壓裝機壓裝部分設(shè)計

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1、壓裝機壓裝部分設(shè)計 摘要 轉(zhuǎn)向架圓錐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 于鐵路車輛新造及檢修時壓裝SKF197726、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)25t軸重列車的資料 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。壓裝機工作過程直接影 響轉(zhuǎn)向架運行情況，車軸是轉(zhuǎn)向架的重要零件，為提高行車速度，進一步提高列 車車輛的運營能力和效率，增強與航空、公路、水運的競爭力，必須要確保輪對 軸承壓裝質(zhì)量，提高行車的安全性與平穩(wěn)性。如果壓裝過程不合理，產(chǎn)生錯誤， 將會造成嚴重后果，車輛運行時噪聲過

2、大，起動加速度，制動減速度減小，甚至 會發(fā)生軸溫過熱切軸等重大事故。為達到要求，必須使壓裝機輸出適當且足夠大 的壓裝力，提高軸承與軸頸的配合精度。因為壓裝機工作過程輸出壓力大，速度 慢，壓裝機采用液壓傳動系統(tǒng)。壓裝部分是壓裝機的最重要組成部分，本文主要 是針對圓錐滾動軸承壓裝機的壓裝部分的機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架；滾動軸承；壓裝；機械 3 / 24 Abstract Bogietaperrollingbearingpushmountingmachineistheappropriationequipmentforrailcarrollingbearingmounti

3、ng.ItiswidelyusedformountingtheSKF197726and352226mouldsbearingsinmakingandoverhaulingrailcar,andwidelyusedinvehiclefactories,vehiclesections,vehicleoverhaulingfactoriesandminerailcarcompaniesetc.Inthisthesis,itisaimedtodesignapushmountingmachinefulfillingthepushmountingrequirement,basedondataof25tax

4、leloadrailcarandfieldwork.Theprocessoftherollingbearingpushmountingisofgreatimportancetothebogie.Togethigherspeed,andbecomemorecompetitivewithaqueduct,airandhighwaytransport.Ifmistakesbemadeinthepushmountingprocess,itmayresultinbigtrouble,therailcarwillmakeovervolumenoiseinrunningperiod,thestartinga

5、ndbreakingaccelerationwillreducetoalowanddangerouslevel.Touptothescratch,themachinehastooutputreasonableandbigenoughpushmountingforce.Fortheworkprocessneedsenoughpowerbutlowspeed,themachinetakeadvantageofhydraulicpowertransmissionsystem.Thepushmountingpartisthemostimportantpartofthewholemachine,this

6、issueismainlyaboutthedesignofthatpart’smechanicalstructureoftaperrollingbearingpushmountingmachine. Keywords:Bogie；Taperrollingbearing；Pushmounting；Mechanicalstructure 目錄 第一章緒論1... 1.1 引言1 1.2 選題背景與意義1 1.3 研究現(xiàn)狀2 1.4 本文的結(jié)構(gòu)3 第二章壓裝部分工作原理及參數(shù)確定4.. 2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求4 2.2 壓裝機的工作工程及原理4 2.3 壓裝機主要參數(shù)的確定6

7、 第三章壓裝缸設(shè)計計算8... 3.1 壓裝缸的計算8 3.2 確定壓裝缸的幾何參數(shù)8 3.3 壓裝缸各零部件的選用及尺寸計算10 第四章壓裝缸結(jié)構(gòu)1..4. 4.1 壓裝缸的結(jié)構(gòu)14 第五章壓裝機壓裝部分裝配1..6 4.2 壓裝機壓裝部分裝配布置16 4.3 裝配場地與環(huán)境18 4.4 裝配過程18 第六章結(jié)論1..9. 6.1 論文總結(jié)19 6.2 感想1.9 致謝2..0.. 參考文獻2.1.. 壓裝機壓裝部分設(shè)計 第一章緒論 1.1 引言 軸承壓裝機是鐵路車輛系統(tǒng)滾動軸承壓裝的專業(yè)設(shè)備,其主要用途是采用 冷壓方式將滾動軸承壓裝到輪對軸頸上。滾

8、動軸承與輪對軸頸的配合為過盈配合 所以壓裝過程中壓力較大。圓錐滾動軸承壓裝機是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 路車輛自六十年代安裝無軸箱滾動軸承，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，1989年以后采用以單片機記錄壓裝力及保壓時間的固定式懸 臂雙缸軸承壓裝機，九十年代微機控制與記錄一體化固定式整體承載全鋼結(jié)構(gòu)雙 缸軸承壓裝機開始投入鐵路制造與檢修生產(chǎn)中。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

9、移動式油壓機，解決了壓裝滾動 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。 1.2 選題的背景與意義 滾動軸承作為鐵路貨車走行部的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到車輛運行安

