拆卸压力机设计

毕业设计说明书第 1页1绪论在当今企业生产和一些维修部门，经常遇到工件的拆装问题。有些精度要求不高的 零件可以直接用锤子敲打，而对于一些要求高精度的的零件（如轴承）拆卸，就需要用 专门的工具去拆装，为此，设计一台拆卸压力机构是非常有必要的。本设计的主要部分 是液压技术的设计与选用。下面对液压技术的发展史进行概述。1.1 液压技术的发展史液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传 动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。1795年英国约瑟夫？布拉曼（Joseph Braman,1749-1814,在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水 改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战（1914-1918）后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅 速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。 1925年维克斯（F.Vikers）发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的 逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁 ？尼斯克（G?ConstantimscO对能量波动传递所 进行的理论及实际研究；1910年对液力传动（液力联轴节、液力变矩器等）方面的贡献， 使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战（1941-1945）期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出， 日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压 传动，1956年成立了 “液压工业会”。近2030年间，日本液压传动发展之快，届世界 领先地位。1.2 目前情况及发展趋势液压技术是实现现代化穿动与控制的关键技术之一， 世界各国对液压工业的发展都给予 很大重视。世界液压元件的总销售额为 350亿美元。据统计，世界各主要国家液压工业毕业设计说明书第3页销售额占机械工业产值的2%3.5%,而我国只占1%左右，这充分说明我国液压技术使 用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景 10液压气动技术具有独特的优 点，如：液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性 传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、 结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气 动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传 动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术 的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高 效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是 液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。1.2.1 液压产品技术发展趋势由于液压技术广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、 可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有一定的 提高。尽管如此，走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有 技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中 在以下几个方面。1.2.2 减少损耗，充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中，总存在能量损耗。为减少 能量的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损 失；减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量；采用静压技术和新型 密封材料，减少摩擦损失；改善液压系统性能，采用负荷传感系统、二次调节系统和采 用蓄能器回路。1.2.3泄漏控制毕业设计说明书第 5页泄漏控制包括：防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方 面。今后，将发展无泄漏元件和系统，如发展集成化和复合化的元件和系统，实现无管 连接，研制新型密封和无泄漏管接头，电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今 后努力的重要方向之一。1.2.4 污染控制过去，液压界主要致力于控制固体颗粒的污染，而对水、空气等的污染控制往往不 够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，防止外 部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐 污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量；开发油水分离净化装置和排 湿元件，以及开发能消除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。1.2.5 主动维护开展液压系统的故障预测，实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化， 加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机和 知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进一步开发液 压系统故障诊断专家系统通用工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校 正，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。1.2.6 机电一体化机电一体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、 响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控 制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标 准化；提高液压元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更适应机电一体化需求，发 展与计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系统的流量、压力、温度、 油污染度等数值将实现自动测量和诊断；电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液 压泵，可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助 现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护401.2.7 液压CAD技术充分利用现有的液压 CAD设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将 构成设计-制造-销售-使用-设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，在试 制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下一个目标是，利用 CAD技术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT ,以及现代 管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（CIMS）,使液压设计与制造技术有一个 突破性的发展5 o1.2.8 新材料、新工艺的应用新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了 保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水 等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在 阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元 件小型化。毕业设计说明书第 9页2总体方案设计本装置由三大部分组成：支架部分、压系统和控制系统。压力拆卸机的执行元件是 平移液压缸，拆卸机的固定装置是由一个可在导轨上移动的固定台和与螺钉连接的一个 平移液压缸组成，将液压缸的前端置于固定台上。采用脚踏压力装置来提供具有一定压 力的液压油，再由液压缸将液压能转换成活塞杆的作用力，作用于轴完成轴承的拆卸与 安装。