全液壓升降機的設計

1、畢 業(yè) 設 計（論文）（說 明 書）題 目： 全液壓升降機的設計姓 名： 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書姓名 專業(yè) 機電一體化 任 務 下 達 日 期 年 月 日設計（論文）開始日期 年 月 日設計（論文）完成日期 年 月 日設計（論文）題目： A編制設計 B設計專題（畢業(yè)論文） 指 導 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）答辯委員會記錄 電力工程系 系 機電一體化 專業(yè)，學生于 年 月 日進行了畢業(yè)設計（論文）答辯。設計題目： 專題（論文）題目： 指導老師： 答辯委員會根據(jù)學生提交的畢

2、業(yè)設計（論文）材料，根據(jù)學生答辯情況，經答辯委員會討論評定，給予學生 畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）評語第 頁共 頁學生姓名： 專業(yè) 機電一體化 年級 09 級 畢業(yè)設計（論文）題目： 全液壓升降機的設計 評 閱 人： 指導教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設計（論文）及答辯評語： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁摘摘 要要 該設計的題目是全液壓升降機的設計，它主要包括三個部

3、分的內容：主機參數(shù)的確定，液壓系統(tǒng)的設計，控制部分的設計。在該設計中將液壓系統(tǒng)的設計做為主要的內容進行設計，主機已根據(jù)升降臺工作時的主要工作部件進行大概的估算設計。液壓系統(tǒng)的設計又主要包括了動力源、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件的設計?？刂撇糠值脑O計為附加部分，主要設計控制電路圖。同時參照現(xiàn)有液壓車的設計，結合液壓車設計生產標準進行合理的選型計算。 關鍵字關鍵字：升降機 液壓系統(tǒng) 執(zhí)行元件目目 錄錄平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁前前 言言.4 4第第 1 1 章章 升降機機械機構升降機機械機構.5 51.1 升降機機械結構形式和運動機理.51.1.1 機械結構型式.51

4、.1.2 升降機的運動機理.51.2 升降機機械結構和零件參數(shù).71.2.1 升降機結構參數(shù)的選擇和確定.71.2.2 升降機上頂板、支架和底板結構.101.3 升降機系統(tǒng)的設計要求.12第第 2 2 章章 執(zhí)行元件速度和載荷執(zhí)行元件速度和載荷.13132.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置.132.2 速度和載荷計算.132.2.1 速度計算及速度變化規(guī)律.13第第 3 3 章章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定.15153.1 系統(tǒng)壓力的初步確定.153.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù).153.2.1 液壓缸的作用力.153.2.2 缸筒內徑的確定.153.2.3 活塞桿直徑的確定.

5、163.2.4 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定.16第第 4 4 章章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證.17174.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇.174.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇.184.3 調速方案的選擇.184.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定.18第第 5 5 章章 液壓元件的選擇計算及其連接液壓元件的選擇計算及其連接.19195.1 油泵和電機選擇.195.1.1 泵的額定流量和額定壓力.195.1.2 電機功率的確定.205.1.3 連軸器的選用.215.2 控制閥的選用.225.2.1 壓力控制閥.225.2.2 流量控制閥.225.2.3 方向控制

6、閥.235.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算.235.3.1 管路.235.3.2 過濾器的選擇.245.3.3 輔件的選擇.25平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁5.4 液壓元件的連接.255.4.1 液壓裝置的總體布置.255.4.2 液壓元件的連接.255.5 油箱的容積.265.5.1 按使用情況確定油箱容積.26第第 6 6 章章 液壓缸的結構設計液壓缸的結構設計.27276.1 缸筒.276.1.1. 缸筒與缸蓋的連接形式.276.1.2 強度計算.286.1.3 缸筒材料及加工要求.286.1.4 缸蓋材料及加工要求.296.2 活塞和活塞桿.296

7、.2.1 活塞和活塞桿的結構形式.296.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求.306.3 活塞桿導向套.316.4 排氣裝置.316.5 密封結構的設計選擇.32第第 7 7 章章 液壓系統(tǒng)性能驗算液壓系統(tǒng)性能驗算.3333總總 結結.3535致致 謝謝.3636參考文獻參考文獻.3737前前 言言液壓升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，可用于生產流水線高度差平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁設備之間的貨物運送，物料上線，下線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫上料，下料，倉儲裝卸等場所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓

