WY型滚动式轴承压装机
目 录
目 录 --------------------------------------------------------------------1
中文摘要 --------------------------------------------------------------------3
Abstract -------------------------------------------------------------------3
第1章 绪论 -----------------------------------------------------------------3
1.1 概述---------------------------------------------------------------------4
1.2 WY型滚动式轴承压装机简介------------------------------------------------5
第2章 设计内容及任务要求----------------------------------------------------6
2．1 设计内容及要求----------------------------------------------------------6
2．2 液压系统的设计流程------------------------------------------------------6
第3章 液压系统的设计计算----------------------------------------------------7
3.1 轴承压装机液压缸的设计及计算---------------------------------------------7
3.1.1 分析工况及设计要求，绘制液压系统草图--------------------------------7
3.1.2 计算液压缸的外负载--------------------------------------------------9
3.1.2.1 压装缸-------------------------------------------------------9
3.1.2.2 夹紧缸-------------------------------------------------------9
3.1.2.3 顶起定位缸---------------------------------------------------9
3.1.2.4 确定系统的工作压力-------------------------------------------9
3.2 确定液压缸的几何参数-----------------------------------------------------9
3.2.1 压装缸尺寸计算------------------------------------------------------9
3.2.1.1 液压缸工作压力的确定----------------------------------------9
3.2.1.2 液压缸内直径D和活塞杆直径d的确定--------------------------9
3.2.1.3 液压缸壁厚和外径的计算--------------------------------------10
3.2.1.4 液压缸工作行程的确定----------------------------------------11
3.2.1.5 缸盖厚度的确定----------------------------------------------11
3.2.1.6 最小导向长度的确定------------------------------------------12
3.2.1.7 缸体长度的确定----------------------------------------------13
3.2.1.8 活塞杆稳定性的验算------------------------------------------13
3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定-----------------------------------------------13
3.2.2.1 液压缸工作压力的确定----------------------------------------13
3.2.2.2 液压缸内直径D和活塞杆直径d的确定--------------------------13
3.2.2.3 液压缸壁厚和外径的计算和选取--------------------------------14
3.2.2.4 液压缸工作行程的确定---------------------------------------14
3.2.2.5 缸盖厚度的确定----------------------------------------------14
3.2.2.5 最小导向长度值的确定----------------------------------------15
3.2.2.7 缸体长度的确定----------------------------------------------15
3.2.2.8 计算液压缸主要零件的强度和刚度------------------------------
16
3.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定--------------------------------------------17
3.2.3.1 液压缸工作压力的确定----------------------------------------17
3.2.3.2 液压缸内直径D和活塞杆直径d的确定--------------------------17
3.2.3.3 液压缸壁厚和外径的计算和选取--------------------------------17
