液壓升降臺設(shè)計(jì)

1、液壓升降臺i 西安廣播電視大學(xué)西安廣播電視大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（本科）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（本科）液壓氣動技術(shù)液壓氣動技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目液壓動力升降臺的系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓姓 名名 趙博軍學(xué)學(xué) 號號 1361101201950指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 任重凱任重凱辦學(xué)單位辦學(xué)單位 西安電大直屬一分校西安電大直屬一分校日日 期期 2013 年年 11 月月 液壓升降臺ii機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書編號：編號： 課程名稱：課程名稱： 液壓氣動技術(shù)課程設(shè)計(jì) 辦學(xué)單位：辦學(xué)單位： 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目液壓動力升降臺的系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)生姓名趙博軍一

2、、一、課程設(shè)計(jì)目的與要求：課程設(shè)計(jì)目的與要求：課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)目的：為了將所學(xué)的液壓氣動技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中。本設(shè)計(jì)主要圍繞插床的液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以加強(qiáng)對液壓控制系統(tǒng)的深入了解。最終，用所學(xué)的液壓氣動技術(shù)來解決實(shí)際問題。本課程的學(xué)習(xí)目的在于使我們綜合運(yùn)用液壓與氣壓傳動課程及其它先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行液壓傳動的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識緊密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通過設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問題打下良好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一臺插床的液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)。已知參數(shù)：切削負(fù)載FL

3、=25000N，機(jī)床工作部件總質(zhì)量 m=2000kg，快進(jìn)、快退速度均為 5m/min，工進(jìn)速度在50200mm/min 范圍內(nèi)可無級調(diào)節(jié)?；_最大行程 6000mm，其中工進(jìn)的行程是2000mm，往復(fù)運(yùn)動加減速時間0.2s，滑臺采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù) fs=0.2,動摩擦系數(shù)fd=0.1，滑臺要求完成“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”的工作循環(huán)。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1) 明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析；(2) 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；(3) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖；(4) 計(jì)算和選擇液壓件；(5) 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；(6) 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)原理圖 1 張；(7)設(shè)計(jì)油箱工作圖和液壓缸工作圖各 1 張(

4、8) 編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1 份三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排2013-10-182013-10-28：選設(shè)計(jì)題目；2013-10-282013-11-03：收集所選設(shè)計(jì)題目的資料；2013-11-032013-11-15：繪制圖紙；2013-11-152013-11-28：編寫課程設(shè)計(jì)正文；2013-11-25： 提交課程設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師簽字指導(dǎo)教師簽字辦學(xué)單位意見辦學(xué)單位意見教學(xué)班負(fù)責(zé)人簽字、分校蓋章教學(xué)班負(fù)責(zé)人簽字、分校蓋章_年年 月月 日日液壓升降臺iii 摘 要本次設(shè)計(jì)任務(wù)是液壓升降臺，它是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備。其起升高度800mm，舉升重量3T，幅面尺

5、寸26001400 mm.其動作主要是由兩個雙作用液壓缸推動“X”型架，帶動上板移動來實(shí)現(xiàn)的。該液壓升降臺主要由兩部分組成：液壓部分和機(jī)械部分。設(shè)計(jì)液壓部分時，先確定了液壓系統(tǒng)方案。選擇液壓基本控制回路時，換向回路選擇三位四通電磁換向閥；平衡回路選擇用液控單向閥。確定各種基本回路后，又確定了液壓系統(tǒng)傳動形式，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，然后對液壓元輔件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、選擇，并對其進(jìn)行校核。經(jīng)過計(jì)算后液壓缸直徑選定為70毫米，液壓泵選葉片泵。根據(jù)系統(tǒng)工作的最大功率選Y90S-4三相異步電動機(jī)。在確定泵后，又對其他的元輔件進(jìn)行了合理的選擇，最后確定閥塊的設(shè)計(jì)及效率計(jì)算。機(jī)械部分主要由上板架、下板架、內(nèi)連桿和外