8、系統(tǒng)有以下特點：在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產生更多的動力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結構緊湊，液壓馬達的體積和重量只有同等功率電機的12%。液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。液壓裝置可在大范圍內實現(xiàn)無級調速（調速范圍可達到 2000） ，還可以在運行的過程中實現(xiàn)調速。液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進行調解或控制。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。液壓元件以實現(xiàn)了標準化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設計制造和使用都比較方便。當然液壓技術還存在許多缺點，例如，液壓在傳動過程中有較多的能

9、量損失，液壓傳動易泄露，不僅污染工作場地，限制其應用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。對油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實際的應用中，可以通過有效的措施來減小不利因素帶來的影響。該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。第第 1 1 章章 升降機機械機構升降機機械機構1.11.1 升降機機械結構形式和運動機理升降機機械結構形式和運動機理 1.1.1 機械結構型式機械結構型式根據(jù)升降機的平臺尺寸，參考國內外同類產品的工藝參數(shù)可知，該

10、升降4000 2000mm平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁機宜采用單雙叉機構形式：即有兩個單叉機構升降臺合并而成，有四個同步液壓缸做同步運動，以達到升降機升降的目的。其具體結構形式為：圖 1.1 升降機的基本結構形式圖 1.1 所示即為該升降機的基本結構形式，其中 1.2.3.4.為支架，主要起支撐作用和運動轉化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸接將液壓缸的伸縮運動轉化為平臺的升降運動，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉化為均布載荷，從而增強局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔著整個升降機的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過這些機構的

11、相互配合，實現(xiàn)升降機的穩(wěn)定和可靠運行。1.1.2 升降機的運動機理升降機的運動機理升降機的基本運動機理如下圖所示：平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁圖 1.2 升降機的基本運動機理圖如圖 1.3，兩支架在 O 點鉸接，支架 1 上下端分別固定在上、下板面上，通過活塞桿的伸縮和鉸接點 O 的作用實現(xiàn)貨物的舉升。根據(jù)以上分析，升降機的運動過程可以敘述如下：支架 2、3 為升降機機構中的固定支架，他們與底板的鉸接點做不完整的圓周運動，支架 1、4 為活動支架，他們在液壓23,O O缸的作用下由最初的幾乎水平狀態(tài)逐漸向后來的傾斜位置運動，在通過支架之間的絞合點帶動 2、3 也不斷

12、向傾斜位置運動，以使升降機升降，如圖 1.3。圖 1.3 升降機的運動過程圖初態(tài)時，上下底板處于合閉狀態(tài)，支架 1、2、3、4 可近似看作為水平狀態(tài)，隨著液壓油不斷的輸入到液壓缸中，活塞桿外伸，將支架 2 頂起，支架 2 上升時，由于絞合點 o 的作用使支架 1 運動，1 與液壓缸相連，從而液壓缸也開始運動，通過一系列的相互運動和作用，使上頂板上升，當上升到指定高度時，液壓缸停止運動，載荷便達到指定高度。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁1.21.2 升降機機械結構和零件參數(shù)升降機機械結構和零件參數(shù)1.2.1 升降機結構參數(shù)的選擇和確定升降機結構參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺

13、的工藝參數(shù)和他的基本運動機理來確定支架 1、2、3、4 的長度和截面形狀。之間的距離和液壓缸的工作行程。23O O設()，則 1、2、3、4 支架的長度可以確定為,即23O Ox01xm2,(1.5 )2xhhm支架和地板垂直時的高度應大于,這樣才能保證其最大升降高度達到，其運動過程1.5m1.5m中任意兩個位置的示意圖表示如下： 圖 1.4 運動過程示意圖設支架 1、2 和 3、4 都在其中點處絞合，液壓缸頂端與支架絞合點距離中點為 t ,根據(jù)下面根據(jù)幾何關系求解上述最佳組合值。初步分析：值范圍為 ,取值偏小，則上頂板點承力過大，還會使支架x01xx23,O O的長度過長，造成受力情況不均勻

14、。X 值偏小，則會使液壓缸的行程偏大，并且會造成整個機構受力情況不均勻。在該設計中，可以選擇幾個特殊值：=0.4m, =0.6m, =0.8m，xxx分別根據(jù)數(shù)學關系計算出 h 和 t。然后分析上下頂板的受力情況。選取最佳組合值便可以滿足設計要求。 =0.4x支架長度為 h=2-x/2=1.8m=h/2=0.9m2O C液壓缸的行程設為 l,升降臺上下頂板合并時，根據(jù)幾何關系可得到：l+t=0.9 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁升降臺完全升起時，有幾何關系可得到：=2221.80.9951.5cos2 1.8 0.995222(0.9)0.955(2 )2 (0.9)

