液壓缸拆裝機機架設(shè)計畢業(yè)論文

山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本文主要介紹了液壓缸拆裝機機械系統(tǒng)的設(shè)計。液壓缸拆裝機機械系統(tǒng)主要包括底座、外柱、內(nèi)柱、頂板、耳座、油缸耳座、軸銷、銷釘?shù)炔考牧系倪x取、結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸的確定。根據(jù)設(shè)計的要求確定了內(nèi)、外柱直徑、高度以及壁厚，設(shè)計了銷釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸和直徑。結(jié)合設(shè)計的加載壓力和材料的力學(xué)性能，根據(jù)強度校核公式校核了內(nèi)、外柱壁的強度；依據(jù)剪切力校核公式校核了銷釘?shù)募羟袘?yīng)力。分析了液壓缸拆裝機研究的意義，并對液壓缸的分類和常見故障以及發(fā)展趨勢做了簡要的介紹，在此基礎(chǔ)上確定了液壓缸拆裝機的總體方案。然后對液壓缸拆裝機的使用 方法進(jìn)行了簡要說明。最后運用CAXA設(shè)計軟件完成了液壓缸拆裝機整體結(jié)構(gòu)、機架以及機架各部分的建模。 關(guān)鍵字： 液壓缸拆裝機，結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 II Abstract This design is mainly introduced the hydraulic cylinder disassembly mechanical system design. Hydraulic cylinder disassembly mechanical system includes the base, outside the columns, interior columns, roof, ear block, cylinder blocks ears, axle pin, pin and other parts of the selection of materials, structural design, size determination. Determined according to the requirements of the design inside and outside the column diameter, height and thickness, the design of the structure size and pin diameter. Loaded with the design pressure and the mechanical properties, strength check according to the formula check the inside and outside the column wall strength； check the formula based on checking the shear pins shear stress. Analysis of the hydraulic cylinder changer research significance, and classification of the hydraulic cylinder and common faults and the development trend of a brief introduction, on the basis of the hydraulic cylinder disassembly to determine the general scheme. Then the hydraulic cylinder disassembly machines use a brief description. Finally, the use of design software CAXA changer complete the overall structure of the hydraulic cylinder, rack and frame parts modeling. Key words: Hydraulic cylinder changer， Structural Design， Strength check 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 III 目 錄 前 言 . 1 1概述 . 2 1.1研究的目的意義 . 2 1.2液壓缸的發(fā)展趨勢 . 2 1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容 . 3 2總體方案確定 . 4 2.1液壓缸的分類與故障 . 4 2.1.1液壓缸的分類 . 4 2.1.2液壓 缸的常見故障 . 6 2.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 7 2.2.1機架設(shè)計 . 8 2.2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計 . 10 3機架總成設(shè)計 . 12 3.1底座的設(shè)計 . 12 3.2耳座的設(shè)計 . 13 3.3軸銷設(shè)計 . 14 3.4外柱設(shè)計 . 15 3.4.1外柱結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 . 15 3.4.2外柱強度校核 . 16 3.5內(nèi)柱設(shè)計 . 18 3.5.1內(nèi)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 . 18 3.5.2內(nèi)柱強度校核 . 19 3.6頂板的設(shè)計 . 21 3.7側(cè)壁插銷設(shè)計 . 22 3.7.1結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 . 22 3.7.2側(cè) 壁插銷強度校核 . 22 3.8油缸耳座設(shè)計 . 24 4使用說明 . 25 結(jié) 論 . 27 致 謝 . 28 參考文獻(xiàn) . 29 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 前 言 隨著科技的發(fā)展，在現(xiàn)代化的社會生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率減輕人類的勞動強度，機械自動化在社會生產(chǎn)中的運用越來越廣泛。液壓技術(shù)憑借其無級調(diào)速，工作平穩(wěn)，抗沖擊和振動，易實現(xiàn)間斷和連續(xù)運動頻繁換向的優(yōu)點在機械自動化生產(chǎn)中得 到了廣泛的應(yīng)用。液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其身影在各種設(shè)備上隨處可見，同時在工作生產(chǎn)中由于液壓缸故障導(dǎo)致設(shè)備停機的現(xiàn)象也屢見不鮮，通過分析液壓缸的常見故障及其原因后，我們了解到要解決液壓缸的常見故障以及對液壓缸進(jìn)行維修保養(yǎng)時都會對液壓缸進(jìn)行拆卸和裝復(fù)。目前在維修液壓缸時絕大多數(shù)都是采用手工的方式對液壓缸進(jìn)行拆裝。