1、汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计1毕业设计 前 言液 压 系 统 的 设 计 是 整 机 设 计 的 一 部 分 ， 通 常 设 计 液 压 系 统的 步 骤 的 内 容 大 致 如 下 ： （ 1） ： 明 确 设 计 要 求 ， 进 行 工 况 分 析 ；（ 2） ： 确 定 液 压 系 统 的 主 要 性 能 参 数 ；（ 3） ： 拟 订 液 压 系 统 系 统 图 ；（ 4） ： 计 算 和 选 择 液 压 件 ；（ 5） ： 估 算 液 压 系 统 的 性 能 ；（ 6） ： 绘 制 工 作 图 ， 编 写 技 术 文 件 。明 确 设 计 要 求
2、 ， 就 是 明 确 待 设 计 的 液 压 系 统 所 要 完 成 的 运动 和 所 要 满 足 的 工 作 性 能 。 具 体 应 明 确 下 列 设 计 要 求 ：（ 1） 主 系 统 的 类 型 ， 布 置 方 式 ， 空 间 位 置 ；（ 2） 执 行 元 件 的 运 动 方 式 ， 动 作 循 环 及 其 范 围 ；（ 3） 外 界 负 载 的 大 小 ， 性 质 几 变 化 范 围 ， 执 行 元 件 的速 度 机 器 变 化 范 围 ；（ 4） 各 液 压 执 行 元 件 动 作 之 间 的 顺 序 ， 转 换 和 互 锁 要求 ；（ 5） 工 作 性 能 如 速 度 的 平
3、稳 性 ， 工 作 的 可 靠 性 ， 装 换精 度 ， 停 留 时 间 等 方 面 的 要 求 ；汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计2（ 6） 液 压 系 统 的 工 作 环 境 ， 如 温 度 及 变 化 范 围 ， 湿 度 ，震 动 ， 冲 击 ， 污 染 ， 腐 蚀 或 易 燃 等 。（ 7） 其 他 要 求 ， 如 液 压 装 置 的 重 量 ， 外 形 尺 寸 ， 经 济性 等 方 面 的 要 求 。一 、 总 体 设 计 思 路（ 1） 该 铆 接 机 是 汽 车 大 梁 铆 接 生 产 线 中 的 铆 接 设 备 ， 该 机由 液 压 站 （ 包
4、 括 油 箱 、 电 动 机 、 液 压 发 生 器 等 ） 电 器 控 制 箱 、铆 钳 、 铆 接 动 力 液 压 缸 、 悬 吊 装 置 、 小 车 等 部 分 组 成 。2） 液 压 装 置 采 用 液 压 站 的 行 式 ， 板 式 液 压 阀 装 在 一 个 集 成块 的 四 个 侧 面 上 ， 进 排 油 管 路 布 置 在 集 体 成 块 下 面 ， 输 出 、 回油 管 路 不 止 在 集 成 块 顶 面 ； 增 压 器 为 分 离 结 构 。 集 成 块 体 兼 做增 压 器 高 压 小 缸 ， 大 缸 单 独 制 作 ， 小 缸 和 大 缸 同 过 螺 钉 连 为 一体
5、， 液 压 装 置 结 构 紧 凑 ， 装 配 维 护 方 便 。3） 液 压 回 路 ： 该 液 压 系 统 中 采 用 了 三 种 回 路 ： 调 压 回 路 ， 系 统 中 采 用 了 单 级 调 压 回 路 ， 在 泵 1 的 出口 处 设 置 并 联 的 溢 流 阀 来 控 制 泵 出 口 的 最 高 工 作 压 力 ， 从 而 达汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计3到 系 统 工 作 时 所 需 的 压 力 。 设 有 增 加 回 路 ， 系 统 采 用 了 但 作 用 增 加 器 的 增 压 回 路 ，系 统 选 用 的 低 压 油 泵 ， 如 果
