畢業(yè)設(shè)計閘閥試壓機(jī)設(shè)計

1、機(jī)械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題： 閘閥試壓機(jī)設(shè)計 摘 要 我們組設(shè)計的是最高耐壓600噸的閘閥試壓機(jī)。該試壓機(jī)是由電機(jī)通過皮帶傳動，由齒輪機(jī)構(gòu)減速，帶動螺桿運動，從而對閥門進(jìn)行試壓。本文先對市場上看到的試壓機(jī)進(jìn)行調(diào)研分析，然后提出總體設(shè)計方案，再對各個零部件的具體設(shè)計方案、電氣控制方案及電氣控制元件的選擇展開詳細(xì)的介紹，最后對600噸閥門試壓機(jī)作出總結(jié)和評價。關(guān)鍵詞：閥門試壓機(jī)，設(shè)計abstract our group is designed to withstand 600 tons of the valve test press. press the test dri

2、ve by the motor through the belt by the gear reducer, drive screw movement to try the pressure on the valve. this article first seen on the market research and analysis of test press, and then propose design options, and then on the specific design of individual components, electrical control progra

3、m and the choice of electrical control components to start the detailed description, the last of the 600 tons of valve door to summarize and evaluate the test press. key words: valve test press, design 目錄摘要 1abstract 21.設(shè)計任務(wù)書 41.1設(shè)計題目 41.2設(shè)計背景 41.3設(shè)計參數(shù) 51.4設(shè)計任務(wù) 62.整體設(shè)計 72.1產(chǎn)品-閘閥的分析 2.2試壓方案的確定 2.3設(shè)計分

4、工 3.傳動方案擬訂 63.1傳動方案對比 73.2傳動裝置各主要部件選擇 84.電動機(jī)的選擇 94.1類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 94.2電動機(jī)功率計算 94.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速計算 95.傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù) 105.1計算總傳動比 105.2分配各級傳動比 105.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 106.傳動零件的設(shè)計計算 116.1帶輪設(shè)計 116.2齒輪設(shè)計 146.3軸的設(shè)計 176.4軸承的設(shè)計與校核 216.5鍵的選擇與校核 216.6 螺紋副的設(shè)計與校核 226.7 拉桿的設(shè)計與校核 237.機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸 237.1試壓機(jī)底座 247.2支撐架 247.3墻板 257.4導(dǎo)向板

5、 258.潤滑和密封形式的選擇 25 8.1潤滑 25 8.2密封 269.電氣控制電路設(shè)計 27 9.1電氣傳動的特點和控制要求 27 9.2電氣控制電路的設(shè)計 28 9.3電氣元件選擇 3210.其他技術(shù)說明 35參考文獻(xiàn) 36總結(jié) 37附圖：600syj效果圖 1.設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計題目：閘閥試壓機(jī)設(shè)計1.2 設(shè)計背景： 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，手工操作雖然現(xiàn)階段不能全部取消，但是已經(jīng)不再適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的需求。自動化與半自動化已悄悄進(jìn)入各行各業(yè)。閥門制造業(yè)同樣如此，一些閥門遠(yuǎn)銷海外，訂單接踵而至，生產(chǎn)批量的加大，原來手動試壓難以完成這些任務(wù)，急需一種自動化程度較高的試壓機(jī)。我們通過市場調(diào)

6、查發(fā)現(xiàn)，由于閥門種類很多，市場上的閥門試壓機(jī)品種繁多，但大多屬于中小型的閥門試壓機(jī)，大型閥門試壓機(jī)幾乎沒有。由于大型及超大型閥門的利潤很高，而且一般是單件訂單式生產(chǎn)，所以大型閥門試壓機(jī)一般是閥門生產(chǎn)企業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)利潤的關(guān)鍵技術(shù)。我們根據(jù)南通盛祥流體有限公司對大型閥門試壓機(jī)的需求，進(jìn)行該試壓機(jī)的設(shè)計。我們發(fā)現(xiàn)市場上有一些大型閥門試壓機(jī)（如下圖）圖(a)圖（b）圖（c）表一：三種試壓機(jī)的對比圖號優(yōu)點缺點a整體式結(jié)構(gòu)、操作方便占空間大、成本高b運行平穩(wěn)、傳動精度高測試耐壓值較低、成本高c結(jié)構(gòu)緊湊、集機(jī)電液與一體、試壓范圍較廣成本較高、液壓易漏油我們考慮了該廠的實際情況，參考該試壓機(jī)的大體

7、外形結(jié)構(gòu)，將傳動方式改為螺紋傳動，降低了成本，雖精度有所降低但還是能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量的。1.3設(shè)計參數(shù):1.試壓機(jī)的工作載荷為； 2.進(jìn)給速度3040mm/s； 3.行程為1m; 4.工作情況：間斷性工作，雙向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； 5.使用折舊期：10年； 6.工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵一般，環(huán)境最高溫度35； 7.動力來源：電力，三相交流電，電壓； 8.檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 9.制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批生產(chǎn)。1.4 設(shè)計任務(wù)：裝配圖用所有零件圖用圖紙打印3.所有零件有三維實體圖片4.最終所有零件必須組裝好，成為試壓機(jī)裝配三維實體，并附加渲染效果圖5.編

