【導(dǎo)讀】接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的廢品。計(jì)公差要求，校直機(jī)成了工件熱處理后不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。通過對(duì)自動(dòng)校直機(jī)的工作原理、系統(tǒng)組成以及各部分的功能的。認(rèn)識(shí)和了解，完成了對(duì)火車車軸校直機(jī)的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 ? ?? ? mmPPDyy ??????? ??? ??????????? ??????? 即得， mmmm ??? ，故缸筒壁厚滿足強(qiáng)度要求。 活塞桿直徑的校核 根據(jù)《液壓傳動(dòng)》式 422，活塞桿直徑 d 的校核按下式進(jìn)行 4[]Fd ??? 式中各個(gè)參數(shù)為： F 為活塞桿上的推力，由前面計(jì)算知 KNF 1600? 。 []? 為活塞桿材料的許用應(yīng)力， []?? ? 。活塞桿的材料為 45 鋼，淬火處理。查 機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè)表 319 得，對(duì)于 45 鋼 600baMP? ? ，則 600[ ] 4 2 8 .61 .4 1 .4baMP?? ? ? ?。 求得： ? ? mmFd 10160044 63 ??? ???? ?? 即得 mmmmd 2 5 ?? ，故活塞桿滿足強(qiáng)度要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 34 缸蓋處固定螺釘?shù)男：? 根據(jù)《液壓傳動(dòng)》中式 423，液壓缸該固定螺釘?shù)闹睆桨聪率接?jì)算 ? ???ZkFds ? 式中各個(gè)參數(shù)為： sd 為螺紋小徑，一般取 ( ~ ) sdd? ， d 為螺紋的公稱直徑，為 48mm，故 mmd s ?? ； F 為液壓缸負(fù)載， 1600KN； Z 為螺釘個(gè)數(shù)， 8 個(gè)； k 為螺紋擰緊系數(shù)， ~ ? ，取 ?k ； [] ~ ?? ? ， s? 為螺釘材料的屈服極限，螺釘選用 45 鋼，查 機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè)表 319 得，對(duì)于 45 鋼， 355saMP? ? ，則? ? MP aMP as ??? ?? 。 求得 ? ? mmZ kFd s 1016 6 3 ???? ????? ?? 即得 mmmmd s ?? ，滿足強(qiáng)度要求。 擬定液壓系統(tǒng)圖 選擇基本回路 調(diào)速回路與油路循環(huán)形式的確定 由于設(shè)計(jì)題 目對(duì)系統(tǒng)速度沒有太高要求，為使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，可直接選用比例換向閥，從而同時(shí)起到換向和調(diào)速的目的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 35 油源形式的確定 由于系統(tǒng)工作循環(huán)主要由相應(yīng)于快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和相應(yīng)工進(jìn)行程的高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，壓力、工作速度和流量變化較大，泵的輸出功率也較大，如何滿足校直機(jī)工作循環(huán)要求，又使泵的功率 最小，是高壓大流量液壓系統(tǒng)要考慮的主要問題。通常有兩種供油方案：一種是采用高低壓泵組，用一個(gè)高壓小流量柱塞泵和一個(gè)低壓大流量齒輪泵組合起來向系統(tǒng)供油；另一種是采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油，以 滿足低壓快速行程和高壓慢速行程的要求。由于變量柱塞泵價(jià)格高，而且題目對(duì)功率要求不是 很高，故選用第一種方案。 換向與速度換接回路的確定 由于該系統(tǒng)速度快、行程短且對(duì)位置精度有一定的要求，因此采用電液比例換向閥，由微機(jī)控制換向閥換向。這樣換向迅速、準(zhǔn)確，且減小了液壓沖擊，同時(shí)有調(diào)速作用。 保壓回路 確定 校直機(jī)工作循環(huán)中的保壓過程與車軸的校直質(zhì)量密切相關(guān)，因此，需要有保壓回路。保壓性能主要是保壓時(shí)間和壓力穩(wěn)定性兩個(gè)指標(biāo)。 常用的保壓回路有：用液控單向閥保壓，向系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)油保壓，用輔 助泵保壓，用蓄能器保壓，用小型保壓缸保壓等，由于液控單向閥保壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單，且可靠性好，故選用液控單向閥保壓。 