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要求分析 2
1.1機床負載轉矩計算 2
1.1.1扭緊轉矩的計算 2
1.1.2慣性轉矩計算 3
1.2裝配機技術參數 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機床主傳動系統方案設計 5
2.3.1執行元件的確定 6
2.3.2減速裝置傳動比的確定 6
2.4升降系統傳動方案設計 7
3.液壓系統的設計 8
3.1液壓系統介紹 8
3.2液壓系統設計 8
3.2.1技術要求 8
3.3系統參數計算 8
3.3.1系統壓力的選定 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各軸轉速及轉矩計算 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 36
致謝 38
參考文獻 39
引言
球閥是通過球閥閥芯的轉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；當球閥閥芯與通道的軸線相重合的時候，球閥處于關閉狀態。所以閥芯與閥座配合程度決定了球閥工作的狀態。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矩增加，還可能導致閥座材料產生塑性變形而破壞密封性能。目前國內生產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裝配過程的自動化。
根據資料顯示，工業生產過程中裝配作業的勞動量、耗時時間等在產品生產周期中不僅占有很大比例，而且裝配質量的高低對于產品的質量有至關重要的影響。目前實現裝配作業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。傳統的人工裝配不僅耗時時間長，工人勞動強度大，而且裝配質量也無法有效保證；工業機器人裝配式最新發展的裝配技術，利用機器人裝配不僅耗時時間短，經濟效益高，而且裝配質量有所保證，但主要應用于多品種、小批量的生產線裝配作業；而專用裝配機械裝配不僅滿足裝配機器人裝配質量的要求，而且主要適用于大批量生產情況下的裝配作業。目前我國閥類生產企業的產品種類比較單一，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裝配過程中預緊力的自動控制，從而保證裝配質量，提高生產效率，減輕工人勞動強度，實現裝配作業過程的自動化。
1 FZY-300半球閥閥座裝配技術要求分析
1.1機床負載轉矩計算
球閥裝配中硬質密封的實現是依靠如圖1所示的閥座2與閥芯1的緊密配合實現的。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扭緊轉矩的計算
為了保證密封要求，根據經驗，取預緊壓力為工作壓力的2.6倍，即：
(1)
(2)
式中：P-系統工作壓力
S-密封狀態下接觸的面積
經計算得
裝配時預緊力的大小是通過扭緊力矩來控制的，查相關資料得扭緊力矩與預緊力之間的關系如公式（3）：
（3）
式中：K-扭緊力系數
F-預緊力
d-螺紋公稱直徑
查標準取K為0.2，得：
1.1.2慣性轉矩計算
液壓傳動過程中的轉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。根據經驗，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矩的影響，所以該液壓系統需要的負載轉矩 (5)
根據公式（4）、（5）得總負載轉矩為：
1.2裝配機技術參數
根據閥門結構特點，閥座裝配機的技術參數如下：
1）閥座直徑Φ300mm
2）閥座裝配需要的扭矩為11194.16
3）裝配機主軸轉速為： 快進轉速 40rpm 工進轉速 20rpm
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