《機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)書》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)書（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ( 論文 ) 題目：機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2013 年 05 月 機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、 摘 要 輪對(duì)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， 適用于鐵路車輛 新造及檢修時(shí)壓裝軸承，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)路局車輛維修、車輛制造廠生產(chǎn)，其 對(duì)國(guó)民生產(chǎn)有著重要的意義。 現(xiàn)如今的鐵路速度越來(lái)越快， 對(duì)軸承的要求越來(lái)越 高，而軸承的壓裝是鐵路安全的關(guān)鍵。 為了達(dá)到使原有輪對(duì)軸承壓裝機(jī)能夠獲得 更可靠更優(yōu)秀的性能， 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)輪對(duì)軸承壓裝機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 通過(guò)對(duì)輪對(duì) 軸承壓裝機(jī)原有技術(shù)的改進(jìn)（主要是液壓系統(tǒng)的改進(jìn)） ，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪對(duì)軸承壓裝機(jī) 軸承的準(zhǔn)確壓裝，以便更進(jìn)一步提高行車的安全性與平穩(wěn)性。

3、 關(guān)鍵詞： 滾動(dòng)軸承；壓裝；液壓系統(tǒng) I Loader hydraulic system design of locomotive wheelset bearing pressure Abstract Wheel axle pres

4、sure installed special equipment for railway vehicles pressing the bearing press-fit bearings suitable for new-building and maintenance of railway vehicles. Widely used in various railway administrations of its gross national product of great significance . It is widely used , and widely used in veh

5、icle factories, vehicle sections, vehicle overhauling factories and mine railcar companies etc. In this thesis, it is aimed to design and improve the original while axle pressure installed (improve the original design of hydraulic pressure system)to get a new device has reliable and excellent proper

6、ty. To get a accurate push mounting with the wheel axle pressure installed, in order to further increase the security and smooth. Keywords: Taper rolling bearing；Push mounting；Hydraulic pressure system II

7、 目 錄 1 緒論 ..................................................................................... 錯(cuò) 誤！未定義書簽。 1.1 背景及研究意義 ............................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 1.2 軸承簡(jiǎn)介 ...........................................................

8、............. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 1.3 研究現(xiàn)狀 ........................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 1.4 本文研究?jī)?nèi)容 ................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2 輪對(duì)軸承壓裝機(jī)工作原理 ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.1 輪對(duì)軸承壓裝機(jī)

9、的工作原理 ........................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 5 3.1 液壓回路設(shè)計(jì)和回路工作原理分析 .............................................................. 6 3.1.1 頂對(duì)回路 ...................

10、........................................................................... 6 3.1.2 送對(duì)回路 .............................................................................................. 7 3.1.3 鎖緊回路 .....................................................................................

11、......... 7 3.1.4 伸套壓裝回路 ...................................................................................... 8 3.1.5 液壓系統(tǒng)原理圖 .................................................................................. 9 3.1.6 該液壓系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) ...........................................

12、............................. 11 3.2 液壓系統(tǒng)工作要求 ........................................................................................ 11 3.2.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的型式 ........................................................................ 11 3.2.3 軸承壓裝機(jī)的液壓傳動(dòng)特點(diǎn) ........................

13、.................................... 12 3.3 確定液壓缸的幾何參數(shù) ................................................................................ 13 3.3.1 伸套壓裝缸尺寸計(jì)算 ........................................................................ 13 3.3.2 壓裝缸壁厚和外徑的計(jì)算 .........................

14、....................................... 14 3.3.3 輔助缸（頂對(duì)缸，送對(duì)缸，鎖緊缸）壁厚和外徑的計(jì)算 ............15 3.3.4 計(jì)算在各階段液壓缸所需的流量 .................................................... 15 3.4 液壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 ............................................................................ 16 3.5 液壓泵和

15、電機(jī)的相關(guān)計(jì)算 ............................................................................ 17 3.5.1 確定液壓泵的流量 ............................................................................ 17 3.5.2 選擇液壓泵的規(guī)格 ............................................................................ 17

16、 3.5.3 與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選擇 ........................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.6 液壓閥的選擇 ................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.6 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.7 其他附件說(shuō)明 ...........................................

