【正文】 動機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好 ，漏油可以直接回液壓油箱，另外，液壓泵置于油箱內(nèi)，噪音低，并節(jié)省站地面積。電動機(jī)與液壓泵之間采用聯(lián)軸器連接，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在液壓泵的最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。 在 這段時間的不斷 磨練下，我學(xué)到了 很多東西， 彌補(bǔ)了以前的不足，如零件圖與裝配圖的最佳表達(dá)、各形位公差與粗糙度的選取等等。同時對所學(xué)知識得到綜合的運(yùn)用，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓站的設(shè)計(jì)及其裝配圖的繪制等工作中，積累了設(shè)計(jì)的方法和經(jīng)驗(yàn)。 現(xiàn)采用梅花型彈性聯(lián)軸器（ HTLA4）其結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，有緩沖減振性能，安全可靠，耐磨，對加工精度要求不高，使用范圍廣。 表 方案對比 項(xiàng)目 立式安裝 臥式安裝 液壓泵工作條件 液壓泵浸在油中，工作條件好 一般 對液壓泵安裝要求 泵與電動機(jī)有同軸度要求 泵與電動機(jī)有同軸度要求 慮液壓泵的吸油高度 吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴(yán)格 綜合考慮對比，現(xiàn)采用立式安裝。 （ 2）與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標(biāo)軸線布置，以減少加工孔道。 在設(shè)計(jì)過程中采用 O 型橡膠密封圈。 回油管口加工成 45 度斜口形狀，以增大通流截面，并面向箱壁，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。 40 圖 郵箱示意圖 (2)隔板的設(shè)置 在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動 ，分離回油帶進(jìn)來的氣泡與雜質(zhì)，利于散熱和沉淀。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等 。 21 2lvp d??? ? 管長 2m，管徑 ， Q＝ 。 油管尺寸的確定 1）主油缸進(jìn)油管內(nèi)徑： 35 4 vqd v?? v—— 管內(nèi)允許流速 ( / )ms vq －管道內(nèi)流量 3( / )ms vq 為液壓泵的流量 ,即 smqv / 34??? 吸油管取 v=0 . 8d m m m????? ? ?? 根據(jù) 23583 表 選取鋼管外徑為 42mm，壁厚為 2mm 壓油管 3～ 6 取 v=4m/s。系統(tǒng)對油液的清潔度有較大的要求，管道上設(shè)有管道濾油器。 表 4 按載荷選擇工作壓力 載荷 /kN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 /mpa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 5～ 7 mmmPFD 1 1 2 8044 61???? ??? ?? 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取經(jīng)驗(yàn)值 mmD 402 ? ,類型頭部圓法蘭型，由于回程無特殊要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值去速度比 2 ? ? （ 見手冊 4， 23191 頁表 ）對應(yīng)油桿公式為： 22 1 1 . 3 3 14 0 2 01 . 3 3d D m m? ???? ? ? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 第四部 23199 表 d2 =25mm 以上所求得尺寸均已符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知，取工程液壓缸外徑 1D =273mm 活塞寬度： 活塞寬度 B 一般取 ? ? ~ ? mmB ??? 