8、寫設(shè)計說明書2.整體設(shè)計考慮到南通盛祥流體控制有限公司的實際情況，全自動成本太高，手動效率太低，半自動能夠保證質(zhì)量，成本適當(dāng)，效率高。我們通過機(jī)械、電氣、液壓來實現(xiàn)半自動。首先對產(chǎn)品閘閥進(jìn)行分析，確定試壓方案；接著進(jìn)行設(shè)計分工；然后進(jìn)行機(jī)械部分設(shè)計、電氣控制設(shè)計和外觀設(shè)計；最終設(shè)計出試壓機(jī)模型。2.1產(chǎn)品-閘閥的分析閥門種類繁多，閘閥只是其中一種。閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動方向，具有導(dǎo)流、截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。按作用和用途分類，閥門可分為截斷閥、止回閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥、分流閥及排氣閥，而閘閥就屬于截斷閥，作用是接通或截斷管路中的介質(zhì)

9、。閘閥的主要優(yōu)點是當(dāng)閥門完全開啟時，管道中介質(zhì)能直線流過，面通過的流體阻力較小。其主要缺點：在所有閥門中，閘閥的啟閉動作最慢，在啟閉過程中，閘板的移動距離要大于閥門的通道直徑，閥門總高較高、占空間大、也較笨重。對于閥門，密封性能是最重要的技術(shù)性能指標(biāo)。閥門的密封部位有三處：啟閉件與閥座兩密封面間的接觸處；填料與閥桿和填料函的配和處；閥體與閥蓋的連接處。其中處的泄漏叫做內(nèi)漏，也就是通常所說的關(guān)不嚴(yán)，它將影響閥門截斷介質(zhì)的能力。對于截斷閥類來說，內(nèi)漏是不允許的。后兩處的泄漏叫做外漏，即介質(zhì)從閥內(nèi)泄漏到閥外。外漏會造成物料損失，污染環(huán)境，嚴(yán)重時還會造成事故。對于易燃易爆、有毒或有放射的介質(zhì)，外漏更是

10、不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。一般閥門多采用軟密封來保證可靠的密封性能，而閘閥一般選用硬密封。切斷閥要求泄漏越低越好，軟密封閥的泄漏是最低的，切斷效果當(dāng)然好，但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標(biāo)準(zhǔn)來看，軟密封切斷就不如硬密封切斷好。如全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，密封而堆有耐磨合金保護(hù)，可靠性高，泄漏率達(dá)107%，已經(jīng)能夠滿足切斷閥的要求。2.2試壓方案的確定閥門的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范一般可以采用國家標(biāo)準(zhǔn)，其中閥門壓力試驗應(yīng)根據(jù)gb/t13927進(jìn)行，當(dāng)然也可以采用國外的asme或api標(biāo)準(zhǔn)。我們采用gb/t13927標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試壓。(一)試壓的原則和注意事項：1. 閥門安裝之前應(yīng)作強(qiáng)

11、度和密封性試驗。低壓閥門抽查20%，如不合格應(yīng)100%的檢查；中、高壓閥門應(yīng)100%的檢查。2. 試驗時，閥門安裝位置應(yīng)在容易進(jìn)行檢查的方向。3. 壓力試驗時就將閥門空氣盡量排除。4. 試驗時壓力要逐漸增高，不允許急劇、突然地增壓。5. 密封性試驗持續(xù)時間一般為23min，重要的和特殊的閥門應(yīng)持續(xù)5min。小口徑閥門試驗時間可相應(yīng)短一些，大口徑閥門試驗時間可相應(yīng)長一些。在試驗過程中，如有疑問可延長試驗時間。密封性試驗，一般閥門只進(jìn)行一次，安全閥、高壓閥等生要閥門需進(jìn)行兩次。試驗時，對低壓、大口徑的不重要閥門以及有規(guī)定允許滲漏的閥門，允許有微量的滲漏現(xiàn)象。6. 試壓中，閥門關(guān)閉力只允許一個人的正

12、常體力來關(guān)閉；不得借助杠桿之類工具加力(除扭矩扳手外)，當(dāng)手輪的直徑大于等到于320mm時，允許兩人共同關(guān)閉。7. 閥門試壓完畢后，應(yīng)及時排除閥內(nèi)積水并擦干凈，還應(yīng)作好試驗記錄。（二）試壓原理：試壓介質(zhì)：一般為水、氣、煤油。我們采用水。閥門在試壓過程中的定位與夾緊：為了提高試壓的效率，對閥門進(jìn)行定位和夾緊。根據(jù)閘閥的結(jié)構(gòu)(見下圖)，其中有兩個法蘭面，一通孔。可以用其中一面進(jìn)行定位限制3個自由度，以一短銷限制2個自由度，閥門的轉(zhuǎn)動對試壓無影響可以不用限制這一自由度。以另一法蘭面進(jìn)行夾緊。故總體的定位夾緊方案是“一面一銷”式定位，面夾緊。試壓方式：試壓前確保閘板處于完全關(guān)閉狀態(tài)，盡量排除一端內(nèi)腔中

