機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計
機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計,機車,輪對,軸承,裝機,液壓,系統(tǒng),設計
畢業(yè)設計(論文)中期報告
題目:機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計
系 別 機電信息系
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級
姓 名
學 號
導 師
2013年 3 月 15 日
1. 目前進度
機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)總體方案的初步設計,部分計算。
2. 工藝過程
推入輪對→輪對頂升→伸套定位→輪對鎖緊→壓裝軸承→伸套桿、壓裝桿退回,鎖緊裝置退回→落對→送對。
3. 液壓系統(tǒng)的初步方案設計
(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,油液經過沉淀、冷卻后再進入液壓泵的進口。
(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
由于我們所要設計的液壓系統(tǒng)服務于重型運輸機械,根據(jù)各類機械的常用系統(tǒng)壓力我們選定系統(tǒng)初定壓力為20MPa。
(4) 選擇執(zhí)行元件
在該系統(tǒng)中,要求所有的執(zhí)行元件作直線運動,并且只要求一個方向工作、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20MPa選用柱塞泵,由于系統(tǒng)要求高效節(jié)能,應選用變量泵。
(6) 選擇換向回路
該系統(tǒng)液壓設備自動化程度較高,應選用電動換向。執(zhí)行元件較多,可選用多路換向閥。
(7) 選擇調速方式
該系統(tǒng)采用變量泵調速。
4. 液壓系統(tǒng)原理圖
圖1 液壓系統(tǒng)原理圖
1-變量柱塞泵;2、11-單向閥;3-先導式溢流閥;4、12-二位四通電磁換向閥;5、6、7、8-三位四通電磁換向閥;9、10-順序閥;13-液壓鎖;14、15、16、17、18、19-壓力繼電器;20-頂對液壓缸;21-送對液壓缸;22-鎖緊液壓缸;23-伸套壓裝液壓缸;24、25-節(jié)流閥
圖示為軸承壓裝機的液壓系統(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式溢流閥3設定,卸荷由二位四通電磁換向閥4控制,單向閥2用于防止油液倒灌。系統(tǒng)有頂對液壓缸20、送對液壓缸21、鎖緊液壓缸22、伸套壓裝液壓缸23等4個并聯(lián)的執(zhí)行器,分別采用三位四通電磁換向閥5、6、7、8控制其運動方向;鎖緊缸22通過液壓鎖13實現(xiàn)輪對的鎖緊;液壓缸23的無桿腔油路設有順序閥9和節(jié)流閥25,用于壓裝結束后換向前的釋壓控制,以減小壓力沖擊;順序閥10用作缸23的背壓閥。系統(tǒng)中的壓力繼電器14、15、16、17、18、19作為系統(tǒng)的發(fā)信裝置,用于系統(tǒng)工作循環(huán)的自動控制。
系統(tǒng)工作時,空載啟動液壓泵,然后電磁鐵1YA通電使換向閥4切換至下位,系統(tǒng)升壓。輪對推入后,電磁鐵4YA通電使換向閥5切換至左位,液壓泵1的壓力油經單向閥2和換向閥5進入頂對缸20的無桿腔,活塞桿頂起輪對;延時后,電磁鐵6YA通電使換向閥6切換至左位,泵1的壓力油經閥2和換向閥6進入缸21的無桿腔,活塞桿頂出使V形道軌翻轉;到位后壓力繼電器19發(fā)信,電磁鐵4YA、6YA斷電使換向閥5和換向閥6均復至中位,2YA、8YA通電使換向閥8和7切換至左位,泵1的壓力油經閥2后,經換向閥8進入壓裝缸23的無桿腔,經換向閥7和液壓鎖13進入鎖緊缸22的無桿腔,伸套桿伸出定位,因有閥10造成的回油背壓,壓裝桿不動,此時在節(jié)流閥24作用下,鎖緊缸22在伸套定位后將輪對鎖緊,并由壓力繼電器16發(fā)信使8YA斷電,換向閥7復至中位,由液壓鎖13鎖緊;此后系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高,克服背壓,壓裝桿伸出實現(xiàn)壓裝。壓裝完成后,壓力升高使繼電器15發(fā)信,電磁鐵10YA通電使換向閥12切換至上位,首先,液壓缸23的無桿腔經閥9和25釋壓(釋壓時間由節(jié)流閥25的開度決定),然后,電磁鐵2YA斷電,3YA、9YA延時通電后使換向閥8和換向閥7均切換至右位,液壓泵1的壓力油經換向閥8和單向閥11進入缸23的有桿腔,經閥7和液壓鎖13進入缸22的有桿腔,伸套桿與壓裝桿一起退回,鎖緊缸也退回。到位后,壓力繼電器14發(fā)信,電磁鐵3YA、9YA斷電使換向閥8和7均復至中位,5YA通電使換向閥5切換至右位,泵1的壓力油進入缸20的有桿腔,實現(xiàn)落對且送對,10YA斷電使換向閥12復位,恢復可壓裝狀態(tài)。此后,壓力繼電器18發(fā)信,電磁鐵7YA通電使送對缸復位。最后,壓力繼電器17發(fā)信使5YA、7YA、1YA斷電而使系統(tǒng)復原。
電磁鐵動作表
電磁鐵
輪對頂升
伸套定位
輪對鎖緊
壓裝軸承
伸套桿壓裝桿落回
落對送對
復原
1YA
+
+
+
+
+
+
2YA
+
+
+
3YA
+
4YA
+
5YA
+
6YA
+
7YA
+
8YA
+
9YA
+
10YA
+
5. 液壓缸部分計算
1 已知系統(tǒng)初定壓力,液壓缸最高工作壓力,,;
根據(jù)上述已知條件,算得:;
2 該液壓系統(tǒng)所有液壓缸全為單活塞桿液壓缸,分析得:其中頂對液壓缸、送對液壓缸、鎖緊液壓缸的最大工作壓力都相同,,由于上述三個液壓缸回路無背壓,視其背壓都為,因此不考慮背壓的影響;
算得:
根據(jù)國家標準GB/T2348-1993圓整、
3 其中伸套壓裝液壓缸因有順序閥10造成的背壓,所以要考慮回油背壓,假定初定背壓值,(其中無桿腔有效面積等于有桿腔面積兩倍,即),則:
由,可知活塞桿直徑:
根據(jù)國家標準GB/T2348-1993圓整、
按標準直徑算出:
6. 存在問題及解決措施
(1) 電動機的選擇和計算;
根據(jù)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件的工作過程來進行進一步計算,來求得所需電動機的功率P。
(2) 液壓缸各工作階段的工作壓力、流量和功率的計算。
根據(jù)液壓缸的速度和負載圖以及液壓缸的有效面積,進而算出液壓缸工作過程各階段的壓力、流量和功率。
7. 后期工作安排
(1)最終方案設計的確定改進;
(2)完成整個液壓系統(tǒng)的設計計算;
(3)畫出CAD圖
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