6、連桿四部分組成。通過設(shè)計(jì)、選擇機(jī)械部分材料與結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行受力分析與強(qiáng)度校核，結(jié)果證明機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以滿足要求，進(jìn)一步完成了本次設(shè)計(jì)題目。關(guān)鍵詞：液壓；升降平臺；上板架；下板架；內(nèi)連桿；外連桿 液壓升降臺iv液壓動力升降臺的系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓升降臺v目錄目錄1 總 論 .12 確定液壓系統(tǒng)方案 .32.1 確定液壓基本回路.32.1.1 換向回路 .32.1.2 平衡回路的確定 .52.2 液壓傳動系統(tǒng)的形式確定.723 液壓系統(tǒng)原理圖.73 計(jì)算和選擇液壓元件、輔件 .93.1 液壓缸的計(jì)算.93.1.1 初選執(zhí)行元件的工作壓力.93.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇.103.2.1 管道的設(shè)計(jì)

7、 .103.2.2 管接頭的類型 .103.3 油箱的設(shè)計(jì).103.3.1 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) .113.3.2 油箱容積計(jì)算 .113.4 其它元、輔件的選擇.113.4.1.吸油濾油器.113.4.2 選擇濾油器的基本要求 .123.4.3 溢流閥的選擇 .123.4.4 壓力表開關(guān)選擇 .123.4.5 單向節(jié)流閥 .133.4.6 液控單向閥的選擇.133.5 閥塊的設(shè)計(jì).133.6 效率的計(jì)算.143.6.1 計(jì)算沿程壓力損失 .143.6.2 效率計(jì)算 .163.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算 .164 機(jī)械部分的受力分析 .175 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核 .205.1 內(nèi)連桿強(qiáng)度校核.205

8、.2 外連桿強(qiáng)度較核.205.3 連接兩連桿的銷軸的強(qiáng)度校核.22液壓升降臺vi6 總 結(jié) .24參考文獻(xiàn) .25液壓升降臺11 總 論液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，以液體的壓力能進(jìn)行運(yùn)動和動力傳遞的一種運(yùn)動方式。它先通過能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓泵） ，將原動機(jī)（電動機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，再通過密封管道，液壓控制原件等，經(jīng)另一能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓缸、液壓馬達(dá)）將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以驅(qū)動負(fù)載，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與機(jī)械傳動相比，液壓傳動具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)械工程中廣泛應(yīng)用。液壓傳動操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá) 2000：1） ，它還可以在運(yùn)動過程中

9、進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速方便。液壓傳動簡化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少了零件的數(shù)目。由于系統(tǒng)充滿了油液，對各液壓件有潤滑和冷卻的作用，使之不易磨損，又由于容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，因而壽命長。液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于快速啟動、制動和頻繁的換向，既易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動化，又易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和使用。但液壓傳動也有缺點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)為：（1）液體為工作介質(zhì)，易泄漏，油液可壓縮，故不能用于傳動比要求準(zhǔn)確的場合。 （2）液壓傳動中有機(jī)械損失、壓力損失、泄漏損失，故不宜作遠(yuǎn)距離傳動。（3）液壓傳動對油溫和負(fù)載變化敏感，不宜在低、高溫度下使用；對污染很

10、敏感。（4）液壓傳動需要有單獨(dú)的能源（如液壓泵站） ，液壓能不能像電那樣從遠(yuǎn)處傳送；液壓元件精度高、造價高，所以需要組織專業(yè)生產(chǎn)。（5）液壓傳動裝置出現(xiàn)故障時不易查找原因，難以迅速排除?？傊?，液壓傳動優(yōu)點(diǎn)很多，而其缺點(diǎn)正隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展逐步加以克服，因此，液壓傳動在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。5wT) 液壓傳動在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用廣泛。常用于機(jī)床工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、船舶港口機(jī)械、鑄造機(jī)械等。液壓升降平臺是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備，由于升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于生

11、產(chǎn)流水線和倉庫、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，物料上線、下線；工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉庫裝卸場所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。因此，對于液壓升降平臺的設(shè)計(jì)與研究具有重要意義。 ；固定式液壓升降平臺主要用于生產(chǎn)流水線和倉庫、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，可作為送貨電梯、輸送貨物、升降平穩(wěn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，本機(jī)適用于人造板生產(chǎn)線中各種板材加工設(shè)備進(jìn)、出料端的等高推接合中間轉(zhuǎn)運(yùn)。也可應(yīng)用于類似用途的其它板形材料生產(chǎn)線中。液壓升降臺2優(yōu)勢：采用液壓傳動升降機(jī)構(gòu)，升降平穩(wěn)、快捷、操作簡便、易于維護(hù)保養(yǎng)、節(jié)約能源。結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、故障率低、運(yùn)行可靠、安全高效、

