：由于當時技術(shù)水平的限制以及研制者對軸承壓裝過程的認識不足，經(jīng)過十多年來的生產(chǎn)實踐，滾動軸承在壓裝過程中記錄的時間－－壓力關(guān)系曲線的不足之處日趨明顯。為了達到軸承壓裝曲線具有真實反映壓裝質(zhì)量的目的，必須采用滾動軸承在壓入軸頸過程中記錄它的移動量與之對應(yīng)的壓力值組成的位移－－壓力曲線。大中型滾動軸承壓裝機正式為了適應(yīng)這種要求而研制生產(chǎn)的新一代滾動軸承壓裝機。畢業(yè)設(shè)計的意義和內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容梗概：大中型型滾動軸承壓裝機(以下簡稱壓裝機)是用于鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設(shè)備。壓裝機由機體、液壓站和控制臺三部分組成。三部分相對獨立，必要時可單獨使用在不同場合。機體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對夾緊機構(gòu)組成。本機床身、支座在強度和剛度上較以前有很大的提高，主油缸設(shè)計獨特，具有良好的使用性能。液壓站的結(jié)構(gòu)和液控原理經(jīng)過多年的考驗，密封性能好，可靠。集成塊主體采用鍛剛制造，六面磨削加工?？刂婆_為流行的計算機操作臺結(jié)構(gòu)，強弱電分柜安裝，抗干擾能力強。壓裝機既能兩頭同時壓裝軸承，也可以單頭壓裝軸承，通過更換壓裝缸前端的引導(dǎo)套和壓裝蓋，并對控制系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進行修改后，可以壓裝 197726 和 352226 兩種軸承。本畢業(yè)設(shè)計任務(wù)簡介及設(shè)計的基本思路本畢業(yè)設(shè)計任務(wù)簡介本次設(shè)計主要是針對大中型軸承壓裝機的機械部分進行設(shè)計，而控制部分和液壓站部分不需要進行設(shè)計，根據(jù)已有的資料和到現(xiàn)場進行觀察，從而設(shè)計出達到要求和需要的軸承壓裝機。液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分。液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的文獻綜述總體設(shè)計同時進行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。本畢業(yè)設(shè)計的基本思路 a．明確液壓系統(tǒng)設(shè)計要求b．工況分析(動力分析、運動分析)c．確定主要參數(shù)d．編制液壓元件工況圖e．擬訂液壓系統(tǒng)圖f．選擇和設(shè)計液壓元件g．液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計、運算h．繪制正式工作圖、編制設(shè)計說明書1.1 軸承壓裝機液壓缸的設(shè)計及計算3.1.1 分析工況及設(shè)計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖以下是液壓系統(tǒng)原理圖:（圖 6）3.1.2 計算液壓缸的外負載3.1.2.1 壓裝缸已知壓裝力為 196 KN，最大壓裝力為 475 KN 并保壓 5 s3.1.2.2 夾緊缸根據(jù)壓裝時的夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步確定夾緊力為 6000 N文獻綜述3.1.2.3 頂起定位缸因為是兩個缸對稱分布，而輪對重 1000 kg，所以每個缸的負載為500*9.8=4900 N3.1.2.4 確定系統(tǒng)的工作壓力系統(tǒng)分別有高壓和低壓，高壓處最高為 9.5/Mpa，低壓處最高為 2.5/Mpa，不得超過此數(shù)值，具體請參考液壓原理圖3.2 確定液壓缸的幾何參數(shù)3.2．1 壓裝缸尺寸計算：3.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定工進時為 9.5 Mpa，快進時為 2.5 Mpa3.2.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定由公式有 ??134R=cmp???其中 R 為最大壓裝力 475 KN; 為機械效率 0.95; 為最大輸出壓力 9.5 cm1p; 為系統(tǒng)背壓，在這取 0 計算，即無背壓。則：paM312360,15,9dmd??查[1]表 2-4（GB2348-80）取 .25D查[1]表 2-3 、2-5 取 。1 360,1,90mdm?, 。1Ppq?3.2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚友液壓缸的強度條件來計算。查公式有??2ypD???式中 ——液壓缸壁厚（m）; ?文 獻 綜 述——液壓缸內(nèi)徑（m）;D——試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25 1.5）/倍（ ）;yp :paM——缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為:無縫鋼管：?????10??一級缸的內(nèi)徑計算查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 160mm,壁厚為 18mm 的無縫鋼管。同理取活塞桿材料為外徑 90mm,壁厚 5mm 的無縫鋼管。二級缸的內(nèi)徑計算查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 325mm,壁厚為 38mm 的無縫鋼管。3.2.1.4 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，并參照[1] 表 2-6 中的尺寸系列來選取標準值。一級缸工作行程長度為 200mm；二級缸工作行程長度為 400mm.3.2.1.5 缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強度要求可用下面兩式進行近似計算。無孔時 ??20.43yptD??有孔時 ??2200.43()ypt d???式中 ——缸蓋有效厚度（mm）;t——缸蓋止口內(nèi)徑（mm）;2D——缸蓋孔的直徑（m）.0d得 =15mm.2t=45mm3=45 mm4t文 獻 綜 述3.2.1.6 最小導(dǎo)向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點的距離 H 稱為最小導(dǎo)向長度。對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求1802571.2LDm???式中 ——液壓缸的最大行程;L——液壓缸內(nèi)徑。D3.2.1.7 缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形尺寸長度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 /倍。203:一級缸缸體內(nèi)部長度 13457246Lt m????