拆卸壓力機(jī)設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1頁 1緒論 在當(dāng)今企業(yè)生產(chǎn)和一些維修部門，經(jīng)常遇到工件的拆裝問題。有些精度要求不高的 零件可以直接用錘子敲打，而對于一些要求高精度的的零件（如軸承）拆卸，就需要用 專門的工具去拆裝，為此，設(shè)計一臺拆卸壓力機(jī)構(gòu)是非常有必要的。本設(shè)計的主要部分 是液壓技術(shù)的設(shè)計與選用。下面對液壓技術(shù)的發(fā)展史進(jìn)行概述。 1.1 液壓技術(shù)的發(fā)展史 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù) 17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動 原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳 動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 1795年英國約瑟夫？布拉

2、曼（Joseph Braman,1749-1814,在倫敦用水作為工作介質(zhì), 以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水 改為油，又進(jìn)一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)（1914-1918）后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅 速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間，才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。 1925年維克斯（F.Vikers）發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的 逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁 ？尼斯克（G?ConstantimscO對能量波動傳遞所 進(jìn)行的理論及實(shí)際研究；1910年對液力傳動（液力

3、聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等）方面的貢獻(xiàn)， 使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)（1941-1945）期間，在美國機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)該指出， 日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20多年。在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓 傳動，1956年成立了 “液壓工業(yè)會”。近20?30年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，屆世界 領(lǐng)先地位。 1.2 目前情況及發(fā)展趨勢 液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化穿動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一， 世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予 很大重視。世界液壓元件的總銷售額為 350億美元。據(jù)統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè) 畢業(yè)設(shè)計說明書 第3頁 銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%?3.5

4、%,而我國只占1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使 用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景 [1]0液壓氣動技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu) 點(diǎn)，如：液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性 傳送動力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn)；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、 結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。因此，液壓氣 動技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來，液壓氣動技術(shù)面臨與機(jī)械傳動和電氣傳 動的競爭，如：數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動。 其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技

5、術(shù) 的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時降低能耗，提高 效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是 液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。 1.2.1 液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如：自控技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、 可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有一定的 提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有 技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要的發(fā)展趨勢將集中 在以下幾個方面。 1.2.2 減少損耗，充分利用能

6、量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，總存在能量損耗。為減少 能量的損失，必須解決下面幾個問題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損 失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型 密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采 用蓄能器回路。 1.2.3泄漏控制 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5頁 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個方 面。今后，將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無管 連接，研制新型密封和無泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無泄漏將

7、是世界液壓界今 后努力的重要方向之一。 1.2.4 污染控制 過去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對水、空氣等的污染控制往往不 夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外 部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計，使之具有更大的耐污染能力。同時開發(fā)耐 污染能力強(qiáng)的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排 濕元件，以及開發(fā)能消除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測裝置。 1.2.5 主動維護(hù) 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測，實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化， 加強(qiáng)專家系統(tǒng)的開發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功

8、能的專家知識庫，并利用計算機(jī)和 知識庫中的知識，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步開發(fā)液 壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校 正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。 1.2.6 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動出力大、慣性小、 響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動向如下：液壓系統(tǒng)將有過去的電液開發(fā)系統(tǒng)和開環(huán)比例控 制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，同時對壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實(shí)現(xiàn)標(biāo) 準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā) 展與計算機(jī)直接接口的高

9、頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、 油污染度等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液 壓泵，可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)軟啟動、合理分配功率、自動保護(hù)等；借助 現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭端和維護(hù) [4]0 1.2.7 液壓CAD技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD設(shè)計軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將 構(gòu)成設(shè)計-制造-銷售-使用-設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)。將計算機(jī)防真及適時控制結(jié)合起來，在試 制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計效果。下一個目標(biāo)是，利用 CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計的全過程，并把C

10、AD/CAM/CAPP/CAT ,以及現(xiàn)代 管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS）,使液壓設(shè)計與制造技術(shù)有一個 突破性的發(fā)展[5] o 1.2.8 新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了 保護(hù)環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水 等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在 閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元 件小型化。 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9頁 2總體方案設(shè)計 本裝