13、的空氣，通入試壓介質(zhì)，逐漸提高壓力達(dá)到一定值后進(jìn)行保壓，同時觀察壓力表示數(shù)變化情況，并進(jìn)行記錄。 2.3設(shè)計分工由于我們的計劃方案比較復(fù)雜，工作量很大，而我們只有兩個人，如果把工作簡單清晰地劃分開是不明智的，所以我們?nèi)潭际枪矎膮⑴c、共同工作的。只是在具體的工作上才分開工作，比如說各個零件的設(shè)計。一起工作可以讓我們可以方便地交流思想，互相取其精華，共同攻克難題，從而大大提高了工作效率。3.傳動方案擬訂 3.1傳動方案對比方案一：方案二：方案對比：我們提出的兩種方案均為二級傳動，但從上面兩張示意圖可以看出方案二明顯比方案一的傳動系統(tǒng)復(fù)雜。方案一先通過帶傳動將電動機(jī)的動力傳遞出，再通過齒輪傳動將力

14、傳遞到螺桿；方案二的兩級傳動全部通過齒輪傳動，并且用到了錐齒輪及聯(lián)軸器。方案一中采用帶傳動，具有平穩(wěn)性，能夠吸震，并且有過載保護(hù)。3.2傳動裝置各主要部件選擇表二：傳動裝置各主要部件部件要求選擇動力源機(jī)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)容易電動機(jī)皮帶輪傳動平穩(wěn)，能吸震，有過載保護(hù)皮帶輪齒輪有固定的傳動比，傳動穩(wěn)定單級圓柱齒輪傳動軸承此試壓機(jī)有一定的軸向力圓錐滾子軸承螺紋傳動能夠自鎖梯形螺紋傳動4.電動機(jī)的選擇電動機(jī)機(jī)構(gòu)簡單，工作可靠，控制簡便，維護(hù)容易，一般生產(chǎn)機(jī)械大多數(shù)采用電動機(jī)驅(qū)動。4.1選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式此試壓機(jī)不需要在較大范圍內(nèi)調(diào)速，經(jīng)常啟動反轉(zhuǎn)等。因此選擇全封閉自扇冷鼠籠三相異步電動機(jī)。

15、4.2電動機(jī)功率計算只需短時運行，其容量按等效功率法計算v帶傳動效率圓柱齒輪傳動效率滾動軸承傳動效率螺紋副的傳動效率因此 選2.24.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速計算按推薦的各傳動機(jī)構(gòu)傳動比范圍：v帶傳動比范圍單級圓柱齒輪傳動比范圍則總傳動比范圍所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min和1000r/min,為了減少電動機(jī)的重量和價格選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的y系列電動機(jī)y112m-6其滿載轉(zhuǎn)速為940r/min。5.傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)5.1計算總傳動比5.2分配各級傳動比為使帶傳動的外輪廓尺寸不致過大，取其傳動比為。則齒輪副傳動比為。5.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各傳動

16、機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速傳動軸大齒輪各傳動機(jī)構(gòu)的功率：傳動軸大齒輪各傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩：傳動軸大齒輪表三：傳動裝置的運動與動力參數(shù)軸號電動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)工作機(jī)01234轉(zhuǎn)速n(r/min)n0=940n1=940n2=310n3=50n4=50功率p()p=2.2p1=2.2p2=2.11p3=2.05p4=1.44轉(zhuǎn)矩t(nm)t1=22.4t2=65t3=400t4=400傳動比 i01=1i12=3i23=6.27i34=1傳動效率01=0.9912=0.9623=0.9734=0.76.傳動零件的設(shè)計計算6.1帶輪設(shè)計已知 輸入功率（1）求計算功率 查參考文獻(xiàn)1中表13-8得則（2）v帶的型號根據(jù)由參考文獻(xiàn)

17、1中圖13-15查出坐標(biāo)點選a型由參考文獻(xiàn)1中表13-9 d 應(yīng)不小于75。d 取100mm則mm由參考文獻(xiàn)1中表13-9取300（雖使從動輪轉(zhuǎn)速略有減小，但其誤差小于5%，故允許）（3）驗算帶速不在 范圍內(nèi) 重新取則mm由表13-9基準(zhǔn)直徑系列取315.在 范圍內(nèi)(4)求v帶的基準(zhǔn)長度和中心距初步選中心距取mm符合查參考文獻(xiàn)1中表13-2，對a型帶選用mm則中心距mm（5）驗算小帶輪包角合適。（6）求v帶根數(shù)z根據(jù)mm查參考文獻(xiàn)1中表13-3得 參考文獻(xiàn)1中表13-5得 查參考文獻(xiàn)1中表13-7得 參考文獻(xiàn)1中表13-2得z取3。（7）單根帶的初拉力查參考文獻(xiàn)1中表13-1得（8）作用在軸上

