液压扳手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

n in is in to of or in is In on to to be to 0% in is of to of is is 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1 摘 要 . 在能源，交通，冶金，化工，矿山及其他行业的设备安装，检修工作中，装拆大规格螺栓比较困难；有些螺栓安装在空间非常窄小的地方无法用加长力臂或用锤击的方法紧固和拆卸螺栓；有些设备长期使用在比较潮湿的地方，螺栓锈蚀严重无法用人工拆卸，因而难以检修；在架空管道和高空设备构架上紧固和拆卸螺栓，工作人员虽然戴着安全带也难以用上力，要安全地完成工作非常困难 ；据设备管理权威机构统计，在设备运行故障中有 50%以上是因为螺栓问题引起的，因螺栓问题而造成设备重大事故的数量也非常惊人，因此新的设备安装和检修规范对螺栓紧固的力矩要求比较严格，而用人工方法难以达到要求。 液压扭矩扳手是解决以上问题的理想工具。该工具用配套的超高压液压泵产生的高压油作为动力，自动完成螺栓的紧固和拆卸工作，平稳，无冲击，安全，装配质量高。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 中英文关键词对照 液压扳手 轮 爪 塞缸 塞杆 簧 度 矩 周力 盖 兰 换接头 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 目录 前言 6 第一章 液压缸的设计 7 8 9 9 10 10 11 11 筒材料 13 筒的加工要求 13 第二章 活塞 的设计 13 d 13 14 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 4 要求 14 15 塞用导向环宽度计算 15 塞杆的导向 16 隔圈的设计 17 17 L 的确定方法 17 第三章 棘轮机构 的设计 17 17 18 轮机构的分类方式 18 19 20 第四章 弹簧的设计 21 22 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 缩弹簧稳定性验算 24 24 25 25 26 27 27 第五章 机壳的设计 27 第六章 主被动棘爪的设计计算 28 结论 29 致谢 30 参考文献 31 相关英文资料 32 相关译文 36 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 前 言 当前国家对水利、水电、桥梁等基础设施建设投资力度很大，在其施工、维修和改造的过程之中，大扭矩紧固件的拆装作业必不可少同时又十分艰巨。传统的人力方法拆装，不仅劳动强度大，作业效率低，成本高，而且由于剧烈的振动和噪音，经常使紧固件报废，直接影响安装，维修工期，并不可避免地损伤眦邻的零部件，影响甚至破坏原工程结构的力学平衡；同时难以根据设计要求准确控制装配力矩。因此，设计开发能够输出强大转矩，同时操作轻便、噪声低安全可靠和通用性强的拆装工具 便携式大扭矩液压扳手，具有重要的现实意义 。 综合分析研究实际操作情况和多种方案，我们认为理想的设计方案是：利用液压作为动力源，依靠棘轮棘爪机构实现紧固件拆装作业的单向间歇运动，并通过对反作用力臂和套筒的系列化设计，使该便携式大扭矩液压扳手能够根据不同的作业环境和工作对象，广泛应用于水利水电、冶金、建筑、桥梁、矿山、水泥等行业中大中型设备及钢结构的安装、维修工程。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 7 第一章 液压缸的设计 液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复运动的执行元件。本设计采用拉杆型通用液压缸。通用型液压缸无特殊要求，结构较简单，零 通用化的要求。因此，用途较广泛，适用于各种液压系统。拉杆型通用液压缸缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割成形，一般内表面不需加工就可达到使用要求。前后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单 零件通用化程度高 适合批量生产。 大功率液压扭矩扳手是通过液压缸的推力，经过系统形成力矩，带动螺母转动一个角度，并以此扭矩传送到螺栓联接上，按要求预紧螺栓，它是由扳手、套筒、高压油泵、换向阀及其带快速接头的高、低压胶管组成。 压缸 的主要形式 ： 液压缸： 将液压能转换为机械能（执行元件），用来驱动工作机构作直线运动（移动液压缸）或摆动运动（摆动液压缸、摆动液压马达） 单作用式： 两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向移动的液压缸 双作用式： 只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回程需借助自重 /外力的液压缸 双杆活塞式液压缸 特点和应用： 当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞 (或缸体 )两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况 。 