高速铁路轴承内圈淬火压床开发设计Word文档下载推荐.docx
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机床的传动全部采用电气、液压控制,实现了自动工作循环。
有助于被淬火零件的精度控制和淬火质量的稳定,又可以减轻工人的劳动强度。
本机床工作台采用液压传动,可在上料位置与工作位置移动。
把一批淬火零件加热至淬火温度,然后放入本机床,在压床内进行冷却,完成淬火工序。
设计说明书上的一些主要参数数据是以《机械设计手册》、《机床设计手册》、《液压和气压手册》、《机械设计》、《液压与气压传动》、《机床装备设计》中的国家标准作为参考的。
2淬火压床主体结构设计
2.1淬火压床设计概述
淬火压床主要使工件在压力和限位下进行淬火冷却,以减少零件的冷却变形和翅曲,把工件热成型和淬火合并为一个工序,以简化工序和节约能源。
需要淬火的工件在机械模具的压紧下进行淬火,便于控制需要冷却的工件的主要设计参数,也是很好地控制介质质量、压力、冷却时间等有利于冷却过程的控制。
根据设计要求为高速铁路轴承内圈淬火压床设计,按零件类型是轴类淬火压床,其工作原理为工作台采用液压传动,可在上料位置和工作位置内移动。
把一批淬火零件加热至淬火温度,然后放入本机床内,驱动液压使上模合并下压工作台,在压床内冷却,完成淬火工序。
卧式旋转淬火压床属于半自动化加工机床,易于组成生产连线用于大批量成产。
2.2设计要求
首先要满足用户的各种需要,确保机床的加工范围、工业淬火的精度和生产的经济性等原则。
合理安排工件的传动位置,尽量用较短的传动链,以简化机床机构,提高淬火机床传动机构的传动精度和传动效率。
通用机床必须满足参数标准和系列关于机床布局的方向规定,机床要求结构要简单、实用、合理。
冷却油量的控制装置:
通过不同通径的电磁阀的相互结合来实现冷却油流量的控制。
模具驱动油缸与开合油缸协调动作以保证其同时达到工作位置。
设计参数:
模具驱动油缸:
工作负荷1000Kg
工作时间3.2s
最大工作速度0.075m/s
开合油缸:
工作负荷300Kg
工作时间1.6s
最大工作速度0.025m/s
2.3设备的主要技术参数
1、每循环淬火零件数量2件
2、生产节拍6分钟(可调)
3、油循环冷却时间0-99分钟
4、设备主参数立柱间距960mm
动横梁行程120mm
最大速度75mm/s
进程75mm/s
回程65mm/s
工作台行程500mm
最大速度50mm/s
进程50mm/s
回程50mm/s
6、机械手横向行程750mm
提升距离120mm
手指抓取范围160-260mm
单向循环时间3-5s
7、液压站油泵最大工作压力10Mpa
公称流量40L/min
电机功率5.5KW
8、冷却系统出油口距地面高度2500mm
贮油箱有效容积1.5mх0.8mх0.65m
循环泵功率3KW
循环泵扬程14m
2.4设备结构
2.4.1设备组成部分
1、淬火压床主机1台
2、淬火模具4套随主机配备
3、机械手1套单独配备
4、高位油箱1套单独配备
循环泵及油箱1套随高位油箱配备
5、液压站1套单独配备
电机、泵1套随液压站配备
6、电气控制箱1套单独配备
7、翻转台1套单独配备
淬火压床机身采用板焊结构,机身是全机床的承载框架。
动横梁工作油缸固定在上横梁上,动横梁设计有导向杆,与衡量上的导向套滑配。
动横梁上装有卸料油缸,正对油缸的下面装有淬火上模具。
动横梁的下表面连接着起冷却作用的开合油缸。
工作台由一只油缸可以在导轨上上下移动。
配油阀箱与工作台相对,装在立柱一侧。
液压操作板在机顶上侧,就地控制箱在机柱的一侧,就地起控制作用。
机床在正常工作时就地控制柜起控制按钮站的作用。
机床的工作台和动横梁配备带有内撑式淬火模具,在淬火过程之中可以对工件发出力的作用,以克服工件应力变形。
机床上下料的机械手移动导轨和机床的中心线重合。
导轨一端用螺钉固定在机床的上横梁上,另一端利用支柱来支撑,形成和机床可相连接的过桥形式,机械手在上面移动,完成从送料端上的红热件套入淬火模具中,再从淬火模具中取出已经淬火完成的工件放到出料端。
液压系统采用一体化设计,即液压发生装置置操纵板于一体,油泵的输出压力油直接经过操纵板、控制阀、管道和安装在机床上的分油板,来控制执行各个部件的动作,液压油箱侧面内配有水冷式冷却器。
机械手和冷却油配流阀采用气压传动,气阀采用二组集装阀,一组用来控制机械手的动作,二组控制经配阀的动作,压缩空气经过气源三联体向集装阀供气。
电柜控制系统由总电控柜、机床控制箱和就地控制柜组成。
总电控制柜装有PLC主机及扩展、一次执行器件,柜门上还设有控制按钮。
机床控制箱设计有操作、按钮控制用来进行各种调整、调试、单动、自动各项操作功能的实现。
