本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 化指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 教 授 所在院系 機(jī)械工程系課題來(lái)源 自擬課題 課題性質(zhì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)課題名稱(chēng) 鐵路貨車(chē)輪對(duì)滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)本課題研究的意義：由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制以及研制者對(duì)軸承壓裝過(guò)程的認(rèn)識(shí)不足，經(jīng)過(guò)十多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，滾動(dòng)軸承在壓裝過(guò)程中記錄的時(shí)間－－壓力關(guān)系曲線(xiàn)的不足之處日趨明顯。為了達(dá)到軸承壓裝曲線(xiàn)具有真實(shí)反映壓裝質(zhì)量的目的，必須采用滾動(dòng)軸承在壓入軸頸過(guò)程中記錄它的移動(dòng)量與之對(duì)應(yīng)的壓力值組成的位移－－壓力曲線(xiàn)。大中型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)正式為了適應(yīng)這種要求而研制生產(chǎn)的新一代滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義和內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容梗概：大中型型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)壓裝機(jī))是用于鐵路車(chē)輛滾動(dòng)軸承壓裝的專(zhuān)用設(shè)備。壓裝機(jī)由機(jī)體、液壓站和控制臺(tái)三部分組成。三部分相對(duì)獨(dú)立，必要時(shí)可單獨(dú)使用在不同場(chǎng)合。機(jī)體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)組成。本機(jī)床身、支座在強(qiáng)度和剛度上較以前有很大的提高，主油缸設(shè)計(jì)獨(dú)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(guò)多年的考驗(yàn)，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_(tái)為流行的計(jì)算機(jī)操作臺(tái)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)弱電分柜安裝，抗干擾能力強(qiáng)。壓裝機(jī)既能兩頭同時(shí)壓裝軸承，也可以單頭壓裝軸承，通過(guò)更換壓裝缸前端的引導(dǎo)套和壓裝蓋，并對(duì)控制系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改后，可以壓裝 197726 和 352226 兩種軸承。本畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)的基本思路本畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)大中型軸承壓裝機(jī)的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，而控制部分和液壓站部分不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)已有的資料和到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀(guān)察，從而設(shè)計(jì)出達(dá)到要求和需要的軸承壓裝機(jī)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的文獻(xiàn)綜述總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)的結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本思路 a．明確液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求b．工況分析(動(dòng)力分析、運(yùn)動(dòng)分析)c．確定主要參數(shù)d．編制液壓元件工況圖e．?dāng)M訂液壓系統(tǒng)圖f．選擇和設(shè)計(jì)液壓元件g．液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)算h．繪制正式工作圖、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.1 軸承壓裝機(jī)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1.1 分析工況及設(shè)計(jì)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(jì)算液壓缸的外負(fù)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(shí)的夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步確定夾緊力為 6000 N文獻(xiàn)綜述3.1.2.3 頂起定位缸因?yàn)槭莾蓚€(gè)缸對(duì)稱(chēng)分布，而輪對(duì)重 1000 kg，所以每個(gè)缸的負(fù)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(guò)此數(shù)值，具體請(qǐng)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(jì)算：3.2.1.1 液壓缸工作壓力的確定工進(jìn)時(shí)為 9.5 Mpa，快進(jìn)時(shí)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(jī)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(jì)算，即無(wú)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(jì)算液壓缸的壁厚友液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。查公式有??2ypD???式中 ——液壓缸壁厚（m）; ?文 獻(xiàn) 綜 述——液壓缸內(nèi)徑（m）;D——試驗(yàn)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(wú)縫鋼管：?????10??一級(jí)缸的內(nèi)徑計(jì)算查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 160mm,壁厚為 18mm 的無(wú)縫鋼管。同理取活塞桿材料為外徑 90mm,壁厚 5mm 的無(wú)縫鋼管。二級(jí)缸的內(nèi)徑計(jì)算查[2] 表 4-11 及 C 表 2-115采用外徑為 325mm,壁厚為 38mm 的無(wú)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(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，并參照[1] 表 2-6 中的尺寸系列來(lái)選取標(biāo)準(zhǔn)值。一級(jí)缸工作行程長(zhǎng)度為 200mm；二級(jí)缸工作行程長(zhǎng)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(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。無(wú)孔時(shí) ??20.43yptD??有孔時(shí) ??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(xiàn) 綜 述3.2.1.6 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)的距離 H 稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿(mǎn)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(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)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(zhǎng)度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 /倍。203:一級(jí)缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 13457246Lt m????二級(jí)缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 101572BC?缸體外形尺寸為 134572462Lt m????3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算因兩級(jí)液壓缸支承長(zhǎng)度 ，故無(wú)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(jiàn)手冊(cè) 1（《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)） 》 ，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(shí)可取系統(tǒng)工作壓力;1pF－－工作循環(huán)中的最大的外負(fù)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(jī)械效率 進(jìn)行估算。