液压缸的上下运动方向的改变通过换向阀来实现，单向阀主要来完成液压油的单 向流动，实现小液压缸的吸油压油。工作原理示意图如图2.1所示：液压缸图2.1压力机原理简图2.1 初选系统工作压力压力的选定要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济 条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要要加大执行 元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反 之，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、机制精度也要求较高，必然要 提高设备成本。一般来说，对于固定的的尺寸不太受限的设备，压力可以选的低一些。本次设计是行程为90mm、公称压力1000kg左右的脚踏式液压拆卸压力机的设计，即 载荷为10kN ,按表2.1根据工作载荷选取工作压力（MP）:表2-1工作压力系列表载荷/KN 50工作压力5初选工作压力为2.5MP2.2 液压缸材料的选择2.2.1 缸体材料液压缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢的力学性能略低，且不 能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件，则应采用焊接性能较好 的35号钢，粗加工后调质。本次设计情况下均采用45钢，并应调质到到241285HB2.2.2 缸盖材料液压缸的缸盖可以选用 35、45号钢或HT200、HT300、HT350铸铁等材料。当缸 盖本身又是活塞杆的导向套时，缸盖最好选用铸铁。本次设计为固定机械，尺寸与质量 无特殊要求，缸头与缸体采用螺钉连接法兰连接，缸盖与缸体采用采用焊接形式，具结 构简单，尺寸小，质量小，使用广泛。2.3 活塞材料液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁、灰铸铁（HT300、HT350）、钢及铝合金等，此 处选用HT300O活塞与活塞杆连接采用常用的螺纹连接方式，活塞杆与活塞、活塞与液 压缸均采用。型密封圈密封。活塞杆有实心式和空心式，此压力机设计采用材料为45钢，结构为圆柱实心结构2.5活塞杆的导向、密封和防尘为保证活塞杆的准确行程需采用导向套，导向套的结构采用导向套导向方式。导向套 材料为耐磨铸铁，导向套与轴的密封件为 Yx形，与液压缸的密封为。形密封圈。在活 塞杆端部需安装密封和防尘结构，防尘采用J形密封圈具体尺寸见机械设计手册（第二版）5 表 43.8120。毕业设计说明书第 13页3液压缸的尺寸设计根据拆卸压力机的相关工作参数，行程在 80100之间，公称压力在1000kg左右, 为使脚踏省力在满足工程压力的前提下液压缸 II尽可能选的小些，液压缸的相关设计参 数如图3.1所示：a)b)图3.1液压缸示意图p2 =0MPa由于此拆卸压力机回路较短，且直接回油箱，其背压力可忽略不计，即3. 1液压缸I的设计3.1.1 液压缸类型的选择拆卸压力机主要用于用于轴承的拆卸，只需活塞单向运动：根据机械设计手册(5)表43.632液压缸的类型，确定液压缸为单作用活塞式液压缸。3.1.2 液压缸主要几何尺寸的计算(1)公称压力液压缸的公称压力也称额定压力，指液压能长期工作的最大压力，根据国家标准系 列选取压力为2.5Mp。(2)效率机械效率，由各运动部件密封处的摩擦阻力的损失造成，通常可取Im =0.900.95,此处取为 0.94容积效率cv,由各密封件泄漏所造成的，通常取活塞密封为弹性体质材料，cv =1。液压缸总效率，由机械效率和容积效率组成，总效率 *=cvcm=0.94。(3)液压缸内径D的计算-D 2F = PA1 = P.-*(3.1)4D 一液压缸内径F 液压缸I推力为10(KN)P 一 选定的工作压力2.5 (Mp)求的D=73.63mm,由机械设计手册(5)表43.6 26圆整得D=80mm。(4)活塞杆直径d的计算由液压缸行程在80100之间，根据强度要求要求来计算活塞杆直径 d10由活塞杆 在稳定状态下，仅承受轴向载荷，活塞杆直径按简单的拉、压强度计算。此时：d 之 3.57 M0CF(3.2)【6】一活塞杆直径的许用应力(M。，当活塞杆为碳钢时，8 = 100120Mp ;求得d 0.4mm,故活塞杆很易满足强度要求，为满足结构要求在按速度比中要求来计 算活塞杆直径。根据表3.1选取速度比:此处省略 nnnnnnnnnnNn如需要完整说明书和设计图纸等.请联系在线扣扣：九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！全部设计都已通过答辩结论毕业设计是本学期学习阶段的一次难得的理论结合实际的机会，通过这次比较系统 完整的拆机械压力机构的设计，我摆脱了单纯的理论知识的学习和实际设计的结合，锻 炼我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅 文献资料，设计手册，以及电脑制图等相关专业的能力水平，而且通过对整体设计的学 控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰 富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看 到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。在设计过程中一些系统的设计让我很头痛，原因是由于本身设计受到机械本身的框 定，而又必须考虑本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上 让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，搜集完整的 资料，和其他专业人才的交流是很有必要的。这其中也包括更好的理解本行业对该机器 的各种要求，更要从祖国的高度看待一些大局上的问题更好的处理各种矛盾。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我 的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变 能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。因为知识的欠缺，时间的限制，资料不全等原因，使我的设计存在严重的不足。不 过，这些不足正是我们去更好的研究，更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题 才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注 新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国建设服 务。致谢本文主要对拆卸卸压力机构进行了设计，首先，我对液压有浓厚的兴趣。同时，受 我主修专业的影响，我已经习惯于关注现阶段工程前沿遇到的难题。此次设计虽凝聚着自己的汗水，不能算是我一个人的成果，没有导师的指引和赠予, 没有朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最 后一个字符，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚谢意。首先，我要特别感谢我的指导老师杨老师，本次毕业设计历时一个多月，从选题、 开题答辩到绘制装配图、零件图，完成说明书。其间每一个过程他都给予了很多的指导， 花费了很多的心血，使我最后圆满完成了毕业设计。在杨老师悉心教导的这段时间里， 他严谨的治学态度，渊博的知识，正直的人格，给我留下了极为深刻的印象，为我今后 的工作、生活树立了良好的榜样。再次由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量， 尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价 值！其次，要感谢工学院有关领导和教师，在我们进行设计的过程中提供的各种便利条 件。最后，我要感谢我的同学，他们给予了我无私的爱，对我的学习给予了大力的支持，使我顺利的完成了学业。参考文献1徐激.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1993.2左键明.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2005.3屈维得.机械振动手册M.北京：机械工业出版社，1992.4杨黎明.机电一体化手册M.北京：机械工业出版社，1994.5左键明.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2005.6吴宗泽.机械设计实用手册M.北京；化学工业出版社，1999.口肖龙，陆立颖.液压传动技术M .北京：冶金工业出版社，2001.8雷天觉.液压工程手册M .北京：机械工业出版社，1994.9雷天觉.新编液压工程手册M .北京：北京理工大学出版社，1998.10张利平.液压气动系统设计手册M .北京：机械工业出版社，1997.11李昌熙，乔石.矿山机械液压传动M .北京：煤炭工业出版社，1985.12何存兴.液压传动与气压传动M .武汉：华中科技大学出版社，2000.13吴慧中.机械设计专家系统研究与实践M .北京：中国铁道出版社，1994.14戴绍诚.高产高效综合机械化采煤技术与装备M .北京：煤炭工业出版社，1998.15周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用M.北京：机械工业出版，2003.18 Shirley, J. 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