二級缸缸體內(nèi)部長度 101572BC?缸體外形尺寸為 134572462Lt m????3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算因兩級液壓缸支承長度 ，故無須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性。BL10d3.2.2 定位缸及其主要尺寸的確定3.2.2.1 液壓缸工作壓力的確定參見手冊 1（《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊） 》 ，定位缸的壓力取 2．0/Mpa。3.2.2.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定由公式： 可得:214pFf???其中: D－－液壓缸柱塞直徑－－液壓缸工作壓力 ,初算時可取系統(tǒng)工作壓力;1pF－－工作循環(huán)中的最大的外負載；－－液壓缸密封處的摩擦力，它的精確值不容易求得，常用液壓f缸的機械效率 進行估算。cm?文 獻 綜 述－－液壓缸的機械效率，一般 =0.9-0.97。cm?cm?由計算得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)液壓缸活塞桿直徑系列（GB2348-80）再結(jié)合實際，圓整為 70mm。3.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取其壁厚按下面的公式計算： 2ypD???????式中：δ--- 液壓缸的壁厚（ m） ；D---液壓缸的內(nèi)徑（m ） ；---試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ 1.25～1.5）倍（Mpa） ；yp---缸筒材料的許用壓力，其值為：鍛鋼： =110～120/Mpa；????? ?????鑄鋼： =100～110 /Mpa；無縫鋼管： =100～110 ????/Mpa；高強度鑄鐵： =60 /Mpa；灰鑄鐵： =25 /Mpa。?????????D+2δ1D?式中 值應(yīng)該按無縫鋼管標準，選取 110 /mm。1D3.2.2.4 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，在這里，柱塞缸的工作行程為 140/mm。屬于活塞行程參數(shù)系列（GB2349-80）的第 2優(yōu)先組。3.2.2.5 缸蓋厚度的確定這里按經(jīng)驗選取缸蓋厚度為 25/mm。3.2.2.6 最小導(dǎo)向長度的確定由于選取的是柱塞缸，導(dǎo)向長度相對來說要加長點，這里選取導(dǎo)向長度為 70/mm3.2.2.7 缸體長度的確定文 獻 綜 述缸體長度取 250/mm，沒有超出規(guī)定的要求。3.2.2.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度由于柱塞直徑 D 與其壁厚 δ 的比值小于 10，所以這里用厚壁筒強度計算公式估計： 0.4132p???????????????代入數(shù)值，計算：=1.77/mm15.7???????3.2.3 夾緊缸及其主要尺寸的確定3.2.3.1 液壓缸工作壓力的確定夾緊缸主要起到的是徑向的推力，從而推動頂桿，使之夾緊輪對，這里夾緊缸的工作壓力最大不超過 2.5/ Mpa。選取 2.0/Mpa 計算。3.2.3.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定由公式： 221()4fcpFpF????根據(jù)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80）將所得數(shù)值圓整為 80/mm。根據(jù)活塞桿直徑可由 d/D 值計算所得，由計算所得的 D 根據(jù)工作壓力和參考]《液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊》 ，結(jié)合活塞桿直徑系列（GB2348-80） ，活塞桿直徑可選?。篸=45/mm。3.2.3.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進行壁厚的計算： ??0.4132ypD???????????按經(jīng)驗選取，在這里選取 10/mm。液壓缸壁厚算出后，即可以求得缸體的外徑 為：1DD+2δ1?式中 值按經(jīng)驗選取 100 /mm。13.2.3.4 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，在這里，夾緊缸的工作行程為 112 /mm。屬于活塞行程參數(shù)系列（GB2349-80）的第2 優(yōu)先組。3.2.3.5 缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，無孔時，其有效厚度 t 按強度要求可用下式計算： 20.43yptD??????這里按經(jīng)驗選取缸蓋厚度為 22mm。3.2.3.6 最小導(dǎo)向長度的確定參考液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計工具書，將夾緊缸的最小導(dǎo)向長度定為 40/mm。 3.2.3.7 缸體長度的確定缸體長度取 212/mm，沒有超出規(guī)定的要求，符合條件。3.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度這里用厚壁筒強度計算公式估計： 0.4132pD???????????????按經(jīng)驗選取的壁厚 10/mm 完全符合要求。經(jīng)校核符合要求。3.4 液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇3.4.1 確定供油方式本設(shè)計中，采用的是 YB-E32/63 雙聯(lián)葉片泵3.4.2 調(diào)速方式的選擇減少油口在液壓原理上實質(zhì)是利用壓力變化的作用，也就是說，大中型滾動軸承壓裝機在壓裝過程中，會出現(xiàn)兩個油缸不同的情況時（可通過觀察兩個壓裝油缸上的壓力表） ，而兩缸仍能繼續(xù)同時進行壓裝。分流閥調(diào)節(jié)示意圖如圖 8：（圖 9）3.4.3 速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路。3.4.4 夾緊回路的選擇這里采用失電夾緊方式。3.4.5 定位回路的選擇這里采用失電夾緊方式。3.4.6 傳感器和調(diào)理器的選擇本機選用壓阻式壓力傳感器，型號為 CYG-30。調(diào)理器是一臺高精度，低漂移的直流放大器，本機配用 TKF-1 型信號調(diào)理器。3.7 壓裝機及其環(huán)境的布置壓裝機由機體、液壓站和控制臺三部分組成，液壓站和控制臺相對主機應(yīng)該就近布置，現(xiàn)場的鋼軌與機體上的導(dǎo)軌應(yīng)該聯(lián)結(jié)平整。壓裝機工作時，床身承受很大的拉力和彎矩，因此基礎(chǔ)應(yīng)該搗實摸平，按照基礎(chǔ)圖的要求完成。機體就位時下部應(yīng)該墊平，特別是全部地腳螺栓處要墊實。地腳螺栓為受力件，一定要埋牢固，以防止在工作中松動從而引起床身變形，影響壓裝檢測精度。