12、維護(hù)簡單方便。 控制方式可選無線遙控等多種方式。 我國液壓、氣動和密封工業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。液壓元件由于制造精度高，因而造價相對于機(jī)械零件要求高，為了做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，在選擇液壓元件時，盡量以國內(nèi)同類產(chǎn)品代替國外產(chǎn)品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽液壓件廠的產(chǎn)品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因?yàn)?，用交流電源，電磁換向閥如果卡位，電磁鐵不至于被燒壞。但配置一套直流電源的價格遠(yuǎn)比一個電磁鐵的價格高，況且電磁閥被卡住的情況也是偶而的。權(quán)衡了一下還是選擇了交流電源。同理，在一些產(chǎn)品性能不相

13、上下時，我盡量選用了國內(nèi)液壓件廠的產(chǎn)品。可以省去運(yùn)費(fèi)和避免一些其它問題，這都降低了成本。液壓升降臺32 確定液壓系統(tǒng)方案液壓系統(tǒng)方案的確定是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)。目的是選擇回路，并把各回路組成系統(tǒng)，以便以后確定液壓系統(tǒng)原理圖。理論課上，我們知道任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡單的基本回路構(gòu)成的。液壓元件又組成了基本回路。所以根據(jù)液壓系統(tǒng)的動作要求和性能特點(diǎn)選液壓元件組成液壓系統(tǒng)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的液壓升降平臺要求為：1、起升最大高度為 800mm；2、 臺面原始高度為 623mm；3、起升最大重量為 3 噸。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能完成舉升動作，并達(dá)到以上要求，考慮系統(tǒng)效率以及經(jīng)濟(jì)上的一些問題。2.1

14、 確定液壓基本回路2.1.1 換向回路換向回路一般都采用換向閥來換向。換向閥的控制方式和中位機(jī)能依據(jù)主機(jī)需要及系統(tǒng)組成的合理性等因素來選擇。換向回路采用二位四通、三位四通或五通換向閥可使執(zhí)行元件換向，用二位四通換向閥換向最為方便。但電磁閥動作快，換向有沖擊。另外，交流電磁閥一般不宜作頻繁的切換。換向回路主要有以下幾種：1.換向閥換向回路如圖 2-1 采用換向閥的換向回路所示：該回路采用三位四通電磁換向閥，換向閥在右位或左位時，液壓缸活塞向左或向右運(yùn)動，電液閥處于中位時，液壓缸活塞停止運(yùn)動，液壓泵可依靠閥中位機(jī)能實(shí)現(xiàn)卸荷功能。 2.雙向泵換向回路 如圖 2-2 采用雙向泵的換向回路所示：當(dāng)雙向液

15、壓泵左側(cè)油口排油時，液壓缸活塞右行；通過調(diào)節(jié)變量機(jī)構(gòu)(使斜盤傾斜方向或偏心方向改變)，使雙向液壓泵右側(cè)油口排油時，液壓缸活塞左行。圖中閥 K 為安全閥，Y 為補(bǔ)油泵溢流閥，P 為背壓閥3.用差動缸的換向回路如圖 2-3 所示：用差動缸的換向回路是用二位三通閥實(shí)現(xiàn)差動缸的換向。 液壓升降臺4圖 2-1 采用換向閥的換向回路圖 2-2 采用雙向泵的換向回路液壓升降臺5 圖2-3 用差動缸的換向回路我在設(shè)計(jì)中選擇了第一種換向方式，因?yàn)閾Q向閥互不相通的油口間的泄漏小，其換向可靠，迅速且平穩(wěn)無沖擊。2.1.2 平衡回路的確定許多機(jī)床或機(jī)電設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是沿垂直方向運(yùn)動的，這些機(jī)床設(shè)備的液壓系統(tǒng)無論在工作