17、..................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4 輪對(duì)軸承壓裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 III 4.1 輪對(duì)軸承壓裝機(jī)的布置 ................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2 床身設(shè)計(jì) ........................................................................ 錯(cuò)誤！

18、未定義書簽。 4.2.1 底座設(shè)計(jì) ............................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2.2 支座設(shè)計(jì) ............................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5 油箱和其它液壓輔助元件的設(shè)計(jì) ............................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.1 液壓油箱有效容積的計(jì)算 ................................

19、............ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.2 液壓油箱的外形尺寸 .................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.3 液壓油 ............................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.3.1 液壓油的品種 .................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.3.

20、2 液壓油的粘度 .................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.4 過(guò)濾器 ............................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 6 液壓站的設(shè)計(jì) .................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 6.1 液壓泵的安裝方式 ..................

21、...................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 6.2 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的連接方式 ......................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 6.3 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) ......................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 總結(jié) ............................................................................................ 錯(cuò)

22、誤！未定義書簽。 致謝 ............................................................................................ 錯(cuò) 誤！未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ................................................................................... 錯(cuò) 誤！未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 .................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性

23、聲明 ......................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 IV 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

24、 設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書聯(lián)系 QQ2576636538 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 滾動(dòng)軸承壓裝機(jī) ( 以下簡(jiǎn)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(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。整個(gè)機(jī)器的驅(qū)動(dòng)是通過(guò)液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)， 液壓 具有穩(wěn)定性好、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)。 5 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 液壓回路設(shè)計(jì)和回路工作原理分析

25、 頂對(duì)回路 系統(tǒng)工作時(shí)，空載啟動(dòng)液壓泵，然后電磁鐵 1YA 通電使換向閥 4 切換至下 位，系統(tǒng)升壓。輪對(duì)推入后，電磁鐵 4YA 通電使換向閥 4 切換至左位，液壓泵 1 的壓力油經(jīng)單向閥和換向閥 4 進(jìn)入頂對(duì)缸 19 的無(wú)桿腔，活塞桿頂起輪對(duì)；其具 體回路如圖 3.1 所示。 圖3.1 頂對(duì)缸工作回路

26、 6 送對(duì)回路 延時(shí)后，電磁鐵 6YA 通電使換向閥 5 切換至左位，泵 1 的壓力油經(jīng)單向閥和換向閥 5 進(jìn)入缸 20 的無(wú)桿腔，活塞桿頂出使 V 形道軌翻轉(zhuǎn)；其液壓控制回路如圖 3.2 所示。 圖 3.2 送對(duì)缸工作回路 鎖緊回路 到位后壓力繼電器 18 發(fā)信，電磁鐵 4YA、6YA 斷電使換向閥

27、 4 和換向閥 5 均復(fù)至中位， 2YA、8YA 通電使換向閥 7 和 6 切換至左位，泵 1 的壓力油經(jīng)單向閥后，經(jīng)換向閥 7 進(jìn)入壓裝缸 22 的無(wú)桿腔，經(jīng)換向閥 6 和液壓鎖 12 進(jìn)入鎖緊缸 21 的無(wú)桿腔，伸套桿伸出定位，因有閥 9 造成的回油背壓，壓裝桿不動(dòng)，此時(shí) 在節(jié)流閥 23 的作用下，鎖緊缸 21 在伸套定位后將輪對(duì)鎖緊，并由壓力繼電器 15 發(fā)信使 8YA 斷電，換向閥 6 復(fù)至中位，由液壓鎖 12 鎖緊；其控制回路如圖 3.3 所示。

