李寧液壓升降機(jī)設(shè)計(jì).docx

液壓升降機(jī)設(shè)計(jì)摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是液壓升降機(jī)的設(shè)計(jì)，它主要包括：主機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，控制部分的設(shè)計(jì)三個(gè)部分內(nèi)容。在本設(shè)計(jì)中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做為主要內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)又主要包括了動(dòng)力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設(shè)計(jì)。液壓升降機(jī)主要是通過(guò)液壓油的壓力傳動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)升降的功能，它的剪叉機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降機(jī)有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，并適合多人同時(shí)作業(yè)，它使高空作業(yè)效率更高，安全更可靠。液壓升降機(jī)廣泛適用于汽車(chē)、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類(lèi)工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時(shí)可配裝各類(lèi)臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類(lèi)升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。第1章 升降機(jī)的發(fā)展情況1.1 升降機(jī)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義液壓升降機(jī)不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著重要的作用。給我們帶來(lái)的利益是非常的多。升降機(jī)的功能特色是非常多的，在我們生活中我們?cè)诤芏嗟纳虅?wù)大廈都會(huì)用到電梯，升降機(jī)就如電梯的性能大同小異，我們?cè)谑褂蒙禉C(jī)的時(shí)候也可以針對(duì)自己的需求對(duì)升降機(jī)進(jìn)行設(shè)置?？梢?jiàn)升降機(jī)對(duì)我們作用是相當(dāng)?shù)拇蟆?我們生產(chǎn)力的不斷加大，生活的不斷改善，對(duì)升降機(jī)的需求也就在不斷的增多，生活中的每個(gè)角落升降機(jī)的應(yīng)用都會(huì)給我們帶來(lái)客觀的利益。 液壓升降機(jī)在我們生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常的普遍了，而且在我們生產(chǎn)中有著重要的作用，尤其是貨物高空操作。現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，順應(yīng)社會(huì)的需求，生產(chǎn)力不斷的加大，而且現(xiàn)在高空操作也是比較多的，所以升降機(jī)在我們進(jìn)行高空操作的時(shí)候就給我們帶來(lái)的重要的作用。 液壓升降機(jī)就是上下操作，而且可以給我們提供一個(gè)安全穩(wěn)定的平臺(tái)。我們?cè)诟呖兆鳂I(yè)的時(shí)候可以給我們的安全提供保障。 液壓升降機(jī)不僅在生產(chǎn)中有著重要的作用，在我們生活中的應(yīng)用也是非常的重要的，而且非常的普及。在酒店、賓館、影院等等公共休閑娛樂(lè)場(chǎng)所我們都知道干凈舒適是第一，所以保持干凈是我們必須的。升降機(jī)在這里清潔、燈具維修換修、設(shè)備的調(diào)試安裝維護(hù)保養(yǎng)都是非常的重要的。 1.2 升降機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展情況1.2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況：改革開(kāi)放三十年以來(lái),我國(guó)城市建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，有利的帶動(dòng)了我國(guó)升降機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,升降機(jī)做為人們出行的垂直交通工具已經(jīng)隨處可見(jiàn)。（1）引進(jìn)外資，合作辦廠1978年，黨的十一屆三中全會(huì)作出了實(shí)行改革開(kāi)放的重大決策。我們從獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)、安裝升降機(jī)階段發(fā)展到引進(jìn)外資開(kāi)辦升降機(jī)廠，大批合資升降機(jī)企業(yè)拔地而起。如：1980年7月4日創(chuàng)建的中國(guó)迅達(dá)升降機(jī)有限公司，是由中國(guó)建筑機(jī)械總公司、瑞士迅達(dá)股份有限公司、香港怡和迅達(dá)（遠(yuǎn)東）股份有限公司3方合資組建，這是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)機(jī)械行業(yè)第一家合資企業(yè)。該公司的建立在中國(guó)升降機(jī)行業(yè)相繼掀起了引進(jìn)外資的熱潮；1984年12月1日，天津市升降機(jī)公司、中國(guó)國(guó)際信托投資公司與美國(guó)奧的斯升降機(jī)公司合資組建的天津奧的斯升降機(jī)有限公司正式開(kāi)業(yè)。改革開(kāi)放的第一個(gè)十年是我國(guó)升降機(jī)行業(yè)的萌芽期、升降機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈形成的初級(jí)階段。（2）穩(wěn)步發(fā)展,不斷創(chuàng)新 改革開(kāi)放后的第二個(gè)十年可以說(shuō)是中國(guó)升降機(jī)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,不斷創(chuàng)新的十年。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放第一個(gè)十年，我國(guó)升降機(jī)行業(yè)在吸收國(guó)際升降機(jī)新技術(shù)的同時(shí)，相關(guān)的管理體制也在不斷的完善。改革開(kāi)放政策實(shí)施以來(lái)，我國(guó)城市建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，更有利的帶動(dòng)了我國(guó)升降機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1997年取得了升降機(jī)總產(chǎn)量與上年持平、總產(chǎn)值繼續(xù)增長(zhǎng)的好成績(jī)，由此證明我國(guó)升降機(jī)行業(yè)更加成熟，適應(yīng)市場(chǎng)變化和把握機(jī)遇的能力已大大提高。