10、全，始終 是中國鐵路部門關(guān)注的重點。但過去多年來，軸承質(zhì)量由于受到密封裝置、軸承 潤滑脂、保持架質(zhì)量的影響，不能滿足鐵路運輸發(fā)展對貨車的需求，每年均會發(fā) 生幾起滾動軸承熱軸、切軸事故。輪對運行中會產(chǎn)生熱軸，壓裝中偏載是軸端變 形，熱軸產(chǎn)生有兩個原因：一時軸承的加工過程造成的缺陷，二是軸承壓裝過程 不合理，如軸向游隙不符合標準，組裝不良，車輪偏重，長期慣性力的作用。熱 軸危害大，輕則使車輛不能正常影響，造成數(shù)十萬的經(jīng)濟損失，重則發(fā)生車輛顛 覆事故，危及乘客及乘務(wù)人員生命財產(chǎn)安全。壓裝過程對軸承的可靠性具有決定 性的作用，壓裝缸的設(shè)計主要為了保證軸承正確安裝，車軸正常工作，車輛性能

11、 發(fā)揮到最大。 壓裝機機體由床身、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。 1.3 研究現(xiàn)狀 目前的轉(zhuǎn)向架滾動軸承壓裝機與老式的壓裝機相比，輸出壓裝力更大，壓 裝精度有很大提高，隨著自動化和信息技術(shù)的運用，壓裝過程課實現(xiàn)自動控制， 不僅是確保壓裝質(zhì)量高，而且提高壓裝效率。 壓裝機機體由床身、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

12、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。 （一）鐵路滾動軸承的發(fā)展及現(xiàn)狀[3] 在鐵道部有關(guān)部門的組織積極配合下，解決了一系列制約滾動軸承發(fā)展的 瓶頸問題。中國的鐵路貨車滾動軸承事業(yè)正飛速發(fā)展，我國鐵路貨車軸承發(fā)展主 要分為四個方面：軸承的結(jié)構(gòu)形式、保持架形式、潤滑脂、密封裝置的變化。1978 年以前，中國鐵路開始著手使用滾動軸承替代滑動軸承，用滾動軸承代替滑動軸 承是鐵道部制定的一項重大技術(shù)政策，它可以減少列車的啟動阻力和運行阻力,增加列車牽引噸位，減少燃軸事故，保證行車安全，提高運行速度，減少列車起 動阻力85%，運行阻力

13、10%左右，加快車輛周轉(zhuǎn)，節(jié)省油脂、白合金等材料，降低 運營成本，延長車輛檢修周期等，到1980年開始，滾動軸承開始大量裝車使用， 當時使用的滾動軸承型號主要是當時滾動軸承的型號主要有97720、197720、 197726、197726和97730等,其中197726型無軸箱雙列圓錐滾子軸承是我國引進 日本技術(shù)、國內(nèi)生產(chǎn)的軸承。通過試驗，基本滿足我國使用的環(huán)境條件和線路狀 況，1978年鐵道部決定在我國鐵路貨車上裝用197726型軸承；1980年開始在新造 貨車上大量裝車使用。該型軸承成為我國貨車的主型產(chǎn)品。。鐵道部1992年10月 5日印發(fā)了《關(guān)于下發(fā)〈鐵路貨車197726型

14、滾動軸承大修工作會議紀要〉和〈鐵 路貨車197726型滾動軸承大修管理辦法〉的通知》（輛貨[1992]133號）,規(guī)定國 產(chǎn)圓柱滾子軸承大修時報廢,運用中的無軸箱短圓柱滾子軸承允許在檢修中就地 報廢。1998年1月，鐵道部車輛局對中外合資后的北京南口斯凱孚鐵路軸承有限 公司在197726型軸承基礎(chǔ)上第一步改進設(shè)計的軸承圖樣進行了批復(fù)，型號為 SKF19772矍。本次改進設(shè)計主要是軸承制造質(zhì)量和內(nèi)部微觀幾何尺寸，采用塑鋼保持架，滾子素線采用圓弧全凸度。199孫1月1日起開始生產(chǎn)SKF19772矍軸 承并裝車使用，同時該廠停止生產(chǎn)197726型軸承。關(guān)于層結(jié)構(gòu)的詳細描述請參閱 文獻[

