鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)中文摘要大中型貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)是用于鐵路車輛滾動(dòng)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(shí)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(yùn)輸單位。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)衡陽火車站機(jī)修廠的資料和其工作現(xiàn)場情況，設(shè)計(jì)出達(dá)到壓裝要求的軸承壓裝機(jī)。本文主要是針對 WY 型貨車輪對軸承壓裝機(jī)的機(jī)械液壓部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；壓裝；機(jī)械；液壓鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)目 錄第 1 章 緒論 .11.1 概述 11.2 大中型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)簡介 .2第 2 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)要求 .42．1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 .42．2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 .5第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .63.1 軸承壓裝機(jī)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 63.1.1 分析工況及設(shè)計(jì)要求，繪制液壓系統(tǒng)草圖 .63.1.2 計(jì)算液壓缸的外負(fù)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(jì)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(jì)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(yàn)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(jì)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(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)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(jì)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)度和剛度 .193.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 213.3.1 壓裝液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .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(jì) .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(jī)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(jī)及其環(huán)境的布置 26設(shè)計(jì)總結(jié) 27鳴謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄 30鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)第 1 章．緒論1．1 概述大中型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)是一臺具有自動(dòng)記錄鐵路車輛滾動(dòng)軸承壓裝時(shí)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(dòng)軸承壓裝機(jī)。我國鐵路車輛自七十年代采用滾動(dòng)軸承以來，在滾動(dòng)軸承的壓裝工藝上，經(jīng)歷了七十年代的移動(dòng)式油壓機(jī)，八十年代的具有記錄時(shí)間－－壓力曲線及有關(guān)數(shù)據(jù)的固定式滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)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(dòng)式油壓機(jī)，解決了滾動(dòng)軸承最基本的要求，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率底，壓力計(jì)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(cuò)，這些缺點(diǎn)很突出。八十年代出現(xiàn)的固定式滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)，能夠自動(dòng)測量和記錄每條輪對軸承壓裝技術(shù)參數(shù)，自動(dòng)測量、打印軸承壓裝力、終止壓裝力并且自動(dòng)給出壓裝力隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線，它的問世很快淘汰了移動(dòng)式油壓機(jī)。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制以及研制者對軸承壓裝過程的認(rèn)識不足，經(jīng)過十多年來的生產(chǎn)實(shí)踐，滾動(dòng)軸承在壓裝過程中記錄的時(shí)間－－壓力關(guān)系曲線的不足之處日趨明顯。為了達(dá)到軸承壓裝曲線具有真實(shí)反映壓裝質(zhì)量的目的，必須采用滾動(dòng)軸承在壓入軸頸過程中記錄它的移動(dòng)量與之對應(yīng)的壓力值組成的位移－－壓力曲線。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)。鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)1．2 大中型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)簡介大中型型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)(以下簡稱壓裝機(jī))是用于鐵路車輛滾動(dòng)軸承壓裝的專用設(shè)備。壓裝機(jī)由機(jī)體、液壓站和控制臺三部分組成。三部分相對獨(dú)立，必要時(shí)可單獨(dú)使用在不同場合。機(jī)體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對夾緊機(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_為流行的計(jì)算機(jī)操作臺結(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(jìn)行修改后，可以壓裝 197726和 352226 兩種軸承。在壓裝開始時(shí)，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(jī)打印曲線圖表時(shí)將給予打出，壓裝結(jié)束后，打印機(jī)將自動(dòng)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通用打印機(jī)做為輸出終端，14 寸彩色顯示器對話框提示，鼠標(biāo)、鍵盤操作。由于計(jì)算機(jī)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(shí)間都可以調(diào)出所有需要的資料，并通過打印機(jī)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)圖 1鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)第 2 章．設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)要求2．1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求本次設(shè)計(jì)主要是針對大中型軸承壓裝機(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)場進(jìn)行觀察，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)簡單，工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。軸承壓裝機(jī)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(dòng)、手動(dòng)（10）可輸入并自動(dòng)記錄壓裝單位、時(shí)間軸型、軸號、軸承號等（11）自動(dòng)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(dòng)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(shí)間自動(dòng)生成鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)2．2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程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)說明書鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 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)草圖壓裝機(jī)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(dòng)作順序表請參見付圖 3，圖 4：鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)（圖 5）以下是液壓系統(tǒng)原理圖:（圖 6）鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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 N3.1.2.3 頂起定位缸因?yàn)槭莾蓚€(gè)缸對稱分布，而輪對重 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，不得超過此數(shù)值，具體請參考液壓原理圖鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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 的確定由下圖可知：p123圖 8??134RD=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 9.5 ; cm?1ppaM為系統(tǒng)背壓，在這取 0 計(jì)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(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)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(jì)算時(shí)可分為薄鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)算公式為：??2yp?式中 ——液壓缸壁厚（m）; ?——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:無縫鋼管： .??? ??10??一級缸的內(nèi)徑計(jì)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(jì)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(jī)構(gòu)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)無孔時(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一級缸缸蓋厚度計(jì)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(jì)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)取 =45/mm.4t3.2.1.6 最小導(dǎo)向長度的確定當(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(dòng)支承面的長度 ，根據(jù)液??0.61?:1l壓缸內(nèi)徑 而定;當(dāng) 時(shí)，取 ；80m?1(.)lD當(dāng) 時(shí)，取 。