11、置由三大部分組成：支架部分、壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。壓力拆卸機(jī)的執(zhí)行元件是 平移液壓缸，拆卸機(jī)的固定裝置是由一個可在導(dǎo)軌上移動的固定臺和與螺釘連接的一個 平移液壓缸組成，將液壓缸的前端置于固定臺上。采用腳踏壓力裝置來提供具有一定壓 力的液壓油，再由液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成活塞桿的作用力，作用于軸完成軸承的拆卸與 安裝。液壓缸的上下運(yùn)動方向的改變通過換向閥來實(shí)現(xiàn)，單向閥主要來完成液壓油的單 向流動，實(shí)現(xiàn)小液壓缸的吸油壓油。 工作原理示意圖如圖2.1所示： 液壓缸 圖2.1壓力機(jī)原理簡圖 2.1 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選定要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì) 條件及

12、元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要要加大執(zhí)行 元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反 之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、機(jī)制精度也要求較高，必然要 提高設(shè)備成本。一般來說，對于固定的的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選的低一些。 本次設(shè)計是行程為90mm、公稱壓力1000kg左右的腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)的設(shè)計，即 載荷為10kN ,按表2.1根據(jù)工作載荷選取工作壓力（MP）: 表2-1工作壓力系列表 載荷/KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 > 50 工作壓力 <0.8~0.1

13、 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 >5 初選工作壓力為2.5MP 2.2 液壓缸材料的選擇 2.2.1 缸體材料 液壓缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號鋼的力學(xué)性能略低，且不 能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件，則應(yīng)采用焊接性能較好 的35號鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。本次設(shè)計情況下均采用 45鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到到241~285HB 2.2.2 缸蓋材料 液壓缸的缸蓋可以選用 35、45號鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。當(dāng)缸 蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時，缸蓋最好選用鑄鐵。本次設(shè)計為固定機(jī)械，尺寸與質(zhì)量 無特殊要求，缸頭

14、與缸體采用螺釘連接法蘭連接，缸蓋與缸體采用采用焊接形式，具結(jié) 構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。 2.3 活塞材料 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，此 處選用HT300O活塞與活塞桿連接采用常用的螺紋連接方式，活塞桿與活塞、活塞與液 壓缸均采用。型密封圈密封。 活塞桿有實(shí)心式和空心式，此壓力機(jī)設(shè)計采用材料為 45鋼，結(jié)構(gòu)為圓柱實(shí)心結(jié)構(gòu) 2.5活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 為保證活塞桿的準(zhǔn)確行程需采用導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)向套導(dǎo)向方式。導(dǎo)向套 材料為耐磨鑄鐵，導(dǎo)向套與軸的密封件為 Yx形，與液壓缸的密封為。形密封圈。在活 塞桿端部需安裝密

15、封和防塵結(jié)構(gòu)，防塵采用 J形密封圈具體尺寸見機(jī)械設(shè)計手冊（第二 版）5 表 43.8—120。 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13頁 3液壓缸的尺寸設(shè)計 根據(jù)拆卸壓力機(jī)的相關(guān)工作參數(shù)，行程在 80—100之間，公稱壓力在1000kg左右, 為使腳踏省力在滿足工程壓力的前提下液壓缸 II盡可能選的小些，液壓缸的相關(guān)設(shè)計參 數(shù)如圖3.1所示： a) b) 圖3.1液壓缸示意圖 p2 =0MPa 由于此拆卸壓力機(jī)回路較短，且直接回油箱，其背壓力可忽略不計，即 3. 1液壓缸I的設(shè)計 3.1.1 液壓缸類型的選擇 拆卸壓力機(jī)主要用于用于軸承的拆卸，只需活塞單向運(yùn)動

16、：根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊( 5) 表43.6—32液壓缸的類型，確定液壓缸為單作用活塞式液壓缸。 3.1.2 液壓缸主要幾何尺寸的計算 (1)公稱壓力 液壓缸的公稱壓力也稱額定壓力，指液壓能長期工作的最大壓力，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)系 列選取壓力為2.5Mp。 (2)效率 ①機(jī)械效率，由各運(yùn)動部件密封處的摩擦阻力的損失造成，通常可取 Im =0.90~0.95,此處取為 0.94 ②容積效率cv,由各密封件泄漏所造成的，通常取活塞密封為彈性體質(zhì)材料， "cv =1。 ③液壓缸總效率，，由機(jī)械效率和容積效率組成，總效率 *="cv"cm=0.94。 (3)液壓缸內(nèi)徑D的計算 -D 2