設(shè)計提綱分析工況及設(shè)計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖計算液壓缸的外負載確定液壓缸的幾何參數(shù)壓裝缸尺寸計算定位缸及其主要尺寸的確定夾緊缸及其主要尺寸的確定液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計夾緊液壓缸和定位液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇液壓站的結(jié)構(gòu)液壓缸的調(diào)整壓裝機及其環(huán)境的布置設(shè)計總結(jié)鳴謝參考文獻設(shè)計進度安排及主要參考文獻設(shè)計進度安排：2011.3.1——2011.3.15 開題報告，廣泛收集設(shè)計相關(guān)資料2011.3.17——2011.5.20 根據(jù)收集好的資料認真做好設(shè)計，并定期向指導(dǎo)老師匯報進度。2011.5.21——2011.5.23 定稿2011.5.25——2011.6.02 準備答辯主要參考文獻：[1] 楊培元,朱福元.[液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊].北京：機械工業(yè)出版社，1999.12[2]張利平.[液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊].北京：機械工業(yè)出版社，1997.6 [3]劉新德.[袖珍液壓氣動手冊].2 版.北京:機械工業(yè)出版社,2004.1[4]吳宗澤,羅圣國.[機械設(shè)計課程設(shè)計手冊].2 版.北京:高等教育出版社,1999[5]嚴金申,張培生.[液壓傳動].北京:國防工業(yè)出版社,1979.12[6]中國石油物資公司.[軸承手冊].北京:石油出版社,1991[7]張云電.[薄壁缸套生產(chǎn)技術(shù)].北京:國防工業(yè)出版社,2001.11[8]王成燾,倪劍勇,倪學(xué)海.[滾動軸承的配合與裝拆工藝].北京:機械工業(yè)出版社,1993.3[9]葉君.[實用緊固件手冊].北京:機械工業(yè)出版社,2002.9[10]成大先.[機械設(shè)計手冊],液壓傳動篇.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[11]成大先.[機械設(shè)計圖冊].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[12]成大先.[機械設(shè)計手冊],聯(lián)結(jié)與緊固篇.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[13]趙應(yīng)樾.[常用液壓缸與其修理].上海:上海交通大學(xué)出版社,1996指導(dǎo)教師批閱意見指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計中文摘要大中型貨車輪對滾動軸承壓裝機是用于鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設(shè)備，適用于鐵路貨車車輛新造及檢修時壓裝 197726、352226 型軸承。廣泛應(yīng)用于各車輛廠、車輛段、車輛大修廠及煤礦鐵路運輸單位。本次設(shè)計是根據(jù)衡陽火車站機修廠的資料和其工作現(xiàn)場情況，設(shè)計出達到壓裝要求的軸承壓裝機。本文主要是針對 WY 型貨車輪對軸承壓裝機的機械液壓部分進行設(shè)計。關(guān)鍵詞：滾動軸承；壓裝；機械；液壓鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計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鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計目 錄第 1 章 緒論 .11.1 概述 11.2 大中型滾動軸承壓裝機簡介 .2第 2 章 設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)要求 .42．1 設(shè)計內(nèi)容及要求 .42．2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計流程 .5第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 .63.1 軸承壓裝機液壓缸的設(shè)計及計算 63.1.1 分析工況及設(shè)計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖 .63.1.2 計算液壓缸的外負載 .83.1.2.1 壓裝缸 .83.1.2.2 夾緊缸 .83.1.2.3 頂起定位缸 .83.1.2.4 確定系統(tǒng)的工作壓力 .83.2 確定液壓缸的幾何參數(shù) 93.2.1 壓裝缸尺寸計算 .93.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定 93.2.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 93.2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算 93.2.1.4 液壓缸工作行程的確定 .103.2.1.5 缸蓋厚度的確定 .103.2.1.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .113.2.1.7 缸體長度的確定 .123.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算 .123.2.2 定位缸及其主要尺寸的確定 133.2.2.1 液壓缸工作壓力的確定 .133.2.2.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 .133.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 .143.2.2.4 液壓缸工作行程的確定 153.2.2.5 缸蓋厚度的確定 .153.2.2.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .163.2.2.7 缸體長度的確定 .163.2.2.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 .163.2.3 夾緊缸及其主要尺寸的確定 .173.2.3.1 液壓缸工作壓力的確定 .173.2.3.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 .173.2.3.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 .173.2.3.4 液壓缸工作行程的確定 .18鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計3.2.3.5 缸蓋厚度的確定 .183.2.3.