15、2]。 （二）軸承壓裝機發(fā)展及現(xiàn)狀 壓裝機隨著鐵路車輛軸承的發(fā)展，也經(jīng)歷了更新?lián)Q代。在過去數(shù)十年中，我 國最常見的的轉(zhuǎn)向架軸承壓裝機是移動小車式的，移動小車式壓裝機優(yōu)點突出， 移動方便，操作過程簡單，但是隨著車軸與軸承的發(fā)展，軸承與軸承配合精度要 求越來越高，移動小車式壓裝機工作進度差，失敗率高，而且工人勞動強度大， 逐漸被固定式壓裝機所取代。發(fā)展至今日，固定式壓裝機功能已經(jīng)十分強大，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)，依 照修造工藝的標準，可采用軸承壓裝自動選配系統(tǒng)，利用主控機上的傳感器和測 具，獲得軸承與軸頸的各項技術(shù)參數(shù)，然后經(jīng)A/D

16、轉(zhuǎn)換后傳至單片機中經(jīng)計算， 獲得壓裝機配備數(shù)據(jù)。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。為達到軸承壓裝曲線具有真實反映壓裝質(zhì)量的目的，必須采用在 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。圓錐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。不僅大大提高壓裝質(zhì)量，也減少了工作量。 1.4本文的結(jié)構(gòu) 本文以列車滾動軸承壓裝機研發(fā)工程項目作為應(yīng)用背景，對轉(zhuǎn)向架圓錐滾動 軸承壓裝機壓裝部分的機械結(jié)構(gòu)了研究。全文共分為六章，各章的主

17、要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了轉(zhuǎn)向架圓錐軸承壓裝機的概念、特點與相關(guān)研究背景； 第二章研究了設(shè)計對象的工作過程及原理，主要是確定壓裝力等參數(shù)； 第三章研究了壓裝缸的設(shè)計計算，給出的控制方案； 第四章研究了壓裝機結(jié)構(gòu)，密封與連接原件選用； 第五章說明了壓裝部分布置使用情況； 第六章總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問題和進一步研究的方向。 6 / 24 壓裝機壓裝部分設(shè)計 第二章壓裝部分工作原理及參數(shù)確定 2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 壓裝對象：SKF19772薨軸承是北京南口斯凱孚鐵路軸承有限公司1998年生產(chǎn)并裝車使用的雙列圓錐滾動，適用于RD9車軸，采用密封罩與油

18、封一體化結(jié)構(gòu)，潤滑脂在R型潤滑脂基礎(chǔ)上加以改進，采用新型潤滑脂，大修周期為8年， 設(shè)計壽命15年。下圖為SKF19772矍軸承： 圖2-1圓錐軸承結(jié)構(gòu) 1-軸承密封組成；2-圓錐滾子；3-軸承內(nèi)圈組成; 4-中隔圈；5-軸承外圈 該軸承內(nèi)徑為130mm選配要求：軸承內(nèi)徑誤差不得大于0.0003mm軸頸測 量誤差不得大于0.0005mm 本次設(shè)計主要是針對雙列圓錐軸承壓裝機的壓裝部分進行機械設(shè)計，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，從而設(shè)計出達到要求和需要的軸承壓裝部分。 2.2 壓裝機的工作過程及原理 RD2型輪對軸承及25t軸重以上輪對軸承的壓裝

19、，壓裝工作節(jié)拍為3min,以適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和鐵路運輸高速重載發(fā)展的需要。壓裝機主要由壓裝部分（包括了軸承托架），輪對起落裝置（包括夾緊裝置）和機座構(gòu)成。壓裝部分是壓裝機 主體，通過定心頂針使壓裝部分相對于輪對占有一個正確位置，完成定位和導(dǎo)向 任務(wù)，繼而通過二級缸活塞，套杯將軸承壓裝至軸頸上。軸承托架是壓裝機的附 屬機構(gòu)，它起著支撐軸承的作用，并使軸承中心線與壓裝部分中心線，輪對中心 線基本重合。 輪對起落裝置及輪對定位裝置是轉(zhuǎn)向架圓錐滾動軸承壓裝機的重要組成部 分，其作用是在軸承壓裝前，將輪對拖到規(guī)定高度，使之相對于壓裝機部分占有 一個準確位置，對輪對進行粗定位。軸承組裝完畢，起落

20、裝置下降，將輪對放到 軌道上。夾緊部分則是保障軸承壓裝順利穩(wěn)定完成的一個保障設(shè)施。如上所述貨 車滾動軸承與輪對軸頸的配合為過盈配合，所以壓裝過程中壓力較大，在壓裝過 程中為保障輪對的穩(wěn)定，需要壓裝部分對輪對和定位裝置進行夾緊。 壓裝部分與輪對起落裝置的動作都是由液壓控制元件控制。 （一）壓裝機工作過程 （1）通過專業(yè)機械將輪對推入壓裝機 （2）按鈕控制，由輪對起落裝置將輪對托起到規(guī)定的高度（約低于壓裝機壓裝 部分中心線1?2mm本設(shè)計中壓裝部分中心線高度為1040mm,通過夾緊缸使輪對定位，使輪對離開起落裝置，輪對起落裝置退回原位 （3）將選配好的兩個SKF19772矍軸承分