28、圖 3.3 鎖緊缸工作回路 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 伸套壓裝回路 此后系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，克服背壓，壓裝桿伸出實(shí)現(xiàn)壓裝。壓裝完成后，壓力升高使繼電器 14發(fā)信，電磁鐵 10YA 通電使換向閥 11切換至上位，首先，液壓缸 22的無(wú)桿腔經(jīng)閥 8和 24釋壓（釋壓時(shí)間由節(jié)流閥 24的開度決定），然后，電磁鐵 2YA 斷電， 3YA、 9YA 延時(shí)通電后使換向閥 7和換向閥 6均切換至右位，液壓泵 1 的壓力油經(jīng)換向閥 7和單向閥 10進(jìn)入缸 22的有桿腔，經(jīng)閥 6和液壓鎖 12進(jìn)入缸 21 的有桿腔，伸套桿與壓裝桿

29、一起退回，鎖緊缸也退回。到位后，壓力繼電器 13 發(fā)信，電磁鐵 3YA 、9YA 斷電使換向閥 7和6均復(fù)至中位， 5YA 通電使換向閥 4切 換至右位， 泵1的壓力油進(jìn)入缸 19的有桿腔，實(shí)現(xiàn)落對(duì)且送對(duì)， 10YA 斷電使換向 閥 11復(fù)位，恢復(fù)可壓裝狀態(tài)。此后，壓力繼電器 17發(fā)信，電磁鐵 7YA 通電使送對(duì)缸復(fù)位。最后，壓力繼電器 16發(fā)信使 5YA 、7YA、 1YA 斷電而使系統(tǒng)復(fù)原。其具體回路如圖 3.4所示。

30、 圖 3.4 伸套壓裝缸工作回路 8 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖如圖 3.5所示。 1-變量柱塞泵； 2-先導(dǎo)式溢流閥； 3、 11-二位四通電磁換向閥； 4、5、6、7-三位四通電磁換向閥； 8

31、、 9-順序閥； 10-單向閥； 12-液壓鎖； 13、14、 15、16、 17、 18-壓力繼電器； 19-頂對(duì)液壓缸； 20-送對(duì)液壓缸； 21-鎖緊液壓缸； 22-伸套壓裝液壓缸； 23、 24-節(jié)流閥。 圖 3.5 液壓系統(tǒng)回路圖 圖示為軸承壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。 系統(tǒng)的油源為變量柱塞泵 1，其最高工作壓力由先導(dǎo)式溢流閥 2設(shè)定，卸荷由二位四通電磁換向閥 3控制。系統(tǒng)有頂對(duì)液 壓缸 19、送對(duì)液壓缸 20、鎖緊液壓缸 21、伸套壓裝液壓缸 22等4個(gè)并聯(lián)的執(zhí)行器， 分別采用三位四通電磁換向閥 4、5、6、7控制其運(yùn)動(dòng)方向；鎖緊缸 21通

32、過(guò)液壓鎖 12實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的鎖緊；液壓缸 22的無(wú)桿腔油路設(shè)有順序閥 8和節(jié)流閥 24，用于壓裝結(jié)束后換向前的釋壓控制，以減小壓力沖擊；順序閥 9用作缸 22的背壓閥。系統(tǒng) 中的壓力繼電器 13、14、15、16、17、18作為系統(tǒng)的發(fā)信裝置，用于系統(tǒng)工作循環(huán)的自動(dòng)控制。 9 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 表 3.1 電磁鐵動(dòng)作順序表 電磁鐵 伸套桿壓裝 落對(duì)送 輪對(duì)頂升 伸套定位 輪對(duì)鎖緊 壓裝軸承 復(fù)原 桿落回 對(duì) 1YA

33、+ + + + + + 2YA + + + 3YA + 4YA + 5YA + 6YA + 7YA + 8YA + 9YA + 10YA + （ 1） 確定回路方式 該液壓系統(tǒng)采用開式回路， 即執(zhí)行元件的排油回油箱，油液經(jīng)過(guò)沉淀、冷卻后再進(jìn)入液壓泵的進(jìn)口。 （ 2） 選用液壓油液 一般而言，柱塞泵選用 HM 油，含磷的液壓油在各方面的性能都