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .183.2.3.7 缸體長度的確定 .193.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 .193.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 213.3.1 壓裝液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .213.3.1.1 缸體與缸蓋的連接形式 .213.3.1.2 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) .213.3.1.3 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) .213.3.1.4 活塞及活塞桿處密封圈的選用 .213.3.1.5 液壓缸的緩沖裝置 .223.3.1.6 液壓缸的排氣裝置 .223.3.2 夾緊液壓缸和定位液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .223.4 液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇 223.4.1 確定供油方式 .223.4.2 調(diào)速方式的選擇 .223.4.3 速度換接方式的選擇 .223.4.4 夾緊回路的選擇 .233.4.5 定位回路的選擇 .233.4.6 傳感器和調(diào)理器的選擇 .233.5 液壓站的結(jié)構(gòu) 243.5.1 壓裝機液壓站元件的組成 .243.5.2 液壓油的選擇 .253.6 液壓缸的調(diào)整 253.6.1 壓裝液壓缸的調(diào)整 .253.6.2 頂起定位液壓缸的調(diào)整 .253.7 壓裝機及其環(huán)境的布置 26設(shè)計總結(jié) 27鳴謝 28參考文獻 29附錄 30鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計中文摘要大中型貨車輪對滾動軸承壓裝機是用于鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設(shè)備，適用于鐵路貨車車輛新造及檢修時壓裝 197726、352226 型軸承。廣泛應(yīng)用于各車輛廠、車輛段、車輛大修廠及煤礦鐵路運輸單位。本次設(shè)計是根據(jù)衡陽火車站機修廠的資料和其工作現(xiàn)場情況，設(shè)計出達到壓裝要求的軸承壓裝機。本文主要是針對 WY 型貨車輪對軸承壓裝機的機械液壓部分進行設(shè)計。關(guān)鍵詞：滾動軸承；壓裝；機械；液壓鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計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鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計目 錄第 1 章 緒論 .11.1 概述 11.2 大中型滾動軸承壓裝機簡介 .2第 2 章 設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)要求 .42．1 設(shè)計內(nèi)容及要求 .42．2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計流程 .5第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 .63.1 軸承壓裝機液壓缸的設(shè)計及計算 63.1.1 分析工況及設(shè)計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖 .63.1.2 計算液壓缸的外負載 .83.1.2.1 壓裝缸 .83.1.2.2 夾緊缸 .83.1.2.3 頂起定位缸 .83.1.2.4 確定系統(tǒng)的工作壓力 .83.2 確定液壓缸的幾何參數(shù) 93.2.1 壓裝缸尺寸計算 .93.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定 93.2.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 93.2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算 93.2.1.4 液壓缸工作行程的確定 .103.2.1.5 缸蓋厚度的確定 .103.2.1.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .113.2.1.7 缸體長度的確定 .123.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算 .123.2.2 定位缸及其主要尺寸的確定 133.2.2.1 液壓缸工作壓力的確定 .133.2.2.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 .133.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 .143.2.2.4 液壓缸工作行程的確定 153.2.2.5 缸蓋厚度的確定 .153.2.2.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .163.2.2.7 缸體長度的確定 .163.2.2.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 .163.2.3 夾緊缸及其主要尺寸的確定 .173.2.3.1 液壓缸工作壓力的確定 .173.2.3.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 .173.2.3.3 液壓缸壁厚和外徑的計算和選取 .173.2.3.4 液壓缸工作行程的確定 .18鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計3.2.3.5 缸蓋厚度的確定 .183.2.3.6 最小導(dǎo)向長度的確定 .183.2.3.7 缸體長度的確定 .193.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度 .193.