29 缸蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖 缸蓋結(jié)構(gòu)示意圖 最小導(dǎo)向長度 H 5 0 2 2 0 1 1 2 . 52 0 2 2 0 2LDH m m? ? ? ? ? 取 H=115mm 缸蓋滑動支承面長度 A 80D mm? 時，取 ? ? ~ ? 0 .6 1 2 5 7 5A mm? ? ? 隔套長度 C ? ? ? ?111 1 1 5 7 5 1 3 2 1 1 . 522C H l B m m? ? ? ? ? ? ? 3)缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。就我們研究的這臺設(shè)備而言，尺寸大小受到一定的限制，成本要求也有一定的局限。即： faF F F?? G—— 工件及壓力傳感器的重力，約為 G=500N NtvgGGF 0 05 0 ????????? ? 兩個油缸所受的載荷都是軸向載荷。 25 圖 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì) 圖 1. 主 電機(jī) YL160 3. 床身立柱 四 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 從這里開始就開始進(jìn)入到本文最著重介紹部分。這種立案讓動力頭只負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動，而縱向往復(fù)運(yùn)動則由工作臺來完成。 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) 機(jī)床的總體 布局設(shè)計(jì)需要根據(jù)工作的要求，充分考慮到操作方便，加工效率高，性能穩(wěn)定、安全，加工質(zhì)量好等因素；對 于 立式鉚接擺輾機(jī)包括主傳動部分、進(jìn)給傳動部分、床身本體、電控與液壓系統(tǒng)，液壓站和電控箱，開關(guān)等。一種液壓機(jī)工作臺四柱支撐結(jié)構(gòu)，在液壓機(jī)下梁頂 出缸接觸面上至少設(shè)置有四組支撐柱，各組支撐柱分為上支撐柱和下支撐柱，上支撐柱與液壓機(jī)移動工作臺連接固定，下支撐柱連接固定在下梁與下梁頂出缸接觸面上，在上支撐柱和下支撐柱之間設(shè)置有一定的間隙，與下梁頂出缸連接的液壓墊上開有大于上支撐柱和下支撐柱直徑的導(dǎo)向孔。 18 因 S的大小與工件半徑相比很?。?/ 1/40sR? ），可以把工件的這個端面近似為平面。實(shí)踐證明，加工相同鍛件，其輾壓力僅是常規(guī)鍛造方法變形力的1/5～ 1/20； （ 2）產(chǎn)品質(zhì)量高，節(jié)省原材料，可實(shí)現(xiàn)少無切削加工。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時， OZ 繞 OM 旋轉(zhuǎn)，于是上模便產(chǎn)生了擺動。 2）機(jī)床的床身、動力頭、工作臺等部份要有足夠的剛度，以減少在加工中主軸與工作臺的變形、偏擺。鉚裝結(jié)束后，甚至沖頭已抬起，內(nèi)圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷。 圖 110 鉚接過程示意圖 與整體表面壓鍛方法比較 。由于擺動旋壓具有力量大的特點(diǎn)，鉚接非?？?，整個純鉚接時間僅為 8秒多，而且鉚接過程未產(chǎn)生任何切屑。在畫零件實(shí)體過程中，我們設(shè)計(jì)小組發(fā)現(xiàn)實(shí)體模型與實(shí)物某些細(xì)節(jié)部分不相符，經(jīng)過到工廠進(jìn)行實(shí)物觀察，作了修改。 (2)幾何要素 幾何要素是機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，機(jī)床形式、規(guī)格、精度等都要由它來決定。但由于缺乏資金，缺少機(jī)械設(shè)備專業(yè)制造廠的參與，由使用單位將國外主要用于冷擺輾的擺輾機(jī)結(jié)構(gòu)簡化或者照搬而制造出擺輾機(jī)用于熱擺輾，結(jié)果不合理，制造水平低等原因使得軸承易壞、導(dǎo)軌易損。快退時要有較快的速度進(jìn)行 ，以省加工時間，使工作效率的到提高。