《汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（37頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 ： 汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ________________________ 英文題目： of 院： ________________________ 專 業(yè)： ________________________ 姓 名： ________________________ 學(xué) 號(hào)： ________________________ 指導(dǎo)教師 ： ________________________ 2015年 12月 7日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解青島濱海學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 年 月 日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 I 摘要 本篇設(shè)計(jì)是汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ,主要是通過液壓缸來驅(qū)動(dòng)連接桿，而連接桿是說主連桿固接，這樣就等于說控制了連桿在升降，而主連桿是一端通過滾輪支撐主大剪臺(tái)一端是通過銷軸固定在大剪臺(tái)下面，這樣就同時(shí)帶動(dòng)了大剪臺(tái)的升降，而大剪臺(tái)的升降行程與液壓缸的行程有直接關(guān)系。文章主要介紹了汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的類型以及結(jié)構(gòu)和液壓缸的選型計(jì)算等等。車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)作為液壓控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成的部分，隨時(shí)時(shí)代的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，液壓工 業(yè)對(duì)其提出了新的要求。車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)在汽車的維修方面起著重要的作用，它直接影響著汽車維修的工作效率和成本，因此車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)今機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在以后的若干年里，也會(huì)起到越來越重要的作用。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)，通過對(duì)新式的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和液壓方面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使得此種類型的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的使用范圍更廣泛，在汽車維修領(lǐng)域也會(huì)起到越來越重要的作用。 關(guān)鍵詞： 設(shè)計(jì) ；汽車用四輪定位舉升機(jī)； 液壓缸；作用 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 or a of is or we to as as of to s a of to of is a of an to a of it is of is a is by of it of is is do 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 引言 ............................................................ 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................ 1 位舉升機(jī)的分類 ............................................ 4 壓技術(shù)在舉升機(jī)方面的發(fā)展 .................................. 6 2 汽車用四輪定位舉升機(jī) 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................ 7 車用四輪定位舉升機(jī) 的總體方案圖 ............................. 9 車用四輪定位舉升機(jī) 的工作原理 .............................. 10 3 四連桿機(jī)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì) ........................................... 10 連桿機(jī)構(gòu)圖 ............................................... 11 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ....................................... 12 力分析 ................................................... 12 壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ......................................... 14 析高度，工作載荷，流量與時(shí)間的關(guān)系 ....................... 16 4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 18 定系統(tǒng)方案 ............................................... 19 定液壓系統(tǒng)圖 ............................................. 21 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................... 22 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 ..................................... 23 壓缸的工作壓力 ........................................... 24 算液壓缸的尺寸 ........................................... 26 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 ..................... 27 壓缸工況圖 ............................................... 28 壓缸推力的計(jì)算 ........................................... 30 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 ..................................... 31 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 筒的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................................... 32 筒壁厚的驗(yàn)算 ............................................. 33 結(jié)論 ............................................................. 34 致謝 ............................................................. 35 參考文獻(xiàn) ......................................................... 36 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 課題研究的主要內(nèi)容 由于我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；折疊雙四連桿液壓舉升機(jī)在現(xiàn)代維修中占有越來越重要的地位，市場(chǎng)需求也大。本設(shè)計(jì)是 汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，首先對(duì)題目進(jìn)行分析，分析液壓力，流量與時(shí)間 的關(guān)系。再結(jié)合現(xiàn)有的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，加上對(duì)車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的深入研究。然后對(duì)其中的方案進(jìn)行擬定選擇，并且對(duì)其中的重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。 