单杆活塞式液压缸 特点和应用： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 8 供油压 力和流量不变时， 活塞在两个方向的运动速度和输出推力皆不相等。 2故2,f 弹簧自振频率。 强迫机械振动频率，棘轮有 15个齿，转一圈弹簧振动 15次， d 弹簧材料直径。 d=n 弹簧有效圈数。 n= 弹簧中径。 D= f=00000d/n*D*D=876150故符合要求。 通圆柱形螺旋弹簧的技术要求： 弹簧材料用 65淬火和回火热处理弹簧硬度达 簧表面应光滑，不 允许有裂纹，氧化皮，腐蚀等缺陷。 旋向是右旋， 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 26 块弹簧的设计计算 该弹簧为拉伸螺旋弹簧 际情况和设计要求知： 弹簧外径为： 大压力： 2N 弹簧材料直径 d 许用切应力 类载荷按表 7取， K=(4(4 C=D/d,一般假定 C=5据弹簧应用的实际情况可知锁块弹簧是类弹簧 ,所受循环载荷作用次数在 10的 3次方以下，弹簧材料用 65次情况下的许用切应 力 p=570 假定 C=8， K= d d=圆整得 d=1簧中径为： D=簧内径为： 绕比 C=K=表： 7簧有效圈数 n= P=取 n=3 弹簧刚度 P= Pd/n=买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 27 缩弹簧稳定性验算： 高径比 b=H/ 两端固定 b 端固定一端回转 b 端回转 b 弹簧是一端固定 一端回转故 b=H/D= 缩弹簧强度验算： 安全系数 S= ( p+ 最大工作载荷所产生的最大切应力。 8n / d*d*d)=337 最小工作载荷所产生的最小切应力。 81/ d*d*d)=144 p 许用安全系数 。 S= ( p+ 故疲劳强度符合要求。 第五章 机壳的设计 由于机壳在整个扳手执行机构中所占质量较大，因此，要求机壳材料既要有足够的强度和硬度，本设计机壳选用高强度高硬度而且质量较轻的铝镁合金制成，但考虑到含铝材料在购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 28 井下作业时的防暴问题，成型后在材料表面 上喷附一层高分子材料氯化聚醚（聚氯醚 解决该问题，这种材料具有独特的防腐性能，仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟乙烯相比，能耐各种酸碱和有机溶剂，在高温下耐浓硝酸，弄双氧水何时氯气等，可在 120 0C 下长期使用，强度刚性 同时还须机构设计简洁，质量轻。本设 计材料采用铝镁合金，但考虑到 比尼龙 磨性优于尼龙，吸水性小，成品收缩率小，尺寸稳定，成品精度高，可用火焰喷镀法涂于金属表面。 第六章 主被动棘爪的设计计算 主被动棘爪取相同结构，长 31 采用淬火处理 棘爪按弯曲与压缩组合强度计算： 23 = 1083中， M= ,; 3W= 6/21 b 1b b 机械零件设计手册第 352页表 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 29 所以， 主被动棘爪 强度 足够 其他不需要力学校合的零部件具体尺寸见图纸。 结论 本设计 特点： 1. 全封闭整体机身结构，零部件不外漏，安全性能好，且可杜绝灰尘杂物进入，保护零部件不受损伤，并可保证良好润滑，延长适用寿命； 2. 反作用支撑臂 360 范围微调，容易找到反作用支撑点，满足现场各种复杂情况，而且这种支撑方式使螺栓不受弯曲力， 适合于在狭小空间工作 ， 运动部件少，经久耐用，维护方便 ； 3. 旋转快速接头可使液压软管从任何方向引入，适应任何 使用空间； 4. 输出力矩精度 高 ； 5. 零部件高度集成，可靠性高； 6. 一台扳手可选配多种套筒，拆装多种规格的螺栓； 7. 重量轻，防腐性好 ， 可用于水下和矿井操作 ；关键部件安全系数高，安全可靠，经久耐用； 8. 偏心液压油缸的设计实现将进、出油口合并，提高操作的灵活性，极大地减轻质量和缩小扳手的作业空间，利于多功能反力臂的布置和调整。 9. 外形美观，内在质量和外观都 有良好表现 。 创新与改进方向： 本设计结合采用了国际国内标准，并对同类产品存在的一些问题进行了具体分析并予以解决，产品外壳为铝镁合金，在矿井等地下施工条件下工作时，容易造成爆 炸，本设计在此材料基础上喷附一层高分子材料氯化聚醚（聚氯醚 解决该问题，这种材料具有独特的防腐性能，仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟乙烯相比，能耐各种酸碱和有机溶剂，在高温下耐浓硝酸，弄双氧水何时氯气等，可在 120 0子版图纸， Q 11970985 或 401339828 30 下长期使用，强度刚性比尼龙 磨性优于尼龙，吸水性小，成品收缩率小，尺寸稳定，成品精度高，可用火焰喷镀法涂于金属表面。 由于设计时间紧迫，设计经验不足，该设计产品仍有许多需该井的地方，主要是材料的轻型化 扭矩的进一步提高等方 面还需要改进。希望在以后的设计工作中能够吸取这次的经验与教训，完善设计产品的性能。 致 谢 毕业设计实践环节是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是教学计划中综合性最强的实践教学环节，它对培养学生的思想、工作作风及实际能力、提高毕业生全面素质具有很重要的意义。 