15、 2tltl聯(lián)合上述方程求得： t=0.355m l=0.545m即液壓缸活塞桿與 2 桿絞合點與 2 桿中心距為 0.355m.活塞行程為 0.545m =0.6x支架長度為=2-x/2=1.7m=h/2=0.85m2O C液壓缸的行程設為 l,升降臺上下頂板合并時，根據(jù)幾何關系可得到：l+t=0.9 升降臺完全升起時，有幾何關系可得到：= =2221.70.81.5cos2 1.7 0.8222(0.85)0.8(2 )2 0.8 (0.85)tlt聯(lián)合上述方程求得： t=0.32m l=0.53m即液壓缸活塞桿與 2 桿絞合點與 2 桿中心距為 0.32m.活塞行程為 0.53m =0.

16、8x支架長度為=2-x/2=1.6m=h/2=0.8m2O C液壓缸的行程設為 l,升降臺上下頂板合并時，根據(jù)幾何關系可得到：l+t=0.9 升降臺完全升起時，有幾何關系可得到：=2221.60.5571.5cos2 1.6 0.557222(0.8)0.557(2 )2 (0.8) 0.557tlt聯(lián)合上述方程求得： t=0.284m l=0.516m平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁即液壓缸活塞桿與 2 桿絞合點與 2 桿中心距為 0.284m.活塞行程為 0.516m現(xiàn)在對上述情況分別進行受力分析：（1） x=0.4m ,受力圖如下所示：（2） x=0.6m ,受力

17、圖如下所示（3） x=0.8m ,受力圖如下所示圖 1.5 受力圖比較上述三種情況下的載荷分布狀況，x 去小值，則升到頂端時，兩相互絞合的支架間的間距越大，而此時升降臺的載荷為均布載荷，有材料力學理論可知，此時兩支架中點出所受到的彎曲應力為最大，可能會發(fā)生彎曲破壞，根據(jù)材料力學中提高梁的彎曲強度的措施知，合理安排梁的受力情況，可以降低值，從而改善提高其承載能力。分析上述maxMx=0.4m.x=0.6m,x=0.8m 時梁的受力情況和載荷分布情況，可以選擇第二種情況，即平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁x=0.6m 時的結構作為升降機固定點的最終值，由此便可以確定其他相

18、關參數(shù)如下：23O Ot=0.32m. l=0.53m, h=1.7m1.2.2 升降機上頂板、支架和底板結構升降機上頂板、支架和底板結構1.上頂板結構上頂板和載荷直接接觸，其結構采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個側面和上頂面上鋪裝 400020003mm 的汽車板，沿平臺的上頂面長度方向布置 4 根 16 號熱軋槽鋼，沿寬度方向布置 6 根 10 號熱軋槽鋼，組成上圖所示的上頂板結構。在最外緣延長度方向加工出安裝上下支架的滑槽。以便上下支架的安裝?；鄣木唧w尺寸根據(jù)上下支架的具體尺寸和結構而定。 沿長度方向的 4 根 16 號熱軋槽剛的結構參數(shù)為=,截面

19、面積為，理論重量為1h b dtrr 160 65 8.5 10 10.0 5.0mm225.162cm，抗彎截面系數(shù)為。沿寬度方向的 6 根 10 號熱軋槽剛的結構參數(shù)為19.752/kg m3117cm=,截面面積為，理論重量為1h b dtrr 100 48 5.3 8.5 8.5 4.2mm212.784cm，抗彎截面系數(shù)為。10.007/kg m339.7cm其質量分別為：4 根 16 號熱軋槽剛的質量為：14 4 19.752316mkg 6 根 10 號熱軋槽剛的質量為：26 2 10.007120mkg 菱形汽車鋼板質量為：34 2 25.6204.8mkg 2. 支架的結構支

20、架由 8 根形狀基本相同的截面為矩形的鋼柱組成，在支架的頂端和末端分別加工出圓柱狀的短軸，以便支架的安裝。支架在升降機結構中的主要功能為載荷支撐和運動轉化，將液壓缸的伸縮運動，通過與其鉸合的支點轉化為平臺的升降運動，支架的結構除應滿足安裝要求外，還應保證有足夠的剛度和強度，一時期在升降運動中能夠平穩(wěn)安全運行。架在運動過程中受力情況比較復雜，它與另一支架鉸合點給予底座的固定點的受里均為大小和方向為未知的矢量，故該問題為超靜定理論問題，已經超出本文的討論范圍。本著定性分析和提高效率的原則，對支架所受的力進行分析，可以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結點的力為之家所受到的最主要的力，它不僅受液壓缸的推力，而且還將