18、的力 （9）帶輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計由于帶輪直徑較?。╠350）選用實心式小帶輪和電動機(jī)聯(lián)接電動機(jī)選用y112m-6相應(yīng)的尺寸如下：電動機(jī)伸出端直徑電動機(jī)伸出端長度表四：v型帶型號與參數(shù)槽型a主動輪:mmmmmmmm取mmmm取mm則其結(jié)構(gòu)如下圖：從動輪：mmmmmm取mmmm取mmmm取mm則其結(jié)構(gòu)如下圖：6.2齒輪設(shè)計（1）材料的選擇與確定許用應(yīng)力小齒輪用調(diào)質(zhì)表面氮化深0.2，齒面硬度，按曲線取大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度，由參考文獻(xiàn)1中表11-5，取， （2）小齒輪為硬齒面，按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計，齒面接觸強(qiáng)度校核設(shè)輪齒按8級精度制造。取載荷系數(shù)（參考文獻(xiàn)1中表11-3），齒寬系數(shù)（參考文獻(xiàn)1中表11

19、-6）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩為齒數(shù)取，則，取則實際傳動比為查參考文獻(xiàn)1圖11-8得，由參考文獻(xiàn)1中圖11-9得因 故應(yīng)對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計算。模數(shù)又因為中心距應(yīng)，所以則取，實際中心距為mm齒輪分度圓直徑：mm mm齒輪齒頂圓直徑:mm mm齒輪齒跟圓直徑:mm mm齒寬： mm 取mm一般大齒輪齒寬應(yīng)小于小齒輪齒寬因此大齒輪齒寬取mm（3）驗算齒面接觸強(qiáng)度查參考文獻(xiàn)1中表11-4得彈性系數(shù)取對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，區(qū)域系數(shù)則 安全。（4）齒輪的圓周速度對照參考文獻(xiàn)1中表11-2，選8級精度制造是合宜的。（5）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計l取70mm則 取mm則6.3軸的設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） （2）根據(jù)軸

20、向定位的要求確定軸的各段直徑和長度軸的左端連接大帶輪通過鍵徑向定位，通過軸肩軸向定位。接著裝小齒輪，用鍵徑向定位，通過軸肩軸向定位。后面裝軸承，軸承與軸通過一定的過盈量徑向定位，接著是一個套筒用來做軸向定位，再接一個軸承，用圓螺母軸向定位。由于小齒輪與軸承之間共用一個軸肩，小齒輪孔徑為55，而此軸承還會承受一定的軸向載荷，所以初步選擇軸承為圓錐滾子窄輕系列軸承30211內(nèi)徑為55mm。（3）軸的強(qiáng)度計算此傳動軸既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，可先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度近似計算 按彎扭合成強(qiáng)度計算:已知傳動軸上所受的轉(zhuǎn)矩齒輪上的圓周力 徑向力從動輪上所受的徑向力（方向未定）.求垂直面的支反力 方向向上 方向向下.求水

21、平面的支反力 .在支點產(chǎn)生的反力 外力f作用方向與帶傳動的布置有關(guān)，在具體位置尚未確定之前，可按最不利的情況考慮。.繪制垂直面的彎矩圖（b）.繪制水平面的彎矩圖（c）.f力產(chǎn)生的彎矩圖（d）.考慮最不利的情況與直接相加則 .求彎矩.求危險截面當(dāng)量彎矩認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)應(yīng)力，取折合系數(shù)則 .計算危險截面的直徑軸選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻(xiàn)1中表14-1查得由參考文獻(xiàn)1中表14-3查得則mm所以軸的設(shè)計是安全的。力學(xué)分析圖6.4軸承的設(shè)計與校核由于小齒輪與軸承之間共用一個軸肩，小齒輪孔徑為55mm，而此軸承還會承受一定的軸向載荷，所以初步選擇軸承為圓錐滾子窄輕系列軸承30211內(nèi)徑為

22、55mm。 軸承的校核:短時間或間斷使用的，中斷時不致引起嚴(yán)重后果，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中表16-10軸承預(yù)期使用壽命對于滾子軸承壽命指數(shù)最大徑向力由于軸向力相對于徑向力較小，所以考慮到工作中的沖擊和震動會使軸承壽命降低，因此取載荷系數(shù)（查參考文獻(xiàn)1中表16-8）工作溫度低于100，則取溫度系數(shù) 所選軸承的額定動載荷為額定靜載荷為因此軸承的選擇是合宜的。6.5鍵的選擇與校核平鍵的主要失效形式是工作面的磨損和壓潰（對于動連接）除非有嚴(yán)重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。根據(jù)從動輪與軸接觸處的軸徑50 鍵選用 設(shè)載荷為均勻分布，平鍵按擠壓強(qiáng)度校核，查參考文獻(xiàn)1中表10-10得 因此鍵的設(shè)計是安全的。根據(jù)小齒輪

23、與軸接觸處的軸徑55mm, 鍵選用 設(shè)載荷為均勻分布，平鍵按擠壓強(qiáng)度校核，查參考文獻(xiàn)1中表10-10得因此鍵的設(shè)計是安全的。6.6 螺紋副的設(shè)計與校核螺紋傳動的失效主要是螺紋磨損，因此通常先由耐磨性條件，算出螺桿的直徑和螺紋高度，并參照標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋各主要參數(shù)，而后對可能發(fā)生的失效形式進(jìn)行一一校核。影響磨損的因素很多，通常是限制接觸處的壓強(qiáng)。螺紋按接觸處的壓強(qiáng)設(shè)計:（1）計算螺紋中徑工作載荷為，取，查參考文獻(xiàn)1中表10-8得螺紋副的許用壓強(qiáng)，則螺紋中徑 mm選用為了使電動正轉(zhuǎn)時螺桿前進(jìn)，反轉(zhuǎn)時后退螺紋設(shè)計成左旋。因為螺紋各圈受力是不均勻的，第十圈以上的螺紋實際上起不到分擔(dān)載荷的作用，所以本螺旋傳