34、比較符合，因此我們可以選擇磷酸酯液類液壓油。 （ 3） 初定系統(tǒng)壓力 由于我們所要設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)服務(wù)于重型運(yùn)輸機(jī)械， 根據(jù)各類機(jī)械的常用系統(tǒng)壓力，我們選定系統(tǒng)初定壓力為 20 MPa 。 （ 4） 選擇執(zhí)行元件 在該系統(tǒng)中，要求所有的執(zhí)行元件作直線運(yùn)動(dòng)，并且只要求一個(gè)方向工作、反向退回，所以選擇單活塞桿液壓缸。 （ 5） 確定液壓泵類型 在該系統(tǒng)中，我們根據(jù)系統(tǒng)初定壓力 20 MPa 選用柱塞泵，由于系統(tǒng)要求高效節(jié)能，應(yīng)選用變量泵。 （ 6） 選擇換向回路 本系統(tǒng)采用多個(gè)壓力繼電器發(fā)信和電磁換向閥換向， 實(shí)現(xiàn)了循環(huán)過(guò)程的自動(dòng)控制，消除了人為因素的

35、影響。 （ 7） 選擇調(diào)速方式 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 該系統(tǒng)采用變量泵調(diào)速。 該液壓系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) （ 1） 壓裝機(jī)的壓裝系統(tǒng)采用柱塞變量泵供油和恒功率控制，在不增大電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率條件下，消除了溢流損失， 也符合壓裝機(jī)快速低壓、 高速慢壓的工作特點(diǎn)。 （ 2） 通過(guò)液壓缸實(shí)現(xiàn)輪對(duì)鎖緊，鎖緊后再壓裝，即使兩端壓力不平衡，仍可防止竄動(dòng)，保證壓裝質(zhì)量，同時(shí)落對(duì)時(shí)不脫軌，滾動(dòng)方便，提高了工效。鎖緊裝置設(shè)在輪對(duì)內(nèi)側(cè)，安裝方便。 （ 3） 通過(guò)順序閥和節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)壓裝完畢后的釋壓，減小了換向沖擊和振動(dòng)噪

36、聲，并保護(hù)了壓力傳感器。 （ 4） 通過(guò)多個(gè)壓力繼電器發(fā)信，實(shí)現(xiàn)循環(huán)過(guò)程的自動(dòng)控制，消除了人為因素的影響。 3.2 液壓系統(tǒng)工作要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的型式 根據(jù)液壓循環(huán)方式的不同，液壓傳動(dòng)方式可分為開式和閉式兩種。 開式系統(tǒng)中，油泵從油箱吸油，供入液壓機(jī)后，再排回油箱。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱良好，油液能在油箱內(nèi)澄清，因而應(yīng)用較普遍。但油箱較大，空氣與油液的接觸機(jī)會(huì)較多，容易滲入。 在閉式系統(tǒng)中，油泵進(jìn)油管直接與液動(dòng)機(jī)的排油管相通， 形成一個(gè)閉合循環(huán)。為了補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏損失， 因而常需附設(shè)一只小型輔助油泵和油箱。 閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

37、較復(fù)雜，散熱條件較差，要求有較高的過(guò)濾精度，因此應(yīng)用較少。但油箱體積 很小，結(jié)構(gòu)緊湊；空氣進(jìn)入油液的機(jī)會(huì)少，工作較平穩(wěn)：同時(shí)油泵能直接控制液流方向，并允許能量回饋。 軸承壓裝機(jī)是用于機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝的設(shè)備。其功能是通過(guò)頂對(duì)、定位、鎖緊、壓裝、送對(duì)、落對(duì)等動(dòng)作，將軸承經(jīng)高壓壓裝在輪對(duì)上。在本次設(shè)計(jì)中，液壓傳動(dòng)方式采用的是開式液壓系統(tǒng)。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成 11 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 （ 1） 液壓缸。 （ 2） 油泵。 （ 3） 控制調(diào)節(jié)裝置。包括各種壓力、流量及方向控制閥，用于控制和調(diào)節(jié)