17、F = PA1 = P.--* (3.1) 4 D 一液壓缸內(nèi)徑 F — 液壓缸I推力為10(KN) P 一 選定的工作壓力2.5 (Mp) 求的D=73.63mm,由機(jī)械設(shè)計手冊(5)表43.6— 26圓整得D=80mm。 (4)活塞桿直徑d的計算 由液壓缸行程在80~100之間，根據(jù)強(qiáng)度要求要求來計算活塞桿直徑 d10由活塞桿 在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅承受軸向載荷，活塞桿直徑按簡單的拉、壓強(qiáng)度計算。此時： d 之 3.57 M0 CF^ (3.2) 【6】一活塞桿直徑的許用應(yīng)力(M。，當(dāng)活塞桿為碳鋼時，[8] = 100~120Mp ; 求得d > 0.4mm,故活塞桿很易滿足

18、強(qiáng)度要求，為滿足結(jié)構(gòu)要求在按速度比 中要求來計 算活塞桿直徑。根據(jù)表3.1選取速度比: 此處省略 nnnnnnnnnnNn如需要完整說明書和設(shè)計圖紙 等.請聯(lián)系在線扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè) 設(shè)計下載！全部設(shè)計都已通過答辯 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計是本學(xué)期學(xué)習(xí)階段的一次難得的理論結(jié)合實(shí)際的機(jī)會，通過這次比較系統(tǒng) 完整的拆機(jī)械壓力機(jī)構(gòu)的設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計的結(jié)合，鍛 煉我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時也提高了我查閱 文獻(xiàn)資料，設(shè)計手冊，以及電腦制圖等相關(guān)專業(yè)的能力水平，而且通過對整體設(shè)計的學(xué) 控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌

19、處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐 富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看 到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 在設(shè)計過程中一些系統(tǒng)的設(shè)計讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計受到機(jī)械本身的框 定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點(diǎn)，這些矛盾在處理上 讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識到：要向更完美的進(jìn)行一次設(shè)計，搜集完整的 資料，和其他專業(yè)人才的交流是很有必要的。這其中也包括更好的理解本行業(yè)對該機(jī)器 的各種要求，更要從祖國的高度看待一些大局上的問題更好的處理各種矛盾。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無

20、數(shù)實(shí)際經(jīng)驗，使我 的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變 能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本 專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。 因為知識的欠缺，時間的限制，資料不全等原因，使我的設(shè)計存在嚴(yán)重的不足。不 過，這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯浚玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題 才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注 新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識，更好的為祖國建設(shè)服 務(wù)。 致謝 本文主要對拆卸卸壓力機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，首先，我

21、對液壓有濃厚的興趣。同時，受 我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注現(xiàn)階段工程前沿遇到的難題。 此次設(shè)計雖凝聚著自己的汗水，不能算是我一個人的成果，沒有導(dǎo)師的指引和贈予, 沒有朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最 后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。 首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師楊老師，本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個多月，從選題、 開題答辯到繪制裝配圖、零件圖，完成說明書。其間每一個過程他都給予了很多的指導(dǎo)， 花費(fèi)了很多的心血，使我最后圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計。在楊老師悉心教導(dǎo)的這段時間里， 他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識，正直的人格

22、，給我留下了極為深刻的印象，為我今后 的工作、生活樹立了良好的榜樣。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量， 盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價 值！ 其次，要感謝工學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和教師，在我們進(jìn)行設(shè)計的過程中提供的各種便利條 件。 最后，我要感謝我的同學(xué)，他們給予了我無私的愛，對我的學(xué)習(xí)給予了大力的支持，使我順利 的完成了學(xué)業(yè)。 參考文獻(xiàn) [1]徐激.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993. [2]左鍵明.液壓與氣壓傳動[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [3]屈維得.機(jī)械振動手冊[M]

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