手工拆裝液壓缸不僅工作效率低，而且要求維修人員要有一定的經(jīng)驗積累。因此，液壓缸的拆裝實現(xiàn)機械化將是一種必然的趨勢。 本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識，在老師的指導(dǎo)下，通過查閱資料和社 會調(diào)研之后，設(shè)計了一款主要用于工程機械上液壓缸拆裝的機械 液壓缸拆裝機，完成了液壓缸拆裝機機械部分的研究設(shè)計。分析了目前市場上臥式和立式液壓缸拆裝機的優(yōu)缺點后，結(jié)合工程機械上液壓缸具有結(jié)構(gòu)尺寸大，壓力高的特點，本設(shè)計的液壓缸拆裝采用立式結(jié)構(gòu)。本文主要完成了總體方案確定和機械系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計并對主要部件進(jìn)行了力學(xué)性能校核。 本文是液壓缸拆裝機機械系統(tǒng)的設(shè)計說明書。在結(jié)合液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，廣泛聽取老師的意見之后，經(jīng)過多次修改和驗證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計的規(guī)范化 ,標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，筆者通過查閱多方面的資料文獻(xiàn) ，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中配有大量的插圖，在附件中還配又各部分完整的結(jié)構(gòu)圖紙。 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 2 1 概述 1.1 研究的目的意義 液壓技術(shù)作為一門新興應(yīng)用學(xué)科，雖然時間不長，但應(yīng)用，發(fā)展的速度卻非常驚人。特別是近 60年來，液壓傳動設(shè)備的年增長率一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他設(shè)備的年增長率。 現(xiàn)代機械工程自動化控制中，對直線運動的實施要求愈益增多，這樣造成機械構(gòu)件傳動及電力傳動的困難。反之，液壓傳動中通過液壓缸則可以便利，圓滿地得到實現(xiàn)，這也是液壓傳動的重大特點之一。 液壓傳動設(shè)備能在較大范圍內(nèi)方便地實現(xiàn)無級調(diào) 速，且低速性能好，工作平穩(wěn)，還易實現(xiàn)間斷和連續(xù)運動頻繁換向，沖擊及振動現(xiàn)象可以很好地得到消減。 液壓缸是液壓系統(tǒng)中將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運動的機械能的重要執(zhí)行元件，應(yīng)用于工程機械的單桿雙作用活塞式液壓缸，按其缸頭與缸筒的聯(lián)接方式可分為卡鍵式和法蘭式兩種型式：卡鍵式液壓缸的端部采用卡鍵槽、卡鍵、導(dǎo)向套聯(lián)接，缸頭強度低，難以承受很大拉力，通常用在中高壓液壓系統(tǒng)。在實際修理中，由于缸頭端部有卡鍵槽，活塞油封在裝入時難以越過槽口，即使采用卡鍵槽“填料”或?qū)Ｓ霉ぱb導(dǎo)套也容易造成油封的局部損壞，返工率較高，維修質(zhì) 量不易保證；法蘭式液壓缸的端部采用法蘭螺栓聯(lián)接，強度高，能承受很大的拉力，多用于中高壓以上的液壓系統(tǒng)。 無論哪種液壓缸，在出現(xiàn)“內(nèi)漏”故障維修時，都要將其分解，更換活塞油封。由于液壓缸個大體沉，結(jié)構(gòu)配合緊密，分解時有許多困難，如：不容易搬遷移動、活塞桿不容易從缸筒內(nèi)抽出和裝復(fù)以及液壓油噴灑過多等，造成勞動強度大，工作效率低。 為了確保液壓缸維修質(zhì)量，防止液壓油被“二次污染”和浪費，減少裝配時密封件的損壞率與勞動強度，精心設(shè)計制作了液壓缸拆裝專用機具 液壓缸拆裝機。 用于液壓缸的拆裝，提高液壓缸的維修效率和改 善液壓缸的拆裝質(zhì)量。 1.2 液壓缸的發(fā)展趨勢 隨著液壓技術(shù)的深入普及和應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴大，對液壓缸的工作性能、結(jié)構(gòu)、使用范圍、制造精度、外觀、材料、試驗方法都不斷提出新的要求。在新的形勢下，液壓缸的發(fā)展趨勢為： （ 1） 高壓化、小型化 高壓化是減小液壓缸徑向尺寸和減輕重量，并縮小整套液壓裝置體積尺寸的有效途徑，目前超高壓泵的輸出壓力已經(jīng)高達(dá) 250MPa 以上，一臺工作壓力為 100MPa的 15t輕型壓力機，可以制造成手電筒一般大小。 （ 2） 新材質(zhì)、輕型化 不久前，日本采用新組份的鋁合金，從液態(tài)開始進(jìn)行新的熱處理工藝，結(jié)果最終 成型鋁合金材料的抗拉強度等機械性能可達(dá)到 45 號優(yōu)質(zhì)碳素鋼的水平。這將使現(xiàn)用的液山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 壓缸的重量減輕三分之二以上。此外，國外在航空航天工業(yè)中已采用高彈性纖維復(fù)合樹脂塑料制作液壓缸筒和活塞桿。據(jù)資料記載：該材料的比重僅為鋁的 1/2 左右，強度為碳素鋼的 2倍。隨著新型材料的社會需求總量的擴大以及成形、加工方法的不斷更新，價格下降后，將會在其他機械結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用。 （ 3） 新型機構(gòu)復(fù)雜化 隨著社會分工的進(jìn)一步細(xì)化以及液壓缸在社會生產(chǎn)活動的普及應(yīng)用。為了適應(yīng)液壓缸應(yīng)用范圍的擴大，各種新穎結(jié)構(gòu)的液壓缸不斷出現(xiàn)。 （ 4） 高性能、多品種化 高速 、低速性能以及密封件的壽命是評價液壓缸的重要指標(biāo)。國外，超高速性能的液壓桿在高速達(dá) 2000mm/s 的工況下能均勻運動，且換向平穩(wěn)。低速液壓缸能在 8mm/s至零的最易發(fā)生液壓振蕩的速度區(qū)間，要不存在爬行，別勁等現(xiàn)象，液壓缸的工作溫度擴大到 -60 至 +200。因此，對新型密封件，密封件的材料與摩擦體間的匹配性，以及液壓缸的加工工藝均提出了相應(yīng)的要求 （ 5） 節(jié)能化與耐腐蝕 高水基工質(zhì)和水質(zhì)液壓缸，以及用于深海開發(fā)的耐蝕海水用傳動液壓缸也在不斷的完善、發(fā)展，在我國也已進(jìn)入適用和試制階段 1.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計的主 要內(nèi)容是針對工程機械上常用的單杠活塞式液壓缸的拆裝設(shè)計的機械裝置 液壓缸拆裝機。液壓缸拆裝機主要包括機械和液壓兩部分。本文主要針對機械部分進(jìn)行設(shè)計，主要包括了總體方案確定，底座、內(nèi)外柱、頂板、耳座以及油缸耳座等的結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)、外柱壁以及銷釘?shù)膹姸群图羟辛Φ男：恕?吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 4 2 總體方案確定 在設(shè)計制造任何一種機械時，都應(yīng)該對該機械的作用對象有一定的研究，只有對其作用對象有充分的認(rèn)識和了解，設(shè)計制造的機械才能更好地滿足使用要求。