38、液流的壓力、 速度和方向， 以滿足機(jī)器的工作性能要求和實(shí)現(xiàn)各種不同的工作循環(huán)。 （ 4） 輔助裝置。 本次設(shè)計(jì)中采用的是變量柱塞泵， 采用恒功率控制供能。 輔助缸回路中頂對(duì)缸、送對(duì)缸、鎖緊缸的負(fù)載都很小，本設(shè)計(jì)中取輔助缸負(fù)載基本相同，并采用同一型液壓缸；工作缸回路中負(fù)載缸的負(fù)載較大，采用滿足其負(fù)載的液壓缸。 軸承壓裝機(jī)的液壓傳動(dòng)特點(diǎn) 機(jī)車輪對(duì)軸承壓裝機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)包括： （ 1） 壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)屬于多執(zhí)行器系統(tǒng)，為了防止因負(fù)載、速度的不同產(chǎn)生壓力和流量的相互干擾， 按負(fù)載性質(zhì)和工作特點(diǎn)， 將執(zhí)行器分為輔助缸和工作缸多個(gè)回路。 （

39、2） 鎖緊缸采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，壓裝缸釋壓回路采用回油節(jié)流調(diào)速。其它 液壓缸采用外徑內(nèi)徑不同的液阻調(diào)整有關(guān)液壓缸的速度， 液阻旋入集成塊內(nèi)， 減少了液壓組件數(shù)量，減少了制造成本。 （ 3） 液壓系統(tǒng)的動(dòng)作順序信號(hào)由布置在各液壓缸進(jìn)退行程中的各個(gè)壓力繼 電器發(fā)出，并由電磁換向閥執(zhí)行， 以控制各缸動(dòng)作， 使機(jī)器按工藝要求完成工作；為了保證壓裝準(zhǔn)確、 換向準(zhǔn)確并保護(hù)有關(guān)機(jī)械部件， 該設(shè)備采用循環(huán)過(guò)程的自動(dòng)控制，消除了人為因素的影響。 （ 4） 鎖緊機(jī)構(gòu)的保壓通過(guò)液控單向閥實(shí)現(xiàn)，為了保證液控單向閥可靠復(fù)位和鎖緊，設(shè)置液控單向閥的回路采用了 Y 型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥。

40、 （ 5） 三個(gè)輔助缸為同一內(nèi)徑，伸套壓裝缸采用另一內(nèi)徑，以節(jié)省制造費(fèi)用 和密封的使用和更換。 但各液壓缸的外形結(jié)構(gòu)及安裝形式多樣化， 以滿足主機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作需要。 （ 6） 釋壓回路由順序閥和節(jié)流閥串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，保護(hù)了閥和油箱，減小了換向沖擊和振動(dòng)噪聲。 （ 7） 液壓站獨(dú)立于主機(jī)，另行放置，便于安裝調(diào)試及使用維護(hù)。 （ 8） 該液壓傳動(dòng)的軸承壓裝機(jī)采用液壓自動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng)噪聲較小、工作安全可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量較高。 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 3.3 確定液壓缸的幾何

41、參數(shù) 伸套壓裝缸尺寸計(jì)算 （ 1） 液壓缸工作壓力的確定 根據(jù)要求，系統(tǒng)最高工作壓力為 20MPa 。 （ 2） 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 D= 4R (3.1) p1 p 3 cm 其中 R 為最大壓裝力 550KN ； cm 為機(jī)械效率 0.95 ； p1 為系統(tǒng)最大工作壓力 20MPa ；高壓系統(tǒng)初步計(jì)算可以忽略背壓。則： D1 0.192m 192mm 取 D1 200mm 則活塞直徑： d1 0.7

42、 200mm 140mm (3.2) 表 3.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的關(guān)系 (mm) 按機(jī)床類型選取機(jī)床類型 磨床、磨及研磨機(jī)床 插床、拉床、刨床 鉆、鏜、車、銑床  d/D 按液壓缸工作壓力選取 d/D d/D 工作壓力 P/(MPa) d/D 0.2~0.3 ≤2 0.2~0.3 0.5 >2~5 0.5~0.58 0.7 >5~7 0.62~0.70 表 3.3 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348-80)(mm)

