FZY-300液壓式半球閥閥座裝配機設計--工作裝置設計
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- 目 次
引言 1
1.FZY-300半球閥閥座裝配技術(shù)要求分析 2
1.1機床負載轉(zhuǎn)矩計算 2
1.1.1扭緊轉(zhuǎn)矩的計算 2
1.1.2慣性轉(zhuǎn)矩計算 3
1.2裝配機技術(shù)參數(shù) 3
2.半球閥閥座裝配機方案設計 4
2.1設計思路 4
2.2機床總體布局方案設計 4
2.3機床主傳動系統(tǒng)方案設計 5
2.3.1執(zhí)行元件的確定 6
2.3.2減速裝置傳動比的確定 6
2.4升降系統(tǒng)傳動方案設計 7
3.液壓系統(tǒng)的設計 8
3.1液壓系統(tǒng)介紹 8
3.2液壓系統(tǒng)設計 8
3.2.1技術(shù)要求 8
3.3系統(tǒng)參數(shù)計算 8
3.3.1系統(tǒng)壓力的選定 8
3.3.2 確定液壓馬達的排量 9
3.3.3 選定液壓馬達 9
3.3.4 系統(tǒng)工作壓力及流量計算 9
3.3.5液壓其他元件的選擇 9
4.減速裝置的設計 11
4.1.運動參數(shù)就算 11
4.1.1總傳動比和各級傳動比的確定 11
4.1.2各軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩計算 11
4.2.齒輪設計 12
4.2.1高速級圓柱齒輪設計計算 12
4.2.2低速級圓柱齒輪設計計算 17
4.3軸的設計 21
4.3.1各齒輪受力分析 21
4.3.2軸的設計 22
5.升降系統(tǒng)設計 30
5.1 絲杠設計 30
5.1.1工況分析 30
5.1.2.總體方案設計 30
5.1.3設計絲杠 30
設計總結(jié) 36
致謝 38
參考文獻 39
引言
球閥是通過球閥閥芯的轉(zhuǎn)動控制通道的開通和閉合。當閥芯的軸線與通道的軸線相重合時，球閥處于開啟狀態(tài)；當球閥閥芯與通道的軸線相重合的時候，球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。所以閥芯與閥座配合程度決定了球閥工作的狀態(tài)。為了使球閥在較低的工作壓力下具有良好的密封性能，球體與閥座之間必須施加一定的預緊力，預緊力不足，不能保證密封，而過大的預緊力又會使摩擦轉(zhuǎn)矩增加，還可能導致閥座材料產(chǎn)生塑性變形而破壞密封性能。目前國內(nèi)生產(chǎn)實際過程中球閥閥座的裝配主要還是依靠人力，不僅勞動強度大，生產(chǎn)效率低，而且還不能有效保證安裝的精度，且在安裝過程中容易損傷工件。因此需要設計一種專用裝配機械以實現(xiàn)裝配過程的自動化。
根據(jù)資料顯示，工業(yè)生產(chǎn)過程中裝配作業(yè)的勞動量、耗時時間等在產(chǎn)品生產(chǎn)周期中不僅占有很大比例，而且裝配質(zhì)量的高低對于產(chǎn)品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。目前實現(xiàn)裝配作業(yè)的方法主要有人工操作、專用裝配機械裝配和裝配機器人三種途徑。傳統(tǒng)的人工裝配不僅耗時時間長，工人勞動強度大，而且裝配質(zhì)量也無法有效保證；工業(yè)機器人裝配式最新發(fā)展的裝配技術(shù)，利用機器人裝配不僅耗時時間短，經(jīng)濟效益高，而且裝配質(zhì)量有所保證，但主要應用于多品種、小批量的生產(chǎn)線裝配作業(yè)；而專用裝配機械裝配不僅滿足裝配機器人裝配質(zhì)量的要求，而且主要適用于大批量生產(chǎn)情況下的裝配作業(yè)。目前我國閥類生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品種類比較單一，因此采用專用裝配機械裝配適合我國的國情。
因此針對FZY-300的閥專門設計了一種半球閥閥座裝配機，該裝配機主要是為了實現(xiàn)裝配過程中預緊力的自動控制，從而保證裝配質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，實現(xiàn)裝配作業(yè)過程的自動化。
1 FZY-300半球閥閥座裝配技術(shù)要求分析
1.1機床負載轉(zhuǎn)矩計算
球閥裝配中硬質(zhì)密封的實現(xiàn)是依靠如圖1所示的閥座2與閥芯1的緊密配合實現(xiàn)的。通過旋壓螺套3的旋緊提供密封過程中的預緊力，即把螺紋連接過程中的預緊扭矩轉(zhuǎn)換成預緊力。
圖1 球閥裝配圖 1.閥芯 2.閥座 3.旋壓螺套
1.1.1扭緊轉(zhuǎn)矩的計算
為了保證密封要求，根據(jù)經(jīng)驗，取預緊壓力為工作壓力的2.6倍，即：
(1)
(2)
式中：P-系統(tǒng)工作壓力
S-密封狀態(tài)下接觸的面積
經(jīng)計算得
裝配時預緊力的大小是通過扭緊力矩來控制的，查相關(guān)資料得扭緊力矩與預緊力之間的關(guān)系如公式（3）：
（3）
式中：K-扭緊力系數(shù)
F-預緊力
d-螺紋公稱直徑
查標準取K為0.2，得：
1.1.2慣性轉(zhuǎn)矩計算
液壓傳動過程中的轉(zhuǎn)矩除了裝配過程中需要的扭矩外還有慣性扭矩和摩擦扭矩兩部分。根據(jù)經(jīng)驗，取摩擦扭矩為工作扭矩的0.1，即
(4)
因為液壓馬大工作過程中的進給速度比較慢，所以可以忽略慣性轉(zhuǎn)矩的影響，所以該液壓系統(tǒng)需要的負載轉(zhuǎn)矩 (5)
根據(jù)公式（4）、（5）得總負載轉(zhuǎn)矩為：
1.2裝配機技術(shù)參數(shù)
根據(jù)閥門結(jié)構(gòu)特點，閥座裝配機的技術(shù)參數(shù)如下：
1）閥座直徑Φ300mm
2）閥座裝配需要的扭矩為11194.16
3）裝配機主軸轉(zhuǎn)速為： 快進轉(zhuǎn)速 40rpm 工進轉(zhuǎn)速 20rpm
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