在設(shè)計液壓缸拆裝機之前，我們必須先對液壓缸進(jìn)行研究。 2.1 液壓 缸的分類與故障 2.1.1 液壓缸的分類 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復(fù)運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復(fù)運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。壓缸的種類繁多，根據(jù)不同的分類方式有可以分為不同的類別。在此，只根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，將其分為四種類型。 （ 1）活塞式液壓缸 活塞缸分單桿活塞缸和雙桿活塞缸兩種結(jié)構(gòu)，其固定方式由缸體固定和活塞桿固定兩種，按液壓力的作用情況有單作用式和雙作用式。 單活塞桿液壓缸只有 一端有活塞桿。如圖 2.1 所示，它只在活塞的一側(cè)設(shè)有活塞桿，因而兩腔的有效作用面積不同，無活塞桿的一腔習(xí)慣上稱無桿腔（或大腔），帶活塞桿的一腔則稱有桿腔（或小腔）。 通常油液進(jìn)入活塞一側(cè)的無桿腔作為工作狀態(tài)，油液進(jìn)入有桿腔作為返回狀態(tài)，在供油量相同時，不同腔進(jìn)油活塞的運動速度不同；在需克服的負(fù)載力相同時，不同腔進(jìn)油所需要的供油壓力不同，或者說在系統(tǒng)壓力調(diào)定后，液壓缸兩個方向運動所能克服的負(fù)載力不同。 圖 2.1 單桿雙作用活塞式液壓缸 Fig. 2.1 Single-pole double-acting hydraulic cylinder piston （ 2）柱塞式液壓缸 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 柱塞桿分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。由于柱塞與導(dǎo)向套配合，以保證良好的導(dǎo)向，故可以不與缸筒接觸的場合。柱塞端面是受壓面，其面積的大小決定柱塞缸的輸出速度和推力，因而對缸筒內(nèi)壁的精度要求很低，甚至可以不加工，工藝性好，成本較低，特別適用于行程較長定了柱塞缸的輸出速度和推力。柱塞工作時恒受壓，為保證壓桿的穩(wěn)定，柱塞必須有足夠的剛度，故柱塞直徑一般較大，重量也較大，水平安裝時易產(chǎn)生單邊磨損，故柱塞缸適宜于垂直安裝使用。水平安裝使用時，為了減輕重量 ，有時柱塞采用空心結(jié)構(gòu)。柱塞缸返回需借助外力作用，如垂直缸借助柱塞與運動部件的自重，彈簧力等，以獲得往復(fù)運動，柱塞式液壓缸常成對使用。柱塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)如圖 2.2所示。 圖 2.2 柱塞式液壓缸 Fig. 2.2 Piston hydraulic cylinder （ 3）伸縮式 伸縮式液壓缸如圖 2.3所示，具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。 圖 2.3 伸縮式液壓缸 Fig.2.3 Telescopic hydraulic cylinder 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 6 伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于農(nóng)業(yè)機械上。其結(jié)構(gòu)如圖 2.3所示。 （ 4）擺動式液壓缸 擺動缸又稱擺動液壓馬達(dá)，它能實現(xiàn)往復(fù)擺動。擺動缸的結(jié)構(gòu)比連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡單，以葉片式擺動缸應(yīng)用較多。擺動液壓缸有單葉片式和雙葉片式兩種。其結(jié)構(gòu)如圖 2.4所示。 圖 2.4 擺動式液壓缸 Fig.2.4 Swinging hydraulic cylinder 2.1.2 液壓缸的常見故障 液壓缸是液壓系統(tǒng)中將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的執(zhí)行元件 ，其作為一種元件，一種工作裝置 ，與所有機械設(shè)備一樣，在長期的運行過程中不可避免地在其結(jié)構(gòu)零部件中會產(chǎn)生不同程度的磨損、疲勞、蠕變、腐蝕、松動、剝落老化變質(zhì)甚至損壞等現(xiàn)象，使得液壓缸工作性能、技術(shù)狀況惡化，進(jìn)而直接造成整臺液壓設(shè)備的故障甚至失效，液壓缸保養(yǎng)維修的重要性和必要性由此可見。 其故障 及其原因 可基本歸納 為以下幾點： （ 1） 液壓缸誤動作或動作失靈 。 常見原因如下： 閥芯卡住或閥孔堵塞 ； 活塞桿與缸筒卡住或液壓缸堵塞 ； 液壓系統(tǒng)控制壓力太低 ； 液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣 ； 液壓缸初始動作緩慢。 （ 2） 液壓缸工作時不能驅(qū)動負(fù)載 。 常見原因如下： 液壓缸內(nèi)部泄漏 ； 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 液壓回路泄漏 ； 液壓油經(jīng)溢流閥旁通回油箱 。 （ 3） 液壓缸活塞滑移或爬行 。 常見原因如下： 液壓缸內(nèi)部澀滯。 潤滑不良或液壓缸孔徑加工超差 液壓泵或液壓缸進(jìn)入空氣 密封件質(zhì)量與滑移或爬行有直接關(guān) 工作生產(chǎn)中由于液壓缸故障導(dǎo)致設(shè)備停機的現(xiàn)象屢見不鮮，通過分析液壓缸的常見故障及其原因后，我們了解到要解決液壓缸的常見故障以及對對液壓缸進(jìn)行維修保養(yǎng)時都會對液壓缸進(jìn)行拆卸和裝復(fù)?，F(xiàn)在社會生活隨著液壓技術(shù)的發(fā)展和普及，液壓技術(shù)在機械設(shè)備上得到了大量的使用，尤其是工程機 械行業(yè)中，在機電液一體化的發(fā)展趨勢下，液壓缸在工程機械上得到廣泛的使用，一臺工程機械上都安裝不下一個液壓缸，像常用的 ZL50 裝載機上就使用了 3 個液壓缸。由此可見液壓缸拆裝機在實際生活中具有廣泛的應(yīng)用價值。 2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 目前，人們對液壓缸拆裝機的研究開發(fā)及生產(chǎn)還處于初步階段。液壓缸拆裝的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)置功能，在行業(yè)內(nèi)還沒有確定使用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，每一個研究人員針對不同的應(yīng)用場合對液壓缸拆裝機結(jié)構(gòu)設(shè)計形式都有自己的解決方案。目前市場上存在的液壓缸拆裝機主要由臥式和立時兩種類型。 臥式液壓缸拆裝機，具有機構(gòu)尺寸 大，占用空間，搬遷困難，在拆裝大型液壓缸時時被拆液壓缸容易產(chǎn)生彎曲等缺點，因此臥式液壓缸拆裝機用于小型液壓缸的拆裝的。工程機械上的液壓缸往往都具有工作行程長，結(jié)構(gòu)形式簡潔，外形尺寸較大，工作壓力大等特點。