汽车大梁生产线全液压铆接机液压系统设计说明书

前言

液压系统的设计是整机设计的一部分，通常设计液压系统的步骤的内容大致如下：

（1）：明确设计要求，进行工况分析；

（2）：确定液压系统的主要性能参数；

（3）：拟订液压系统系统图；

（4）：计算和选择液压件；

（5）：估算液压系统的性能；

（6）：绘制工作图，编写技术文件。

明确设计要求，就是明确待设计的液压系统所要完成的运动和所要满足的工作性能。具体应明确下列设计要求：（1）主系统的类型，布置方式，空间位置；

（2）执行元件的运动方式，动作循环及其范围；

（3）外界负载的大小，性质几变化范围，执行元件的速度机器变化范围；

（4）各液压执行元件动作之间的顺序，转换和互锁要求；

（5）工作性能如速度的平稳性，工作的可靠性，装换精度，停留时间等方面的要求；

（6）液压系统的工作环境，如温度及变化范围，湿度，震动，冲击，污染，腐蚀或易燃等。

（7）其他要求，如液压装置的重量，外形尺寸，经济性等方面的要求。

一、总体设计思路

（1）该铆接机是汽车大梁铆接生产线中的铆接设备，该机由液压站（包括油箱、电动机、液压发生器等）电器控制箱、铆钳、铆接动力液压缸、悬吊装置、小车等部分组成。

2）液压装置采用液压站的行式，板式液压阀装在一个集成块的四个侧面上，进排油管路布置在集体成块下面，输出、回油管路不止在集成块顶面；增压器为分离结构。集成块体兼做增压器高压小缸，大缸单独制作，小缸和大缸同过螺钉连为一体，液压装置结构紧凑，装配维护方便。

3）液压回路：该液压系统中采用了三种回路：

①调压回路，系统中采用了单级调压回路，在泵1的出口处设置并联的溢流阀来控制泵出口的最高工作压力，从而达到系统工作时所需的压力。

②设有增加回路，系统采用了但作用增加器的增压回路，系统选用的低压油泵，如果只用泵的输出的最高工作压力，且无法完成铆接时所需的高压工作压力，如果采用高压油泵，从工作要求上考虑时，可行的，但是从经济高度上考虑是不划算的，所以系统中没了单作用增加器的增压回路，以提高铆接中所需的工作压力，这样不管是从工作角度，还是从经济角度上考虑，都是非常合理的。

③采用了调速阀的节流调速回路，由于液压系统中的流量是不稳定，从而导致液压缸的液压杆的运动速度也不稳定，所以回路中设有调速阀来调速，这样就确保了铆接中运动的平稳，从而大大提高了铆接的综合性能。

二、设计内容及要求

1．主机功能结构：

全液压铆接机系统是汽车大连铆接生产线中的设备（如图1），该机由液压站（包括油箱、电动机、液压发生器等）、电气控制箱、铆钳、铆接动力液压缸、悬吊装置、小者等部分组成。该铆接系统中的动力源是三相异步电机，动执行元件是动力液压缸6，系统中的液压控制元件都在液压发生器4中，通过电气控制箱2的控制，能实现点动、单行

自动和连续自动。（如图1-1）

2．铆接机系统参数：

已知铆接机系统工作时轴向铆压力F t=？，往复运动加速，减速的惯性力F m=550牛，静摩擦阻力F f s=1500牛，动摩擦阻力F f s=800牛，快进快退速度V1==V3=0.2m/s.工作进给时速度V2=0.0015m/s.快进行程L1=0.35 m，工进行程长度L2=0.02m 。由于铆接机为自动化线的一台设备。铆接机的动作顺序：快速进给—工作进给—快速退回—停留卸荷。

3、铆接机的制造及技术经济性问题

该铆接机为一般技术改造中自制的专用设备，所以力求结构简单，投产快，工作可靠，只要零部件能适应普通汽车加工厂的加工能力，配合电气控制可以实现点动、单行程自动和连续自动。

三、设计方法与步骤

1、最大负荷的计算：

该系统是用于汽车大梁生产线的液压铆接机，经过网

上查取资料和图书馆的资料可以得到，汽车大梁铆钉的直径

为10MM—20MM，因而以最大的直径来设计该系统来确保系统

的工作安全运行。

铆钉的材料一般选取16Mn,依照机械工程材料和工程

力学资料可以得到有关铆钉的下列参数：

16锰钢 E / 200~300

V/0.25~0.33

其中 E 为弹性摸量

V 为横向变形系数

弹性摸量是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。

屈服点和抗拉强度反映材料强度的指标。

伸长率和断面收缩率则反映塑性的指标

国家规定，取对应于式样产生0.2‰塑性应变时的应力

值为材料的屈服强度。

当材料的应力达到屈服点时就会产生显著的塑性变形。

要使铆钉能够铆合，必须使其发生塑性变形。才能符合要求。

在铆接工艺的设计中，铆接强度是一个主要的设计参数，它关系到铆接件的牢固度及耐用度，是设计人员必须考虑的问题。就铆接工艺而言，其破坏主要有以下几种情况：

设计接工艺时，通常是根据承载情况及具体要求，按照有关专业的技术规范或规程，选出合适的铆接类型及铆钉规格，进行铆缝的结构设计（如按照铆缝型式及有关要求布置铆钉等），然后分析铆缝受力时可能的破坏形式（上图）；并进行必要的强度校核。

现以下图所示的单排搭接柳缝进行静强度分析。取图中宽度等于节距t（即垂直于受载方向的钉距）的阴影部分进行计算（设边距e合乎规范要求，不致出现上图所示的破坏形式）。

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