16、或停止時，始終都會受到執(zhí)行機(jī)構(gòu)較大重力負(fù)載的作用，如果沒有相應(yīng)的平衡措施將重力負(fù)載平衡掉，將會造成機(jī)床設(shè)備執(zhí)行裝置的自行下滑或操作時的動作失控，其后果將十分危險，液壓升降平臺也是如此。平衡回路的功能在于使液壓執(zhí)行元件的回油路上始終保持一定的背壓力，以平衡掉執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對液壓執(zhí)行元件的作用力，使之不會因自重作用而自行下滑，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對機(jī)床設(shè)備動作的平穩(wěn)、可靠控制。平衡回路主要有以下幾種：采用單向順序閥的平衡回路如圖 2-4(a)所示是采用單向順序閥的平衡回路，調(diào)整順序閥，使其開啟壓力與液壓缸下腔作用面積的乘積稍大于垂直運(yùn)動部件的重力。當(dāng)活塞下行時，由于回油路上存在一定的背壓來支承重力負(fù)載，

17、只有在活塞的上部具有一定壓力時活塞才會平穩(wěn)下落；當(dāng)換向閥處于中位時，活塞停止運(yùn)動，不再繼續(xù)下行。此處的順序閥又被稱作平液壓升降臺6衡閥。在這種平衡回路中，順序閥調(diào)整壓力調(diào)定后，若工作負(fù)載變小，則泵的壓力需要增加，將使系統(tǒng)的功率損失增大。由于滑閥結(jié)構(gòu)的順序閥和換向閥存在內(nèi)泄漏，使活塞很難長時間穩(wěn)定停在任意位置，會造成重力負(fù)載裝置下滑，故這種回路適用于工作負(fù)載固定且液壓缸活塞鎖定定位要求不高的場合。圖 2-4 平衡回路采用液控單向閥的平衡回路如圖 2-4（b）所示。由于液控單向閥 1 為錐面密封結(jié)構(gòu)，其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間在停止位置處不動。在回油路上串聯(lián)單向節(jié)流閥 2，用于保證活塞下行

18、運(yùn)動的平穩(wěn)性。假如回油路上沒有串接節(jié)流閥 2，活塞下行時液控單向閥 1 被進(jìn)油路上的控制油打開，回油腔因沒有背壓，運(yùn)動部件由于自重而加速下降，造成液壓缸上腔供油不足而壓力降低，使液控單向閥 1 因控制油路降壓而關(guān)閉，加速下降的活塞突然停止；閥 1 關(guān)閉后控制油路又重新建立起壓力，閥 1 再次被打開，活塞再次加速下降，這樣不斷重復(fù)，由于液控單向閥時開時閉，使活塞一路抖動向下運(yùn)動，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音、振動和沖擊。采用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中常采用圖 2-4（c）所示的遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路。這種遠(yuǎn)控平衡閥是一種特殊閥口結(jié)構(gòu)的外控順序閥，它不但具有很好的密封性，能起到對活塞長時間的鎖閉定

19、位作用，而且閥口開口大小能自動適應(yīng)不同載荷對背壓壓力的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化影響。這種遠(yuǎn)控平衡閥又稱為限速鎖。由于液壓升降臺是要保證上升到最高位置時能夠較長時間的停留在最高位置處不液壓升降臺7動，所以綜合以上分析，平衡回路我選擇采用液控單向閥的平衡回路。2.2 液壓傳動系統(tǒng)的形式確定液壓傳動系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式液壓系統(tǒng)馬達(dá)或缸的油回油箱，泵從油箱直接吸油；閉式液壓系統(tǒng)馬達(dá)或缸回的油不回油箱直接去泵的進(jìn)油口。閉式系統(tǒng)中油泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排油管相連通，形成一個閉合回路。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中泄漏損失，還需有一個輔助供油泵，其優(yōu)點(diǎn)是 1）油箱所需容積??；2）無論是

20、高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3）系統(tǒng)中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向，減少了換向時的沖擊。綜合以上傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)我選用開式系統(tǒng)。23 液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)原理圖是表示液壓系統(tǒng)的組成和工作原理的重要技術(shù)文件，擬定液壓系統(tǒng)原理圖對系統(tǒng)的性能及設(shè)計(jì)方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性具有決定性的影響。在以上基本回路確定的基礎(chǔ)上，將挑選出來的各個典型回路合并、整理，增加必要的元件或輔助回路，加以綜合，構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、動作平穩(wěn)、效率高、調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)方便的液壓系統(tǒng)，擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖 2-5 所示。根據(jù)原理圖可知：液壓升降平臺的工作