cm?文 獻(xiàn) 綜 述－－液壓缸的機(jī)械效率，一般 =0.9-0.97。cm?cm?由計(jì)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(shí)際，圓整為 70mm。3.2.2.3 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算和選取其壁厚按下面的公式計(jì)算： 2ypD???????式中：δ--- 液壓缸的壁厚（ m） ；D---液壓缸的內(nèi)徑（m ） ；---試驗(yàn)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(wú)縫鋼管： =100～110 ????/Mpa；高強(qiáng)度鑄鐵： =60 /Mpa；灰鑄鐵： =25 /Mpa。?????????D+2δ1D?式中 值應(yīng)該按無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，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(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)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(yàn)選取缸蓋厚度為 25/mm。3.2.2.6 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定由于選取的是柱塞缸，導(dǎo)向長(zhǎng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)要加長(zhǎng)點(diǎn)，這里選取導(dǎo)向長(zhǎng)度為 70/mm3.2.2.7 缸體長(zhǎng)度的確定文 獻(xiàn) 綜 述缸體長(zhǎng)度取 250/mm，沒(méi)有超出規(guī)定的要求。3.2.2.8 計(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)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(qiáng)度計(jì)算公式估計(jì)： 0.4132p???????????????代入數(shù)值，計(jì)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(dòng)頂桿，使之夾緊輪對(duì)，這里夾緊缸的工作壓力最大不超過(guò) 2.5/ Mpa。選取 2.0/Mpa 計(jì)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(jì)算所得，由計(jì)算所得的 D 根據(jù)工作壓力和參考]《液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，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(jì)算和選取按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算： ??0.4132ypD???????????按經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)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(wú)孔時(shí)，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下式計(jì)算： 20.43yptD??????這里按經(jīng)驗(yàn)選取缸蓋厚度為 22mm。3.2.3.6 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定參考液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具書(shū)，將夾緊缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度定為 40/mm。 3.2.3.7 缸體長(zhǎng)度的確定缸體長(zhǎng)度取 212/mm，沒(méi)有超出規(guī)定的要求，符合條件。3.2.3.8 計(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)度和剛度這里用厚壁筒強(qiáng)度計(jì)算公式估計(jì)： 0.4132pD???????????????按經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(shí)質(zhì)是利用壓力變化的作用，也就是說(shuō)，大中型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)在壓裝過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)油缸不同的情況時(shí)（可通過(guò)觀(guān)察兩個(gè)壓裝油缸上的壓力表） ，而兩缸仍能繼續(xù)同時(shí)進(jìn)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(jī)選用壓阻式壓力傳感器，型號(hào)為 CYG-30。調(diào)理器是一臺(tái)高精度，低漂移的直流放大器，本機(jī)配用 TKF-1 型信號(hào)調(diào)理器。3.7 壓裝機(jī)及其環(huán)境的布置壓裝機(jī)由機(jī)體、液壓站和控制臺(tái)三部分組成，液壓站和控制臺(tái)相對(duì)主機(jī)應(yīng)該就近布置，現(xiàn)場(chǎng)的鋼軌與機(jī)體上的導(dǎo)軌應(yīng)該聯(lián)結(jié)平整。壓裝機(jī)工作時(shí)，床身承受很大的拉力和彎矩，因此基礎(chǔ)應(yīng)該搗實(shí)摸平，按照基礎(chǔ)圖的要求完成。機(jī)體就位時(shí)下部應(yīng)該墊平，特別是全部地腳螺栓處要墊實(shí)。地腳螺栓為受力件，一定要埋牢固，以防止在工作中松動(dòng)從而引起床身變形，影響壓裝檢測(cè)精度。設(shè)計(jì)提綱分析工況及設(shè)計(jì)要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖計(jì)算液壓缸的外負(fù)載確定液壓缸的幾何參數(shù)壓裝缸尺寸計(jì)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(jì)夾緊液壓缸和定位液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)及其環(huán)境的布置設(shè)計(jì)總結(jié)鳴謝參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及主要參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：2011.3.1——2011.3.15 開(kāi)題報(bào)告，廣泛收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料2011.3.17——2011.5.20 根據(jù)收集好的資料認(rèn)真做好設(shè)計(jì)，并定期向指導(dǎo)老師匯報(bào)進(jìn)度。2011.5.21——2011.5.23 定稿2011.5.25——2011.6.02 準(zhǔn)備答辯主要參考文獻(xiàn)：[1] 楊培元,朱福元.[液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.12[2]張利平.[液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.6 [3]劉新德.[袖珍液壓氣動(dòng)手冊(cè)].2 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1[4]吳宗澤,羅圣國(guó).[機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)].2 版.北京:高等教育出版社,1999[5]嚴(yán)金申,張培生.[液壓傳動(dòng)].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1979.12[6]中國(guó)石油物資公司.[軸承手冊(cè)].北京:石油出版社,1991[7]張?jiān)齐?[薄壁缸套生產(chǎn)技術(shù)].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2001.11[8]王成燾,倪劍勇,倪學(xué)海.[滾動(dòng)軸承的配合與裝拆工藝].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993.3[9]葉君.[實(shí)用緊固件手冊(cè)].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.9[10]成大先.[機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)],液壓傳動(dòng)篇.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[11]成大先.[機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.1[12]成大先.[機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)],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(jiàn)指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日