1998年，蘇州江南升降機(jī)有限公司民族品牌的升降機(jī)、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道已銷(xiāo)售到馬來(lái)西亞、泰國(guó)、菲律賓、印度尼西亞、新加坡、孟加拉國(guó)、阿聯(lián)酋、埃及、敘利亞、土耳其、阿根廷、澳大利亞、德國(guó)、英國(guó)、荷蘭、意大利、葡萄牙、希臘等近20個(gè)國(guó)家及臺(tái)灣、澳門(mén)地區(qū)，我國(guó)升降機(jī)產(chǎn)量突破3.02萬(wàn)臺(tái)。（3）迅猛發(fā)展，日新月異隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化建設(shè)的不斷完善，升降機(jī)已不只存在于高檔商務(wù)寫(xiě)字樓、大酒店、商城普及到高層住宅樓，同時(shí)也走進(jìn)人們生活的多個(gè)角落，成為城市建筑中不可缺少的垂直交通工具。中國(guó)升降機(jī)行業(yè)之所以迅猛發(fā)展，日新月異，其根本的原因就是黨的十一屆三中全會(huì)推出的改革開(kāi)放的大政方針，改革開(kāi)放加快了中國(guó)發(fā)展的步伐。1.2.2 世界升降機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和升降機(jī)發(fā)展趨向近20年世界工程升降機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。rt(越野輪胎升降機(jī))和at(全地面升降機(jī))產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場(chǎng)格局，在 經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)沖擊下，導(dǎo)致世界工程升降機(jī)市場(chǎng)進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程升降機(jī)年銷(xiāo)售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利等，世界頂級(jí)公司有10多家，主要集中在北美、日本（亞洲）和歐洲。美國(guó)既是工程升降機(jī)的主 要生產(chǎn)國(guó)，又是最大的世界市場(chǎng)之一。但由于日本、德國(guó)升降機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展及rt和at產(chǎn)品的興起，美國(guó)廠商曾在20世紀(jì)6070年代世界市 場(chǎng)中占有的主導(dǎo)地位正逐步受到削弱，從而形成美國(guó)、日本和德國(guó)三足鼎立之勢(shì)。近幾年美國(guó)經(jīng)濟(jì)回升，市場(chǎng)活躍，外國(guó)廠商紛紛參與競(jìng)爭(zhēng)。 美國(guó)制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng)，特雷克斯升降機(jī)公司的崛起即是例證。特雷克斯升降機(jī)公司前身是美國(guó)科林升降機(jī)廠。1995年以來(lái)，其通過(guò)一 系列的兼并活動(dòng)，已發(fā)展成為世界頂級(jí)公司之一。日本從20世紀(jì)70年代起成為工程升降機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快，已出口到歐美市場(chǎng)，年總產(chǎn)量居世界第一。自1992年以來(lái)，由于受日元升值、國(guó)內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。目前日本市場(chǎng)年需求量為3000臺(tái)左右。歐洲是潛力很大的市場(chǎng)，歐洲各工業(yè)國(guó)既是工程升降機(jī)的出口國(guó)，也是重要的進(jìn)口國(guó)。德國(guó)是最大的歐洲市場(chǎng)，其次為英國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)。在德國(guó)at產(chǎn)品市場(chǎng)份額中，利勃海爾占53%，格魯夫占 16%，德馬泰克占14%，多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。 第二章 升降機(jī)的工藝參數(shù)和工況分析2.1 升降機(jī)的工藝參數(shù) 本設(shè)計(jì)升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為：額定載荷：150kg最大起升高度：6000mm最大工作高度：7500mm平臺(tái)尺寸：2200x1500mm電源：380v,50hz2.2升降機(jī)工況分析本升降機(jī)是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線、下線。工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度，高出給料機(jī)運(yùn)送，大型部件裝配時(shí)的部件舉升，大型機(jī)庫(kù)上料、下料 。倉(cāng)儲(chǔ)，裝卸場(chǎng)所，與叉車(chē)等裝運(yùn)車(chē)輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。該升降機(jī)主要有兩部分組成：機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械機(jī)構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動(dòng)力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的功能。第三章 升降機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理3.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)升降機(jī)的平臺(tái)尺寸為2200mm x1500mm,升降機(jī)的最大高度為6m，該升降機(jī)采用單叉機(jī)構(gòu)升降機(jī)，有兩個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到液壓升降機(jī)升降的作用。其具體結(jié)構(gòu)形式為： 圖3.1剪叉結(jié)構(gòu)圖圖3.1所示即為該升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式，其中支架主要起支撐作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過(guò)其鉸接將液壓缸的繩縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔(dān)著整個(gè)升降機(jī)的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過(guò)這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。3.1.2 升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理初態(tài)時(shí)，上下底板處于閉合狀態(tài)，可近似看做水平，但實(shí)際不是水平，隨著液壓油的不斷輸入到液壓缸中，液壓缸外伸，頂起支架，支架與液壓缸會(huì)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而整個(gè)液壓支架上升，達(dá)到最大高度。3.2 升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)3.2.1 升降機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺(tái)的工藝參數(shù)和基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理來(lái)確定支架的長(zhǎng)度。