21、受到上頂班所傳遞的作用力，因此，與液壓缸頂桿相連接的支架所受到的上頂板的力為它所受到的最主要的力，在此，將其他的力忽略，平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁只計算上頂板承受的由載荷和自重所傳遞的載荷力。計算簡圖如下所示： 圖 1.11 計算簡圖所產生的彎矩為：NMN L 每個支架的支點對上頂板的作用力 NNL 液壓缸與支架鉸合點距支點之間的距離 m代入數(shù)據(jù)：3848 0.532039MNm假定改支架為截面為長為 a,寬為 b 的長方形，則其強度應滿足的要求是： max maxsMWn式中： M 支架上所受到的彎矩 Nm W 截面分別為 a,b 的長方形抗彎截面系數(shù) sn1

22、.5n 所選材料為碳素結構鋼 s235Q235SMPa將數(shù)據(jù)代入求得：2378a bcm上式表明：只要街面為 a,b 的長方形滿足條件，則可以滿足強度要求，取2378a bcm，則其 符合強度要求。5,3.5acm bcm23387.578a bcmcm這些鋼柱的質量為：43488 3.5 5 107.9 101.7188mabhKg 支架的結構還應該考慮裝配要求，液壓缸活塞桿頂端與支架采用耳軸結構連接，因此應在兩支架之間加裝支板，以滿足動力傳遞要求。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁3. 升降機底座參數(shù) 升降機底座在整個機構中支撐著平臺的全部重量，并將其傳遞到地基上，

23、他的設計重點是滿足強度要求即可，保證在升降機升降過程中不會被壓潰即可，不會發(fā)生過大變形，其具體參數(shù)見裝配圖。1.31.3 升降機系統(tǒng)的設計要求升降機系統(tǒng)的設計要求本升降臺對液壓系統(tǒng)的設計要求可以總結如下：升降臺的升降運動采用液壓傳動，可選用遠程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運動經轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為 02500Kg，負載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結構合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁第第 2 2 章章 執(zhí)行元

24、件速度和載荷執(zhí)行元件速度和載荷2.12.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置類型選擇：表 2.1 執(zhí)行元件類型的選擇 往復直線運動 回轉運動 往復擺動 運動形式 短行程 長行程 高速 低速執(zhí)行元件的類型 活塞缸柱塞缸 液壓馬達和絲杠螺母機構高速液壓馬達低速液壓馬達 擺動液壓馬達 根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸，再根據(jù)其運動要求進一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸，其符號為： 圖 2.1 液壓缸數(shù)量：該升降平臺為雙單叉結構，故其采用的液壓缸數(shù)量為 4 個完全相同的液壓缸，其運動完全是同步的，但其精度要求不是很高。安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳

25、環(huán)，缸體可以在垂直面內擺動，耳環(huán)位置為圖 1.3 所示的前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機升降。2.22.2 速度和載荷計算速度和載荷計算2.2.1 速度計算及速度變化規(guī)律速度計算及速度變化規(guī)律參考國內升降臺類產品的技術參數(shù)可知。最大起升高度為 1500mm 時，其平均起升時間為 45s，就是從液壓缸活塞開始運動到活塞行程末端所用時間大約為 45s，設本升降臺的最平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁小氣升降時間為 40s,最大起升時間為 50s，由此便可以計算執(zhí)行元件的速度 v: lvt式中： v 執(zhí)行元件的速度

26、m/s L 液壓缸的行程 m t 時間 s 當 時：40ts 0.01325maxmin0.5340lvt/m s當 時：50ts min0.530.0106/40lvm st液壓缸的速度在整個行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時，有一個減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機在整個工作過程中無明顯的加減速階段，其運動速度比較平穩(wěn)。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁第第 3 3 章章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 3.13.1 系統(tǒng)壓力的初步

27、確定系統(tǒng)壓力的初步確定液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定：表 3.1 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關系牽引力 F（KN）50 工作壓力 P（MPa）5-7由于該液壓缸的推力即牽引力為 10KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa 。3.23.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)3.2.1 液壓缸的作用力液壓缸的作用力液壓缸的作用力及時液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺工作時液壓缸產生向上的推力，因此計算時只取液壓油進入無桿腔時產生的推力： 表 3.2 系統(tǒng)被壓經驗數(shù)據(jù)3.2.2 缸筒內徑的確定缸筒內徑的確定 液壓缸的內徑，活塞的外徑要取標注值是因為活塞和活塞