21、原理為液壓升降臺81-油箱 2-濾油器 3-空氣濾清器 4-電動機(jī) 5-聯(lián)軸器 6-液壓泵 7-溢流閥8-壓力表開關(guān) 9-壓力表 10-電磁換向閥 11-單向節(jié)流閥 12-液控單向閥 13-液壓缸圖 2-5 液壓系統(tǒng)原理圖液壓升降臺93 3 計(jì)算和選擇液壓元件、輔件計(jì)算和選擇液壓元件、輔件3.1 液壓缸的計(jì)算3.1.1 初選執(zhí)行元件的工作壓力確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：液壓缸一般來說是標(biāo)準(zhǔn)件，但有時也需要自行設(shè)計(jì)，液壓缸需要確定的主要結(jié)構(gòu)尺寸是指液壓缸的內(nèi)徑 D 和活塞桿的直徑 d。液壓缸的內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 可根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來確定。取液壓泵的機(jī)械效率 為 0.97由資料

22、1式（3.2）知活塞面積 A=F/p=3104/（0.974106）=7732mm2 D=99.2mm查資料3表 3.50，取液壓缸的內(nèi)徑為 100mm。桿徑比 d/D，一般按下述原則?。寒?dāng)活塞桿受拉時，一般選取 d/D=0.3-0.5.當(dāng)活塞桿手壓時，一般取 d/D=0.5-0.7。所以本設(shè)計(jì)我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7100=70mm，根據(jù)液壓技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由資料3表 3.51 取活塞桿直徑為 70mm。（2）泵組選擇：液壓杠所需流量為q=2Av=21/4(D2-d2)V=20.253.14(1002-702）10-40.260 =9.6L/minq=9.6L/min（3

23、）電動機(jī)選擇 電動機(jī)最大功率 P= pqt P=10641610-6960/60=1.024kw根據(jù)資料6表 11.4-1 取電動機(jī)為 Y90S-4。（4）聯(lián)軸器的選擇 本次設(shè)計(jì)選擇聯(lián)軸器將電動機(jī)和液壓泵聯(lián)接起來。計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KAT,查資料16表 10.1 得：KA=2.2。名義轉(zhuǎn)矩 Y=9550=9550=11.54Nmnp9101.1所以 Tca=KAT=2.211.54=25.39 Nm查手冊選 LM3 型梅花型彈性聯(lián)軸器。液壓升降臺103.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇液壓輔助元件有濾油器，蓄能器，管件，密封件，油箱和熱交換器等。除油箱通常需要自行設(shè)計(jì)外，其余皆為標(biāo)準(zhǔn)件。3.2.1

24、 管道的設(shè)計(jì)根據(jù)葉片泵的額定流量 13.6L/min,查資料6表 10.5-1（JB827-66） 。根據(jù)推薦管路通過流量 25L/min 的管徑為 8mm，管路通過 6.3L/min 的管徑為 5.6mm，所以選取公稱直徑 D=8mm 的鋼管，鋼管外徑為 14mm.管接頭連接螺紋 M14x1.5。與液壓缸相連的管道選擇用橡膠管，彎曲成型方便。3.2.2 管接頭的類型管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。金屬管接頭又可分為擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。各管接頭的特點(diǎn)如下：3.3 油箱的設(shè)計(jì)油箱的基本功能是：儲存工作介質(zhì)；散發(fā)系統(tǒng)工作中

25、產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。3.3.1 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）油箱必須有足夠大的容積以滿足散熱、容納停機(jī)時因重力作用而返回油箱的油，操作時油面保持適當(dāng)高度的要求；（2）油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)放油塞，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜（通常為 1/251/20）,油箱底至少離開地面 150mm，以便放油和搬運(yùn)。（3）從構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗換油方便，應(yīng)設(shè)置人孔，便于清洗污物；（4）箱壁上需裝油面指示器，油箱上并裝上溫度計(jì)；（5）油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時注油孔和通氣孔可兼用；3.3.2 油箱容積計(jì)算按資料1式（4.5）可得 V=mqp,低壓 m=2-4,中壓 m=5-1