3.2.3.4 液压缸工作行程的确定----------------------------------------18
3.2.3.5 缸盖厚度的确定----------------------------------------------18
3.2.3.6 最小导向长度的确定------------------------------------------18
3.2.3.7 缸体长度的确定----------------------------------------------19
3.2.3.8 计算液压缸主要零件的强度和刚度------------------------------19
3.3 液压缸的结构设计---------------------------------------------------------20
3.3.1 压装液压缸的结构设计------------------------------------------------20
3.3.1.1 缸体与缸盖的连接形式----------------------------------------20
3.3.1.2 活塞杆与活塞的连接结构--------------------------------------21
3.3.1.3 活塞杆导向部分的结构----------------------------------------21
3.3.1.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用----------------------------------21
3.3.1.5 液压缸的缓冲装置--------------------------------------------21
3.3.1.6 液压缸的排气装置--------------------------------------------21
3.3.2 夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计------------------------------------21
3.4 液压系统元件的分析和选择-------------------------------------------------22
3.4.1 确定供油方式--------------------------------------------------------22
3.4.2 调速方式的选择------------------------------------------------------22
3.4.3 速度换接方式的选择--------------------------------------------------22
3.4.4 夹紧回路的选择------------------------------------------------------23
3.4.5 定位回路的选择------------------------------------------------------23
3.4.6 传感器和调理器的选择------------------------------------------------23
3.5 液压站的结构-------------------------------------------------------------23
3.5.1 压装机液压站元件的组成----------------------------------------------23
3.5.2 液压油的选择--------------------------------------------------------24
3.6 液压缸的调整-------------------------------------------------------------24
3.6.1 压装液压缸的调整----------------------------------------------------24
3.6.2 顶起定位液压缸的调整------------------------------------------------24
3.7 压装机及其环境的布置-----------------------------------------------------25
设计总结---------------------------------------------------------------------26
鸣谢-------------------------------------------------------------------------27
参考文献---------------------------------------------------------------------28
中文摘要
WY型货车轮对滚
动轴承压装机是用于铁路车辆滚动轴承压装的专用设备，该设备适用于铁路货车车辆的新造以及检修时压装197726、352226型轴承。广泛应用于各车辆厂、车辆段、车辆大修厂及煤矿铁路运输单位。本次设计是根据湛江火车站机修厂的资料和其工作现场情况，设计出达到压装要求的轴承压装机。本文主要是针对WY型货车轮对轴承压装机的机械液压部分进行设计。
关键词：滚动轴承；压装；机械；液压
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
WY型滚动式轴承压装机设计
机械设计制造及其自动化，1304061187，赵晨阳
指导老师：董康成
第1章．绪论
1．1 概述
WY型滚动式轴承压装机是一台具有自动记录铁路车辆滚动轴承压装时产生的位移－－压力关系曲线及有关数据的新一代滚动轴承压装机。
我国铁路车辆自七十年代采用滚动轴承以来，在滚动轴承的压装工艺上，经历了七十年代的移动式油压机，八十年代的具有记录时间－－压力曲线及有关数据的固定式滚动轴承压装机。随着时代的不断进步，老产品的淘汰，新产品的涌现是历史的必然。七十年代的移动式油压机，解决了滚动轴承最基本的要求，但市劳动强度较大，工作效率较低，而且压力计量采用人工测量的误差也大，有关数据靠手工填写容易产生差错，这些缺点很突出。八十年代出现的固定式滚动轴承压装机，能够自动测量和记录每条轮对轴承压装技术参数，自动测量、打印轴承压装力、终止压装力并且自动给出压装力随时间变化的关系曲线，它的问世很快淘汰了移动式油压机。