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 213.3.1 壓裝液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .213.3.1.1 缸體與缸蓋的連接形式 .213.3.1.2 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) .213.3.1.3 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) .213.3.1.4 活塞及活塞桿處密封圈的選用 .213.3.1.5 液壓缸的緩沖裝置 .223.3.1.6 液壓缸的排氣裝置 .223.3.2 夾緊液壓缸和定位液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .223.4 液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇 223.4.1 確定供油方式 .223.4.2 調(diào)速方式的選擇 .223.4.3 速度換接方式的選擇 .223.4.4 夾緊回路的選擇 .233.4.5 定位回路的選擇 .233.4.6 傳感器和調(diào)理器的選擇 .233.5 液壓站的結(jié)構(gòu) 243.5.1 壓裝機液壓站元件的組成 .243.5.2 液壓油的選擇 .253.6 液壓缸的調(diào)整 253.6.1 壓裝液壓缸的調(diào)整 .253.6.2 頂起定位液壓缸的調(diào)整 .253.7 壓裝機及其環(huán)境的布置 26設(shè)計總結(jié) 27鳴謝 28參考文獻 29附錄 30鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計第 1 章．緒論1．1 概述大中型滾動軸承壓裝機是一臺具有自動記錄鐵路車輛滾動軸承壓裝時產(chǎn)生的位移－－壓力關(guān)系曲線及有關(guān)數(shù)據(jù)的新一代滾動軸承壓裝機。我國鐵路車輛自七十年代采用滾動軸承以來，在滾動軸承的壓裝工藝上，經(jīng)歷了七十年代的移動式油壓機，八十年代的具有記錄時間－－壓力曲線及有關(guān)數(shù)據(jù)的固定式滾動軸承壓裝機。隨著時代的不斷進步，老產(chǎn)品的淘汰，新產(chǎn)品的涌現(xiàn)是歷史的必然。七十年代的移動式油壓機，解決了滾動軸承最基本的要求，但勞動強度大，工作效率底，壓力計量采用人工測量誤差大，有關(guān)數(shù)據(jù)靠手工填寫容易產(chǎn)生差錯，這些缺點很突出。八十年代出現(xiàn)的固定式滾動軸承壓裝機，能夠自動測量和記錄每條輪對軸承壓裝技術(shù)參數(shù)，自動測量、打印軸承壓裝力、終止壓裝力并且自動給出壓裝力隨時間變化的關(guān)系曲線，它的問世很快淘汰了移動式油壓機。由于當時技術(shù)水平的限制以及研制者對軸承壓裝過程的認識不足，經(jīng)過十多年來的生產(chǎn)實踐，滾動軸承在壓裝過程中記錄的時間－－壓力關(guān)系曲線的不足之處日趨明顯。為了達到軸承壓裝曲線具有真實反映壓裝質(zhì)量的目的，必須采用滾動軸承在壓入軸頸過程中記錄它的移動量與之對應(yīng)的壓力值組成的位移－－壓力曲線。大中型滾動軸承壓裝機正式為了適應(yīng)這種要求而研制生產(chǎn)的新一代滾動軸承壓裝機。鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計1．2 大中型滾動軸承壓裝機簡介大中型型滾動軸承壓裝機(以下簡稱壓裝機)是用于鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設(shè)備。壓裝機由機體、液壓站和控制臺三部分組成。三部分相對獨立，必要時可單獨使用在不同場合。機體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對夾緊機構(gòu)組成。本機床身、支座在強度和剛度上較以前有很大的提高，主油缸設(shè)計獨特，具有良好的使用性能。液壓站的結(jié)構(gòu)和液控原理經(jīng)過多年的考驗，密封性能好，可靠。集成塊主體采用鍛剛制造，六面磨削加工?？刂婆_為流行的計算機操作臺結(jié)構(gòu)，強弱電分柜安裝，抗干擾能力強。壓裝機既能兩頭同時壓裝軸承，也可以單頭壓裝軸承，通過更換壓裝缸前端的引導(dǎo)套和壓裝蓋，并對控制系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進行修改后，可以壓裝 197726和 352226 兩種軸承。在壓裝開始時，操作人員可將軸號、軸型、軸承號及左右端分別輸入控制系統(tǒng)，這些資料在打印機打印曲線圖表時將給予打出，壓裝結(jié)束后，打印機將自動打印出具有位移-壓力曲線以及壓裝力、貼靠力和結(jié)果判斷等有關(guān)數(shù)據(jù)記錄。采用工業(yè)計算機控制系統(tǒng)，通用打印機做為輸出終端，14 寸彩色顯示器對話框提示，鼠標、鍵盤操作。由于計算機存儲量極大，可以存儲幾百萬根軸的壓裝數(shù)據(jù)，完全可以取代單位的書面資料保存，任何時間都可以調(diào)出所有需要的資料，并通過打印機打印出任一軸承壓裝曲線圖表。附位移變化與壓裝力曲線打印圖一張:鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計圖 1鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計第 2 章．設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)要求2．1 設(shè)計內(nèi)容及要求本次設(shè)計主要是針對大中型軸承壓裝機的機械部分進行設(shè)計，而控制部分和液壓站部分不需要進行設(shè)計，根據(jù)已有的資料和到現(xiàn)場進行觀察，從而設(shè)計出達到要求和需要的軸承壓裝機。液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分。液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的總體設(shè)計同時進行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。軸承壓裝機的主要性能和參數(shù)（1）最大壓裝力 457 KN（2）壓裝缸行程 400 mm（3）外形尺寸 5000*800*1040 mm（4）許用壓力 高壓 9.5 Mpa低壓 2.5 Mpa（5）總功率 11.3 Mpa（6）輪對最大直徑 915 mm輪對最小直徑 760 mm（7）重量 8000 kg（8）壓裝端數(shù) 單、雙端（9）壓裝方式 自動、手動（10）可輸入并自動記錄壓裝單位、時間軸型、軸號、軸承號等（11）自動打印出軸承壓裝參數(shù)以及位移變化的壓裝力曲線，貼靠后保壓 5 秒，自動作出壓裝質(zhì)量合格與否的判斷，可重復(fù)打?。?2）系統(tǒng)資料存儲：3000000 根軸資料（13）時間自動生成鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計2．2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計流程a．明確液壓系統(tǒng)設(shè)計要求b．工況分析(動力分析、運動分析)c．確定主要參數(shù)d．編制液壓元件工況圖e．擬訂液壓系統(tǒng)圖f．選擇和設(shè)計液壓元件g．液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計、運算h．