43、 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 （ 110） 125 （140 ） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 320 400 500 630 13 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 表 3.4 活塞桿內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348-80)(mm) 0 2 4 6 8 0 2 5 8 2 6 0 5 0 6 3 0 0 0 00 10

44、 25 40 60 80 00 20 50 80 20 60 00 因?yàn)殒i緊缸由液壓鎖鎖緊， 且壓裝時(shí)為兩端同時(shí)壓裝， 液壓鎖的作用是為防止兩端壓力不平衡時(shí)輪對(duì)竄動(dòng)而設(shè)計(jì)， 也就是說(shuō)在理想情況下輪對(duì)所受合力為零， 無(wú)需鎖緊，故液壓缸所受壓力不會(huì)很大，其缸徑可小一些。同理，頂對(duì)缸和送對(duì)缸 也可估算，經(jīng)估算取鎖緊缸、頂對(duì)缸、送對(duì)缸的液壓缸內(nèi)徑為 D 2 160mm ，活 塞桿內(nèi)徑為 d2 80mm。 壓裝缸壁厚和外徑的計(jì)算 已知壓裝缸內(nèi)徑為 200mm，其活塞桿內(nèi)徑為 140mm。 從材料力學(xué)可知， 承受內(nèi)壓力

45、的圓筒， 其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各 異。液壓缸壁厚是缸筒最薄處的厚度，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑與其壁厚的比值 D /10 的圓筒稱為薄壁圓筒。其計(jì)算公式 為： pyD 2 式中 —— 液壓缸壁厚（ mm）； D —— 液壓缸內(nèi)徑（ mm）； py —— 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的 （1.25~1.5）/倍（ MPa ）； —— 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為 :無(wú)縫鋼管：100MPa 。 液壓缸外徑：

46、 py 1.5 20MPa 30MPa ， D1 200mm ， 100MPa ， py D1 30 0.2 0.03m 30mm (3.3) 2[ ] 2 100 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 23.66-59 壓裝缸采用外徑為 250mm，壁厚為 30mm無(wú)縫鋼管。 14 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 輔助缸（頂對(duì)缸、送對(duì)缸、鎖緊缸）壁厚和外徑的計(jì)算 同理，已知輔助缸內(nèi)徑為 160mm，其活塞桿內(nèi)徑為 80mm

47、。 p y 1.5 20M P a 30M P a， D 2 160mm ， 100MPa ， pyD 2 30 0.16 24mm (3.4) 2[ ] 2 0.024m 100 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 23.66-59 輔助缸采用外徑為 200mm，壁厚為 24mm的無(wú)縫鋼管。 計(jì)算在各階段液壓缸所需的流量 （ 1） 伸套壓裝缸伸套定位時(shí)所需的流量為 q1 ： q1 D12V進(jìn) 3.14 0.22 3m3 min 0.0942 m3 min 94.2 L m

48、in (3.5) 4 4 （ 2） 伸套壓裝缸壓裝時(shí)所需流量為 q2 ： q2 D1 2V壓 3.14 0.22 0.4 m3 min 0.0126 m3 min 12.6 L min (3.6) 4 4 （ 3） 伸套壓裝缸回程時(shí)所需流量為 q3 ： q3 (D12 d1 2 )V回 3.14 （0.22 - 0.142） 5 m3 min 0.0769 m3 min 76.9 L min 4 4

49、 (3.7) 油管的內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定， 也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。管路直徑計(jì)算由式 d 4.6 q v 得到。 式中 q —— 流體流量 (m3 s) ； v —— 流速 m s ，推薦流速：對(duì)于吸油管 v 1 2m s（一般取 1m s 以下）；對(duì)于壓油管 v 3 6 m s （壓力高、管道短或粘度小的情況下取大值，反之 取小值）；對(duì)于回油管 v 1.5 2.5 m s 。 現(xiàn)取壓油管的允許流速為 v 4 m s ，本系統(tǒng)主油路最大流量 q1 94.2 L