如系統(tǒng)圖可知，當(dāng)位移傳感器達(dá)到預(yù)定位置時(shí)，比例換向閥 7 兩端都不得電，7 位于中位，切斷 油源，系統(tǒng)保壓，當(dāng)壓力傳感器感應(yīng)到液壓缸的上腔壓力降低時(shí)，閥 7 右端比例電磁鐵 2DT 自動(dòng)得電，給系統(tǒng)補(bǔ)油。保壓過程中， 3DT 得電，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 36 使閥 5 的遠(yuǎn)程控制口直接連油箱，從而實(shí)現(xiàn)卸荷。 泄壓回路 確定 高壓系統(tǒng)保壓時(shí)，由于主機(jī)和液壓缸的彈性變形，油液的壓縮和管道的膨脹而貯存于一部分能量，故保壓后必須逐漸泄壓，將這部分 貯存的彈性能釋放。如果泄壓過快，將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊、振動(dòng)和噪聲，甚至導(dǎo)致管路和閥門的破裂，因此，泄壓回路必須合理設(shè)計(jì)。 常采用的泄壓方式有：延緩換向閥切換時(shí)間和利用液壓控制。如系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)采用順序閥控制回程壓力實(shí)現(xiàn)泄壓。 設(shè)計(jì)的回路是利用順序閥控制回程壓力實(shí)現(xiàn)泄壓的，保壓完畢后，電磁鐵1DT 得電，換向閥 7 以左位接入系統(tǒng)，此時(shí)由于下腔壓力為 0，單向閥 8 關(guān)閉，主缸上腔的壓力油沒有泄壓，壓力油經(jīng)換向閥 11 將順序閥 10 打開，泵 2 進(jìn)入主缸下腔的油液經(jīng)順序閥和節(jié)流閥 9 回油箱，使主腔下腔壓力 在較小的壓力下足以 使活塞回程， 且能頂開液控單向閥 8 的卸載閥芯，使上腔泄壓。當(dāng)主缸上腔壓力降低至低于順序閥 10 的調(diào)定壓力，順序閥 10 關(guān)閉，切斷泵 2 至油箱的低壓循環(huán)，泵 2 壓力上升，頂開閥 8 的住閥芯 ，活塞回程。 組成系統(tǒng)圖 在工作腔回路上，安裝壓力傳感器和壓力表及其開關(guān)，以便在調(diào)整和運(yùn)行中測(cè)試壓力并控制系統(tǒng)運(yùn)行。最后配以微機(jī)控制系統(tǒng)，使組成如下所示系統(tǒng)圖。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 37 9D /A計(jì)算器A /D3 DT112134562 DT1 DT7 84 DT位移傳感器1012壓力傳感器圖 液壓控制系統(tǒng)圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 38 液壓元、輔件的選擇 選擇液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電 機(jī) 液壓泵工作壓力的計(jì)算 小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn) 時(shí)都向液壓缸供油。系統(tǒng)壓力在最大工作壓力時(shí)為 ：aMPP 321 ? ， aP MPPPP 3312 ???? 。 大流量泵只在快進(jìn)、快退時(shí)向液壓缸輸油，可取快退時(shí)壓力調(diào)定為 aMP3 ，則大流量泵的最大壓力估算為： aP MPP 4131 ??? 上述確定的 P 僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過程中存在過渡過程中的動(dòng)態(tài)壓力，其最大 值往往比靜態(tài)壓力要大得多，所以選取液壓泵的額定壓力時(shí)應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大 %60~%25 ,使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。 液壓泵流量的計(jì)算 油源向液壓缸輸入的最大流量為 SLQ ? ,若取回路泄漏系數(shù) ?K ,則兩個(gè)泵的總流量為： m lslslpQ ???? 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 min2l ，工進(jìn)時(shí)的流量 min588l ，則小流量泵的流量至少應(yīng)為： m in5902588 lQ ???小 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)規(guī)格的確定 根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)字，查閱手冊(cè)，選用斜盤式軸向柱塞泵，型號(hào)為：內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 39 400YCY141B,額定壓力 aN MPP 32? 。