26、0，高壓 m=6-15,本設(shè)計(jì)取m=3, V=3x13.6=40.8L我所設(shè)計(jì)的油箱沒有設(shè)冷卻器，在這種情況下，油箱的長：寬：高為 1：1：1 到1：2：3。油面達(dá)到油箱高度的 80%。油箱的長為 380mm,寬為 360mm,高為 300mm。液壓升降臺113.4 其它元、輔件的選擇3.4.1.吸油濾油器液壓系統(tǒng)的故障大多數(shù)是由于油液中雜質(zhì)而造成的，油液中的雜質(zhì)會使液壓元件運(yùn)動副的結(jié)合面磨損，堵塞閥口，卡死閥芯，使系統(tǒng)工作可靠性大為降低，在系統(tǒng)中安裝濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。3.4.2 選擇濾油器的基本要求（1）過濾精度滿足要求；（2）通油能力滿足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求；（3）濾芯應(yīng)有

27、足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞；（4）在一定溫度下，有一定的耐久性；（5）能抵抗濾油的侵蝕；（6）容易清洗和更換濾芯；（7）價錢低廉。由于液壓系統(tǒng)中對油的要求很高，尤其是油的過濾過程。因此濾油器的選擇非常重要。所以敘述頗多。綜合各種濾油器的特性，我選擇了網(wǎng)式濾油器。泵的流量為13.6L/min。由于經(jīng)驗(yàn)公式告訴我濾油器過濾能力大于泵的流量的 2 倍，因此由資料12表 11-512，我選的濾油器為 TLW-25。3.4.3 溢流閥的選擇由于我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中有閥塊，閥塊上有溢流閥、換向閥、截止閥（壓力表開關(guān)） ，所以溢流閥選板式溢流閥，系統(tǒng)壓力為 4MPa，流量為 13.6L/mn。所以查資料1

28、2表 11-183,選擇了直動式溢流閥型號為 Y1-25B。3.4.4 壓力表開關(guān)選擇壓力表開關(guān)相當(dāng)于一個小型轉(zhuǎn)閥式截止閥，它是用于切斷和接通壓力表與油路的通道，通過開關(guān)的阻尼作用，減輕壓力表在壓力脈動下的振動，延長其使用壽命。由于是板式連接，系統(tǒng)管道公稱直徑 8mm。所以查資料8表 19-7-223,我選擇了型號為KF-L8/12E 的壓力表開關(guān)。3.4.5 單向節(jié)流閥 由于閥塊上沒有安裝單向節(jié)流閥，所以單向節(jié)流閥選管式，根據(jù)管路公稱直徑、流量，由資料12表 11-221 我選擇了型號為 L1-25B 的單向節(jié)流閥。液壓升降臺123.4.6 液控單向閥的選擇由資料12表 11-295,我選擇

29、液控單向閥為 IY-25B 型。各種元件、輔件的詳細(xì)型號如表 3-1 所示：表 3-1名稱型號流量備注吸油濾油器TLW-25 25L/min液位計(jì)YW2-80T溢流閥Y1-25B25L/min葉片泵YB1-1613.6L/min轉(zhuǎn)速 960r/min電動機(jī)Y90S-41.1KW壓力表Y-60截止閥KF-L8/12E25L/min電磁換向閥34D-25H25L/min單向節(jié)流閥L1-25B25L/min液控單向閥IY-25B25L/min空氣濾清器EF1-2525L/min查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊取 D=40mm3.5 閥塊的設(shè)計(jì)我所設(shè)計(jì)的閥塊箱上裝有有電磁換向閥，直動式溢流閥，壓力表開關(guān)。根據(jù)所選的以上

30、幾種元、輔件的外形尺寸，初設(shè)計(jì)閥塊為 100100100 的立方體。閥塊體如圖 3-1：液壓升降臺13圖 3-1 閥塊圖1)為壓力油入口 2)回油口 3)側(cè)壓口 4）油液進(jìn)系統(tǒng)口 5）油液出系統(tǒng)口 6）溢流閥泄油口 7）溢流閥進(jìn)油口 8）A 口 9）換向閥進(jìn)油口 10）B 口 11）換向閥出油口3.6 效率的計(jì)算3.6.1 計(jì)算沿程壓力損失1.判斷流動狀態(tài)由資料5式（2-33）可知:雷諾系數(shù) Re=d/=4Q/3.14d可知，在油液黏度一定的條件下，Re 大小與 Q 成正比，與管道的內(nèi)徑成反比。 缸的所需流量為 9.6L/min，管子公稱直徑為 8mm，根據(jù)資料5 表 2-5，取液壓油的運(yùn)動粘