50、 min ， q 94.2 22.3mm (3.8) D 4.64.6 4 v 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 若系統(tǒng)主油路流量按回程時(shí)取 q3 76.9 L min ，則可算得油管內(nèi)徑為 d 20mm ， 綜合諸多因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑 d 20mm 。吸油管同樣按上式計(jì)算， q 108 L min ， v 1.5 m s，取 d 30mm 。 3.4 液壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 在液壓系統(tǒng)中，進(jìn)油管內(nèi)徑為 16mm，回油管內(nèi)徑為 18mm。進(jìn)油

51、管長(zhǎng)度取 l1 2m ，回油管長(zhǎng)度取 l2 2m 。 選用 L HL 32 油液，運(yùn)動(dòng)粘度 v 150cst 1.5 cm2 s ，油的密度 920 kg cm3 ， 此時(shí)液壓缸的前進(jìn)速度為 4 m min ，流量為 4 L min 。則油液在管內(nèi)流速為： v1 4q 4 4 103 19.9cm s (3.9) d 2 3.14 16 2 則管道內(nèi)雷諾數(shù)為： Re1 v1 d 4q (3.10) v 274 vd

52、 274 < 2320 可見油液在管道內(nèi)為層流，沿程阻力損失系數(shù) 1 0.1 則沿程阻力損失為： P1 1 1 l v12 0.1 2 920 19.92 0.23 106 Pa 0.23MPa (3.11) d 2 16 2 液控單向閥的壓力損失為 P 4 0.05 10 6 Pa ，換向閥的壓力損失為： 1 P1 2 0.03 10 6 Pa

53、 ，通過(guò)管接頭，集成塊等處的局部壓力損失 P 0.1 10 6 Pa ， 1 3 則： P1 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 0.23 0.05 0.03 0.1 0.32MPa (3.12) 輔助回路的壓力損失： 此時(shí)液壓缸的前進(jìn)速度為 4 m min ，流量為 6 L min 。則油液在管內(nèi)流速為： 4q 4 6 103 29.9cm s v2 2 3.1

54、4 162 (3.13) d 16 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 則管道內(nèi)雷諾數(shù)為： Re2 v2 d 4q (3.14) v 487 vd 487 < 2320 可 見油液在管道內(nèi)為層流，沿程阻力損失系數(shù) 2 0.1 則沿程阻力損失為： P2 4 2 l v22 0.1 2 920 29.92 0.51 10 6 Mpa 0.51MPa (3.15) d 2 16 2

55、 液控單向閥的壓力損失為 P2 4 0.05 106 Pa ， 換 向 閥 的 壓 力 損 失 為 P2 2 0.03 106 Pa 。 通 過(guò) 管 接 頭 ， 集 成 塊 等 處 的 局 部 壓 力 損 失 P2 3 0.1 106 Pa ，則： P2 P2 1 P2 2 P2 3 P2 4 0.51 0.05 0.03 0.1 0.6MPa (3.16) 實(shí)際證明：壓力損失在范圍之內(nèi)。 3.5 液壓泵和電機(jī)的相關(guān)計(jì)算 確定液壓泵的流量 液

56、壓泵的最大流量應(yīng)為： qp k ( q) m a x 式中： q p —— 液壓泵的最大流量； q —— 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這是溢 m a x 流閥正進(jìn)行工作，尚需加溢流閥的最小溢流量 2-3L/min ； k —— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 k 1.1 1.3，現(xiàn)取 k 1.15 。 q p k q max 1.15 94.2 L min 108 L m i n (3.17) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果查閱相關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用 CCY141B 柱塞泵

57、，該泵的基本參數(shù)： 17 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 每轉(zhuǎn)排量 q0 160 mL r ； 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 nH 1000 1500 r min ； 容積效率 V 0.95 ； 總效率0.8 。 18