對于不同用途的液壓缸在設(shè)計上有不同的要求，相應(yīng)地在結(jié)構(gòu)上也有不同的特點。結(jié)合工程機械上使用的液壓缸的結(jié)構(gòu)特點，此設(shè)計的液壓缸拆裝機采用立式結(jié)構(gòu)。 液壓缸拆裝機的結(jié)構(gòu)如圖 2.5所示，該液壓缸拆裝機主要有機械和液壓兩大操作系統(tǒng)。機械系統(tǒng)主要由 1、底板 2、外柱 3、耳座 4、夾緊架 5、軸銷 6、油缸耳座 7、內(nèi)柱9、頂板 等組成。液壓系統(tǒng)主要由 8、液壓缸 10、油箱總成 11、液壓泵 12、電動機 13三位四通電磁換向閥等構(gòu)成。 該液壓缸拆裝機具有操作簡單、靈活方便、堅固耐用、安全可靠的特點。最大加載力為 10T，機械架外柱高 1640mm，內(nèi)柱高 1565mm。適用于拆裝工程機械上行程在 200mm 1000mm液壓缸的拆卸與安裝。 考慮到工作環(huán)境、使用特點、成本要求以及工程機械液壓缸的特點結(jié)合機械優(yōu)化設(shè)計的原則，在滿足基本強度和剛度需要的前提下，整體結(jié)構(gòu)應(yīng)體現(xiàn)造型的美觀，底板、頂板以及兩側(cè)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計力求簡單實用、制造方便，工作裝置、 控制裝置、液壓系統(tǒng)、吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 8 動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計、選取應(yīng)合理、盡量選用國內(nèi)外知名品牌和常用標(biāo)準(zhǔn)，以確保整機的質(zhì)量可靠性和制造的方便性。 1 底板； 2 外柱； 3 耳座； 4夾緊架； 5 軸銷； 6 油缸耳座； 7 內(nèi)柱； 8 液壓缸； 9 頂板；10 油箱總成； 11 液壓泵； 12 電動機； 13 三位四通電磁換向閥 圖 2.5 液壓缸拆裝機總圖 Fig.2.5 General Plan cylinder changer 2.2.1 機架設(shè)計 機架的基本結(jié)構(gòu)如圖 2.6 所示，主要由 1、耳座 2、底板 3、夾緊架 4、外柱 5、內(nèi)柱 6、頂板 7、油 缸耳座 9、軸銷等組成。機架主要用于固定被拆裝液壓缸，安裝液壓動力系統(tǒng)的執(zhí)行元件（工作液壓油缸），為工作液壓缸和被拆裝液壓缸的移動和安放提供空間位置，對拆裝機的工作范圍進(jìn)行粗調(diào)。并保證液壓缸拆裝機能拆裝行程在 200mm至1000mm的液壓缸，且在加載壓力為 10T時，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。 底座主要用于機架的固定和安放以及外柱和耳座的安裝，由于機架的結(jié)構(gòu)尺寸較山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 大，尤其是在內(nèi)柱伸展到極限位置時機架高達(dá) 3.5m，為了保證機架的穩(wěn)定性，底座采用工字型結(jié)構(gòu)。 底座主要由腳板、橫板、加強筋以工字型的結(jié)構(gòu)焊接而成。橫板橋接 在兩腳板之上，外柱座板和耳座均通過螺釘和底座的橫板固定在一起。為了防止液壓缸拆裝機工作時橫板發(fā)生彎曲失效，在橫板下面焊接有加強筋。 側(cè)柱由外柱和內(nèi)柱組成，主要用于液壓缸拆裝機實際工作范圍的調(diào)節(jié)和頂板的安裝以及被拆裝液壓缸的固定。 外柱通過螺釘和底座連接在一起，內(nèi)柱通過螺釘和頂板連接在一起，內(nèi)柱套入外柱之中。在內(nèi)柱頂部安裝有頂板，頂板的中間位置安有液壓系統(tǒng)的液壓油缸。為了被拆裝液壓缸在機架上的安裝固定，在外柱下部焊接有腰板用于夾緊架的安裝。 外柱壁上距離外柱頂端 250mm 處開有一個 35mm 的圓形通孔。內(nèi)柱壁 在距離內(nèi)柱座板 250mm處開有第一個 32mm的圓形通孔，然后依次向下每間隔 175mm的距離進(jìn)行打孔，內(nèi)柱上總共打有八個 32mm的圓形通孔。內(nèi)外壁之間采用間隙配合，內(nèi)柱能在外柱內(nèi)上下移動，兩者之間采用銷釘固定。 通過調(diào)節(jié)內(nèi)柱在外柱里的相對位置，從而改變液壓缸拆裝機的實際工作范圍。液壓缸拆裝機不同的工作位，可以通過外柱通孔與內(nèi)柱不同通孔銷接的方式來進(jìn)行大范圍的調(diào)節(jié)（調(diào)級方法是：在兩耳座之間加入相應(yīng)的支撐桿并固定好，然后啟動液壓系統(tǒng)向工作液壓缸的無桿腔或有桿腔加壓從而調(diào)節(jié)內(nèi)柱的高度），然后通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行 液壓缸進(jìn)行細(xì)調(diào)，從而實現(xiàn)液壓缸拆裝機工作范圍無間斷調(diào)節(jié)。 當(dāng)內(nèi)柱全部進(jìn)入外柱內(nèi)時是液壓缸拆裝機的最低工作位，此時機架高度為 2300mm左右，適用于拆裝行程為 200mm的液壓缸。當(dāng)內(nèi)柱最下端的圓形通孔和外柱上的通孔對齊并通過銷釘固定時，此時達(dá)到液壓缸拆裝機的最高工作位，機架高度為 3000mm左右，適用于拆裝行程為 1000mm 的液壓缸。拆裝機的其它工位可以根據(jù)被拆裝液壓缸的具體尺寸用同樣的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。 底板上用螺釘固定有一耳座，用于安裝固定被拆液壓缸缸筒上的耳環(huán)，在耳座側(cè)板上開有 40mm的通孔，同軸銷和耳座 配合一起固定被拆液壓缸。耳座兩側(cè)板之間的距離根據(jù)可拆裝的最大液壓缸的耳環(huán)厚度確定。 為了使液壓缸拆裝機保持良好的工作狀態(tài)，應(yīng)該保證固定好的被拆液壓缸垂直于水平面且其活塞缸的軸線和工作液壓缸活塞桿的軸線相重合。只靠耳座是很難將被拆液壓缸固定到位的，因此為能更好的固定被拆液壓缸，在外柱的適當(dāng)位置裝有一夾緊架同耳座一起固定被拆液壓缸。夾緊架通過其上的抓手對被拆裝液壓缸進(jìn)行固定。 頂板中間裝有工作液壓缸，用于調(diào)級機架的高度和液壓缸拆裝機工作時提供動力。并對液壓缸拆裝機的實際工作范圍進(jìn)行細(xì)調(diào)。 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 10 1 耳座； 2 底板 ； 3 加緊架； 4 外柱； 5 內(nèi)柱； 6 頂板； 7 虎爪； 8 軸銷 圖 2.6 機架 Fig.2.6 Rack 2.2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計 液壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 2.7所示，主要由 1、液壓缸 2、油箱總成 3、液壓泵 4、電動機 5、插裝閥以及管路等組成。液壓動力系統(tǒng)主要用于為工作液壓缸提供動力，使工作液壓缸的活塞桿能夠在工作范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)的移動，在對拆裝機的工作范圍進(jìn)行細(xì)調(diào)，使油缸耳座上的軸銷能更好地與被拆裝液壓缸活塞上的耳環(huán)連接。 