28、桿還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經標準化，有專門的生產廠家，故活塞和液壓缸的內徑也應該標準化，以便選用標準件。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁3.2.3 活塞桿直徑的確定活塞桿直徑的確定1.活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結構形式來確定 2.活塞桿的強度計算3.穩(wěn)定性校核 3.2.4 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定1. 液壓缸壁厚的確定液壓缸壁厚又結構和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計算。2. 最小導向長度活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面重點到導向滑動面中點的距離為活塞的最小導向長度H，如下圖所示

29、，如果最小導向長度過小，將會使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有最小導向長度，對于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為 L，缸筒直徑為 D 時，最小導向長度為：72 cm 圖 3.1 液壓缸運動示意圖 活塞的寬度一般取，導向套滑動面長度，在時，取(0.60.1)BDAD80mm，在時，取，當導向套長度不夠時，不宜過分增大 A 和A=(0.6-1.0)DD=80mmA=(0.6-1.0)dB，必要時可在導向套和活塞之間加一隔套，隔套的長度由最小導向長度 H 確定。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁第第 4 4 章章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證液壓系統(tǒng)方案的選

30、擇和論證液壓系統(tǒng)方案具體內容包括：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、選擇和合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定。4.14.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表：表 4.1 開式與閉式的比較油液由葉循環(huán)方式開式閉式散熱條件較方便,但油箱較大較好,需用泵執(zhí)油冷卻 抗污染性可用壓力油箱或其它改動較好但油液過濾要求高系統(tǒng)效率管路壓力損失較大,用節(jié)流調速效率低管路壓力損失較小,容積調速效率高限速制動形式用平衡閥進行能耗限速,用制動閥進行能耗制動,可引起油液發(fā)熱液壓泵由電機拖動時,限速及制動過程中拖動電機能向

31、電網輸電,回收部分能量其他對泵的自吸性能要求較高對主泵的自吸性能要求較低 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開式系統(tǒng)，因為該升降機主機和液壓泵要分開安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機的結構盡可能簡單，開始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。油源回路的原理圖如下所示： 圖 4.1 油源回路原理圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁4.24.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，

32、并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合復聯(lián)等。串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(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，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。4.34.3 調速方案的選擇調速方案的選擇調速方案對主機的性能起決定作用，選擇調速方案時，應根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載特性和調速范圍及經濟性等因素選擇。常用的調速方案有三種：節(jié)流調速回路，容積調速回路，容積節(jié)流調速回路。本升降機采用節(jié)流調速回路，原因是該調速回路有以下特點：承載能力好，成本低，調速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，

33、但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。4.44.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定液壓系統(tǒng)原理圖的確定初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示；見下圖：圖 4.2 液壓系統(tǒng)原理圖平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁第第 5 5 章章 液壓元件的選擇計算及其連接液壓元件的選擇計算及其連接液壓元件主要包括有：油泵，電機，各種控制閥，管路，過濾器等。有液壓元件的不同連接組合構成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機的要求進行液壓元件的選擇計算.5.15.1 油泵和電機選擇油泵和電機選擇5.1.15.1.1 泵的額定流量和額定壓力泵的額定流量和額定壓力1. 泵的額定流量泵的流量應滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以

34、泵的輸出流量應根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來確定： maxpqKQn式中： 泵的輸出流量 pq/minL K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 K= 1.1-1.3 液壓缸實際需要的最大流量 maxQ/minL n 執(zhí)行元件個數(shù)代入數(shù)據(jù)： 1.1 5.16 422.7 /minpqL對于工作過程中始終用節(jié)流閥調速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時，應再加上溢流閥的最小溢流量，一般取：3 /minL 22.7325.7 /minpqL2. 泵的最高工作壓力泵的工作壓力應該根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定，即 maxpPPP式中： 泵的工作壓力 PapP 執(zhí)行元件的最高工作壓力 PamaxP平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

35、說明書（論文） 第 20 頁 進油路和回油路總的壓力損失。P初算時，節(jié)流調速和比較簡單的油路可以取 ,對于進油路有調速閥和管路0.20.5MPa比較復雜的系統(tǒng)可以取。0.5 1.5MPa代入數(shù)據(jù)： 20.52.5pPMPa考慮到液壓系統(tǒng)的動態(tài)壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時，其額定壓力比工作壓力大 25%60% ，即泵的額定壓力為 3.1254.0，取其額定壓力為 4。pPMPaMPaMPa5.1.2 電機功率的確定電機功率的確定液壓系統(tǒng)實際需要的輸入功率是選擇電機的主要依據(jù)，由于液壓泵存在容積損失和機械損失，為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量，液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功