24、動選擇嚙合圈數(shù)為十圈。 （2）驗算自鎖條件由于所要求的螺旋傳動是空載啟動，到位后停止，然后加壓因此螺紋需要有自鎖功能。.螺紋的升角 已知螺距 中徑，則螺紋升角.自鎖性能 普通梯形螺紋的牙側(cè)角，摩擦系數(shù)，則相應(yīng)的當(dāng)量摩擦角為，能自鎖。.螺桿強(qiáng)度校核螺桿材料選用 螺紋小徑mm螺桿材料的許用應(yīng)力轉(zhuǎn)矩安全。6.7 拉桿的設(shè)計與校核工作載荷最終傳遞到兩拉桿上拉桿材料選擇，拉桿材料的許用應(yīng)力 安全。7.機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸7.1試壓機(jī)底座為節(jié)省材料和方便排水，我們直接選用工字鋼作為試壓機(jī)的底座。該工字鋼型號為20a3500。7.2支撐架為保證試壓機(jī)的穩(wěn)定性及節(jié)省材料的需要，我們將支撐架的結(jié)構(gòu)設(shè)計成如下圖所示

25、 7.3墻板由于試壓機(jī)在試壓過程中會產(chǎn)生很大的力，為保證試壓機(jī)的安全工作和操作者的安全，需要設(shè)計一部件將試壓過程中產(chǎn)生的力吸收，故我們設(shè)計了墻板，其結(jié)構(gòu)如下圖： 7.4導(dǎo)向板在試壓機(jī)中，導(dǎo)向板也是重要部件，它影響到試壓的平穩(wěn)性，其結(jié)構(gòu)如下圖： 8.潤滑和密封形式的選擇任何一臺機(jī)器的良好運轉(zhuǎn)都離不開構(gòu)成該機(jī)器的各部件間的相互配合，好的機(jī)器都有很好的潤滑與密封系統(tǒng)。好的潤滑與密封系統(tǒng)能夠提高機(jī)器的使用壽命，潤滑與密封使機(jī)器更加完美。所以我們設(shè)計的試壓機(jī)充分考慮了潤滑與密封的形式。8.1潤滑主要是運動部件的潤滑，我們設(shè)計的試壓機(jī)主要有三處需要進(jìn)行潤滑：齒輪、螺桿與驅(qū)動螺母間和軸承。（1）齒輪我們設(shè)計

26、的齒輪傳動系統(tǒng)是開式齒輪傳動，故只需按期給齒輪添加68號普通開式齒輪油（sh/t03631992）即可。 （2）螺桿與驅(qū)動螺母間潤滑 螺桿與驅(qū)動螺母間是梯形螺紋連接，該部分是整個試壓機(jī)中最重要的傳動部分，故該處的潤滑尤為重要。要保證此處順利傳動就必須使該處始終處在潤滑狀態(tài)，故我們采用手動噴油潤滑方式。在墻板中預(yù)先加好5號lan全損耗系統(tǒng)用油（gb/t4431989），在運行試壓機(jī)前，將閥芯拎開使?jié)櫥瓦M(jìn)入梯形螺紋內(nèi)進(jìn)行潤滑，該工作結(jié)構(gòu)見圖（a）。 （3）軸承的潤滑 軸承的潤滑一般采用油脂潤滑，而我們設(shè)計的試壓機(jī)尺寸比較大，很多軸承是自制的，我們沒有采用油脂潤滑而采用了浸油潤滑，通過油杯定期加入

27、2號軸承油(sh/t00171990)，使軸承浸在潤滑油中，其工作結(jié)構(gòu)見圖（a）。8.2密封 密封可分為動密封和靜密封，我們的試壓機(jī)中兩種密封方式都有。為防止?jié)櫥偷囊绯龊突覊m的進(jìn)入，我們在驅(qū)動螺母與軸承座間、端蓋與驅(qū)動螺母間及后端蓋與驅(qū)動螺母間用o型密封圈進(jìn)行靜密封，見圖（a）、圖（b）。在傳動軸與軸承座、軸承透蓋間我們采用o型密封圈進(jìn)行動密封，另外我們在軸承座上開了防塵孔來防止灰塵，結(jié)構(gòu)見圖（c）。圖（a）圖（b）圖（c） 9.電氣控制電路設(shè)計9.1電氣傳動的特點與控制要求（1）傳動的總體方案我們組設(shè)計的600噸閥門試壓機(jī)最終所選擇的傳動方案是：由電動機(jī)提供動力源，用皮帶將動力傳到齒輪機(jī)構(gòu)