油箱總成包括空氣過濾器，吸油過濾器，回油過濾器和液位計組成，電動機與液壓泵連接，吸油過濾 器與液壓泵之間通過鋼管連接起來，液壓泵的出油口與插裝閥組通過軟管連接，兩個三位四通電磁換向閥中的一個接待拆裝的液壓缸，另一個接機架上的液山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 壓缸。三位四通電磁換向閥的出油口與油箱上的回油過濾器連接。 當(dāng)電動機通電正常運轉(zhuǎn)后，帶動液壓泵工作，液壓泵吸油，液壓油經(jīng)過吸油過濾器到達(dá)液壓泵，液壓泵將液壓油送到插裝閥，當(dāng)壓力大于最大工作壓力時，溢流閥開啟，一部分液壓油通過回油管路，經(jīng)過回油過濾器回到油箱，達(dá)到卸荷的作用。另一部分液壓油則驅(qū)動液壓缸工作。當(dāng)電動機空載時，三位四通電磁換向閥不工作，液壓油直接回到油箱。并控制工 作液壓缸活塞桿的伸縮用于拆裝工作。 1 液壓缸； 2 油箱總成； 3 液壓泵； 4 電動機； 5 三位四通閥 圖 2.7 液壓系統(tǒng) Fig.2.07 Hydraulic system 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 12 3 機架總成設(shè)計 壓缸拆裝機主要由機械和液壓兩大操作系統(tǒng)，本文主要對機械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。如圖3.01 所示，機械系統(tǒng)主要由 1、耳座 2、底板 3、夾緊架 4、外柱 5、內(nèi)柱 6、頂板 7、油缸耳座 9、軸銷等組成。結(jié)合機械系統(tǒng)的功能結(jié)合機械設(shè)計的方法和原則以及機械系統(tǒng)各部份的功用，下面對機械系統(tǒng)的各部分進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.1 底座的設(shè)計 工程機械上使用的液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸大、工作壓力高，在液壓缸拆裝時對拆裝機的強度要求高，同時液壓缸拆裝機的設(shè)計工作范圍為 200mm至 1000mm，設(shè)計加載載荷為 10T。因此拆裝機的結(jié)構(gòu)基本全采用鋼結(jié)構(gòu)并且結(jié)構(gòu)尺寸大，在液壓缸拆裝機伸展到極限尺寸時，高度可達(dá) 3.5m 以上。綜合考慮機械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和地面的承載能力以及美觀等各種因素后，采用了工字型結(jié)構(gòu)的底座設(shè)計。底座的結(jié)構(gòu)形式如圖 3.1 所示，主要由 1、腳板 2、橫板 3、加強筋組成。 底座由橫板和加強筋以及腳板焊接而成。為了保證底座的穩(wěn)定性，底座只采用腳板接地。腳板采用 900mm 80mm 40mm的長條結(jié)構(gòu)形式。橫板通過焊接的方式橋搭在兩腳板的中間位置形成工字型結(jié)構(gòu)，工字型的底座結(jié)構(gòu)對高型機架具有很好的穩(wěn)定性?？紤]到 1000mm 行程液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸以及兩側(cè)柱的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，為了將操作的方便和更好的固定被拆裝液壓缸。橫板采用 1100mm 220mm 15mm的結(jié)構(gòu)形式。液壓缸拆裝機的最大加載力為 10T，為使液壓缸拆裝機工作時橫板不會產(chǎn)生過度的彎曲從而影響液壓缸拆裝機的正常工作。因此，為了加強橫板的強度和穩(wěn)定性，橫板的下面焊接有兩塊940mm 15mm 37mm 的加強筋。 加強筋的下底面比腳板的下底面低 3mm，從而保證底板暗訪在地面上的平穩(wěn)性。 為了液壓缸拆裝機便于拆裝和裝運，底座采用獨立的結(jié)構(gòu)形式。在長途搬運的時侯可將液壓缸拆裝機上的螺釘連接件拆下把液壓缸拆裝機拆卸成幾塊后再裝車，等運送到目的地后在進(jìn)行組裝，如此可以減小液壓缸拆裝機在運輸工程中的空間尺寸方便運輸。 兩外柱位于底座橫板的兩端，橫板中間位置裝有耳座。外柱和耳座均通過螺釘與底座橫板進(jìn)行連接固定。橫板上車有 M12的螺栓，采用螺釘連接不僅考慮了整機的運輸而且避免了螺栓連接的缺陷。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 1 腳板； 2 橫板； 3 加強筋 圖 3.1 底座 Fig.3.1 Base 3.2 耳座的設(shè)計 液壓缸拆裝機的耳座采用獨立結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)形式如圖 3.2 所示，主要由 1、底板 2、側(cè)板組成。 耳座通過螺釘同底座連接在一起。工作時，耳座主要用于固定被拆液壓缸缸筒上的耳環(huán)。耳座固定在底座橫版上，為了方便兩者的連接固定，耳座底板長度和橫板等寬為220mm。 液壓缸拆裝機可拆裝的最大油缸行程為 1000mm。因此，耳座在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求能固定行程 1000mm液壓缸缸筒耳環(huán)。結(jié)合 1000mm行程油缸缸筒的結(jié)構(gòu)形式，為了方便其在耳座上的安裝固，耳座側(cè)板采用如 圖 3.2的結(jié)構(gòu)形式，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)尺寸見圖 YCJ-010600。耳座兩側(cè)板之間的設(shè)計距離為 80mm。耳座需要和軸銷配合使用，因此在耳座側(cè)板上開有通孔，通孔直徑對應(yīng)于軸銷的直徑設(shè)計為 40mm，在液壓缸拆裝機工作時耳座要承受工作壓力和拉力，為了使耳座在液壓缸拆裝機最大加載壓力下不會產(chǎn)生力學(xué)性能失效，底板和側(cè)板均采用材料為 Q235厚度為 15mm的鋼板焊接在耳座底板上。耳座底板通過四個M12 35 的螺釘和底座連接固定在一起。結(jié)合耳座各部分的結(jié)構(gòu)尺寸同時為了方便耳座的固定，耳座底板設(shè)計寬度確定為 200mm。工作時通過軸 銷同被拆裝液壓缸缸筒上的耳環(huán)銷接在一起，從而實現(xiàn)耳座與被拆裝液壓缸的固定。 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 14 1 底板； 2 側(cè)板 3.2 耳座 Fig.3.02 Ear Block 3.3 軸銷設(shè)計 液壓缸拆裝機上有兩個軸銷，分別位于底板耳座和油缸耳座上，其主要作用是在液壓缸拆裝機工作時將被拆液壓缸和機架固定在一起。底板耳座上的軸銷用于底板耳座與被拆液壓缸缸筒的固定，油缸耳座上的軸銷用于將被拆液壓缸活塞桿的耳環(huán)和油缸耳座的固定。 根據(jù)經(jīng)驗軸銷選用 45 鋼作為原材料，其結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示。為了使用的方便，操作的簡單，兩個軸銷采用相同 的設(shè)計結(jié)構(gòu)。軸銷在使用的過程中需要和耳座配合使用且在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求軸銷與耳座之間采用間隙配合。