36、率，液壓泵實際需要的輸入功率為： 776 106 10timPqPqP式中： P 液壓泵的實際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實際流量 /minL 液壓泵的輸入功率 iPKW 液壓泵向系統(tǒng)輸出的理論流量 tq/minL 液壓泵的總效率 液壓泵的機械效率m 換算系數(shù)76 10代入數(shù)據(jù)： 672.5 1025.71.646 100.65iPKW電機的功率也可以根據(jù)技術手冊找，根據(jù)機械設計手冊第三版，第五卷，可以查得電機的驅動功率為 4，本設計以技術手冊的數(shù)據(jù)為標準 ，取電機的功率為 4。KWKW根據(jù)上述計算過程，現(xiàn)在可以進行電機的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動機就能夠滿足要求

37、，初步確定電機的功率和相關參數(shù)如下： 型號：1122YM平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁額定功率：4KW滿載時轉速： 2890 /minr電流： 8.17A效率： 85.5% 凈重： 45Kg 額定轉矩：2.2Nm電機的安裝形式為 型，其參數(shù)為：5( 1)B V基座號：112M 極數(shù)：4 國際標準基座號：28 215F液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下：規(guī)格： 2 /eDL h25 6標定粘度： 1050oE轉速： 2900/minr壓力： 4 MPa流量： 26.6/minL功率： 4KW吸入口直徑： mm 25排出口直徑： mm 20重量： Kg 11允許吸上真空高度：

38、 m() 5 2H O說明： 三螺桿泵的使用、安裝、維護要求。使用要求：一般用于液壓傳動系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用 20 號液壓油或 40 號液壓油，其粘度范圍為之間。21723/ ( 50 )omms安裝要求：電機與泵的連接應用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求， （用千分表檢查連軸器的一個端面，其跳動量不得大于 0.03mm，徑向跳動不得大于 0.05mm.）,當每隔轉動連軸器時，將一個聯(lián)軸節(jié)作徑向移動時應感覺輕快。泵的進油管道不得過長，彎90o頭不宜過多，進油口管道應接有過濾器，其濾孔一般可用 40 目到 60 目過濾網，過濾器不允許露出油面，當泵正常運轉后，其油面離過濾器頂面至少有 1

39、00mm,以免吸入空氣，泵的吸油高度應小于 500mm.維護要求：為保護泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。5.1.3 連軸器的選用連軸器的選用平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁連軸器的選擇應根據(jù)負載情況，計算轉矩，軸端直徑和工作轉速來選擇。計算轉矩由下式求出： 9550WcnPTKTn()Nm 式中： 需用轉矩，見各連軸器標準 nTNm 驅動功率 WPKW 工作轉速 n/minr 工況系數(shù) 取為 1.5 K 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 名稱： 撓性連軸器彈性套柱銷連軸器(4323 84)GB5.25.2 控制閥的選用控制閥的選用液壓系統(tǒng)應盡可

40、能多的由標準液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面根據(jù)該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。5.2.1 壓力控制閥壓力控制閥型號：DBDS6G10 最低調節(jié)壓力：5MPa 流量： 40L/min 介質溫度： 2070oC5.2.2 流量控制閥流量控制閥流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內。流量：通過流量控制閥的流量應小于該閥的額定流量。測量范圍：流量控制閥的流量調節(jié)范圍應大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。該

41、升降機液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單向分流閥，單向分流閥的規(guī)格和型號如下：型號： FDL-B10H 公稱通徑：10mm公稱流量: P,O 口 40L/min A，B 口 20L/min連接方式：管式連接 重量：4Kg 分流閥的型號為：FL-B10 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁其余參數(shù)與單向分流閥相同。5.2.3 方向控制閥方向控制閥方向控制閥的選用原則如下：壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應低于閥的額定壓力流量：流經方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量?；y機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。方向控制閥

42、在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下：型號：4WE5E5OF 額定流量：15L/min 消耗功率：26KW 電源電壓：50,110 ,220HzVV工作壓力：A.B.P 腔 T 腔： 重量：1.4Kg25MPa6MPa5.35.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算5.3.1 管路管路管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。泄油管路：將液壓元件泄露的油液導入回油管或郵箱.控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調節(jié)以及與檢測儀表相連接的管

