机械5

目录 摘要I ABSTRACT II 1绪论1 2部件分析2 3方案分析3 3.1方案分析3 3.2结构总体设计3 4结构设计4 4.1螺母拆卸机构4 4.1.1减速机的选择4 4.1.2导筒的设计5 4.2卸车轮机构7 4.2.1拆卸力的计算7 4.2.2卸轮钩的设计8 4.2.3箱体结构设计11 4.3轮对固定装置11 4.3.1 V形块的选择11 4.3.2旋转机构设计12 4.3.3移动机构的设计13 4.3.4卸轮后倾覆力的计算23 5液压系统的设计24 5.1技术要求及工况分析24 5.2拟定液压系统原理图24 5.2.1选择液压回路24 5.2.2组成液压系统24 5.3液压系统的计算和选择液压元件25 5.3.1液压缸主要尺寸的确定25 5.3.2确定管道尺寸27 5.3.3确定液压油箱容积28 5.3.4确定液压油液28 5.4液压系统的验算28 5.4.1压力损失的验算29 5.4.2系统温升的验算30 6液压缸的设计32 6.1液压缸主要尺寸的确定32 6.1.1液压缸工作压力的确定32 6.1.2液压缸内径Ｄ和活塞杆直径d的确定32 6.1.3液压缸壁厚和外径的计算32 6.1.4液压缸工作行程的确定32 6.1.5缸底、缸盖厚度的确定33 6.1.6最小导向长度的确定33 6.1.7缸体长度的确定34 6.1.8活塞杆稳定性的验算34 6.2液压缸的结构设计35 6.2.1缸体与缸盖的连接形式35 6.2.2活塞杆与活塞的连接结构36 6.2.3活塞杆导向部分的结构37 6.2.4活塞及活塞杆外密封圈的选用37 6.2.5液压缸的缓冲装置41 6.2.6液压缸的排气装置42 7液压站的设计45 7.1液压油箱的设计45 7.1.1液压油箱的用途与设计要点45 7.1.2液压油箱的结构46 7.1.3确定液压油箱容积46 7.2集成块单元回路图设计47 ８结论49 参考文献50 致谢51 矿车轮对拆卸机是矿车检修成套设备之一，是一种针对矿车轮对维修的机械设备。就现阶段，矿车轮对的维修主要靠工人来进行，不仅工效低，而且劳动强度大，维修效果差。设计一台专用拆卸机，不仅可以提高工作效率，降低企业的成本，而且可以大大地减轻工人的劳动强度。 目前，对矿车轮对拆卸机的研究几乎是空白的，在网上也很难见到有关这方面研究的消息，只有中国矿业大学对其有所研究。矿车轮是煤矿运输机械中的易损部件，矿车轮对在使用一段时间之后必须进行拆卸维修，以提高它的使用寿命。随着煤矿产业的不断壮大，传统的手工拆卸已不能满足生产的要求，对矿车轮对拆卸机的设计改进是势在必行的。 随着科学技术的不断发展，矿车轮对拆卸机的发展也会越来越快，必然会朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。但最主要的发展趋势就是采用“PC＋运动控制器”的开放式数控系统，它不仅具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制精确、通用性好等特点，而且还从很大程度上提高了现有加工制造的精度、柔性和应付市场需求的能力。 4.3.3移动机构的设计 ①工作台的设计 1)主要设计参数及依据 本设计工作台的参数定为： （1）工作台行程： 300mm （2）工作台最大尺寸（长×宽×高）：500×320×100mm （3）工作台最大承载重量：120Kg （4）脉冲当量：0.001mm/pluse （5）进给速度：60毫米/mi
n （6）表面粗糙度：0.8～1.6 （7）设计寿命：15年 2）工作台部件进给系统受力分析 因矿车轮对拆卸机在拆卸过各中只受横向的拆卸力,因此可以认为在加工过程中没有外力负载作用。 工作台部件由工作台、中间滑台、底座等零部件组成,各自之间均以滚动直线导轨副相联,以保证相对运动精度。 设下底座的传动系统为横向传动系统，即X向，上导轨为纵向传动系统，即Y向。 一般来说,矿车轮对拆卸机的滚动直线导轨的摩擦力可忽略不计,但丝杠螺母副,以及齿轮之间的滑动摩擦不能忽略,这些摩擦力矩会影响电机的步距精度。另外由于采取了一系列的消隙、预紧措施,其产生的负载波动应控制在很小的范围。 3)初步确定工作台尺寸及估算重量 初定工作台尺寸(长×宽×高度)为:600×400×55mm，材料为HT200，估重为625N (W1)。 设中托座尺寸(长×宽×高度)为:440×520×90mm，材料为HT200，估重为250N（W2）。 另外估计其他零件的重量约为250N (W3)。 加上工件最大重量约为120Kg（1176N）(G)。 则下托座导轨副所承受的最大负载W为: W=W1 W2 W3 G＝665 250 250 1176＝2301N ②丝杆螺母副的设计 因为在本设计中对缧旋传动的精度和效率要求不高，故采用选用结构简单，便于制造，易于自锁，摩擦阻力相对较大，传动效率和传动精度较低的的滑动螺旋。 1)耐磨性计算 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大，螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p,使其小于材料的许用压力[p]。 估算作用于螺杆上的轴向力为F=3000N，根据参考文献[3]P93式(5-46)有 式中[p]为材料的许用压力,单位为,见参考文献[3]表5-12；值一般取1.2～3.5。对于整体螺母，由于磨损后不能调整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取对于剖分螺母和兼作支承的螺母，可取；只有传动精度较高，载荷较大，要求压寿命较长时，才允许龋这里龋 所以 ＝0.01m ＝10mm 考虑到整个系统的刚度和稳定性，取＝36mm。 2)螺杆的稳定性计算 对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力F大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力F(单位为N)必须小于临界载荷（单位为N）。则螺杆的稳定性条件为 式(4-11) 式中：螺杆稳定性的计算安全系数。 螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重螺杆等）， ＝3.5～5.0；对于传导螺旋， ＝2.5～4.0；对于精密螺杆或水平螺杆， >4。此机构中取＝3.5。 螺杆的临界载荷，单位为N；根据螺杆的柔度值的大小选用不同的公式计算， 。 此处，为螺杆的长度系数，见参考文献[3]表5-14，这里取＝0.50；为螺杆的工作长度，单位为mm；螺杆两端支承时取两支点间的距离为工作长度,螺杆一端以螺母支承时以螺母中部到另一端支点的距离作为工作长度；为螺杆危险截面的惯性半径，单位为mm；若螺杆危险截面面积，则。 临界载荷可按欧拉公式计算，即 式(4-10) 式中：E螺杆材料的拉压弹性模量，单位为，E=2.06 ； I螺杆危险截面的惯性矩，I= ，单位为。 则： = ＝20606131 = =6868 所以此螺杆强度符合要求。 ③直线滚动导轨的选型 导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种，直线滚动导轨有着广泛的应用。相对普通拆卸机所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点： 1)定位精度高 直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少90因此，可将拆卸机定位精度设定到超微米级。 2)降低拆卸机造价并大幅度节约电力 采用直线滚动导轨的拆卸机由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动、停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使拆卸机所需电力降低90具有大幅度节能的效果。 3)可提高拆卸机的运动速度 直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现拆卸机的高速运动，提高拆卸机的工作效率20～30 4)可长期维持拆卸机的高精度 对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。 与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小．滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在拆卸机的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。 所以在结构上选用：开式直线滚动导轨。 参照南京工艺装备厂的产品系列， 型号:选用GGB型四方向等载荷型滚动直线导轨副。