繪制正式工作圖、編制設(shè)計說明書鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算3.1 軸承壓裝機液壓缸的設(shè)計及計算3.1.1 分析工況及設(shè)計要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖壓裝機工況分析：壓裝缸：（圖 2）夾緊缸： 頂起定位缸：(圖 3) (圖 4)液壓原理圖以及動作順序表請參見付圖 3，圖 4：鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計（圖 5）以下是液壓系統(tǒng)原理圖:（圖 6）鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計3.1.2 計算液壓缸的外負載3.1.2.1 壓裝缸已知壓裝力為 196 KN，最大壓裝力為 475 KN 并保壓 5 s3.1.2.2 夾緊缸根據(jù)壓裝時的夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步確定夾緊力為 6000 N3.1.2.3 頂起定位缸因為是兩個缸對稱分布，而輪對重 1000 kg，所以每個缸的負載為500*9.8=4900 N3.1.2.4 確定系統(tǒng)的工作壓力系統(tǒng)分別有高壓和低壓，高壓處最高為 9.5 Mpa，低壓處最高為 2.5 Mpa，不得超過此數(shù)值，具體請參考液壓原理圖鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計3.2 確定液壓缸的幾何參數(shù)3.2．1 壓裝缸尺寸計算：3.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定工進時為 9.5 Mpa，快進時為 2.5 Mpa3.2.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定由下圖可知：p123圖 8??134RD=cmp???其中 R 為最大壓裝力 475 KN; 為機械效率 0.95; 為最大輸出 9.5 ; cm?1ppaM為系統(tǒng)背壓，在這取 0 計算，即無背壓。則：3p12360,15,9dmd??查[1]表 2-4（GB2348-80）取 .25D查[1]表 2-3 、2-5 取 。1 360,1,90mdm?3.2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)徑與其壁厚的比值 的圓筒稱為薄壁圓筒。查《理論/10D??力學(xué)》得其計算公式為：??2yp?式中 ——液壓缸壁厚（m）; ?——液壓缸內(nèi)徑（m）;D——試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25 1.5） 倍（ ）;yp :paM——缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為:無縫鋼管： .??? ??10??一級缸的內(nèi)徑計算， ，21.53.75ypMpa???160dm?pa??2.6dm???查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 160mm,壁厚為 18mm 的無縫鋼管。同理取活塞桿材料為外徑 90mm,壁厚 5mm 的無縫鋼管。二級缸的內(nèi)徑計算， ，1.5914.25ypMpa???250Dm???10Mpa????182yDm???查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 325mm,壁厚為 38mm 的無縫鋼管。3.2.1.4 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，并參照[1] 表 2-6 中的尺寸系列來選取標準值。一級缸工作行程長度為 200mm；二級缸工作行程長度為 400mm.3.2.1.5 缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強度要求可用下面兩式進行近似計算。鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計無孔時 ??20.43yptD??有孔時 ??2200.43()ypt d???式中 ——缸蓋有效厚度（mm）;t——缸蓋止口內(nèi)徑（mm）;2D——缸蓋孔的直徑（m）.0d一級缸缸蓋厚度計算后缸蓋 ??120.43.5.04086ypDm?????前缸蓋 ??221.3.7yptD????取 =15mm.2t二級缸缸蓋厚度計算后缸蓋 ??1320.4.5.04086yptm????取 =45mm:3t前缸蓋 ????24200.3().75.133025yptDdm??????鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計取 =45/mm.4t3.2.1.6 最小導(dǎo)向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點的距離 H 稱為最小導(dǎo)向長度。對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求1802571.2LDm???式中 ——液壓缸的最大行程;L——液壓缸內(nèi)徑。D活塞的厚度 B 一般取 ；缸蓋滑動支承面的長度 ，根據(jù)液??0.61?:1l壓缸內(nèi)徑 而定;當 時，取 ；80m?1(.)lD當 時，取 。D?06d?:對一級缸最小導(dǎo)向長度，182571.20LHm??活塞寬度及滑動支承面的長度 l1.7.9063ld???6BD因 ，故無需設(shè)計隔套。35214H??對二級缸最小導(dǎo)向長度420LHm??活塞寬度及滑動支承面的長度 1l1.7.6109ld???5BD為保證最小導(dǎo)向長度 H，在缸蓋與活塞之間增加一隔套 K 來增加 H 的值。隔套的長度選為 45mm3.2.1.7 缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形尺寸長度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的倍。203:一級缸缸體內(nèi)部長度 134572462Lt m????18096LBm???因液壓缸為伸縮缸，故其外形尺寸長度由二級缸的活塞桿長度而定。二級缸缸體內(nèi)部長度鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計 1401527LBCm?????缸體外形尺寸為 376t3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算因兩級液壓缸支承長度 ，故無須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性。BL80/mm 時,取 =（0.6-1.0）d。1l為保證最小導(dǎo)向長度 H，若過分增大 和 B 都是不適合的，必要時可以在缸蓋與1l鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計活塞之間增加一隔套 K 來增加 H 的值，隔套的長度 C 由需要的最小導(dǎo)向長度 H來確定，即： ??12ClB???