另一個(gè) 泵為齒輪泵，型號(hào)為： CB50,額定壓力為 aMP10 。 由工況圖可知，最大功率出現(xiàn)在工進(jìn)工況，這時(shí)所需電機(jī)的功率： KWQPN P PP 105901032 3 36 ??? ????? ?? 式中， P? 為柱塞泵的總效率，取為 根據(jù)上面的計(jì)算和柱塞泵的轉(zhuǎn)速要求，所以選取型號(hào)為 JSQ1484 的三相異步電動(dòng)機(jī)。額定 功率為 440KW. 其他元、輔件的選擇 1） 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各元、輔件的實(shí)際流量，所選擇的元、輔件的規(guī)格如下表所示。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 40 表 各元、輔件的參數(shù)表 序 號(hào) 元件 名稱 規(guī) 格 備 注 型 號(hào) 額定流量 L/min 額定壓力 MPa 1 齒輪泵 CB100 145 10 2 軸向柱塞泵 400YCY141B 600 32 3 卸荷閥 DB104130/315G 4 單向閥 S52P11X 15000 上海立新 5 電磁溢流閥 DBWC50A150/35G24 650 35 上海立新 6 電液 比例換向閥 4WRZ16E1150306A24VN24M 460 7 液控單向閥 SL50PB22 550 上海立新 8 節(jié)流閥 MG501 400 上海立新 9 電磁換向閥 DBWC50A150/35G24 650 35 上 海立新 10 液壓缸 11 濾油器 YPH660E7 660 42 12 壓力表開關(guān) 2） 管道的選擇 （ 1） 管道種類的選擇 系統(tǒng)采用板式連接，方便、整潔、操作檢修方便。故可采取在板中直接打管路，由于板子較厚，故管道更結(jié)實(shí)，且不用考慮壁厚。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 41 （ 2） 管道內(nèi)徑的確定 管內(nèi)液流速度與元件，回路的正常工作有著密切關(guān)系 ，由流體力學(xué)可知，提高流速會(huì)增加壓力損失，減小流速會(huì)增加管道內(nèi)徑及其輔件的體積和重量。同時(shí)流速與液壓沖擊密切相關(guān)，流速增加，沖擊壓力增加，因此 合理選擇管道內(nèi)徑十分重要。由 《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)》表 77 給出的推薦值可?。?smv 10? 。 所以管道內(nèi)徑為： mmvQvQd 5010101000 3 ?????? ? 該值與選擇的元件的通徑相同。 3） 油箱容量 計(jì)算 按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容量： LLQV p 7 7 7 61 2 9 66)7~5( ???? 所以油箱的容量為 7776L. 液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓裝置采用集中配置，即將系統(tǒng)的動(dòng)力源、控制及調(diào)節(jié)裝置集中安裝與主機(jī)外。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是裝配、維修方便。有利于消除動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)精度的影 響，缺點(diǎn)是占地面積較大。 液壓裝置中元件采用板式配置，把標(biāo)準(zhǔn)元件與其底板用螺釘固定在平板上，件與件之間油路聯(lián)系借助底板上的油道來實(shí)現(xiàn)，連接板采用粘合式。 另外，液壓裝置中，各部件、元件布置要?jiǎng)蚍Q，便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要注意外觀的整齊和美觀。液壓泵與電機(jī)在油箱上采用立式安裝；行程閥靠近運(yùn)動(dòng)部件安裝，換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整和裝拆電磁鐵。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 42 液壓油的污染控制 為防止油液污染而影響系統(tǒng)工作，要盡量設(shè)法減小油液的污染和增強(qiáng)系統(tǒng)的抗污染能力。 出安裝濾油器外，在裝配液壓裝置時(shí) ，油箱、管道、接頭等要仔細(xì)徹底清洗。試車后，必須全部拆開徹底清洗后再正式組裝。管子要經(jīng)過酸洗，中和和防銹處理。另外加防塵器件防止外界污物侵入，在油箱的通氣孔安裝立式過濾器；注油口的油口和蓋板之間嚴(yán)加密封，對(duì)回油液進(jìn)行過濾等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 43 結(jié)論 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲，大學(xué)的學(xué)習(xí)生涯也將畫上一個(gè)完滿的句號(hào)。