43、路。本設計中只計算主管路中油管的尺寸。1. 吸油管尺寸油管的內徑取決于管路的種類及管內液體的流速，油管直徑 d 由下式確定： 04Qdv式中： d 油管直徑 mm Q 油管內液體的流量 3/ms 油管內的允許流速 0v/m s 對吸油管，取 ，本設計中?。?(0.5 1.5)/vm s00.7/vm s平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 代入數(shù)據(jù)： 334 26.660 101028.43.14 0.7dmm 取圓整值為： 30dmm2. 回油管尺寸回油管尺寸與上述計算過程相同：，取為01.52.5/vm s02/vm s代入數(shù)據(jù)：334 26.660 101016.8

44、3.14 2dmm取圓整值為： 3. 壓力油管18dmm壓力油管： ，本設計中取為：034/vm s03/vm s代入數(shù)據(jù)：334 26.6602 10109.73.14 3dmm 取圓整值為：10dmm4. 油管壁厚：升降機系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下：內徑： 10mm外徑： 型 17.519.7mm工作壓力： 型 16MPa最小彎曲半徑：130mm5.3.2 過濾器的選擇過濾器的選擇過濾器的選擇應考慮以下幾點： 1.具有足夠大的通油能力，壓力損失

45、小，一般過濾器的通油能力大于實際流量的二倍，或大于管路的最大流量。 2.過濾精度應滿足設計要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高。3.濾芯應有足夠的強度，過濾器的實際壓力應小于樣本給出的工作壓力。 4.濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結式過濾器，其型號及具體參數(shù)平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁如下所示： 型號： 流量：270 16SU BF70 /minL 過濾精度： 接口尺寸：16 m27 2M 工作壓力： 壓力損失: 0.520MP

46、a0.2MPa5.3.3 輔件的選擇輔件的選擇1. 溫度計的選擇液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計來顯示油箱內工作介質的溫度，接觸式溫度計有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關參數(shù)如下：型號： 11WNG 2. 壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號：Y-60 測量范圍： 04.MPa 名稱：一般彈簧管壓力表5.45.4 液壓元件的連接液壓元件的連接5.4.1 液壓裝置的總體布置液壓裝置的總體布置液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調節(jié)裝置至于主機之外，構成獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設備。其優(yōu)點是裝配、維修方便，從

47、根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。5.4.2 液壓元件的連接液壓元件的連接液壓元件的連接可以分為管式連接、板式連接，集中式連接三種。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式。整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結構的閥板比粘合式閥板可靠性好，應用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復雜的固定式機械中。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁5.55.5 油箱的容積油箱的容積油箱容積的確定是設計油箱的關鍵，油箱的容積應能保證：當

48、系統(tǒng)有大量供油而無回油時，最低液面應在進口過濾器之上，保證不會吸入空氣；當系統(tǒng)有大量回油而無供油時或系統(tǒng)停止運轉，油液返回油箱時，油液不致溢出。5.5.1 按使用情況確定油箱容積按使用情況確定油箱容積初始設計時，可依據(jù)使用情況，按照經驗公式確定油箱容積： pVQ 式中: 油箱的容積 VL 液壓泵的流量 pQ/minL 經驗系數(shù) 見下表：表 5.1 油箱容積行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機械12245761210本升降機為為中壓系統(tǒng)，取=5，則油箱的容量可以確定為: 5 26.6133pVQL 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 27 頁第第 6 6 章章 液壓缸的結構設計液

49、壓缸的結構設計液壓缸是將液壓系統(tǒng)的壓力能轉化為機械能的裝置，在該升降機系統(tǒng)中，液壓缸將活塞桿的伸縮運動通過一系列的機械結構組合轉化為平臺的升降，實現(xiàn)升降機升降。6.16.1 缸筒缸筒6.1.1. 缸筒與缸蓋的連接形式缸筒與缸蓋的連接形式缸筒與剛蓋的連接形式如下：缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛，端部結構復雜，缸筒外徑需加工，且應于內徑同軸，裝卸需要用專門的工具，安裝時應防止密封圈扭曲。圖 6.1 缸筒與剛蓋的連接形式圖缸蓋與后端蓋的連接采用焊接形式，特點為結構簡單尺寸小，重量輕，使用廣泛，缸筒焊后可能變形，且內徑不易加工。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書

