FZY-300液压式半球阀阀座装配机设计--工作装置设计
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- 目 次
引言 1
1.FZY-300半球阀阀座装配技术要求分析 2
1.1机床负载转矩计算 2
1.1.1扭紧转矩的计算 2
1.1.2惯性转矩计算 3
1.2装配机技术参数 3
2.半球阀阀座装配机方案设计 4
2.1设计思路 4
2.2机床总体布局方案设计 4
2.3机床主传动系统方案设计 5
2.3.1执行元件的确定 6
2.3.2减速装置传动比的确定 6
2.4升降系统传动方案设计 7
3.液压系统的设计 8
3.1液压系统介绍 8
3.2液压系统设计 8
3.2.1技术要求 8
3.3系统参数计算 8
3.3.1系统压力的选定 8
3.3.2 确定液压马达的排量 9
3.3.3 选定液压马达 9
3.3.4 系统工作压力及流量计算 9
3.3.5液压其他元件的选择 9
4.减速装置的设计 11
4.1.运动参数就算 11
4.1.1总传动比和各级传动比的确定 11
4.1.2各轴转速及转矩计算 11
4.2.齿轮设计 12
4.2.1高速级圆柱齿轮设计计算 12
4.2.2低速级圆柱齿轮设计计算 17
4.3轴的设计 21
4.3.1各齿轮受力分析 21
4.3.2轴的设计 22
5.升降系统设计 30
5.1 丝杠设计 30
5.1.1工况分析 30
5.1.2.总体方案设计 30
5.1.3设计丝杠 30
设计总结 36
致谢 38
参考文献 39
引言
球阀是通过球阀阀芯的转动控制通道的开通和闭合。当阀芯的轴线与通道的轴线相重合时，球阀处于开启状态；当球阀阀芯与通道的轴线相重合的时候，球阀处于关闭状态。所以阀芯与阀座配合程度决定了球阀工作的状态。为了使球阀在较低的工作压力下具有良好的密封性能，球体与阀座之间必须施加一定的预紧力，预紧力不足，不能保证密封，而过大的预紧力又会使摩擦转矩增加，还可能导致阀座材料产生塑性变形而破坏密封性能。目前国内生产实际过程中球阀阀座的装配主要还是依靠人力，不仅劳动强度大，生产效率低，而且还不能有效保证安装的精度，且在安装过程中容易损伤工件。因此需要设计一种专用装配机械以实现装配过程的自动化。
根据资料显示，工业生产过程中装配作业的劳动量、耗时时间等在产品生产周期中不仅占有很大比例，而且装配质量的高低对于产品的质量有至关重要的影响。目前实现装配作业的方法主要有人工操作、专用装配机械装配和装配机器人三种途径。传统的人工装配不仅耗时时间长，工人劳动强度大，而且装配质量也无法有效保证；工业机器人装配式最新发展的装配技术，利用机器人装配不仅耗时时间短，经济效益高，而且装配质量有所保证，但主要应用于多品种、小批量的生产线装配作业；而专用装配机械装配不仅满足装配机器人装配质量的要求，而且主要适用于大批量生产情况下的装配作业。目前我国阀类生产企业的产品种类比较单一，因此采用专用装配机械装配适合我国的国情。
因此针对FZY-300的阀专门设计了一种半球阀阀座装配机，该装配机主要是为了实现装配过程中预紧力的自动控制，从而保证装配质量，提高生产效率，减轻工人劳动强度，实现装配作业过程的自动化。
1 FZY-300半球阀阀座装配技术要求分析
1.1机床负载转矩计算
球阀装配中硬质密封的实现是依靠如图1所示的阀座2与阀芯1的紧密配合实现的。通过旋压螺套3的旋紧提供密封过程中的预紧力，即把螺纹连接过程中的预紧扭矩转换成预紧力。
图1 球阀装配图 1.阀芯 2.阀座 3.旋压螺套
1.1.1扭紧转矩的计算
为了保证密封要求，根据经验，取预紧压力为工作压力的2.6倍，即：
(1)
(2)
式中：P-系统工作压力
S-密封状态下接触的面积
经计算得
装配时预紧力的大小是通过扭紧力矩来控制的，查相关资料得扭紧力矩与预紧力之间的关系如公式（3）：
（3）
式中：K-扭紧力系数
F-预紧力
d-螺纹公称直径
查标准取K为0.2，得：
1.1.2惯性转矩计算
液压传动过程中的转矩除了装配过程中需要的扭矩外还有惯性扭矩和摩擦扭矩两部分。根据经验，取摩擦扭矩为工作扭矩的0.1，即
(4)
因为液压马大工作过程中的进给速度比较慢，所以可以忽略惯性转矩的影响，所以该液压系统需要的负载转矩 (5)
根据公式（4）、（5）得总负载转矩为：
1.2装配机技术参数
根据阀门结构特点，阀座装配机的技术参数如下：
1）阀座直径Φ300mm
2）阀座装配需要的扭矩为11194.16
3）装配机主轴转速为： 快进转速 40rpm 工进转速 20rpm
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