因此，在滿足強度要求和使用要求以及材料性能的前提下，兩耳座的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了軸銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。由底板耳座的結(jié)構(gòu)設(shè)計可知，底板耳座兩側(cè)板的厚度為 15mm，兩側(cè)板之間的距離為 80mm，在耳座側(cè)板上開有 40mm的通孔。在綜合考慮各種因素的情況下結(jié)合經(jīng)驗確定軸銷的中間軸采用 40mm長 120mm的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 軸銷除了用于耳座上同被拆液壓缸固定以外。在調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機實際工作范圍時，還起到固定支撐桿的作用。結(jié)合 支撐桿的結(jié)構(gòu)形式，在軸銷中間軸的兩端各設(shè)計有直徑為 30mm長為 55mm的臺階軸。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 在臺階軸外端面 5mm 處開有 3.5mm 的通孔用于插開口銷，從而保證軸銷同支撐桿配合工作時的可靠性和安全性。 圖 3.3 軸銷 Fig.3.3 Shaft 3.4 外柱設(shè)計 一臺液壓缸拆裝機有一對外柱，其主要作用是在工作時，支撐液壓缸拆裝機內(nèi)柱、頂板、工作油缸以及承載工作壓力與拉力的作用。 3.4.1 外柱結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 外柱是液壓缸拆裝機的基礎(chǔ)構(gòu)件，主要起支撐作用，在工作時受到壓力和拉力兩種作用力。其基本結(jié)構(gòu)如圖 3.4所示，主要由 1、圓筒 2、腰板 3、座板、 4、支撐板組成。 外柱通過螺釘和底座連接在一起，立于底座橫板的兩端。為了能使外柱能更好的同底座固定在一起以及液壓缸拆裝機拆裝和裝配的方便在外柱下端焊接有外柱座板 3，結(jié)合外柱和底座橫版的尺寸，外柱座板使用 220mm 220mm 15mm 的方形結(jié)構(gòu)并采用 Q235號鋼為材料。參照用于連接固定外柱底座和底座橫板的螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)在外柱座板的四個角的適當(dāng)位置開有 14mm 的通孔。 由于外柱的的軸向尺寸較長，為了保證外柱在座板上焊接的穩(wěn)定性，在座板和外柱之間設(shè)計焊接有四塊支撐板 4，將 座板和外柱固定在一起。液壓缸拆裝機夾緊架間接固定在外柱上，考慮拆裝機拆裝范圍內(nèi)各種型號的液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸為了方便被拆裝液壓缸的固定在外柱的下部距離外柱座板 385mm 處焊接有固定加緊架的第一塊腰板 2，兩腰板之間的距離根據(jù)加緊架的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計為 75mm。由于液壓缸拆裝機的工作范圍為 200mm至 1000mm。因此，要求液壓缸拆裝的機架的高度具有伸縮性。根據(jù)功能要求，結(jié)構(gòu)上采用內(nèi)柱位于外柱上部并套接于外柱里邊，從而實現(xiàn)內(nèi)、外柱之間的相對運動。內(nèi)、外柱之間采用銷釘固定的方式來控制內(nèi)外柱的相對位置，外柱上銷釘孔大小為 35mm開在距離外柱頂端 250mm處的柱壁上。當(dāng)內(nèi)柱全部縮進(jìn)外柱里邊時液壓缸拆裝機能拆裝行程為吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 16 200mm的液壓缸，為了保證液壓拆裝機的下限拆裝范圍，外柱的高度確定為 1640mm。 根據(jù)被拆液壓缸的實際結(jié)構(gòu)尺寸、液壓缸拆裝機設(shè)計的工作范圍、材料的結(jié)構(gòu)性能和尺寸、外形的簡潔美觀、操作使用的方便等多種因素。采用 Q235號鋼外徑為 121mm的空心圓筒外柱結(jié)構(gòu)形式。工作時外柱承載的最大加載壓力為液壓缸拆裝機的設(shè)計載荷10T，初步確定鋼壁厚度為 6mm。以此為設(shè)計基礎(chǔ)，并對外柱進(jìn)行力學(xué)性能分析。 1 圓筒； 2 腰板； 3 座板； 4 支撐板 圖 3.4 外柱 Fig.3.4 External columns 3.4.2 外柱強度校核 外柱屬于直桿，主要受到內(nèi)柱和底座的壓力和拉力，對外柱進(jìn)行力學(xué)性能分析時，只需校核外柱的強度，當(dāng)強度符合設(shè)計要求時，外柱的其它力學(xué)性能均可滿足使用要求，故其它力學(xué)性能可以不用校核。 液壓缸拆裝機工作時，當(dāng)活塞桿上行時，活塞壁受到向下的壓力，上頂板兩端受到向上的支撐力NF，故機架內(nèi)、外柱均受到向下的壓力 F。根據(jù)外柱壁的實際受力情況畫出外柱側(cè)壁的受力模 型如 3.5所示，以此受力模型為依據(jù)對外柱進(jìn)行強度分析。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 圖 3.5 外柱力學(xué)原理圖 Fig.3.5 Mechanical schematic exterior columns 由強度校核公式 NFA （ 3.1） 根據(jù)以上公式對外柱進(jìn)行強度校核。 由圖可得 R=60.5mm， r=54.5mm， d=35mm故有 外柱壁的受力面積為： 22 2 ( )d R r A= R r 3 2 3 2 3 33 . 1 4 ( 6 0 . 5 1 0 ) 3 . 1 4 ( 5 4 . 5 1 0 ) 2 3 5 1 0 ( 6 0 . 5 5 4 . 5 ) 1 0 m m m 621 1 4 6 . 6 1 0 m 外柱壁的壓力為 41 5 1 02 NF F F N 根據(jù)強度校核公式（ 3.1），外柱壁所受到的應(yīng)力為 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 18 FA = 4625 1 01 1 4 6 .6 1 0Nm= 64 3 .6 1 1 0 Pa 43.61MPa 通過查詢機械設(shè)計手冊可知 Q235號鋼的許用屈服力為 = 2 3 5 M P as 因為 4 3 . 6 1 = 2 3 5 M P asM P a 由以上結(jié)論可知外柱壁厚滿足強度要求，外柱的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計合理。 3.5 內(nèi)柱設(shè)計 內(nèi)柱同外柱一樣是液壓缸拆裝機的基礎(chǔ)構(gòu)件，其除起支撐作用外，還是調(diào)節(jié)內(nèi)、外柱先對位置的重要構(gòu)件。通過內(nèi)柱在外柱內(nèi)移動的方式改變與外柱孔銷接的內(nèi)柱孔，從而調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍。 3.5.1 內(nèi)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 一臺液壓缸拆裝機有一對內(nèi)柱，其結(jié)構(gòu)如圖 3.6 所示，主要由 1、圓筒 2、座板組成。內(nèi)柱主要有三個作用，首先是調(diào)節(jié)液壓缸拆 裝機的實際工作范圍。