50、（論文） 第 28 頁 圖 6.2 缸筒與剛蓋的連接形式圖6.1.2 強度計算強度計算1 缸筒底部強度計算缸筒底部厚度應根據(jù)工藝要求適當加厚，如在缸筒上設置油口或排氣閥，均應增大缸筒底部厚度。2 缸筒連接螺紋的計算6.1.3 缸筒材料及加工要求缸筒材料及加工要求缸筒材料通常選用 20、35、45 號鋼，當缸筒、缸蓋、缸接頭等焊接在一起時，采用焊接性能較好的 35 號鋼，在粗加工之后調質。另外缸筒也可以采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、青銅和鋁合金等材料加工。缸筒與活塞采用橡膠密封圈時，其配合推薦采用，缸筒內徑表面粗糙度取H9/f8，若采用活塞環(huán)密封時，推薦采用配合，缸筒內徑表面粗糙度取aR0.1 0.4

51、 mH7/g6。aR0.20.4 m缸筒內徑應進行研磨。為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內表面應進行渡鉻，渡鉻層厚度應在 3040，渡鉻后m缸筒內表面進行拋光。缸筒內徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內表面的公差度誤差在500mm 上不大于 0.03mm。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁缸筒缸蓋采用螺紋連接時，其螺紋采用中等精度。6.1.4 缸蓋材料及加工要求缸蓋材料及加工要求缸蓋材料可以用 35，45 號鋼，或 ZG270-500，以及 HT250，HT350 等材料。當缸蓋自身作為活塞桿導向套時，最好用鑄鐵，并在導向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。當單獨設

52、置導向套時，導向材料為耐磨鑄鐵，青銅或黃銅等，導向套壓入缸蓋。缸蓋的技術要求：與缸筒內徑配合的直徑采用，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直徑h8取，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用，這三個尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于各自H9h9直徑的公差的一半，三個直徑的同軸度誤差不大于 0.03mm。6.26.2 活塞和活塞桿活塞和活塞桿6.2.1 活塞和活塞桿的結構形式活塞和活塞桿的結構形式1. 活塞的結構形式活塞的結構形式應根據(jù)密封裝置的形式來選擇，本設計中選用形式如下： 圖 6.3 活塞的結構形式圖2. 活塞桿活塞桿的外部與負載相連接，其結構形式根據(jù)工作需要而定，本設計中如下所示： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)

53、設計說明書（論文） 第 30 頁 圖 6.4 活塞桿外部與負載連接圖內部結構如下： 圖 6.5 活塞桿內部與負載連接圖6.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求活塞、活塞桿材料及加工要求1. 活塞材料及加工要求有導向環(huán)的活塞用 20，35 或 45 號鋼制成?；钊鈴焦?，與活塞桿的配合一般為，外徑粗糙度，外徑對f8H8/h8aR0.40.8 m活塞孔的跳動不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度不大于外徑公差的一半?；钊麅啥嗣鎸钊S線的垂直度誤差在 100mm 上不大于 0.04mm。平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 31 頁2 活塞桿及加工要求活塞桿常用材料為 35、45 號

54、鋼?；钊麠U的工作部分公差等級可以取，表面粗糙度不大于，工作表面的f7-f9aR0.4 m直線度誤差在 500mm 上不大于 0.03mm?；钊麠U在粗加工后調質，硬度為，必要時可以進行高頻淬火，厚度 0.5-229-285HB1mm，硬度為。45-55HRC6.36.3 活塞桿導向套活塞桿導向套活塞桿導向套裝在液壓缸有桿腔一側的端蓋內，用來對活塞桿導向，其內側裝有密封裝置，保證缸筒有桿腔的密封性，外側裝有防塵圈，以防止活塞桿內縮時把雜質，灰塵及水分帶到密封裝置，損壞密封裝置。導向套的結構有端蓋式和插件式兩種，插件式導向套裝拆方便，拆卸時不需要拆端蓋，故應用較多。本設計采用端蓋式。結構見裝配圖。導向套尺寸主要是指支撐長度，通常根據(jù)活塞桿直徑，導向套形式，導向套材料的承壓能力，可能遇到的最大側向負載等因素確定。一般采用兩個導向段，每段寬度均為，兩d/3段中間線間距為，導向套總長度不宜過大，以免磨擦太大。.2d/36.46.4 排氣裝置排氣裝置排氣閥安裝在液壓缸端部的最高位置上，常用排氣閥有整體型和針閥型兩種，本設計中選用整體型排氣閥，結構見裝配圖。 圖 6.6 結構裝備圖平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 32 頁6.56.5 密封