21、別放在輪對兩側(cè)的軸承托架上 （4）壓裝部分快進，行程400mm將頂尖定在輪軸中心，并把軸承軸承后檔套裝 在車軸兩端軸頸上 （5）通過按鈕控制，壓裝部分工進，打印出具有位移-壓力曲線以及壓裝力、貼 靠力等有關(guān)數(shù)據(jù)記錄，壓裝時，壓力曲線應(yīng)均勻平穩(wěn)上升，曲線中部不允許存在 陡噸（壓力曲線不平滑）、降噸（壓力曲線朝數(shù)值減小的方向變化）等缺陷 8 / 24 壓裝機壓裝部分設(shè)計 i犯「軸承區(qū)裝位移TJbJ「數(shù)曲線 __I收■僅??守|，卻 |njiME… >I MO p.f一一—.—■■■■■?■―q.■--1,-—'—— 圖2-2位移-壓裝曲線圖 （6）壓裝部分

22、退回原位，確認壓裝過程合格后，夾緊裝置松開，起落裝置將輪對放開，推出輪對。 注意事項：對不符合冷壓裝技術(shù)標準的輪軸過盈配合組件，應(yīng)及時退輪檢查 配合面是否被擦傷，并進行修復(fù)。未能及時退輪的輪軸過盈配合組件，其放置時間不允許超過12小時。對達到壓裝力要求的輪軸過盈配合組件，允許原輪在原軸上重新壓裝一次；對壓裝力不足的輪軸過盈配合組件，不允許原輪在原軸上重新壓裝，原因是：退輪后，輪軸配合表面看起來粗糙度無變化，實際已經(jīng)朝粗糙度上升的方向變化了，在這種情況下，若進行重新壓裝，容易出現(xiàn)假噸（記錄儀上顯示的壓裝力數(shù)值，比實際壓裝力數(shù)值大）。 （二）壓裝部分工作原理 壓裝部分是壓裝機完成工作的最主

23、要部分，由于壓裝過程要求壓裝力較大，速度要求不高，其傳動系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)。 壓裝機壓裝部分結(jié)構(gòu)如圖： 壓裝機壓裝部分設(shè)計 11 / 24 2-3壓裝機壓裝部分結(jié)構(gòu)示圖 1.頂尖2.頂尖套3.活引套4.小銅套5.壓環(huán)6.位移傳感器支架 7.前蓋8.頂尖活塞9.內(nèi)油管10.活塞桿11.活塞12.后蓋13.后蓋板 （1）在軸承擺放，輪對定位完成后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，通過油管供油，一級 缸工作，由頂尖活塞推出，頭套帶動頂尖推出，行程為200mm頂尖頂住車軸中 心處 （2）二級缸工作，活塞與軸承托架通過螺紋連接，活塞前移

24、同時帶動軸承移動， 同時通過導(dǎo)向套筒推動套杯推出，控制系統(tǒng)記錄貼緊壓力值保壓5秒，將軸承壓 入軸頸 （3）壓裝完成后，二級缸活塞由油液推動退回，之后，一級缸活塞退回。 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，從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式， 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)。本設(shè)計中由于壓裝過程中壓裝機構(gòu)分兩步動作，輸出的的壓力值差距 較大，采用二級液壓缸結(jié)構(gòu)，這樣不僅滿足壓裝過程力的要求，同時根據(jù)工況， 速度有所提高，提高了壓裝效率。 2．3確定壓裝機主要參數(shù)

25、 軸承壓裝機的主要性能和參數(shù) （1）最大壓裝力參照中華人民共和國鐵道行業(yè)標準TB/T1701-2005表 2:SKF197726W承需要壓裝力不小于196KN最大貼緊力R3.11D666,R為最大壓裝力，D為輪軸配合直徑，為130mm最大貼緊力取475KN 2）壓裝缸行程 3）外形尺寸 4）許用壓力 5000*850*1500mm 400mm 高壓9.5Mpa 低壓2.5Mpa 5）總功率11.3Mpa 6）輪對最大直徑915mm（客車標準輪徑） 輪對最小直徑760mm 7）重量8000kg 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

26、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 第三章壓裝缸的設(shè)計計算 3.1 壓裝缸的計算 （ 1）壓裝缸負載計算 已知壓裝力為196KN最大壓裝力為475KN并彳^壓5s （ 2）確定壓裝缸的工作壓力 系統(tǒng)分別有高壓和低壓，高壓處最高為9.5Mpa,低壓處最高為2.5Mpa,不得超過此數(shù)值，具體參考壓裝機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 壓裝機壓裝部分設(shè)計 3.2 確定壓裝缸的幾何參數(shù) 壓裝缸尺寸計算： (1)液壓缸工作壓力的確定 工進時為9.5Mpa,快進時為2.5Mpa (2)液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 圖3-1壓裝缸示意圖