通過調(diào)節(jié)內(nèi)柱和外柱銷接的位置來改變液壓缸拆裝機的實際工作范圍。其次是液壓缸拆裝機工作時承受壓力和拉力。為了更好的保證兩內(nèi)柱在加載壓力為 10T時能正常工作，兩內(nèi)柱采用了許用屈服壓力為 235MPa的 Q235號鋼為材料。最后是安裝機架的頂板。 在結(jié)構(gòu)上內(nèi)柱套接在外柱里，因此內(nèi)柱同外柱一樣在結(jié)構(gòu)上采用圓筒型的設(shè)計。工作的時候需要通過內(nèi)、外柱的相互配合來調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍。依據(jù)外柱已知的結(jié)構(gòu)形式，確定出內(nèi)柱采用外徑為 106mm 厚 6mm 的空心圓形鋼管，結(jié)合液壓缸拆裝機設(shè)計的上限工作范圍 1000mm 以及外柱的已知機構(gòu)尺寸設(shè)計內(nèi)柱的高度為1550mm。工作是通過內(nèi)柱在外柱里的移動來調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍，因此，內(nèi)柱在距離內(nèi)柱座板 250mm 出開有第一個 32mm 的通孔，以此為基準(zhǔn)，以 175mm為間隔依次向下聯(lián)系開孔，一個內(nèi)柱上開有 8同樣的通孔。為了方便頂板和內(nèi)柱的連接與固定以及液壓缸拆裝機的拆卸和運輸，在內(nèi)柱的結(jié)構(gòu)上設(shè)計有一內(nèi)柱座板。內(nèi)柱座板的結(jié)構(gòu)形式參照外柱座板的設(shè)計方原則，結(jié)合頂板的結(jié)構(gòu)形式確定內(nèi)柱座板的結(jié)構(gòu)為 220mm220mm 15mm。內(nèi)柱和內(nèi)柱座板之間通過焊接的形式固定在 一起。為了將內(nèi)柱和內(nèi)柱底座焊接的方便和牢固，在內(nèi)柱底座的中心開有 107mm深為 5mm的圓槽。 根據(jù)被拆液壓缸的實際結(jié)構(gòu)尺寸、液壓缸拆裝機設(shè)計的工作范圍、材料的結(jié)構(gòu)性能和尺寸、外形的簡潔美觀、操作使用的方便以及內(nèi)柱同外柱的配合等因素，內(nèi)柱采用 Q235號鋼的空心圓筒的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)合液壓缸拆裝機的許用加載壓力 10T，初步確定鋼壁厚度為 6mm。以此為設(shè)計基礎(chǔ)，并對內(nèi)柱進(jìn)行力學(xué)性能分析。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 1 圓筒； 2 座板 圖 3.6 內(nèi)柱 Fig.3.6 Interior columns 3.5.2 內(nèi)柱強度校核 內(nèi)柱同屬于直 桿，在工作時主要受到來自頂板和外柱的壓力和拉力，在進(jìn)行力學(xué)性能校核時，只需校核其強度即可。 該液壓缸拆裝機以 10T為理論設(shè)計載荷，當(dāng)液壓油缸的活塞桿像下運動時，液壓油缸的缸筒和機架頂板受向上的拉力，根據(jù)力的傳遞性，兩內(nèi)柱同時受到向上的拉力，當(dāng)液壓油缸的活塞桿像上運動時，同理可推出兩內(nèi)柱受到向下的壓力。以內(nèi)柱受到壓力時的實際受力情況畫出內(nèi)柱的受力模型如圖 3.7 所示，以此受力模型為依據(jù)對內(nèi)柱進(jìn)行強度校核計算。 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 20 圖 3.7內(nèi)柱受力模型圖 Fig.3.7 Mechanical schematic of cylindrical 根據(jù)強度校核公式 3.1對內(nèi)柱進(jìn)行強度校核 由圖可得 R=53.5mm， r=47.5mm， d=32mm故有 內(nèi)柱壁的受力面積為： 22 2 ( )d R r A= R r 3 2 3 2 3 33 . 1 4 ( 5 3 . 5 1 0 ) 3 . 1 4 ( 4 7 . 5 1 0 ) 2 3 2 1 0 ( 5 3 . 5 4 7 . 5 ) 1 0 m m m 621 5 1 8 . 8 4 1 0 m 內(nèi)柱壁的壓力為 41 5 1 02 NF F F N 根據(jù)強度校核公式（ 1.01），上側(cè)壁所受到的應(yīng)力為 NFA = 4625 1 01 5 1 8 .8 4 1 0Nm= 63 2 .9 2 1 0 Pa 32.92MPa 通過查詢機械設(shè)計手冊可知 Q235號鋼的許用屈服力為 = 2 3 5 M P as 因為 3 2 . 9 2 = 2 3 5 M P asM P a 由以上結(jié)論可知外柱壁厚滿足強度要求，外柱的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計合理。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 3.6 頂板的設(shè)計 頂板是機架的主要部件之一，其結(jié)構(gòu)如圖 3.8 所示，主要有 1、 橫板 2 側(cè)板組成，側(cè)板通過焊接的方式固定在橫板的兩側(cè)。 頂板的主要功能是固定并支撐壓缸拆裝機的液壓油缸，液壓缸拆裝機工作時承載加載壓力。頂板的兩端由螺釘與內(nèi)柱的座板固定在一起，液壓油缸通過螺釘連接固定在頂板橫板的中間位置。 頂板的結(jié)構(gòu)形式由其功能和與之配合的各部件決定。頂板的的中間位置需要安裝液壓油缸。因此，在頂板橫板的中間位置開有通孔，通孔的結(jié)構(gòu)形式安裝在其上的液壓油缸的結(jié)構(gòu)尺寸確定為 122mm。 液壓油缸固定在頂板橫板上，液壓缸拆裝機工作時頂板將承擔(dān)液壓缸拆裝機的工作加載力。因此對頂板的力學(xué)性能有一定要 求，為了保證頂板在液壓缸拆裝機加載最大加載壓力 10T時，橫板不會產(chǎn)生過度的彎曲變形，繼而影響液壓缸拆裝機的正常工作。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上頂板橫板兩側(cè)焊接有結(jié)構(gòu)為 1110mm 15mm 50mm 的側(cè)板用于加強頂板底板的力學(xué)性能，從而在結(jié)構(gòu)上保證頂板的力學(xué)性能。 頂板橫板的結(jié)構(gòu)和功用同底座橫板類似，橫版的其他形狀結(jié)構(gòu)形式依照底板橫板的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計，確定出頂板橫板最終的結(jié)構(gòu)形式采用 1110mm 220mm 15mm。頂板橫板上在需要同內(nèi)柱座板和液壓缸進(jìn)行螺釘連接的部位均車有 M12的螺紋孔。 1 底板； 2 側(cè) 板 圖 3.8 頂板 Fig.3.8 Roof 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 22 3.7 側(cè)壁插銷設(shè)計 3.7.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點 一臺液壓缸拆裝機上有兩個側(cè)壁插銷，其主要作用是將內(nèi)柱和外柱銷接在一起，使內(nèi)柱不能在外柱里產(chǎn)生相對位移，從而確定液壓缸拆裝機的實際工作范圍，分別位于兩內(nèi)、外柱的銷接處。