液壓缸內(nèi)徑為 80/mm，所以 =（0.6-1.0）D，計算所得 =48～80/mm，參考液1l 1l壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計工具書，將夾緊缸的最小導(dǎo)向長度定為 40 mm。3.2.3.7 缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)該等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸的缸體長度不應(yīng)當大于內(nèi)徑的20～30 倍。這里，缸體長度取 212 mm，沒有超出規(guī)定的要求，符合條件。3.2.3.8 計算液壓缸主要零件的強度和剛度由于柱塞直徑 D 與其壁厚 δ 的比值小于 10，所以這里用厚壁筒強度計算公式估計： 0.4132p???????????????代入數(shù)值， 取無縫鋼管的計算，即 105Mpa，而壓力 p 是工作壓力的 1.5/倍，???則：=2.02 mm8015.42.123?????????由上計算多得的壁厚比實際小的多，因此按經(jīng)驗選取的壁厚 10 mm 完全符合要求?；钊麠U校核：當活塞桿長度 時，按彎曲穩(wěn)定性校核活塞桿直徑 d10ld?按材料力學(xué)理論，一根受壓直桿，在其軸向負荷 超過穩(wěn)定臨界力 時，rFkF即失去原有直線狀態(tài)的平衡，稱為失穩(wěn)。對液壓缸，其穩(wěn)定條件為： kn?式中：F---液壓缸的最大推力（F） ，F(xiàn)= ；r鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計---液壓缸的穩(wěn)定臨界力（N） ；kF---穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取 =1～3。nkn液壓缸的穩(wěn)定臨界力 （N）與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度和兩端k支撐狀況等因素有關(guān)。當細長比 時，lmnk?2KnEJFl??當細長比 時，l?21fAlnk???????式中： ---活塞桿的計算長度（m） ，其取法見參考書 2（《液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計l手冊》 ）78 頁表 3-6；K---活塞桿橫截面的回轉(zhuǎn)半徑（m） ， （m ） （對實心活塞桿）4JdKA?j---活塞桿橫截面轉(zhuǎn)動慣量（ ） ， ；4m46J?A---活塞桿橫截面積（ ） ；2m---柔性系數(shù)，對鋼取 m=85；n---端點安裝形式系數(shù)，參見書目 2（《液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊》 ）78 頁表 3-6，這里使用的是一端固定，一端鉸接，所以 n 取 2；E---材料彈性摸量（ Pa） ，對鋼 E=2.6 GPa；f---材料強度實驗值（Pa） ，對鋼 f=490 Mpa。計算細長比： = mm，而 =340，所以選后面的公式計算，則：lk12045/?mnN??26339.510741.68214KF?????????????穩(wěn)定安全系數(shù) 取 1.1，則 ，因為 F=6000/N。所kn71.685.4kFNn??以符合穩(wěn)定性要求，設(shè)計合適。鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計3.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1 壓裝液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1.1 缸體與缸蓋的連接形式壓裝液壓缸的缸體與缸蓋的連接形式都為螺紋連接。這種連接方式具有以下優(yōu)點：（1）外形尺寸?。?）重量較輕同樣其也具有以下缺點： (1) 端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求較高（2）拆裝時需用專用工具（3）擰端蓋時易損壞密封圈 3.3.1.2 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)一級缸活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)：二級缸活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接。3.3.1.3 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)一級缸活塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向套導(dǎo)向：` 二級缸活塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為端蓋直接導(dǎo)向。 3.3.1.4 活塞及活塞桿處密封圈的選用一級缸密封圈的選用:選用高低唇 Y 型密封圈，型號:Y 110×90×16 GB10708.1-89 以及 Y 185×160×20 GB10708.1-89，材料都是耐油橡膠。二級缸活塞與缸體的密封圈的選用：選用 V 型密封圈，型號：V 250×220×49.5 GB10708-893.3.1.5 液壓缸的緩沖裝置液壓缸帶動工作部件運動時，因運動件的質(zhì)量較大，運動速度較高，則在到達行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊，甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。但是在這里，所需設(shè)計的壓裝缸運動速度很慢，基本上不需要設(shè)計緩沖結(jié)構(gòu)。3.3.1.6 液壓缸的排氣裝置鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的機床液壓缸和大型液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，壓裝缸將油口設(shè)置在上方，有利于壓力油中的氣體排出。3.3.2 夾緊液壓缸和定位液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計定位與夾緊液壓缸均采用單出桿、缸體固定形式；為減少缸體與活塞體積，簡化結(jié)構(gòu)，采用 U 型密封圈結(jié)合 O 型密封圈的結(jié)構(gòu)，夾緊液壓缸的 U 型密封圈的型號為：45×65 HG-336-66，材料是橡膠；O 型密封圈的型號為：71×5.3G GB3452.1-92；11.8×3.55G GB3452.1-82，材料是 NBR。定位液壓缸的 U 型密封圈型號為：45×65 HG4-336-66，材料是：橡膠；防塵圈型號為：FA100×115×9.5 D GB10708.3-89，材料為丁睛橡膠。由于行程比較短，運動部件質(zhì)量很小，速度也不大，故不必考慮設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)，排氣螺塞也可以由油管接頭來代替。