27、 D 二級缸缸體內(nèi)徑，單位 mm d1 二級缸活塞桿外徑，單位 mm d2 一級缸內(nèi)徑，單位mm d3 ——一級缸活塞桿外徑，單位 mm -4R pi p3 cm (3-1) R——為最大壓裝力475/KN cm P1 P3 -機械效率，取0.95 為最大輸出壓力9.5 Mpa 為系統(tǒng)背壓，在這取0計算，即無背壓 D= 4 475KN 9.5Mpa 0 0.95 (3-2)  D=259mm(3-3) 查機械設(shè)計手冊(GB/T2348-1993)取D=250mm 取d1=160mmd2=125mmd3=90mm (3)壓裝缸壁厚和外徑的計算 液壓

28、缸的壁厚通過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壁 圓筒和厚壁圓筒。 10 液壓缸的內(nèi)徑與其壁厚的比值 (3-4) 則圓筒稱為薄壁圓筒。具計算公式為： pyD -(3-5) 式中——液壓缶!壁厚(m D——液壓缶!內(nèi)徑(m py——試驗壓力，一般取最大工作壓力的(1.25-1.5)倍 ——缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：無縫鋼管：100110Mpa 一級缸的內(nèi)徑計算 py21.52.5Mpa3.75Mpa(3-6) d1160mm(3-7) 10

29、0Mpa(3-8) 3.75Mpa 160Tlm 2 100Mpa 2.63mm (3-10) 查機械設(shè)計手冊表23.66-59 采用外徑為160mm壁厚為18mmt料為20鋼無縫鋼管。 同理取活塞桿材料為外徑90mm壁厚5mm勺無縫鋼管。 二級缸的內(nèi)徑計算 py11.59.5Mpa14.25Mpa(3-11) D250mm,100Mpa pyiD 14.25Mpa250mm“ 18mm 2100Mpa (3-12) 查機械設(shè)計手冊表23.66-59 采用外徑為325mm壁厚為38mmi勺HT200 (4)液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可

30、根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，并參照機械設(shè)計手冊表23.6-35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 3.3壓裝缸各零部件選用及尺寸計算 (1)蓋厚度的確定 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 無孔時 0.433 (3-13) 0.433 (3-14) 有孔時 16 / 24 式中t—缸蓋有效厚度(mrm D2——缸蓋止口內(nèi)徑(mm d。一一缸蓋孔的直徑(mm 一級缸缸蓋厚度計算 后缸蓋 t1 0.433D2 (3-15)  前缸蓋

31、取 t2=15mm t2 t1 67mm(3-17) (3-16) 二級缸缸蓋厚度計算 后缸蓋 t3 40.86 mm (3-18) 取 t3=45mm 前缸蓋 t4 0.433D2 py2 (D2 d0) 0.433 250 3.75 250 100 250 130 (3-19) 30.25mm 取14=45mm. (2)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 L 20 D 180 125 71.5mm (3-20) 2 20 2 式中

32、L ——液壓缸白^最大行程； D ——液壓缸內(nèi)徑。 活塞的厚度B 一般取B 0.6 1.0 D ；缸蓋滑動支承面的長度li ,根據(jù)液 壓缸內(nèi)徑而定； 當D<80mm寸，取1i 對一級缸最小導(dǎo)向長度 0.6: 0.1 D ;當 D>80mm\ 取 1i 0.6: 0.1 do H — 20 D 180 2 20 125 2 71.5mm (3-21) 活塞寬度及滑動支承面的長度l1 1i 0.7d 0.7 90 63mm (3-22) 因 li B 63 96 0.6 D 159mm 對二級缸最小導(dǎo)向長度 0.6 2H L D 40

33、0 H 一 一 20 2 20 160 96 mm (3-23) 143mm,故無需設(shè)計隔套 250 145mm 2 (3-24) 活塞寬度及滑動支承面的長度1i 11 0.7d 0.6 160 96mm (3-25) B 0.6D 0.6 250 150mm (3-26) 為保證最小導(dǎo)向長度H, 套長度取24mm (3缸體長度的確定 在缸蓋與活塞之間增加一隔套 K來增加H的值，隔 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 一級缸缸體內(nèi)部長度