6、 只 用 泵 的 输 出 的 最 高 工 作 压 力 ， 且无 法 完 成 铆 接 时 所 需 的 高 压 工 作 压 力 ， 如 果 采 用 高 压 油 泵 ， 从工 作 要 求 上 考 虑 时 ， 可 行 的 ， 但 是 从 经 济 高 度 上 考 虑 是 不 划 算的 ， 所 以 系 统 中 没 了 单 作 用 增 加 器 的 增 压 回 路 ， 以 提 高 铆 接 中所 需 的 工 作 压 力 ， 这 样 不 管 是 从 工 作 角 度 ， 还 是 从 经 济 角 度 上考 虑 ， 都 是 非 常 合 理 的 。 采 用 了 调 速 阀 的 节 流 调 速 回 路 ， 由 于 液 压
7、系 统 中 的 流 量是 不 稳 定 ， 从 而 导 致 液 压 缸 的 液 压 杆 的 运 动 速 度 也 不 稳 定 ， 所以 回 路 中 设 有 调 速 阀 来 调 速 ， 这 样 就 确 保 了 铆 接 中 运 动 的 平 稳 ，从 而 大 大 提 高 了 铆 接 的 综 合 性 能 。汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计4二 、 设 计 内 容 及 要 求1 主 机 功 能 结 构 ：全 液 压 铆 接 机 系 统 是 汽 车 大 连 铆 接 生 产 线 中 的 设 备 （ 如图 1） ， 该 机 由 液 压 站 （ 包 括 油 箱 、 电 动 机 、
8、液 压 发 生 器 等 ） 、电 气 控 制 箱 、 铆 钳 、 铆 接 动 力 液 压 缸 、 悬 吊 装 置 、 小 者 等 部 分组 成 。 该 铆 接 系 统 中 的 动 力 源 是 三 相 异 步 电 机 ， 动 执 行 元 件 是动 力 液 压 缸 6， 系 统 中 的 液 压 控 制 元 件 都 在 液 压 发 生 器 4 中 ，汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计5通 过 电 气 控 制 箱 2 的 控 制 ， 能 实 现 点 动 、 单 行 自 动 和 连 续 自 动 。（ 如 图 1-1）2 铆 接 机 系 统 参 数 ：已 知 铆 接 机 系
9、 统 工 作 时 轴 向 铆 压 力 Ft=？ ， 往 复 运 动 加速 ， 减 速 的 惯 性 力 Fm=550 牛 ， 静 摩 擦 阻 力 Ffs=1500 牛 ， 动摩 擦 阻 力 Ffs=800 牛 ， 快 进 快 退 速 度 V1=V3=0.2m/s.工 作 进给 时 速 度 V2=0.0015m/s.快 进 行 程 L1=0.35 m， 工 进 行 程 长 度L2=0.02m 。 由 于 铆 接 机 为 自 动 化 线 的 一 台 设 备 。 铆 接 机 的 动作 顺 序 ： 快 速 进 给 工 作 进 给 快 速 退 回 停 留 卸 荷 。3、 铆 接 机 的 制 造 及 技 术
10、 经 济 性 问 题该 铆 接 机 为 一 般 技 术 改 造 中 自 制 的 专 用 设 备 ， 所 以 力 求 结构 简 单 ， 投 产 快 ， 工 作 可 靠 ， 只 要 零 部 件 能 适 应 普 通 汽 车 加 工厂 的 加 工 能 力 ， 配 合 电 气 控 制 可 以 实 现 点 动 、 单 行 程 自 动 和 连续 自 动 。三 、 设 计 方 法 与 步 骤汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计61、 最 大 负 荷 的 计 算 ：该 系 统 是 用 于 汽 车 大 梁 生 产 线 的 液 压 铆 接 机 ， 经 过 网 上 查取 资 料 和 图
11、书 馆 的 资 料 可 以 得 到 ， 汽 车 大 梁 铆 钉 的 直 径 为10MM20MM， 因 而 以 最 大 的 直 径 来 设 计 该 系 统 来 确 保 系 统的 工 作 安 全 运 行 。铆 钉 的 材 料 一 般 选 取 16Mn,依 照 机 械 工 程 材 料 和 工 程 力学 资 料 可 以 得 到 有 关 铆 钉 的 下 列 参 数 ：16 锰 钢 E / 200300 V/0.250.33其 中 E 为 弹 性 摸 量V 为 横 向 变 形 系 数弹 性 摸 量 是 反 映 材 料 抵 抗 弹 性 变 形 能 力 的 指 标 。屈 服 点 和 抗 拉 强 度 反 映 材