通过这次毕业设计中的具体工作，我掌握了液压扳手以及与其相关的液压与机械设计方面的知识，实践了大学期间所学到的部分知识，积累了实际设计工作中才能得到的经验，对我们将来从事的工作有了一定认识，并产生了浓厚的兴趣。在此，特别感谢我的毕业设计指导老师 韩鹰老师在毕业设计期间给予我的悉心指导和启发，并感谢在此期间指导够我的各个专业方向的老师们，以及杨子工具厂技术支持部 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 31 参考文献 新编液压工程手册 主编：雷天觉 北京理工大学出版社 1998年 12月 机械设计手册（新版）主编：王文斌 机械工业出版社 2004年 8月第三版 机械设计手册单行本 主编：成大先 化学工业出版社 2004年 1月 机械设计便览 主编：郭芝俊 张建芳 天津科学技术出版社 1988年 9月 机械零件设计手册（修订版） 主编：杨黎明 李恩至 国防工业出版社 1993年 8月 工程材料及热加工基础 王毓敏 华中科技大学出版社 1998年 9 月 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 32 he is to to it in a to is is of In to in to 30*2 as of 1of ut 30*2 as 30*2 of is ,005 Nm 2 0 is by (1) is by of so on is It 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 33 (2) is to to of on a is by a by iu 21) of at in to be to be as as as as at as in be to to in be a be by a on to to 5th 5by to in a to 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 34 to on by to on (2) is to to we in to be as as in on by is by by iu At in to of in to on to by by is In as as 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 35 is is 3to be to to to is by so on is 0, 901000000to to B so on so on as as in or In 1) 2) 3) in in to by 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 36 or is 大扭矩手提式液压扳手 大扭矩手提式液压扳手是为了满足企业对维修工具的特别要求而设计的，它具有输出扭矩大，无冲击，能较准确的控制欲紧力，使用方便结构紧凑，适用于多种大型设备轴承螺栓的装卸。为方便起见以 螺栓的装配为例，介绍大扭矩手提式液压扳手的结构设计、工作原理和主要特点。 1、总体结构和工作原理 为 螺栓的装卸而设计的大扭矩手提式液压扳手，其基本参数如下：螺栓尺寸为 最大拧紧力矩为 1005 2 压泵额定工作压力为 50体结构如图 1 所示。大扭矩手提式液压扳手总体由两部分组成：液压扳手（手提式螺栓液压缸）和液压系统（液压泵站、液压回路及控制线路）。 （ 1）液压扳手 手提型螺栓式液压缸是扳手的主体，由特型活塞螺杆、缸套、缸盖手柄控制开关及各种密封件和连接件等组成。它通过传动螺纹把活塞的往复直线运动变成拆装螺母的旋转运动，从而实现螺纹件的装卸。 （ 2）液压系统 液压系统是整个扳手的中枢控制系统。根据新系统所需压力，选用 压电气开关安装在一小车上，通过四层钢丝软管及电气控制线路与螺栓式液压缸连接。螺杆的正反转由一个三位私通电磁阀购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 37 控制，由液压扳手手柄上的钮式开关控制电磁阀，可方便的实现液压扳手的正转、反转和停止。 2、主要部件的设计和选用 （ 1）螺旋式液压缸（液压扳手）在整个设计的过程中为使操作方便，结构应尽可能紧凑简单，尽量减少执行元件的体积和重量，从而降低成本，同时从便于维修的角度出发，考虑到主要的磨损将 会发生在螺纹副上，主要的维修对象将会是螺杆，而螺杆的成本远远高于活塞，因此决定不考虑活塞的磨损，把活塞和螺杆作成一体，使用整体式设计，活塞上也不镶嵌导向塞。考虑到液压缸压力虽高但活塞运动速度低，因而也没有使用缓冲机构，螺杆采用了 45号缸，缸套采用了 35端端盖与缸套采用螺纹联接，由于液压缸内压力比较高，因而在螺杆的一端采用了能耐超高压的组合示密封圈，有效地解决了高压油缸容易泄露的这一难题。在活塞上使用了两个 个重要零部件的强度都进行了严格的地校核与设计修 订（如螺杆的强度，螺纹牙型的强度，液压缸壁厚的计算确定，缸套外径的确定等），全部达到设计要求。 （ 2）液压系统的设计 该扳手的液压系统控制回路如图 3所示。该液压扳手的液压系统要求压力较高，因而要求流量较小，并能实现短时间的保压。根据上述要求，我们在设计上力求系统简单，明确。尽量减少阀体的选用，降低制造成本。因此在设计中选