34、20-30 倍。 L1 t3 t4 572 45 45 662mm (3-27) Li l B 180 96 276mm (3-28) 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 L1 L B C 400 150 22 572mm (3-29) 缸體外形尺寸為 L1t3t4 5724545662mm (3-30) 壓裝機壓裝部分設(shè)計 缸體長度為662mm。 20 / 24 第四章壓裝缸的結(jié)構(gòu) 4.1壓裝缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）缸體與缸蓋的連接形式壓裝液壓缸

35、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： 同樣其也具有以下缺點: 1） 2） 1） 2） 3） 外形尺寸小重量較輕 端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求較高拆裝時需用專用工具擰端蓋時易損壞密封圈 2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參考機械設(shè)計手冊表23.6-42 一級缸工作壓力大，活塞直徑較小，活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)采用整體式結(jié)構(gòu)； 二級缸活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)采用螺紋連接。 （3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 參考機械設(shè)計手冊表23.6-47 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

36、塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為端蓋直接導(dǎo)向。 （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(jié)型密封圈，型號：Y110X90X16GB10708.1-89以及Y185X160X20GB10708.1-89,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：V250X220X49.5GB10708-89,摩擦阻力大，耐久性好。 （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，由于具有較大動量，會產(chǎn)生液壓沖擊和噪音，甚至使活塞與缸筒 端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞，嚴重影響工作精度并損壞整個系統(tǒng)及元件的

37、損壞。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，為了保證壓裝過程平穩(wěn)，一般壓裝速度不超過10mm故本機不需要設(shè)置緩沖裝置。 （6）液壓缸的排氣裝置 液壓缸第一次使用，或者長時間停止工作，液壓系統(tǒng)中的介質(zhì)會因為自身重 力作用或其他原因流出，致使系統(tǒng)中進入空氣。如果壓裝缸或油液中混入空氣， 將會使壓裝缸動作不平穩(wěn)，嚴重影響壓裝質(zhì)量，因此在壓裝機工作之前要確保將 系統(tǒng)種的空氣排盡，排氣裝置最常見是在缸體最高位置設(shè)置排氣裝置，因為氣體 往往聚集在這里。排氣裝置通常有2種，一種是在缸體最高處開排氣孔，并用管 道連接排氣閥進行排氣；還有一

38、種是直接在液壓缸最高位置安裝排氣閥。兩種排 氣裝置都是在液壓缸排氣時打開，排氣完成后關(guān)閉。通過活塞全行程往返移動數(shù) 次排出氣體。液壓系統(tǒng)不在設(shè)計范圍內(nèi)，圖上不予體現(xiàn)。 (7) 傳感器和調(diào)理器的選用 本機選用壓阻式壓力傳感器，型號為CYG-30量程為16/Mpa,該傳感器芯片采用特殊工藝封裝，可靠性高，密封性好，頻響高，精度高，穩(wěn)定性好。適用 于多種非蝕性氣體，內(nèi)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

39、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。 考慮到本設(shè)計主要針對壓裝機壓裝部分的機械結(jié)構(gòu)，傳感器和調(diào)理器就不在圖紙上體現(xiàn)。 (8)活塞桿穩(wěn)定性的驗算 兩級壓裝缸承受軸向壓縮載荷，參考設(shè)計手冊，若支承長度LB與活塞桿直 徑d之比小于10，則無須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性。否則，應(yīng)校核活塞桿的縱向 抗彎強度或穩(wěn)定性。 液壓缸支承長度LB是指活塞桿全部外伸時，液壓缸支承點與活塞桿前端連 接處之間的距離；d為活塞桿直徑。本設(shè)計中LB明顯小于10d,故可以不考慮活塞桿的穩(wěn)定性。 壓裝機壓裝部分設(shè)計 第五章壓

40、裝機壓裝部分裝配 5.1 壓裝部分裝配與調(diào)整 壓裝機構(gòu)裝配一般應(yīng)著重考慮以下原則： (1)保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，并力求提高裝配質(zhì)量，以延長產(chǎn)品的使用壽命； (2)合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝配工作量； (3)提高裝配工作效率，縮短裝配周期； (4)盡可能減少車間的作業(yè)面積，力爭單位面積上具有最大生產(chǎn)率。 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

41、，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。為了保證 產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和延長產(chǎn)品的使用壽命，特別是對于像密封元件，精密元件以及有特殊清洗要求的零件，裝配前要進行清洗。其目的是去除零件表面的油污及機械雜質(zhì)，防止油污或雜質(zhì)造成堵塞油路，腐蝕零件。清洗的方法有浸洗、擦洗、噴洗和超聲波清洗等。裝配工作的完成要依靠大量的聯(lián)接，聯(lián)接方式一般有以下兩種：可拆卸聯(lián)接與不可拆裝連接，壓裝機大多采用可拆卸聯(lián)接，保證相互聯(lián)接的零件拆卸時不受任何損壞，而且拆卸后還能重新裝在一起，如缸體與端蓋采用外螺紋聯(lián)接，壓裝部分與支架，支架與底座之間都通過六角螺釘聯(lián)接。 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