31、度為 32 厘斯，即 3.210-5m2/s,所以 Re=4Q/d=49.610-3/603.14810-33.210-5=796由于累諾數(shù) Re 小于臨界雷諾數(shù) 2000，由此可推論出各工況下的進(jìn)、回油路中油液的狀態(tài)為層流。2.計(jì)算沿程壓力損失P=L/d2/2 液壓升降臺14=75/Re=75/796V=4Q/3.14d2上式代入沿程壓力損失的計(jì)算公式得： P=150LQ/d4（1）油箱到泵的進(jìn)口沿程壓力損失：PL1=150LQ/d4=1509003.210-50.213.610-3/3.14(810-3)460=1.5104Pa（2）泵出口到閥塊沿程壓力損失：PL2=150LQ/d4=15

32、09003.210-50.513.610-3/3.14(810-3)460=3.8104Pa（3）閥塊到油箱沿程壓力損失：PL3=150LQ/d4=1509003.210-50.89.610-3/3.14(810-3)460=4.3104Pa（4）閥塊到單向節(jié)流閥沿程壓力損失：PL4=150LQ/d4=1509003.210-50.19.610-3/3.14(810-3)460=0.5104Pa（5）單向節(jié)流閥到閥塊 2 沿程壓力損失：PL5=150LQ/d4=1509003.210-50.49.610-3/3.14(810-3)460=2.1104Pa（6）閥塊到液壓缸沿程壓力損失：PL6=

33、150LQ/d4=1509003.210-50.69.610-3/3.14(810-3)460=0.3104Pa（7）液壓缸到閥塊沿程壓力損失：PL7=PL6=0.3104Pa總的沿程壓力損失為：PL=0.128106Pa3.計(jì)算局部壓力損失 （1）油箱到泵有一個 90 度的彎頭V=Q/0.25d2=13.610-3/0.253.14600.0082=4.5m/sPr1=gH=0.29液壓升降臺15Pr1=2600Pa （2）泵到閥塊 4 個彎頭 Pr2=4rH=4rv2/2g=10400Pa（3）閥快到油箱 3 個彎頭 Pr3=3rH=7800Pa（4）閥塊到液壓缸 1 個彎頭 Pr4=rH

34、=2600Pa（5）液壓缸到閥塊 Pr5=rH=2600Pa所以，總的管道局部壓力損失為 Pr=23400Pa4.管路總的壓力損失為： P=0.128106+23400=1.514105pa=0.15MPa3.6.2 效率計(jì)算 升降回路效率： 45. 06 .13103 . 66 . 910466111PPcQPQP系統(tǒng)總效率： c2=pc1m p=0.8 m=0.97 c2=0.80.970.45=0.35=35%3.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算升降臺上升速度 0.02m/s,上升時間 t=0.8/0.02=40s，由手冊8查溫度 Q1=70P1=KA(Q1-Q2)=162(0.30.36+0

35、.360.38+0.30.38)(70-20)=574w Q=(Ph-P1)/KAPin=P0Qp/=410613.610-3/0.860=1.133103w. Pef=0.025(310436010-32)=540wPh=Pin-Pef=593wQ=250所以，滿足要求。液壓升降臺164 機(jī)械部分的受力分析估算各構(gòu)件的自重：上板 鋼板：G1=sh=2.61.40.0037.8103=85kg上板架：G2=SL=（2.5210.24 +0.5215.69+0.31426.93+1.214310.24+1.1276.93+1.21410.24+0.726.93+1.21412.74）10-47.