就地按钮有启动、循环、急停三个常规按钮,便于机床的操作和控制。
图一:
铁路轴承淬火压床示意图
2.4.2机床的特点
1、机身配有可以移出工作台进行卸料,机床机构相对简单,有良好的工艺性
2、开合油缸内冷却油从上到下、从外到内循环流动形成循环冷却系统。
由得定向流动增加了冷却效果
3、脱模可靠,装卸工件十分容易,便于机械手操作
4、机械手动作敏捷、准确
5、高位油箱自流进行冷却,小功率电泵进行补充液体,冷却油流动十分稳定、平稳
6、PLC程序自动控制同时还有保护和报警提示功能,扩大应用范围
7、就地控制柜操作方便、安全、灵敏
8:
内圈用液压脱料式内撑模具,淬火件尺寸稳定、变形量小,便于机械手工作和人工上下料操作。
2.5机床简述
2.5主机
主机由负荷框架、动横梁、移动台三部分组成。
负荷框架由动横梁、左右立柱、底座构成,其作用是承受压件反力、油罩反力和脱模油缸的负荷以及汇集排除淬火冷却油液。
淬火压床主要由加压、升降、旋转、退料、和卸料等部分组成。
机床主横梁与主油缸、模具缸、上模具、油罩、导向柱、排油管、密封条组成。
其作用是完成淬火和脱模。
固定在上横梁的升降。
左右导轨主要是方便机床的左右滑移。
移动工作台主要由导轨座、工作台、油缸、压板、接板、进油管、挡铁组成。
起作用是方便进行装卸料,工件回位后实现淬火。
2.5.1加压部分
加热后的工件由进料道滚入到随动托轮16的两根辊棒11上,在活塞杆10内,安装着转轴12,当活塞杆10向右移动时,移动压模15将工件推套在主转压模18上。
与此同时,套装在转轴12上的推杆13,将随动托轮16推进一段行程之后,使随动托轮上的辊棒11始终托着工件。
注意工件压靠后应离开辊棒2mm,使工件旋转时不与辊棒接触。
2.5.2升降部分
油缸体1与床体3固定相连联,活塞杆2通过座筒5与升降床身14固定相连联,活塞杆2如向下移动时,使升降床身14及工件沉入油底。
2.5.3旋转部分
工件进入油底立即进行旋转是由电机通过一对圆锥齿轮6和7,及两对直齿轮8和26带动主轴21旋转的。
2.5.4退料部分
工件在油中按预定时间旋转结束时,工件升起,活塞杆10左移退回,之后主轴21内的弹簧25,推着推料杆24,通过穿销20、推料筒19将工件推出。
同时,随动托轮16在弹簧17的作用下,随着移动压模19退入到挡料筒9内时,最后挡料筒将工件挡落在随动拖轮16的辊棒11上。
2.5.5卸料部分
工件落在随动托轮的辊棒上后,接着随动托轮通过齿条22、齿轮23翻转90!
将工件翻入出料道
图二卧式旋转淬火压床结构
3淬火压床液压系统的设计
3.1液压系统的组成
按液压循环方式的不同,液压传动系统可以分为开式和闭式两种。
在开式系统中,油泵从油箱吸油,供入液动机后再排出油箱。
其结构简单,散热结构简单,散热良好,油液能在油箱内澄清,因而应用比较普遍。
但油箱较大,客气和油液的接触机会较多,容易渗入。
在闭式系统中,油泵进油管直接与液动机的排油管相通,形成一个闭合循环。
为了补偿系统的泄露损失,因而常需附加一个小型的辅助补偿油泵和油箱。
液压传动系统的主要组成
1、液动机(液压缸、液压马达)
2、液压泵
3、控制调节装置。
包括各种压力、流量及方向控制阀,用以控制和调节液流的压力、速度和方向,以满足机器的工作性能要求和实现各种不同的工作循环。
4、辅助装置。
如油箱、冷却器、滤油器、蓄能器、管道以及控制仪表等。
5、传动介质。
是指各类液压传动中的液压油和乳化液。
3.2液压传动的基本性质
3.2.1力比例关系
液压传动区别于其他传动方式的基本特征一:
力的传递是靠液体压力的传递来实现的,或者说力的传递是按帕斯卡原理来进行的。
因此有人把液压传动成为“静压传动”。
帕斯卡原理:
在密闭容器内,施加于静止液体上的压力等值地作用于液体的各个部分。
结论:
在液压传动中的工作压力取决于负载,而与流入的液体量的多少没有任何的关系。
注意:
负载包括,有效负载、无效负载、液体的流动阻力。
3.2.2运动关系
液压传动区别于其他传动方式的基本特征二:
运动速度的传递是按照“容积变化相等”的原则进行的。
基于此:
有人称液压传动为“等容积式液体传动”。
在流体力学中,把单位时间内流过某一通流截面A的流体体积成为流量,则流量
Q=v*A
结论:
1、活塞移动速度正比于流入液压缸中的油液流量Q,与负载无关。
2、活塞的运动速度反比于活塞面积,可通过对活塞面积的控制来控制液体速度。
3.2.3功率关系
由前述可得:
P=Fv=Wv=Pq
上式说明,在不计各种功率损失的条件下,液压传动系统的输出功率Wv等于输入功率Fv,并且液压传动中的功率可以用压力P和流量Q的乘积来表示。
3.3液压传动的特点
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