42、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)SKF19772褥口352226型軸承。 壓裝機的液壓系統(tǒng)是保證其功能的最重要一環(huán)，該系統(tǒng)包含了動力裝置，控制元件，執(zhí)行元件和輔助元件。其中，液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機械能的裝置，主要有液壓缸和液壓馬達兩類，壓裝部分選用的是二級液壓缸，把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機械能，從而對外做功。 液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操

43、作方式可以分成人力操縱閥、機械操縱法、電動操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設(shè)出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標，我們能夠設(shè)計不同統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個原理圖是用液壓機械符號來表示的。之后通過計算選擇液壓器件，進而再完成系統(tǒng)的設(shè)計的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 5.2 裝配場地與環(huán)境： 1 .油缸裝配應(yīng)在專門的工作間或裝配區(qū)內(nèi)進行，溫度應(yīng)保持在常溫，應(yīng)遠離風(fēng)口、粉塵、切削

44、加工區(qū)，空氣清新、無灰塵、無噪音；避免強光直射。 2 .裝配間應(yīng)備有安裝平臺及足夠的工位器具、裝配周轉(zhuǎn)車、吊裝與起重設(shè)備及以下專用基本設(shè)備。 a：裝缸機； b：另件缸筒清洗機，用于加熱清洗另件； c：試壓設(shè)備，用于油缸試壓； d：風(fēng)管，用于清洗后的另件吹凈吹干； 3 .車間應(yīng)設(shè)置裝配工作臺，臺面上應(yīng)鋪設(shè)耐油橡膠板或鋁板，避免另件產(chǎn)生碰撞傷與劃痕，應(yīng)配置另件安裝架或安裝筐。 4 .車間除配備常用工具外，應(yīng)配備一些專用工具如力矩扳手，鉛錘或銅錘、銅棒、尼龍棒、電熱鍋、風(fēng)槍等。 5 .裝配間吊裝盡量使用吊裝帶，不用鋼絲純或麻純，前者容易碰傷另件或器具,后者容易產(chǎn)生絲屑影響另件清潔度。

45、 6 .應(yīng)特別重視文明生產(chǎn)，工作有序，文明操作，堆放有序，地面清潔經(jīng)常用廢油洗刷，保持地面原色。 7 .3裝配過程 1 .預(yù)裝配 (1)密封件預(yù)組裝 a：在端蓋內(nèi)溝槽中組裝密封圈、導(dǎo)向套，應(yīng)根據(jù)不同的孔徑和密封形式選用不同的安裝工具；孔徑較小時可在油或熱水中(80-120C)加熱后，進行組裝；b:密封件組裝完畢后，應(yīng)檢查是否全部安裝到位，是否有剩余的密封件未裝完,防止漏裝密封件； c：將完成密封件組裝的零部件置于整潔的工作臺上，并用干凈的軟布或塑料薄 22 / 24 壓裝機壓裝部分設(shè)計 膜覆蓋，防止灰塵與雜物落入。 （2）預(yù)裝配 a：依次將完成密封件組裝的零部件進

46、行預(yù)裝配； b：裝配時要保證密封圈或?qū)蛱撞恢苯釉跍峡p、鉆孔或粗糙的表面上推過； c：檢查各零部件的配合情況，密封圈不要裝得過松或過緊（過松或過緊會造成 液壓缸摩擦力不均勻產(chǎn)生爬行、滲漏等現(xiàn)象）。 2 .總裝配 a：將完成預(yù)裝配部件的配合表面，涂抹潤滑油脂； b：預(yù)裝配部件安裝后根據(jù)順序進行連接、固定； ① 活塞桿上組件安裝如套入導(dǎo)向套，安裝活塞，攻騎縫螺釘?shù)?，然后裝入缸筒。 ② 裝導(dǎo)向帶時可先涂油，將導(dǎo)向帶粘住，裝多道導(dǎo)向帶時，切口應(yīng)錯開。再裝 入缸孔中。 ③ 裝配時應(yīng)注意保持中心，避密封件損傷，但一旦發(fā)生密封件被切損傷，應(yīng)立 即更換。 ④ 活塞桿部件裝入后，即擰入螺