采用軸鉚合裝配方式， 對非驅(qū)動輪而言（如圖15（ b）所示），可直接去掉螺母；對驅(qū)動輪而言（如圖 15（ c）所示）， 因?yàn)椴辉傩枰^大的擰緊力矩，可以使用輕型螺母將驅(qū)動軸固定在車輪法蘭中，驅(qū)動軸帶齒的軸頸也可大大縮短， 從而有助于減小輪轂單元的重量和尺寸， 降低成本，使緊固部分更加緊湊，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。 8 圖 14 軸鉚合旋壓成形工藝示意圖 軸鉚合裝配通過軸端的旋壓成形，使帶凸緣的內(nèi)圈產(chǎn)生塑性變形 ，從而與小內(nèi)圈壓緊。 a HBU4 b HBU5 c HBU6 圖 12 正在設(shè)計(jì)開發(fā)的新一代轎車輪轂軸承示意圖 隨著現(xiàn)代社會的需求，除了第一到第四代輪轂軸承單元以外還出現(xiàn)了第五代（ Integrated brake drum， 制動轉(zhuǎn)子一體化 ， 1997）；第六代（ Integrated brake disk制動盤安裝組合 ） 。外圈的凸緣 6 用螺釘固定到懸掛系統(tǒng)架上?？稍谘b置中配置一個 ABS 傳感器。選用的滑脂可保證最長的工作壽命和最小的假硬化風(fēng)險(xiǎn)。在社會的不斷發(fā)展和對輪轂軸承的要求中，輪轂軸承有了很大程度的變化和發(fā)展 。本文從汽車輪轂軸承單元的發(fā)展開始，逐步介紹了輪轂軸承單元的產(chǎn)品特點(diǎn)，擺輾技術(shù)的國內(nèi)外概況，擺輾加工基本原理和特點(diǎn)；介紹了對總體方案的分析與設(shè)計(jì)以及機(jī)床床身基礎(chǔ)件的裝配圖設(shè)計(jì)、液壓元件在這一設(shè)備中所起到的重要作用，將著重介紹油路的 設(shè)計(jì)分析，液壓元器件的設(shè)計(jì)計(jì)算。 汽車輪轂軸承的結(jié)構(gòu)緊湊可以減少零件的加工時間，但是零件的加工會變得復(fù)雜，同時輪轂軸承的結(jié)構(gòu)緊湊可以提高軸承的裝配時間和提高裝配精度。軸承的主要部件，即一個外圈和兩個內(nèi)圈中配備軸承球組，并設(shè)定正確的間隙。軸承的凸緣質(zhì)地堅(jiān)硬，上有螺紋孔或短柱及一個插孔，以用于安裝制動器和車輪并 對中。其內(nèi)圈和外圈都有法蘭或凸緣。 1993， 裝有傳感器的第三代輪轂軸承組件首次用于防抱死剎車系統(tǒng)。一個輪轂單元的裝配好壞，裝配形式直接影響到該單元的使用壽命，更直接關(guān)系到汽車的安全性，可靠性。這種方式所存在的缺點(diǎn)是：需要在裝配的時候通過控制螺母的預(yù)緊量來控制輪轂單元的軸向卡緊力，由于單元中的零件存在制造誤差而使卡緊力的控制不精確，預(yù)壓量的波動較大，從而導(dǎo)致軸承的負(fù)游隙量偏離最優(yōu)值而使軸承壽命下降，壽命離散度大大增加，使得其韋布爾分布中的斜率較大， 90%可靠性下降；在使用過程中，由于螺紋卡緊采用的螺紋防松結(jié)構(gòu)可能因振動等因素而松動，從而導(dǎo)致預(yù)載荷卸載，嚴(yán)重時甚至失效，存在重大安全隱患。 本課題是為填補(bǔ)這一空白的輪轂軸承鉚合專用設(shè)備的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。所以， 到目前為止，國內(nèi)的轎車輪轂軸承生產(chǎn)企業(yè)尚未能掌 握軸鉚合裝配技術(shù)，更缺乏對轎車輪轂單元實(shí)施鉚合裝配的關(guān)鍵設(shè)備， 從而成為限制我國新型轎車輪轂軸承產(chǎn)品競爭力的技術(shù)瓶頸。此零件是筒形件，材料為 50 號鋼適合于擺輾成形，而且只對軸端進(jìn)行鉚合加工因此可一次擺輾成形。為了對加工對象有一個非常清晰的認(rèn)識與研究。從以上在實(shí)體建模與虛擬裝配過程中發(fā)現(xiàn)的問題中看出， CAD 可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不足，有利于指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。沖頭中心軸 OB與輪轂 中心軸 OA的夾角為θ。 在第一階段中，幾乎所有的沖頭壓力都用于輪轂軸的最初成形，內(nèi)圈載荷很小且恒定。