千斤頂設(shè)計(jì)說明書

1、目錄背景的目地及意義由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。綜合國內(nèi)外專家的意見，其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面： 1減少能耗,充分利用能量 -液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯

2、著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個(gè)問題： 減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時(shí)還可減少漏油損失。 減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。 采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。 發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。 改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。 為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方法，對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量，要及時(shí)調(diào)整，不允許

3、滯后，以免由于處理不及時(shí)而造成損失。 2主動(dòng)維護(hù) -液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。 - 要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過看、聽、觸、測(cè)等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫中知識(shí)，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故

4、障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。 -另外，還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。 3機(jī)電一體化 - 電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),其主要發(fā)展動(dòng)向如下： (1)電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。液壓系統(tǒng)將由過去的電氣液壓on-oE系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng),為適應(yīng)上述發(fā)展,

5、壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。 (2)發(fā)展和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為5mA以下電磁閥，以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥(小于3mS)等。 (3)液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷,由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低,監(jiān)控系統(tǒng),包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。 (4)計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對(duì)高精度、“高級(jí)”系統(tǒng)更有此要求。 (5)由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。 液壓行業(yè)： -液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向

6、發(fā)展；向低能耗、低噪聲、振動(dòng)、無泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機(jī)電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。 - 液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動(dòng)裝置發(fā)展，開發(fā)水介質(zhì)調(diào)速型液力偶合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，開發(fā)液力減速器，提高產(chǎn)品可靠性和平均無故障工作時(shí)間；液力變矩器要開發(fā)大功率的產(chǎn)品，提高零部件的制造工藝技術(shù)，提高可靠性，推廣計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，開發(fā)液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱配套使用技術(shù)；液粘調(diào)速離合器應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量，形成批量，向大功率和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展。 氣動(dòng)行業(yè)： -產(chǎn)品向體積小、重量輕、功耗低、組

7、合集成化方向發(fā)展，執(zhí)行元件向種類多、結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高方向發(fā)展；氣動(dòng)元件與電子技術(shù)相結(jié)合，向智能化方向發(fā)展；元件性能向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，普遍采用無油潤滑，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料。 （1）采用的液壓元件高壓化，連續(xù)工作壓力達(dá)到40Mpa，瞬間最高壓力達(dá)到48Mpa； （2）調(diào)節(jié)和控制方式多樣化； （3）進(jìn)一步改善調(diào)節(jié)性能，提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率； （4）發(fā)展與機(jī)械、液力、電力傳動(dòng)組合的復(fù)合式調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置； （5）發(fā)展具有節(jié)能、儲(chǔ)能功能的高效系統(tǒng)； （6）進(jìn)一步降低噪聲； （7）應(yīng)用液壓螺紋插裝閥技術(shù)，緊湊結(jié)構(gòu)、減少漏油。千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)管設(shè)計(jì)外管設(shè)計(jì)活塞桿

8、及導(dǎo)向套設(shè)計(jì)安全彈簧的計(jì)算及選擇油路板設(shè)計(jì)千斤頂原理示意圖液壓站設(shè)計(jì)負(fù)載分析主要參數(shù)的確定液壓系統(tǒng)圖的擬定液壓元件的選擇液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算已知千斤頂?shù)念~定載荷為19600N，初定額定壓力為15Mpa。千斤頂?shù)淖畹褪褂酶叨葹?92mm,最高使用高度為277mm.根據(jù)以上要求可以得到如下計(jì)算結(jié)果：F=P2 所以內(nèi)管的直徑D=42mm，長(zhǎng)為115mm,有效長(zhǎng)度為85mm 這里 F=外部作用力（kgf） A=內(nèi)管的作用面積(cm2 ) P=被傳遞的壓力（kgf/cm2）內(nèi)管的壁厚為=0+C1+C2根據(jù)公式0PmaxD/2p(m) p=b/N查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知b=550（無縫鋼管，牌號(hào)20）N為安全系數(shù)

9、一般取5015(2550/5)=0.002m=2mm=0+C1+C2=3mm上式中C1為缸筒外徑公差余量C2為腐蝕余量缸筒壁厚的驗(yàn)算s(D12-D2)/D12MPa550Pn=15MPa 所以缸筒的臂厚完足滿足設(shè)計(jì)需要的要求.外管設(shè)計(jì)立式千斤頂?shù)耐夤苤饕淖鳛槭怯脕韮?chǔ)存多余的液壓油，在無電動(dòng)源作用的情況下，外管起了一個(gè)油箱的作用。由上可知道內(nèi)管的內(nèi)徑為42mm可得V內(nèi)22外管的外徑D=66mm可得V外210=341.94 cm2V=V外-V內(nèi)=341.94-117.7=224.24 cm2所以VV內(nèi)，完全滿足要求.活塞桿設(shè)計(jì)活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力，壓力，彎力，曲力和振動(dòng)沖擊

10、等多種作用力，所以必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，由于千斤頂?shù)囊簤焊谉o速比要求，可以根據(jù)液壓缸的推力和拉力確定。參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-6-16可根椐內(nèi)管的內(nèi)徑D=42mm，初步確定活塞桿的外徑為d=30mm 活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算活塞桿在穩(wěn)定的工況下，只受縱向推力，可按下式進(jìn)行計(jì)算=F10-6/(nd2/4)= P MPa可得=1960010-6查表可知P的許用應(yīng)力為100-110MPa（無縫鋼管）所以P 所以活塞桿的設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度完全滿足?；钊麠U彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算可以用實(shí)用驗(yàn)算法活塞桿彎曲計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)f=KSm具體可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-6-16中選取導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)活塞桿導(dǎo)向套裝在內(nèi)管的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)

11、活塞桿進(jìn)行導(dǎo)行，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封，導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，內(nèi)圈可設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用以作活塞桿的導(dǎo)向。根據(jù)千斤頂?shù)氖芰Ψ绞?，可以作以下分析如上圖所示，垂直安放的千斤頂，無負(fù)載導(dǎo)向裝置，受偏心軸向載荷時(shí)M0=F1L Nm Fd=K1 M0/LG N可得M0=98000.1=9800NmFd=K1 M0/LG（N）可得Fd105N在上式中Fd-導(dǎo)向套承受的載荷，NM0F1-作用于活塞上的偏心載荷，NL-載荷作用的偏心矩，mLG-活塞至導(dǎo)向套間距，m。D、d-分別為活塞及活塞桿外徑，m安全彈簧的計(jì)算及選擇安全閥的孔d=3mm,最小工作載荷F=PA=1502當(dāng)負(fù)載為2000Kg，最大工作載荷，設(shè)為2500Kg。23.14=18MPa所以上圖所示F=PA=1802即最大載荷為Pn=12.7Kgf=124.46N，h=3mm，彈簧的外徑D245彈簧類別N=103-106次，端部并緊，磨平，支承圈為1圈，彈簧的材料為碳素彈簧鋼絲C極。初算彈簧的鋼度P、工作極限載荷 Pn根據(jù)Pj與D條件可以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-2-19dDPjfjPd215160525 有效圈數(shù)n=Pd/ P、=25/7=