47、釘或螺紋，螺釘上應(yīng)涂粘固劑結(jié)合平面應(yīng)涂膠 接劑，以增連接強度與密封性。 ⑤ 上螺釘時應(yīng)先擰對應(yīng)3?4個螺釘再擰其余螺釘，注意扭力不要太大，最后用 力矩扳手鎖定。油缸裝配后應(yīng)及時在油口加料堵，避免灰塵，鐵屑雜物進入腔內(nèi)。 方油口應(yīng)加保護板，保護密封平面不被破壞。 裝配完成后，裝配工應(yīng)進行自檢、互檢，并提交檢驗員試壓檢驗，液壓缸裝 配后必須按照國家規(guī)定及現(xiàn)行我國機械行業(yè)的有關(guān)標準，進行出廠試驗。 25 / 24 第六章結(jié)論 6.1 論文總結(jié) 在鐵路高速發(fā)展的今天，鐵路提速是當前技術(shù)進步的主題，制約提速的關(guān)鍵 技術(shù)之一是走行部的制造和檢修技術(shù)的滯后。而車輛輪對是走行部最為關(guān)

48、鍵的部 件，其質(zhì)量的好壞和組裝精度的高低直接影響提速安全。因此對鐵路車輛輪對的 加工裝配，歷來受到鐵路行業(yè)的重視。 1、 主要工作及結(jié)論 (1) 熟悉圓錐滾動軸承工作及結(jié)構(gòu)，掌握壓裝機液壓系統(tǒng)在工作過程中壓裝 部分的供油線路。 (2) 本設(shè)計中壓裝機壓裝部分采用的是二級液壓缸結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊有利于提 高精度，改善壓裝質(zhì)量。 (3) 對于新型的壓裝機，能夠打印位移——壓力曲線是其重要的標志，可以 根據(jù)該曲線判斷壓裝過程是否正常。 (4) 壓裝部分與夾緊裝置輪對起落裝置由同一液壓系統(tǒng)控制，整個壓裝過程 統(tǒng)一控制，動作流暢，提高了壓裝效率。 2、 存在的問題 (1) 目前壓裝

49、機工進時輸出壓力大，且精度要求大，壓裝動作慢而平穩(wěn)，速 度相當慢，完整的壓裝過程大約需要3分鐘，一般修造列車時，壓裝任務(wù)很重， 如果添置機器增加大量人手和經(jīng)濟成本，所以應(yīng)盡可能縮短壓裝時間。 (2) 很多情況下，軸承第一次壓裝過程并不能成功，壓裝失敗后，如果軸承 和軸頸未損壞，需要重新壓裝，如果壓裝再次失敗，則需要進行下一組安裝，出 現(xiàn)狀況不能及時報警，卸下問題的軸承，重新來過，影響壓裝效率。 (3) 壓裝部分采用整體式二級液壓缸的結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)密封性，精度要求比較 高，裝配過程也比較大，壓裝機結(jié)構(gòu)有待進一步改善。 6.2感想 軌道車輛修造是近年來發(fā)轉(zhuǎn)較快的行業(yè)，車輛速度性能的

50、提高的離不開修造 技術(shù)的進步，軸承壓裝是修造中重要的一個環(huán)節(jié)，通過這次的設(shè)計，我深入了解 了軸承壓裝的設(shè)備，工藝，拓寬了專業(yè)知識面，通過設(shè)計過程和CADffl紙的繪制， 鞏固了這四年學(xué)習(xí)的機械設(shè)計，機械制圖，車輛修造，液壓傳動的知識，培養(yǎng)了 我對設(shè)計工作認真、細心加大膽的態(tài)度。 參考文獻 [1] ?李曉西,馬全明,張從鵬,等.軸承壓裝機壓裝過程自動控制的實 現(xiàn)[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003,15(1):5458. [2] ?齊宏志,聶欣然.鐵路貨車滾動軸承壓裝機與軸承壓裝質(zhì)量[J]. 鐵道車輛,2001 [3] ?尹珊波,胡軍科.鐵路貨車軸承壓裝機液壓同步控制措施[J]

51、.鐵 道車輛,2005 [4] ?牛剛,錢文博,王寧,等.貨車輪對滾動軸承壓裝機計算機測 控系統(tǒng)研究[J].鐵道機車車輛,2004 [5] ?劉勝勇.軸承壓裝曲線不良原因分析[J].機車車輛工藝,2005 [6] ?彭少雄.貨車滾動軸承壓裝機液壓系統(tǒng)泄漏對壓裝質(zhì)量的影響 [J].鐵道車輛,1998 [7] 黃達勝,李克明.197726型軸承壓裝力與壓裝力曲線的探討[J]. 鐵道車輛,1996 [8] ?李耿，宗光華.PC機與PLC串行通信的實現(xiàn)[J].微計算機信 息,2002 [9] ?孟慶江,鄧立,范文明.軸承壓裝力曲線不合格的原因及處理 [J].鐵道車輛,2003 [10] ?中華人民共和國鐵道部.鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則 [M].北京:中國鐵道出版社,2007.