因?yàn)樯禉C(jī)的最大高度為6米，即升降機(jī)底板的最大高度為6米。設(shè)升降機(jī)底座為0.4米，共有四個(gè)剪叉機(jī)構(gòu)，則每個(gè)剪叉機(jī)構(gòu)的最大高度為 （6-0.4）41.4m，當(dāng)高度最高時(shí)，兩個(gè)剪叉夾角為90度，此時(shí)可求一個(gè)支架的長(zhǎng)度大約為1.4sin6002m，則把一個(gè)支架的長(zhǎng)度定為2米，總共有四個(gè)支架，如圖所示為其簡(jiǎn)圖： 圖3.2.13.2.2 升降機(jī)支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定（1）上頂板結(jié)構(gòu)上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過(guò)焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個(gè)側(cè)面和上頂面上鋪裝2200x1500x5mm的剛板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下圖所示： 圖3.2.2.1上頂板長(zhǎng)度方向上用五個(gè)鋼條，寬度方向用四個(gè)鋼條焊起來(lái)，再把鋼板焊在上面，鋼板厚度為5mm。因?yàn)榇松灯脚_(tái)一般適合承載兩人，即約為150kg，載重很小，所以一般鋼板與鋼條都能承受住此重量。工作空間上的護(hù)欄用鋼條焊接而成，大致圖像為： 圖3.2.2.2根據(jù)估算，此護(hù)欄裝置總重大約為50kg。（2） 強(qiáng)度校核由設(shè)計(jì)知，支架固定端固定在離工作臺(tái)邊緣0.2米處，當(dāng)工作臺(tái)在最高位置時(shí)，滑動(dòng)端離工作臺(tái)邊緣的距離為2.2-1.4-0.2=0.6米，當(dāng)工作臺(tái)在最高位置時(shí)，而兩人站在滑動(dòng)端邊緣，此時(shí)工作臺(tái)所受載荷最大，大致受力圖可表示為如下圖： 圖3.2.2.3 受力最大時(shí)，最右端受力為150kg，即1500n，此時(shí)由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，1500n0.6m=f1.4m，可解出f1715n，這個(gè)f為上圖最左端的力，而中間的力可求出為1715+1500=3215n。由圖可知此板最大彎矩為17151.4=2401nm,根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論： 即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。 式中： w 抗彎截面系數(shù) 沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼 鋼的屈服極限 n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)： cuode =由此可知，強(qiáng)度符合要求。第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本升降機(jī)的設(shè)計(jì)中主要是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的，往往要同時(shí)進(jìn)行，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動(dòng)、循環(huán)要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。本升降機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可以總結(jié)如下：升降機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，可選用遠(yuǎn)程或無(wú)線控制，升降機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)由液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺(tái)的起降，其工作負(fù)載變化范圍為0150kg，但是加上護(hù)欄自重和剪叉支架的重量，可估算其負(fù)載范圍大概為0500kg，負(fù)載平穩(wěn)，工作過(guò)程中無(wú)沖擊載荷作用，運(yùn)行速度較低，液壓執(zhí)行元件有兩組液壓缸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場(chǎng)合，工作精度要求一般。第五章 液壓系統(tǒng)方案的選用液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況，主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟(jì)性，供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合的設(shè)計(jì)選擇，從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的，可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定.5.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開(kāi)式和閉式兩種，其各自特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)下表： 表5.1 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機(jī)的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開(kāi)式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，開(kāi)式系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。油源回路的原理圖如下所示： 5.2 開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)，開(kāi)始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨(dú)聯(lián)，以及它們的組合-復(fù)聯(lián)等。串聯(lián)方式是除了第一個(gè)液壓元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)，出油口依次相連，這種連接方式的特點(diǎn)是多個(gè)液壓元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其速度不隨外載荷變化，故輕載時(shí)可多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作。5.3 調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點(diǎn)：承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。5.4 鎖緊回路鎖緊回路的功用是在液壓執(zhí)行元件不工作時(shí)切斷其進(jìn)出油液通道，確切地使它保持在既定位置上。此液壓升降平臺(tái)受重力的作用，所以為了不讓它由于重力作用掉下來(lái)，必須有鎖緊回路。這種回路要注意的是，回油路一定要設(shè)置起背壓作用的元件（如單向節(jié)流閥