28、，由齒輪機(jī)構(gòu)減速，再通過螺紋將動力傳遞到閥門上。（2）電動機(jī)的型號電動機(jī)的型號選擇y112m-6。選擇該型電動機(jī)的原因已在前文詳細(xì)地說明，這里不再重復(fù)敘述。 （3）控制要求 首先該控制電路應(yīng)安全可靠，有各種保護(hù)功能，其次為方便閥門的裝夾，電動機(jī)應(yīng)能夠正反轉(zhuǎn)，接著為提高試壓效率，該控制電路應(yīng)可以快速行進(jìn)，然而為了微量調(diào)整，該控制電路還應(yīng)該具有點動功能，最后為了保護(hù)閥門不在試壓過程中被損壞，該控制電路還應(yīng)有制動功能。9.2電氣控制電路的設(shè)計 (1)主回路設(shè)計 由于該試壓機(jī)的動力傳動方案較簡單，只需一臺三相異步電動機(jī)就可完成動力傳動，故該主回路較容易設(shè)計，只需考慮過載保護(hù)及反接制動過程中的電路保護(hù)，

29、主回路應(yīng)有總電源開關(guān)。據(jù)此我設(shè)計的主回路如下圖： （主回路）(2)控制電路的設(shè)計結(jié)合主回路和該試壓機(jī)對動力傳動的要求，我進(jìn)行控制電路的設(shè)計。首先電機(jī)有正反轉(zhuǎn)，控制電路中應(yīng)有正反轉(zhuǎn)控制回路；接著該試壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡單且無需多種轉(zhuǎn)速，故控制電路中無需加入變頻調(diào)速器；然后該試壓機(jī)要求電機(jī)能夠長時間連續(xù)動作且能夠短時間的點動，故在控制電路中應(yīng)有連動和點動相互切換的控制回路；接下來該試壓機(jī)要求電機(jī)能夠迅速停止轉(zhuǎn)動以避免損壞閥門，故在控制電路中應(yīng)有制動回路，并且是正反轉(zhuǎn)時都應(yīng)具有制動功能，一般三相異步電動機(jī)的制動控制有電氣制動和機(jī)械制動兩種，而常用的電氣制動有反接制動和能耗制動。反接制動會消耗大量的能量卻制動效

30、果很明顯，而能耗制動雖能減少大量能量的消耗卻制動效果較慢，考慮到我們所選的電動機(jī)是y112m-6，額定功率為2.2kw，功率不大，故我采用反接制動，且電動機(jī)開啟采用減壓啟動的方式；最后為了安全，控制電路中我設(shè)計了急停開關(guān)。最終我設(shè)計的控制電路如下圖： 控制電路（草圖）(3)信號指示我采用指示燈的方式來指示試壓機(jī)的工作狀態(tài)，該控制電路具有報警功能，其電路圖如下：sq1、sq2為行程開關(guān)(4)控制電路的電源主回路是直用接工業(yè)380v的三相交流電作為電源，而控制電路也是通過主回路獲得電源。信號指示所需的電壓是通過變壓器在控制電路上獲得的。(5)電氣原理圖通過以上的分析和設(shè)計，我們進(jìn)行改進(jìn)和完善，繪制

31、了電氣原理圖，如下： （電動機(jī)可逆運行反接制動控制電路詳見cad圖紙） 圖中km1、km2為電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，km3為短接制動電阻接觸器，ka1為正轉(zhuǎn)停車反接制動中間繼電器，ka2為反轉(zhuǎn)停車反接制動中間繼電器，ka3為正轉(zhuǎn)起動中間繼電器，ka4為反轉(zhuǎn)起動中間繼電器，ks為速度繼電器，其中ks-1為正轉(zhuǎn)閉合觸頭，ks-2為反轉(zhuǎn)閉合觸頭。r為定子串電阻減壓起動時所串電阻，停車時又作為反接制動電阻。電路工作原理：合上三相交流電源開關(guān)q，接通控制電路電源，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕sb2，ka3線圈通電并自鎖，同時sb2的常閉觸頭斷開，互鎖了反轉(zhuǎn)起動中間繼電器ka4；ka3常開觸頭閉合，使km1線圈通電吸合

32、，km1主觸頭閉合使電動機(jī)定子繞組經(jīng)電阻r接通正相序三相交流電源，電動機(jī)m開始減壓起動。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值時，速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸頭ks-1閉合，使ka1線圈通電并自鎖，為正轉(zhuǎn)停車反接制動作準(zhǔn)備。這時由于ka1、ka3的常開觸頭閉合，km3線圈通電，km3主觸頭將電阻r短接，定子繞組在全壓下起動并進(jìn)入穩(wěn)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所以，電動機(jī)速度從零上升到速度繼電器ks常開觸頭閉合這一段時間，電動機(jī)處于定子串電阻減壓起動階段，ks常開觸頭閉合后電動機(jī)進(jìn)入全壓正轉(zhuǎn)運行階段。在電動機(jī)正轉(zhuǎn)運行狀態(tài)下需要停車時，按下停止按鈕sb1，則ka3、km1、km3線圈相繼斷電釋放，但電動機(jī)仍以高速慣性旋轉(zhuǎn)，使ks-1仍