36、8103=119.8kg F=(G1+G2)g=(85+119.8) 9.8=2007N內(nèi)連桿： G=SL=25.152.48210-4+1.1330.253.14(0.12-0.082)+ 0.253.14（0.12-0.062）0.0757.8103=175kg F=Gg=1759.8=1715N外連桿：G=SL=25.152.48210-4+1.2720.253.14(0.12-0.082)+ 0.253.14（0.12-0.062）0.0757.8103=156kg F=1569.8=1528.8N 取滑輪與槽鋼摩檫系數(shù) =0.2，外負(fù)載 3000Kg。對上板進(jìn)行受力分析如圖 4-1：

37、圖 4-1 Fy1+Fy2=(P+F)0.5 Fx1= -Fx2= -uFy2 Fy22300=0.5(F+P)1150 解得 Fy2=7851.75N Fy1=7851.75N Fx1=Fx2=1570N液壓升降臺17對外連桿進(jìn)行受力分析如圖 4-2：圖 4-2 根據(jù)受力平衡得： Fx1+Fx3=Fx4 Fy3=F+Fy1+Fy4 Fx4=uFy4 Fy3d2+Fx4d4=Fx3d3+Fd2+Fy4d1其中：d1=2300,d2=1150,d3=270,d4=540,F=0.51528.8=764.4 解得： Fx3=155N Fy3=17241N Fx4=1725N Fy4=8625N對內(nèi)

38、連桿進(jìn)行受力分析如圖 4-3：內(nèi)連桿自重 1715N。液壓升降臺18圖 4-3根據(jù)力矩平衡原理：對 0 點(diǎn)取矩，并設(shè) X 為液壓缸受力，力臂為 1100mm。X1200=(17241+1715)1150+155270+5401570+23007851.75解得 X=30000N。液壓升降臺195 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核5.1 內(nèi)連桿強(qiáng)度校核圖 5-1由受力分析得：x=30000N Fx2=1570N Fy2=7851.75N Fx3=155N Fy3=17241Nsin=540/2300，則 =13因?yàn)?= 所以 =13此內(nèi)連桿材料為熱軋 16 號槽鋼，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T707-1988 得：高度

39、160mm，寬65mm，Wx=117cm3, L=2218.7cm4,A=25.15cm2該內(nèi)連桿的危險截面為 I-I 截面。軸力產(chǎn)生正應(yīng)力為 =Fx3/A=155/25.1510-4=6.16104Pa彎距 Mx 產(chǎn)生正應(yīng)力為 =Mx/Wx=172410.7/11710-6=103106Pa由兩種應(yīng)力疊加后，可知，危險點(diǎn)在 I-I 截面上側(cè)和下側(cè)邊緣，分別為最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力。最大壓應(yīng)力 1=+=0.062+103=103.062Mpa最大拉應(yīng)力為 2=|-|=102.938Mpa 查資料得，Q235 型槽鋼的彎曲靜許用應(yīng)力=135Mpa,1，2， 因此，內(nèi)連桿各個截面均為安全截面。5.

40、2 外連桿強(qiáng)度較核液壓升降臺20圖 5-2由受力分析得：Fx1=1570N Fy1=7851.75N Fy3=17241N Fx3=155N Fx4=1725N Fy4=8625N外連桿材料為 16 號熱軋普通槽鋼：查標(biāo)準(zhǔn) GB/T707-1988 得： Wx=117cm3，Ix=934.5cm4，A=25.15cm2此外連桿的危險截面為 I-I 截面。軸力產(chǎn)生的拉應(yīng)力為 =N/A=1570/25.1510-4=0.62Mpa彎距 Mx 產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力為 =Mx/Wx=86251.15/11710-6=84.78Mpa兩種應(yīng)力疊加后，I-I 截面上、下邊緣點(diǎn)為危險點(diǎn)，分別產(chǎn)生最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力分別為： 1=+=85.4Mpa 2=|-|=84.16Mpa許用應(yīng)力=135Mpa所以，外連桿各截面安全。液壓升降臺215.3 連接兩連桿的銷軸的強(qiáng)度校核圖 5-3 圖 5-4 彎矩圖圖 5-5 扭矩圖Q4=x=30000N T=30000.1+30000.1=6000Nm綜合分析，可知，截面 I-I 或 II-II 為危險截面。 Mg=Q4L=3104(1-0.7)/2=4500Nm液壓升降臺22抗彎截面模量 w=0.1d3323d抗扭截面模量 wt=0.2d3163d按第三強(qiáng)度理論，由資料【9】 式（9-3）可得： =WTMt22 =3221 . 060