通過重載下的運(yùn)轉(zhuǎn)耐久性試驗(yàn)檢驗(yàn)了鉚壓成形緣的疲勞強(qiáng)度和內(nèi)圈抗蠕變能力，進(jìn)行靜強(qiáng)度試驗(yàn)以考察鉚壓成形緣的靜強(qiáng)度以及軸承的力矩載荷剛變試驗(yàn)，因?yàn)檩S承的剛性會影響車輛轉(zhuǎn)彎時的操縱穩(wěn)定性 ，結(jié)果表明，軸鉚合裝配式輪轂軸承性能合格。 擺動輾壓和我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷膿{餃子皮道理相似。 內(nèi)、外偏心套不同的相對轉(zhuǎn)動主要是用它們的速比來表現(xiàn)的 , 即： 17 圖 22 擺頭的四種軌跡 1)圓軌跡：當(dāng)內(nèi)、外偏心套的速比 1AB???時，擺頭軌跡為圓軌跡； 2)直線軌跡：當(dāng)內(nèi)、外偏心套的速比 1AB?? ??時，擺頭軌跡為直線軌跡； 3)螺旋線軌跡：當(dāng)內(nèi)、外偏心套的速比 ?? ?時，擺頭軌跡為螺旋線軌跡 ； 4)多葉玫瑰線軌跡：當(dāng)內(nèi)、外偏心套的速比 ?? ??時，擺頭軌跡為多葉玫瑰線軌跡。擺輾時機(jī)器無噪聲、震動小，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化。對于小功率的情況，變形情度可以控制在允許的范圍之內(nèi)，另外結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，操作方便 ，開敞性好，工件裝卸方便；但剛性不好，對中性差；并在加工過程中，由于工作臺處于懸臂，而使工作臺受力不均，產(chǎn)生震動和噪音，影響了零件的加工精度，難保零件的合格。使鉚接過程更節(jié)省時間。考慮到工人操作的方便和效率的提高，選用用腳踏開關(guān)作為操作的控制，結(jié)合安全操作，腳踏開關(guān)開關(guān)設(shè)置在底座的開槽內(nèi)。 四柱式液壓機(jī)床結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 精密四柱導(dǎo)向承載機(jī)構(gòu)有潤滑加油系統(tǒng)，保證機(jī)床長期使用壽命； 更加獨(dú)特的是，四柱尾部有定位套，確保機(jī)床在承受側(cè)向負(fù)荷時，工作可靠 ,四柱式結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。 工況分析確定主要參數(shù) 載荷的組成和計(jì)算 26 工作流程分析： ； ；； 。 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小合設(shè)備類型而定。 28 ?? 1?? Dd。 4）缸底厚度計(jì)算 ? ? ()ypDhD Dd ?? ? py －試驗(yàn)壓力（ Mpa） 工作壓力≤ 16Mpa 時， py = 顯然要先確定缸底油孔的直徑 d， 0 vdDv? d0 －液壓缸油口直徑（ m） D －液壓缸內(nèi)徑（ m） v －液壓缸最大輸出速度（ m/min） v0 －油口液流速度（ m/s） ??? — 法蘭材料的許用應(yīng)力（ pa） 根據(jù)先前求得的流量，以及速度要求，代入數(shù)據(jù)得： 0 0 0 . 1 7 5 2 6 00 . 1 3 0 . 1 3 0 . 2 2 0 . 0 1 4 6 6 1 4 . 6 64vd D m m mv ?? ? ? ? ? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第四部分 23186 頁表 ，選取管接頭 螺母為 M22 31 。由 于送料油缸所需壓力比主油缸小很多，送料油缸采用減壓閥，使對送料油缸的工作強(qiáng)度的要求下降，降低成本和保障安全工作。 4）確定液壓泵的驅(qū)動功率 整個工作循環(huán)的過程中，系統(tǒng)的壓力變化較大，功率變化也較大，取大功率時工作狀態(tài)來確定液壓泵的驅(qū)動功率。由此得設(shè)計(jì) 油箱體積 192L/=240L= ? mm，現(xiàn)使 a:b:h=1::2， 則 abh? 由此得 a=862mm b=646mm h=430mm 郵箱的冷卻面積為 1 .8 ( ) 1 .5A h a b ab? ? ? = 2m 其中油箱底腳設(shè)計(jì)高為 200，則油箱的高為 630mm。 根據(jù)散熱要求 計(jì)算油箱容量 如不考慮管路散熱，則 21 1 1 1 5 2 .3 8 2 .5 6 13 0 * 1 5hrPAmTK? ? ??