33、處于閉合狀態(tài)，這就使得ka1線圈仍處通電吸合狀態(tài)。所以在km1常閉觸頭復(fù)位后，km2線圈便通電吸合，km2主觸頭閉合，使電動機(jī)定子繞組經(jīng)電阻r獲得反相序三相交流電源，對電動機(jī)進(jìn)行反接制動，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到使ks釋放時，ks的常開觸頭ks-1復(fù)位，使ka1線圈斷電釋放，斷開km2線圈電路。km2主觸頭分?jǐn)?，電動機(jī)m斷開反相序三相交流電源，反接制動結(jié)束，電動機(jī)自然停車。在電動機(jī)正轉(zhuǎn)運行狀態(tài)下需要點動時，按下點動按鈕sb4，則打破ka3的自鎖狀態(tài)，電動機(jī)由連動狀態(tài)轉(zhuǎn)換到點動狀態(tài)。電動機(jī)反向起動與反接制動停車時電路工作情況與上述相似，不同的是km 1替代km2，速度繼電器起作用

34、的是ks-2，ka4替代ka3，ka2替代ka1，點動按鈕變?yōu)閟b5。其余情況相同，在此不再復(fù)述。電動機(jī)反接制動效果與速度繼電器反力彈簧的松緊程度有關(guān)。當(dāng)觸頭反力彈簧調(diào)得過緊，在電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，其觸頭便在反力彈簧作用下使其斷開，這樣過早地斷開反接制動電路，使反接制動效果減弱；若反力彈簧調(diào)得過松，則速度繼電器釋放過晚，甚至出現(xiàn)電動機(jī)停車后又短時反轉(zhuǎn)，然后才停車。因此，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)速度繼電器觸頭反力彈簧的松緊程度，以期獲得較好的制動效果。9.3電氣元件選擇(1)電源引入開關(guān)q 主要用作電源隔離開關(guān)，并不用它來直接起停電動機(jī)，可按電動機(jī)的額定電流來選。查文獻(xiàn)得y112m-6電動機(jī)的額定電流為6a，選

35、用刀開關(guān)，因負(fù)載為異步電動機(jī)，其額定電流應(yīng)取為電動機(jī)額定電流的1.5倍以上。故查文獻(xiàn)選用hk1-15/3型閘刀開關(guān)，其額定電壓為380v，額定電流為15a。(2) 熔斷器fu 一般熔斷器的選擇主要根據(jù)熔斷器類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流來選擇。 我們所選用的電動機(jī)容量較小，使用熔斷器主要是考慮過載保護(hù)，所以選用熔體熔化系數(shù)小的熔斷器，選用熔體為鉛錫合金的rc1a系列熔斷器。熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓，額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。由于在試壓過程中，電機(jī)需頻繁起動，熔體不應(yīng)熔斷，即 式中： 熔體額定電流（a） 負(fù)載額定電流（a） 故選用 rl625型熔斷器 (

36、3)熱繼電器fr 熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)，因此應(yīng)根據(jù)電動機(jī)的形式、工作環(huán)境、起動情況、負(fù)載情況、工作制及電動機(jī)允許過載能力等綜合考慮。選用時應(yīng)使熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，且盡可能接近，這樣既可以充分發(fā)揮電動機(jī)的過載能力，又能保證在電動機(jī)的短時過載或起動瞬間熱繼電器不會動作。原則上按被保護(hù)電動機(jī)的額定電流選取熱繼電器，對于長期正常工作的電動機(jī)，熱繼電器中熱元件的整定電流值為電動機(jī)額定電流的0.951.05倍。我們選用的是y112m-6型電動機(jī)，其額定電流為5.61a。據(jù)此我們選用jr16b20/3型熱繼電器。 (4)接觸器km 因試壓機(jī)電氣控制并不復(fù)雜，并用在一般場合

37、，我們選用電磁式接觸器。接觸器在試壓機(jī)工作過程中的負(fù)載是一般任務(wù)，選用ac-3使用類別。接觸器額定電流的選擇：一般情況下，接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)大于等于負(fù)載或電動機(jī)的額定電流，計算公式為式中 接觸器主觸頭額定電流（）k經(jīng)驗系數(shù)，一般取11.4 被控電動機(jī)額定功率（kw） 被控電動機(jī)額定線電壓（v） 當(dāng)接觸器用于電動機(jī)頻繁起動、制動或正反轉(zhuǎn)的場合，一般可將其額定電流降一個等級來選。經(jīng)計算10a。 接觸器線圈額定電壓的確定，由于控制電路比較簡單，所用接觸器的數(shù)量較少，省去了控制變壓器，選用380v電壓。接觸器觸頭數(shù)目為三對常開主觸頭。故我們選用的接觸器型號為cj2063。(5)中間繼電器ka 選

38、用中間繼電器時，應(yīng)使線圈的電流種類和電壓等級與控制電路一致，同時觸頭數(shù)量、種類及容量應(yīng)滿足控制電路要求。經(jīng)討論我們選用jz744型中間繼電器。 (6)速度繼電器ks 速度繼電器主要用于三相籠型異步電動機(jī)的反接制動或能耗制動電路中。我們選用的電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min，故選用jy1型速度繼電器，其速度范圍為7003600r/min。(7)控制按鈕sb sb1、sb4、sb5選用la20-11j型控制按鈕，而sb2、sb3選用la20-22型。表五：電氣元件明細(xì)表名 稱型 號數(shù) 量電源引入開關(guān)qhk1-15/31熔斷器furl6251熱繼電器frjr16b20/31接觸器kmcj20633中