外柱和內(nèi)柱的銷接口在結(jié)構(gòu)上均設(shè)計為圓形。其圓形銷口分別為 35mm和 32mm。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，側(cè)壁插銷和內(nèi)柱的銷孔采用的間隙配合。由此可以確定側(cè)壁插銷工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸為 32mm，長度根據(jù)外柱的外徑尺寸確定為 135mm。考慮到銷釘外形的簡潔美觀 和使用的方便性，設(shè)計側(cè)壁插銷蓋的直徑為 45mm。側(cè)壁插銷的總長度設(shè)計為 150mm。為了保證側(cè)壁銷釘工作時安全性，側(cè)壁銷釘?shù)墓ぷ鞑课痪嚯x端面 7mm處開有 3.5mm 的開口銷孔，用于插開口銷。側(cè)壁插銷的結(jié)構(gòu)如圖 3.9示。 圖 3.9 側(cè)壁插銷 Fig.3.9 Wall plug 3.7.2 側(cè)壁插銷強度校核 側(cè)壁插銷位于內(nèi)、外柱的銷接處，主要受到內(nèi)、外柱的剪切力 F 。對側(cè)壁插銷進(jìn)行力學(xué)性能分析時，只需要考慮其受到的剪切力。在液壓缸拆裝機加載壓力為 10T時，要求校核側(cè)壁插銷在內(nèi)、外柱剪切力下滿足強度要求。根據(jù)經(jīng)驗側(cè)壁插銷應(yīng)選用以 45 號鋼為材料。 根據(jù)側(cè)壁插銷的實際受力情況畫出側(cè)壁插銷的受力模型如圖 3.10 所示，以此受力模型為依據(jù)進(jìn)行切應(yīng)力分析并進(jìn)行強度校核。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 圖 3.10 側(cè)壁插銷受力圖 Fig.3.10 Wall by trying to pin 由許用應(yīng)力校核公式 sFA （ 3.2） 根據(jù)以上公式對側(cè)壁插銷進(jìn)行切應(yīng)力校核。 由平衡方程容易求出 41 2 . 5 1 04sF F F N 由圖可 知 R=16mm 則側(cè)壁插銷橫截面為 2 3 2 6 23 . 1 4 (1 6 1 0 ) 8 0 3 . 8 4 1 0mm A= R 根據(jù)剪切力校核公式（ 3.2），側(cè)壁插銷受的切應(yīng)力為 4 6622 . 5 1 0 3 1 . 1 0 1 0 3 1 . 1 08 0 3 . 8 4 1 0sF N P a M P aAm 通過查詢機械設(shè)計手冊可知 Q235號鋼的許用屈服為 =282M Pa 因為 3 1 . 1 0 = 2 8 2 M P aM P a 吳濤：液壓缸拆裝機機架設(shè)計 24 由以上結(jié)論可知側(cè)壁插銷滿足材料的剪切力要求，側(cè)壁插銷的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計合理。 3.8 油缸耳座設(shè)計 油缸耳座在液壓缸拆裝機上同工作液壓缸的活塞桿通過螺紋 連接在一起，其主要作用是配合軸銷共同固定被拆液壓缸活塞桿耳環(huán)。 油缸耳座的結(jié)構(gòu)如圖 3.11所示，主要由 1、圓柱 2、隔板 3、側(cè)板等組成。油缸耳座圓柱主要用于同油缸螺栓聯(lián)接。根據(jù)設(shè)計的最大加載壓力通過查表確定采用缸徑100mm的液壓缸，由液壓缸活塞桿端部的螺紋尺寸確定出使用 80mm高 80的圓柱結(jié)構(gòu)，并在圓柱內(nèi)部車有 M42 2.5的內(nèi)螺紋，用于同活塞桿的聯(lián)接。 側(cè)板是油缸耳座的的重要構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)形式主要由軸銷和可拆裝的最大液壓缸活塞耳環(huán)決定。軸銷和油缸耳座在設(shè)計上要求采用間隙配合，通過肩梯銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計已 知道軸銷中軸的外形尺寸為 40mm。由此確定出兩側(cè)板上的通孔尺寸為 40mm 且兩側(cè)板內(nèi)壁相距 80mm。結(jié)合可拆裝的最大液壓缸活塞桿耳環(huán)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及實際經(jīng)驗和考慮到結(jié)構(gòu)的簡單美觀以及使用的方便性等因素。有缸耳座側(cè)板在結(jié)構(gòu)尺寸上采用下方上圓的結(jié)構(gòu)形式，具體的形狀位置尺寸見圖紙 YCJ-010503。 為了便于圓柱和側(cè)板更好的聯(lián)接固定。在兩者之間焊接有 110mm 110mm 的隔板。圓柱立于隔板中心焊接在隔板的一面同時兩側(cè)板以齊邊的方式焊接在隔板的另一面。 1 圓柱； 2 隔板； 3 側(cè)板 圖 3.11有缸耳座 Fig.3.11 Cylinder Block ear 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 4 使用說明 （ 1）調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍 根據(jù)被拆裝的液壓缸的實際尺寸，判斷液壓缸拆裝機實際工作范圍是否適合，若能滿足使用要求，繼續(xù)使用，若不能滿足要求則需調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍。具體調(diào)節(jié)方法如下：啟動液壓動力系統(tǒng)驅(qū)動液壓缸拆裝機的液壓缸活塞將油缸耳座移動到合適的位置。用調(diào)節(jié)桿將兩耳座上的軸銷連接在一起并固定好。再次啟動液壓動力系統(tǒng)并控制液壓缸拆裝機活塞桿動作將機架上部稍微頂起，然后將液壓動力系統(tǒng)切換到保持位置。取下內(nèi)、外柱上的側(cè)壁插銷 。根據(jù)被拆裝液壓缸的實際尺寸通過液壓動力系統(tǒng)驅(qū)動液壓缸活塞運動，帶動內(nèi)柱在外柱內(nèi)移動，從而改變內(nèi)柱與外柱對齊的通孔。以此來調(diào)節(jié)液壓缸拆裝機的實際工作范圍至方便液壓缸的拆裝，實際工作范圍調(diào)節(jié)完成后，將側(cè)壁插銷插入將內(nèi)外、柱固定。取下調(diào)節(jié)桿，液壓缸拆裝機的實際工作范圍調(diào)節(jié)完畢。 （ 2）安裝固定液壓被拆裝液壓缸 將被拆裝液壓缸以活塞桿向上的姿勢，從上方裝入液壓缸拆裝機的兩外柱和加緊架之間，并且將被拆裝液壓缸缸筒上的耳環(huán)裝入耳座的兩側(cè)板之間。通過軸銷將被拆裝液壓缸缸筒上的耳環(huán)和液壓缸拆裝機的耳座固定在一起。旋轉(zhuǎn)夾緊 架上的固定抓手將被拆裝液壓缸的上部缸壁夾緊固定。正確固定好的被拆裝液壓缸應(yīng)該滿足以下兩點。一是，被拆裝液壓缸活塞桿的軸線垂直于水平面；二是，被拆裝液壓缸活塞桿的軸線和液壓缸拆裝機液壓油缸活塞桿的軸線應(yīng)該在同一直線上。 （ 3）檢查被檢修液壓油缸的好壞 啟動液壓系統(tǒng)，平緩地加載相應(yīng)的工作壓力，保持工作壓力一段時間，查看被檢修液壓缸的工作狀況，并通過被檢修液壓缸的工作狀態(tài)從而判斷被檢修油缸的好壞。 若被檢修油缸工作壓力正常，則被檢修油缸正?？梢圆挥脵z修，送回機械安裝繼續(xù)使用。如果被檢修油缸已壞。根據(jù)液壓缸的工作狀 態(tài)和故障現(xiàn)象對故障原因和部位進(jìn)行初步判斷，為液壓缸的下一步檢修工作做好準(zhǔn)備。如果事先知道被檢修的液壓