D?06d?:對一級缸最小導(dǎo)向長度，182571.20LHm??活塞寬度及滑動(dòng)支承面的長度 l1.7.9063ld???6BD因 ，故無需設(shè)計(jì)隔套。35214H??對二級缸最小導(dǎo)向長度420LHm??活塞寬度及滑動(dòng)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì) 1401527LBCm?????缸體外形尺寸為 376t3.2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)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(shí),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(shí)可以在缸蓋與1l鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)算所得 =48～80/mm，參考液1l 1l壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dāng)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(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， 取無縫鋼管的計(jì)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(jì)算多得的壁厚比實(shí)際小的多，因此按經(jīng)驗(yàn)選取的壁厚 10 mm 完全符合要求?；钊麠U校核：當(dāng)活塞桿長度 時(shí)，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(fù)荷 超過穩(wěn)定臨界力 時(shí)，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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)---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(dāng)細(xì)長比 時(shí)，lmnk?2KnEJFl??當(dāng)細(xì)長比 時(shí)，l?21fAlnk???????式中： ---活塞桿的計(jì)算長度（m） ，其取法見參考書 2（《液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)心活塞桿）4JdKA?j---活塞桿橫截面轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)安裝形式系數(shù)，參見書目 2（《液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值（Pa） ，對鋼 f=490 Mpa。計(jì)算細(xì)長比： = mm，而 =340，所以選后面的公式計(jì)算，則：lk12045/?mnN??26339.510741.68214KF?????????????穩(wěn)定安全系數(shù) 取 1.1，則 ，因?yàn)?F=6000/N。所kn71.685.4kFNn??以符合穩(wěn)定性要求，設(shè)計(jì)合適。鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)3.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 壓裝液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)：（1）外形尺寸?。?）重量較輕同樣其也具有以下缺點(diǎn)： (1) 端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求較高（2）拆裝時(shí)需用專用工具（3）擰端蓋時(shí)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(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，因運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，則在到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機(jī)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(jì)的壓裝缸運(yùn)動(dòng)速度很慢，基本上不需要設(shè)計(jì)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)對于運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求較高的機(jī)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)、快退時(shí)負(fù)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(jì)中，采用的是 YB-E32/63 雙聯(lián)葉片泵。3.4.2 調(diào)速方式的選擇在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)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(jī)對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，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(gè)分流閥，分流閥的兩個(gè)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(gè)缸同步，如果左端油缸因負(fù)載減少速度加快，分流閥將減小左邊的出油口，同時(shí)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(shí)質(zhì)是利用壓力變化的作用，也就是說，WY 型滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)在壓裝過程中，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)油缸不同的情況時(shí)（可通過觀察兩個(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：鐵路貨車輪對滾動(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)（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(diǎn)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(dòng)作，為了避免工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)該采用失電夾緊方式，考慮到夾緊時(shí)，當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)，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(dòng)作，同夾緊回路一樣，為了避免工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)該采用失電夾緊方式，考慮到夾緊時(shí)，當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)，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(jī)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)部線路相當(dāng)于一個(gè)電橋，只是有一個(gè)橋壁是可變，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，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(jī)配用 TKF-1 型信號調(diào)理器，為雙通道，正面布置兩個(gè)通道的各 3 只調(diào)整旋鈕；背面布置電源開關(guān)，兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出五芯插座。3.5 液壓站的結(jié)構(gòu)3.5.1 壓裝機(jī)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(jìn)行選擇。壓裝機(jī)液壓站有 6 個(gè)集成塊，液壓元件的選擇如下：（1） 油泵電機(jī)：Y160-6-B5 電機(jī)；（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(gè)，Y-63B 中壓溢流閥一個(gè)，Y2-HB10 高壓溢流閥一個(gè)；（7） 集成塊 2：FL-B10-S 分流閥一個(gè)，22E0-H10B 電磁閥一個(gè)，Q-10H高速閥一個(gè)， AJ-Ha10B 單向閥一個(gè)；（8） 集成塊 3：FL-B15-S 分流閥一個(gè)，34E-63B 電磁閥一個(gè)；（9） 集成塊 4：22E2-063B 電磁閥兩個(gè)，23E-63B 電磁閥一個(gè)；（10）集成塊 5：23E-63B 電磁閥兩個(gè)，34E-63B 電磁閥一個(gè)；（11）集成塊 6：23E-63B 電磁閥一個(gè)，34E-63B 電磁閥一個(gè)，X-63B 順序閥一個(gè)；（12）集成塊頂塊：34E-63B 電磁閥一個(gè)，I-63B 單向閥一個(gè)， L-63B 節(jié)流閥一個(gè)， 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(yùn)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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)要影響。對于本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，液壓油的選擇可參見手冊 3（《袖珍液壓氣動(dòng)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(shí)，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(biāo)的最低與最高刻線之間。首次啟動(dòng)后，油液進(jìn)入了管道及油缸，此時(shí)油面會(huì)下降，因此必須再次補(bǔ)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(biāo)，當(dāng)油液面低于油箱游標(biāo)的最低刻線時(shí)，應(yīng)該及時(shí)加油。工作油液應(yīng)該定期進(jìn)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(yùn)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(jī)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(jī)調(diào)整時(shí)，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(dòng)軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)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(xì)的調(diào)整，可以對兩種輪徑（840 毫米和 915 毫米）的輪對滾動(dòng)軸承進(jìn)行壓裝。輪對如圖 10 所示。3.7 壓裝機(jī)及其環(huán)境的布置壓裝機(jī)由機(jī)體、液壓站和控制臺三部分組成，液壓站和控制臺相對主機(jī)應(yīng)該就近布置，現(xiàn)場的鋼軌與機(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，影響壓裝檢測精度。