39、間繼電器kajz7444速度繼電器ksjy11控制按鈕sbla20-11j、la20-22510.其他技術(shù)說明 1.鑄鐵閥門不得用錘擊，閥門在試驗中，操作人員應(yīng)注意安全，正確使用，特別注意測試鑄鐵閥門時介質(zhì)壓力過高破損，閥門試驗完畢，應(yīng)將閥門內(nèi)壓力排盡后才可放松軸向壓機(jī)。 2.測試臺工作面應(yīng)保持干凈、清潔、被試閥門的法蘭與密封盤，不允許有其他雜物，時刻檢查o形圈損壞。 3.測試臺各部件的活動處，要經(jīng)常加油，保持清潔潤滑使用。 4.潤滑油要定期檢查、更換，對新投入使用的設(shè)備，前3個月既清洗油箱，又更換新油，以后每隔一年進(jìn)行清洗和更換一次，油量不能低于油標(biāo)的下限，油液溫度不能超過 55。參 考 文

40、 獻(xiàn)1. 楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生主編.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，20062. 鄭堤，唐可洪主編.機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19973. 徐茂功，桂定一主編.公差配合與技術(shù)測量.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20004. 朱熙然，陶琳主編.工程力學(xué).上海:上海交通大學(xué)出版社，20055. 許廖主編.電機(jī)與電氣控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20056. 丁杉主編.新編機(jī)械設(shè)計知識百科.北京：中國科技文化出版社，20057. 王仁祥主編.常用低壓電器原理及控制技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20018. 胡幸鳴主編.電機(jī)及拖動基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19999. 李益民主編.機(jī)械

41、制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199310. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，198711. 鄭修本，馮冠大主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199112. 李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊.北京：北京出版社，1990總 結(jié)在此次畢業(yè)設(shè)計中，通過市場調(diào)研，對試壓機(jī)的工作原理和試壓標(biāo)準(zhǔn)有了充分的了解，并且學(xué)到了許多知識，其中兩點最重要：1.熟悉了機(jī)械設(shè)計的全過程；2.取得了對機(jī)械知識的理解與應(yīng)用。在設(shè)計工程中我遇到了很多的難題，在指導(dǎo)老師*老師的不遺余力的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了設(shè)計。使我把所學(xué)知識進(jìn)行了一次系統(tǒng)性的使用，通過

42、這一課題的實施可以使我們把所學(xué)知識學(xué)以致用。*老師以他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的理論知識為我糾正了設(shè)計中的錯誤，為我解答了設(shè)計的疑問，為我的說明書的編寫提出了許多寶貴的意見，付出了很多心血。另外，*老師定期檢查設(shè)計完成情況，確保了質(zhì)量和進(jìn)度。在此，我感謝老師們在畢業(yè)設(shè)計中予以我的極大幫助，在設(shè)計過程中我們發(fā)現(xiàn)了許多在學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的不足之處，鍛煉了我們綜合實際情況考慮問題的思路和解決問題的能力。我們深刻體會到基礎(chǔ)知識必須要扎實才能有更好的運用和創(chuàng)造性的思維。所以在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我們要更多地注重基礎(chǔ)知識的掌握。 我衷心的感謝*老師及各任課老師的大力指導(dǎo)和幫助！還有在設(shè)計過程中支持和幫助我的各

43、位同學(xué)。最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指正！ 附圖：600syj效果圖09/20 11:46 102機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床及cad設(shè)計09/08 20:02 3kn微型裝載機(jī)設(shè)計09/20 15:09 45t旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計08/30 15:32 5噸卷揚機(jī)設(shè)計10/30 17:12 c620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-16孔的鉆床夾具設(shè)計09/21 13:39 ca6140車床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計83100308/30 15:37 cpu風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計09/20 16:19 gdc956160工業(yè)對輥成型機(jī)設(shè)計08/30 15:

44、45 ls型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計10/07 23:43 ls型螺旋輸送機(jī)設(shè)計09/20 16:23 p-90b型耙斗式裝載機(jī)設(shè)計09/08 20:17 pe10自行車無級變速器設(shè)計10/07 09:23 話機(jī)機(jī)座下殼模具的設(shè)計與制造09/08 20:20 t108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計09/21 13:39 x-y型數(shù)控銑床工作臺的設(shè)計09/08 20:25 yd5141syz后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計10/07 09:20 zh1115w柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計09/21 15:34 zxt-06型多臂機(jī)凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計10/30 16:04 三孔連

45、桿零件的工藝規(guī)程及鉆35h6孔的夾具設(shè)計08/30 17:57 三層貨運電梯曳引機(jī)及傳動系統(tǒng)設(shè)計10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-4.5孔的夾具設(shè)計10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機(jī)的設(shè)計10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機(jī)設(shè)計09/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計09/08 20:57 傳動蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計09/08 21:00 傳動系統(tǒng)測繪與分析設(shè)計10/07 23:46 保護(hù)罩模具結(jié)構(gòu)設(shè)計09/20 15:30 保鮮膜機(jī)設(shè)計10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設(shè)計10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計10/30 15:26 制定左擺動杠桿的工工藝規(guī)程及鉆12孔的夾具設(shè)計10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-m16深29孔的工裝夾具設(shè)計10/07 08:44 加油