12、 料 强 度 的 指 标 。伸 长 率 和 断 面 收 缩 率 则 反 映 塑 性 的 指 标国 家 规 定 ， 取 对 应 于 式 样 产 生 0.2塑 性 应 变 时 的 应 力 值为 材 料 的 屈 服 强 度 。当 材 料 的 应 力 达 到 屈 服 点 时 就 会 产 生 显 著 的 塑 性 变 形 。 要使 铆 钉 能 够 铆 合 ， 必 须 使 其 发 生 塑 性 变 形 。 才 能 符 合 要 求 。在 铆 接 工 艺 的 设 计 中 ， 铆 接 强 度 是 一 个 主 要 的 设 计 参 数 ， 它关 系 到 铆 接 件 的 牢 固 度 及 耐 用 度 ， 是 设 计 人 员
13、 必 须 考 虑 的 问 题 。 就铆 接 工 艺 而 言 ， 其 破 坏 主 要 有 以 下 几 种 情 况 ：汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计7设 计 接 工 艺 时 ， 通 常 是 根 据 承 载 情 况 及 具 体 要 求 ， 按 照 有 关 专业 的 技 术 规 范 或 规 程 ， 选 出 合 适 的 铆 接 类 型 及 铆 钉 规 格 ， 进 行 铆 缝的 结 构 设 计 （ 如 按 照 铆 缝 型 式 及 有 关 要 求 布 置 铆 钉 等 ） ， 然 后分 析 铆 缝 受 力 时 可 能 的 破 坏 形 式 （ 上 图 ） ； 并 进 行 必
14、要 的 强 度 校核 。现 以 下 图 所 示 的 单 排 搭 接 柳 缝 进 行 静 强 度 分 析 。 取 图 中 宽度 等 于 节 距 t（ 即 垂 直 于 受 载 方 向 的 钉 距 ） 的 阴 影 部 分 进 行 计 算（ 设 边 距 e 合 乎 规 范 要 求 ， 不 致 出 现 上 图 所 示 的 破 坏 形 式 ） 。 汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计8图 ： 单 排 搭 接 铆 缝 强 度 分 析 简 图 1)由 被 聊 件 的 拉 伸 强 度 条 件 得 知 ， 允 许 铆 缝 承 受 的 静 载 荷 为2)由 铆 件 上 孔 壁 的 挤
15、压 强 度 条 件 得 知 ， 被 铆 件 允 许 承 受 的压 力3)由 铆 钉 的 剪 切 强 度 条 件 得 知 ， 铆 钉 允 许 承 受 的 横 向 载 荷上 列 三 式 中 、 P、 分 别 为 被 铆 件 的 许 用 拉 伸 应 力 、被 铆 件 的 许 用 挤 压 应 力 及 铆 钉 的 许 用 切 应 力 ， 对 一 般 强 固 铆 缝 可 按下 表 取 值 ； d、 t、 的 单 位 均 为 mm， 显 然 这 段 铆 缝 允 许 承受 的 静 载 荷 F 应 取 F1、 F2、 F3 中 的 最 小 者 。 武 汉 瑞 威 特 公 司 原创 文 章 汽 车 大 梁 生 产
16、 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计9零 件 材 料许 用 应 力（ MPa） Q215Q235、Q255说 明被 铆 件 的许 用 应 力 200 210被 铆 件 的许 用 挤 压 应力 P400 420铆 钉 的 需用 切 应 力 180 180采 用 冲 孔或 各 被 铆 件 分开 钻 孔 而 不 用样 板 时 ， 、P 降 低20%； 角 钢 单边 铆 接 时 ， 各许 用 应 力 降 低25%查 机 械 工 程 材 料 得 ：=225300（ N）2、 工 况 分 析汽 车 大 梁 生 产 线 全 液 压 铆 接 机 系 统 设 计10以 动 力 液 压 缸 的 分 析 计 算 为 主 。 表 1-2 为 液 压 缸 在 各 工作 阶 段 的 负 载 值 ， 其 负 载 图 速 度 图 与 图 如 1-2（ a ）起 动 加 速 制 动工 进快 进惯 性 力 铆 压 力 摩 擦 力密 封 及 背 压 阻 力