在這半個(gè)學(xué)期里，我們遵循著教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行著實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)，臨近尾聲，也需要對(duì)自己這一學(xué)期的工作做一個(gè)總結(jié)。也算是對(duì)設(shè)計(jì)的總體的認(rèn)識(shí)和把握，對(duì)知識(shí)的再以一次學(xué)習(xí)。 首先說一下自己的設(shè)計(jì) 我的設(shè)計(jì)是結(jié) 合實(shí)際中的火車車軸進(jìn)行校直的校直機(jī)。現(xiàn)有的校直機(jī)有很多，但是大部分成品都是對(duì)中、細(xì)軸的校直，對(duì)于像火車車軸這種的粗軸很少。在設(shè)計(jì)過程中能找到的現(xiàn)有的資料很少，所以給我的設(shè)計(jì)帶來了一定的麻煩，但是設(shè)計(jì)的過程就是克服困難的過程。我想學(xué)校也是因?yàn)檫@個(gè)原因，才在我們的畢業(yè)前給我們安排了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。其實(shí)就是在培養(yǎng)我們一種迎難而上的精神。這一點(diǎn)，我想只要是認(rèn)真做設(shè)計(jì)的人，不管設(shè)計(jì)做的好壞，起碼他都能通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓自己得到了不同程度的鍛煉。 在對(duì)校直機(jī)的設(shè)計(jì)中，我主要是從算校直力出發(fā)，然后設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置。接著是對(duì)電動(dòng)機(jī)的 計(jì)算和選擇。因?yàn)樾Ｖ睓C(jī)需要提供的力很大，需要液壓系統(tǒng)來提供。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是校直機(jī)的液壓控制部分、液壓缸的設(shè)計(jì)選擇、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、閥的選擇等。最后對(duì)一些零件進(jìn)行了強(qiáng)度的校核。 然后想說一下自己在設(shè)計(jì)過程中的一些收獲 設(shè)計(jì)是在綜合運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)做到一個(gè)理論服務(wù)于實(shí)際的過程；也是一個(gè)將這么多年的所得轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)力的過程。 設(shè)計(jì)是一個(gè)趨于完善的趨勢(shì)，因此我們是盡自己的努力綜合權(quán)衡成本與功效，結(jié)構(gòu)與工藝的合理性與優(yōu)越性。設(shè)計(jì)不是一蹴而就的事情。來回掂量，反復(fù)修改是它的一大特色。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中讓我懂得了一 些道理。就拿設(shè)計(jì)來說，不是一兩天就能做內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 44 完的，設(shè)計(jì)也不可能一次性就能做到最完美?？梢哉f設(shè)計(jì)是一個(gè)追求完美的過程，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中就是在追求一種完美。我們需要不斷的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，不斷的去改善。 設(shè)計(jì)的過程也讓我對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)做了一次完成的回顧，而且學(xué)到了很多新的知識(shí)。比如說：通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜索有用的資料、 word 的很多以前不懂的功能、使自己的 CAD 操作更加的熟練。其實(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中學(xué)到的遠(yuǎn)不止是這一片紙上能表達(dá)的。其實(shí)人生就像做設(shè)計(jì)一樣，沒有最好的設(shè)計(jì)、沒有最好的人生。我們需要的是不斷的在自己的人生道路 上去完善自己，這樣自己的人生才會(huì)更加的美好。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 45 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M]，北京：高等教育出版社， 2021， 第八版