3.4 液壓系統(tǒng)元件的分析和選擇3.4.1 確定供油方式考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低，而在快進、快退時負載較小，從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)應(yīng)該選用雙泵，本設(shè)計中，采用的是 YB-E32/63 雙聯(lián)葉片泵。3.4.2 調(diào)速方式的選擇在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者是調(diào)速閥。根據(jù)壓裝機對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定采用雙聯(lián)葉片泵加調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)，而且在高壓的供油線路上，接入一個分流閥，分流閥的兩個出口分別通向兩只壓裝油缸。分流閥的主要作用就是使兩個缸同步，如果左端油缸因負載減少速度加快，分流閥將減小左邊的出油口，同時加大右邊的出油口，盡力保持兩邊速度相同。減少油口在液壓原理上實質(zhì)是利用壓力變化的作用，也就是說，WY 型滾動軸承壓裝機在壓裝過程中，會出現(xiàn)兩個油缸不同的情況時（可通過觀察兩個壓裝油缸上的壓力表） ，而兩缸仍能繼續(xù)同時進行壓裝。分流閥調(diào)節(jié)示意圖如圖 8：鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計（圖 9）3.4.3 速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易，但是速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。3.4.4 夾緊回路的選擇用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)該采用失電夾緊方式，考慮到夾緊時，當進油路壓力瞬時下降時，仍能保持夾緊力，所以接入單向閥保壓。3.4.5 定位回路的選擇用三位四通電磁閥來控制頂起定位和降下復(fù)位動作，同夾緊回路一樣，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)該采用失電夾緊方式，考慮到夾緊時，當進油路壓力瞬時下降時，仍能保持夾緊力，所以接入單向閥保壓。在該回路中還裝有調(diào)速閥，在降下的過程中可以保持輪對的緩慢降下。從而使輪對不至于撞壞。3.4.6 傳感器和調(diào)理器的選擇本機選用壓阻式壓力傳感器，型號為 CYG-30。量程為 16/Mpa，該傳感器內(nèi)鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計部線路相當于一個電橋，只是有一個橋壁是可變，當壓力發(fā)生變化時，可變橋壁的阻值發(fā)生變化，從而取得壓力變化信號，為了傳感器正常工作，必須提供其工作電流，該電流由信號調(diào)理器提供。調(diào)理器是一臺高精度，低漂移的直流放大器，本機配用 TKF-1 型信號調(diào)理器，為雙通道，正面布置兩個通道的各 3 只調(diào)整旋鈕；背面布置電源開關(guān)，兩個輸入，一個輸出五芯插座。3.5 液壓站的結(jié)構(gòu)3.5.1 壓裝機液壓站元件的組成系統(tǒng)工作壓力：高壓管路為 9.5/Mpa，而低壓管路為 2.5/Mpa，所以選擇的液壓閥的工作壓力要根據(jù)系統(tǒng)管路的壓力正確的進行選擇。壓裝機液壓站有 6 個集成塊，液壓元件的選擇如下：（1） 油泵電機：Y160-6-B5 電機；（2） 雙聯(lián)葉片泵：YB-E32/63；（3） 高壓壓力表一塊：Y-60；（4） 網(wǎng)式濾油器：WU-250X180F-J；（5） 集成塊底版；（6） 集成塊 1：22E-10BH 電磁閥二個，Y-63B 中壓溢流閥一個，Y2-HB10 高壓溢流閥一個；（7） 集成塊 2：FL-B10-S 分流閥一個，22E0-H10B 電磁閥一個，Q-10H高速閥一個， AJ-Ha10B 單向閥一個；（8） 集成塊 3：FL-B15-S 分流閥一個，34E-63B 電磁閥一個；（9） 集成塊 4：22E2-063B 電磁閥兩個，23E-63B 電磁閥一個；（10）集成塊 5：23E-63B 電磁閥兩個，34E-63B 電磁閥一個；（11）集成塊 6：23E-63B 電磁閥一個，34E-63B 電磁閥一個，X-63B 順序閥一個；（12）集成塊頂塊：34E-63B 電磁閥一個，I-63B 單向閥一個， L-63B 節(jié)流閥一個， Y-60 低壓壓力表兩塊。3.5.2 液壓油的選擇正確而合理的使用液壓油對液壓系統(tǒng)適應(yīng)各種環(huán)境條件和工作狀態(tài)的能力、延長系統(tǒng)和元件的壽命，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性，防止事故發(fā)生等方面都有重鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計要影響。對于本設(shè)計的液壓系統(tǒng)，液壓油的選擇可參見手冊 3（《袖珍液壓氣動手冊》 ）表 13-8 的選擇原則和表 13-9 的液壓油液的使用范圍，覺得選擇潔凈的20#液壓油。在首次使用或換油時，工作油液的一次加入量為 364-384 升，即油箱內(nèi)工作油液的正常液面應(yīng)該在油箱油標的最低與最高刻線之間。首次啟動后，油液進入了管道及油缸，此時油面會下降，因此必須再次補充油，在使用的過程中還可能發(fā)生少量的泄露，因此應(yīng)該經(jīng)常檢查游標，當油液面低于油箱游標的最低刻線時，應(yīng)該及時加油。工作油液應(yīng)該定期進行檢查和更換，換油液的周期，因使用條件而異，一般來說，兩年更換一次。在連續(xù)運轉(zhuǎn)、高溫、高濕、灰塵多的地方需要縮短更換的周期。3.6 液壓缸的調(diào)整3.6.1 壓裝液壓缸的調(diào)整可以根據(jù)壓裝液壓缸的前端結(jié)構(gòu)，更換引導(dǎo)套和壓裝蓋，并調(diào)整好軸承托架體相互之間的距離，可以使壓裝機適應(yīng) 197726 和 352226 型軸承。3.6.2 頂起定位液壓缸的調(diào)整（圖 10）在整機調(diào)整時，應(yīng)該注意：頂起定位液壓缸升起高度的調(diào)整，應(yīng)該使兩缸鐵路貨車輪對滾動軸承壓裝機設(shè)計升起的高度一致，并保證升起輪對后，輪對軸線較兩壓裝缸頂尖的同軸度誤差為 1 毫米左右，然后鎖緊各螺母和緊定螺釘。對不同型號的輪對，升起的高?度是不用的，經(jīng)過仔細的調(diào)整，可以對兩種輪徑（840 毫米和 915 毫米）的輪對滾動軸承進行壓裝。輪對如圖 10 所示。3.7 壓裝機及其環(huán)境的布置壓裝機由機體、液壓站和控制臺三部分組成，液壓站和控制臺相對主機應(yīng)該就近布置，現(xiàn)場的鋼軌與機體上的導(dǎo)軌應(yīng)該聯(lián)結(jié)平整。壓裝機工作時，床身承受很大的拉力和彎矩，因此基礎(chǔ)應(yīng)該搗實摸平，按照基礎(chǔ)圖的要求完成。機體就位時下部應(yīng)該墊平，特別是全部地腳螺栓處要墊實。地腳螺栓為受力件，一定要埋牢固，以防止在工作中松動從而引起床身變形，影響壓裝檢測精度。