由于当时技术水平的限制以及研制者对轴承压装过程的认识不足，经过十多年来的生产实践，滚动轴承在压装过程中记录的时间－－压力关系曲线的不足之处日趋明显。为了达到轴承压装曲线具有真实反映压装质量的目的，必须采用滚动轴承在压入轴颈过程中记录它的移动量与之对应的压力值组成的位移－－压力曲线。WY型滚动轴承压装机正式为了适应这种要求而研制生产的新一代滚动轴承压装机。
1．2 WY滚动式
轴承压装机简介
WY型滚动式轴承压装机(以下简称压装机)是用于铁路车辆滚动轴承压装的专用设备。
压装机是由机体、液压站和控制台三大部分组成。这三大部分相对独立，而且必要时可以单独使用在不同的场合。
机体是由床身、支座、主油缸、辅助油缸和轮对夹紧机构五部分组成。本机的床身跟支座在强度和刚度上相比以前有了很大的提高，主油缸的设计比较独特，使用性能较好。液压站的结构和液控原理经过多年的测试，密封性能好而且可靠。集成块主体使用锻钢制造，六面磨削加工而成。控制台部分为主流的计算机操作台结构，强电和弱电分柜安装，抗干扰能力相对较强。
压装机不仅能两头同时压装轴承，也可以单头压装轴承；而且通过更换压装缸前端的引导套和压装盖，并对控制系统的有关参数进行修改之后，可以压装197726和352226两种轴承。在压装开始时，操作人员可将轴号、轴型、轴承号及左右端分别输入控制系统，这些资料在打印机打印曲线图表时将给予打出，压装结束后，打印机将自动打印出具有位移-压力曲线以及压装力、贴靠力和结果判断等有关数据记录。采用工业计算机控制系统，通用打印机作为输出终端，14寸彩色显示器对话框提示，鼠标、键盘操作。由于计算机存储量极大，可以存储几百万根轴的压装数据，完全可以取代单位的书面资料保存，任何时间都可以调出所有需要的资料，并通过打印机打印出其中任意一个轴承压装曲线图表。附位移变化与压装力曲线打印图一张:
图1
第2章．设计内容及任务要求
2．1 设计内容及要求
本次设计主要是针对WY型轴承压装机的机械部分进行设计，而控制部分和液压站部分不需要进行设计，根据已有的资料和到现场进行观察，从而设计出达到要求和需要的轴承压装机。
液压传动系统是液压机械的一个重要组成部分。液压传动系统的设计要和主机的总体设计一并进行。开始设计时，必须要以实际情况为出发点，有机结合各种传动形式，充分的发挥出液压传动的优点，争取设计出结构简单、工作稳定、成本低、效率高、操作简单并且维修方便的液压传动系统。
轴承压装机的主要性能和参数
（1）最大压装力 457/KN
（2）压装缸行程 400/mm
（3）外形尺寸 5000*850*1500/mm
（4）许用压力 高压 9.5/Mpa
低压 2.5/Mpa
（5）总功率 11.3/Mpa
（6）轮对最大直径 915/mm
轮对最小直径 760/mm
（7）重量 8000/kg
（8）压装端数 单、双端
（9）压装方式 自动、手动
（10）可输入并自动记录压装单位、时间轴型、轴号、轴承号等
（11）自动打印
出轴承压装参数以及位移变化的压装力曲线，贴靠后保压5秒，自动作出压装质量合格与否的判断，可重复打印
（12）系统资料存储：3000000/根轴资料
（13）时间自动生成
2．2 液压系统的设计流程
a．明确液压系统设计要求
b．工况分析(动力分析、运动分析)
c．确定主要参数
d．编制液压元件工况图
e．拟订液压系统图
f．选择和设计液压元件
g．液压缸结构设计、运算
h．绘制液压系统的正式工作图、编写设计说明书
第3章 液压系统的设计计算
3.1 轴承压装机液压缸的设计及计算
3.1.1 分析工况及设计要求，绘制液压系统草图
压装机工况分析：
压装缸：
（图2）
夹紧缸： 顶起定位缸：
(图3) (图4)
工作顺序表和液压系统原理图请参见图5、图6：
（图5）
以下是液压系统原理图:
（图6）
3.1.2 计算液压缸的外负载
3.1.2.1 压装缸
已知压装力为196/KN，最大压装力为475/KN并保压5/s
3.1.2.2 夹紧缸
根据压装时的夹紧结构设计，初步确定夹紧力为6000/N
3.1.2.3 顶起定位缸
因为是两个缸对称分布，而轮对重1000/kg，所以每个缸的负载为500*9.8=4900/N
3.1.2.4 确定系统的工作压力
系统分别有高压和低压，高压处最高为9.5/Mpa，低压处最高为2.5/Mpa，不得超过此数值，具体请参考液压原理图
3.2 确定液压缸的几何参数
3.2．1 压装缸尺寸计算：
3.2.1.1 液压缸工作压力的确定
工进时为9.5/Mpa，快进时为2.5/Mpa
3.2.1.2 液压缸内直径D和活塞杆直径d的确定
由下图可知：
图8
其中R为最大压装力475/KN; 为机械效率0.95; 为最大输出压力9.5/ ; 为系统背压，在这取0计算，即无背压。则：
查[1]表2-4（GB2348-80）取 .
查[1]表2-3 、2-5 取 。
3.2.1.3 液压缸缸壁的厚度和外直径的计算
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸的壁厚一般指的是缸筒结构中最薄处的厚度。由材料力学可知，承受内压力的圆筒结构，其内应力分布规律因壁厚的不同而有所不同。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒两部分。
液压缸的内径与其壁厚的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。其计算公式为：
式中 ——液压缸壁厚（m）;
——液压缸内直径（m）;
——试验时压力，一般情况下取最大工作压力的（1.25 1.5）/倍（ ）;
——缸筒的许用应力，值为: .
一级缸的内径计算
， ，
查[2] 表4-11及C 表2-115
采用外直径160mm,壁厚18mm的无缝钢管。
同理取活塞杆为外径90mm,壁厚5mm的无缝钢管。
二级缸的内径计算
， ，
查[2] 表4-11及C 表2-115
采用外直径325mm,壁厚38mm的无缝钢管。