從國(guó)內(nèi)外目前發(fā)展?fàn)顩r來看，液壓式舉升機(jī)可以分為二柱普通薄底板舉升機(jī)（雙缸）、二柱單缸液壓舉升機(jī)、二柱龍門式液壓舉升機(jī)、四柱普通式舉升機(jī)、四柱舉升機(jī)（配四輪定位），手動(dòng)或氣動(dòng)二次舉升系列、四柱舉升機(jī)（配四輪定位），電動(dòng)液壓二次舉升 系列、小剪舉升機(jī)、大剪（子母雙層）液壓舉升機(jī)系列（配四輪定位儀）、巴士移動(dòng)式舉升機(jī)這幾大類型。因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)舉升能力只有 升高度為 升時(shí)間 1 分 20 秒～ 1 分 30 秒 ,所以是小功率場(chǎng)合。因此采用折疊雙四連桿式舉升機(jī)，主要是它占用的空間小、設(shè)備運(yùn)行比較平穩(wěn)、安全可靠。 液壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： a）在相同的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動(dòng)力，在相同的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功率密度大，液壓式馬達(dá)的體積和重量只有相同功率電機(jī)的 12%。 b）液壓裝置工作相對(duì)平穩(wěn)，而由于重量較輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 容易實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向。 c）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，（調(diào)速范圍可達(dá)到 2000），并且可以在運(yùn)行的過程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 d）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，它對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向容易進(jìn)行調(diào)解或控制。 e）液壓裝置容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 f）液壓元件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用都比較方便。 當(dāng)然液壓技術(shù)還存在不少缺點(diǎn)，比如，液壓在傳動(dòng)過程中會(huì)有較多的能量損失，液壓傳動(dòng)容易泄露，不僅會(huì)污染工作場(chǎng)地 ，限制其應(yīng)用范圍，還有可能引起失火事故，并且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性以及正確性。它對(duì)油溫的變化比較敏感，液壓元件制造精度的要求較高，造價(jià)昂貴，如果出現(xiàn)故障不容易找到原因，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，卻可以通過有效的措施來減小不利因素帶來的影響。 由于液壓式傳動(dòng)有其突出的優(yōu)點(diǎn)，所以目前在國(guó)內(nèi)外機(jī)械工程上已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。而工程機(jī)械采用液壓傳動(dòng)后，普遍比原來同規(guī)格機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品減小了外型尺寸，減輕了重量，提高了產(chǎn)品的性能，并且使操縱大大簡(jiǎn)化、輕巧、靈便。比如起重機(jī)采用了液壓伸縮臂后增加了運(yùn)輸狀態(tài)的機(jī)動(dòng)性和作業(yè)時(shí)的靈 活以及作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性；挖掘機(jī)工作裝置采用液壓式傳動(dòng)，使得鏟斗可以轉(zhuǎn)動(dòng)，即增加了作業(yè)的自由度，也提高了作業(yè)質(zhì)量；裝載機(jī)采用液壓傳動(dòng)后使鉸接車架的結(jié)構(gòu)形式從而得到廣泛應(yīng)用。 液壓技術(shù)的采用大大促進(jìn)工程機(jī)械的發(fā)展，這既表現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)、性能上的提高，而且也表現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)格、品種和數(shù)量的增加，即工程機(jī)械效率的發(fā)展速度上。而要發(fā)展一種新的工程機(jī)械品種，一般來說，采用液壓式傳動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng)所需要用的研制過程要短得多，原因是液壓元件容易實(shí)現(xiàn)“三化”，元件在整機(jī)上的布置容易，并且使整機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以說，工程機(jī)械的發(fā) 展，液壓技術(shù)起到了非常重要的作用。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 汽車用四輪定位舉升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 車用四輪定位舉升機(jī)的總體方案圖 汽車用四輪定位舉升機(jī)一般常見于汽車維修場(chǎng)所，當(dāng)待修理的汽車開到檢修臺(tái)架上面后，呈兩組對(duì)稱分布的液壓缸開始動(dòng)作，在連桿機(jī)構(gòu)的作用下，帶動(dòng)汽車緩緩上升，同時(shí)上面裝有小型的剪式平臺(tái)，可以把汽車托起更高，從而可以方便維修工人對(duì)汽車車輪的維修和更換。當(dāng)汽車檢修好后，液壓缸緩緩縮回行程，這樣汽車就被慢慢地放回底面。其總體方案圖如下圖 2示：2車用四輪定位舉升機(jī)總體方案圖 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 車用四輪定位舉升機(jī)的工作原理 當(dāng)待修理的汽車開到檢修臺(tái)架上面后，呈兩組對(duì)稱分布的液壓缸開始動(dòng)作，在連桿機(jī)構(gòu)的作用下，帶動(dòng)汽車緩緩上升，同時(shí)上面裝有小型的剪式平臺(tái)，可以把汽車托起更高，從而可以方便維修工人對(duì)汽車車輪的維修和更換。 3 四連桿機(jī)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 這種折疊式液壓舉升機(jī)其實(shí)是平面的四連桿機(jī)構(gòu)的變態(tài)形式。平面四連桿機(jī)構(gòu)是若干個(gè)剛性構(gòu)件用平面低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）連接而成，各構(gòu)件均在相互平行的 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) ]3[ 。由于平面連桿機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且低副不易磨損，而又易于加工及能由本身幾何形狀保證接觸等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域。 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包括選型、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制機(jī)構(gòu)裝配圖與零件工作圖等內(nèi)容。其中運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)又是重中之重，它是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)，包括各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置尺寸以及描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置尺寸等等。 四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 桿 D 點(diǎn)可以作水平方向的滑動(dòng) ， 點(diǎn)的水平運(yùn)動(dòng)。該折疊雙四連桿機(jī)構(gòu)由液壓缸驅(qū)動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)，此液壓缸一端固定于地面或者鉸接在桿一端鉸接與桿 對(duì)系統(tǒng)建模，分析各桿的受力狀況和桿上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)得出的方程計(jì)算出液壓力的大小以及液壓缸的長(zhǎng)度。 點(diǎn)距 a ( ) c o sx l a ??? ( 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 ? ? s l a ??? (軌跡方程為 22221( ) ( )a l a????（ 舉升高度為 122 ( s i n s i n )?? ? ?（ 液壓桿長(zhǎng)度 L 1）另一端固定于桿上 固定點(diǎn)距離 b 2 2 2 2( ) c o s ( ) s i nL l a b l a b??? ? ? ? ? ? （ 2）另一端固定于地面 固定點(diǎn)距離 b 2 2 2[ ( ) c o s ] ( ) s i nL l a b l a??? ? ? ? ? （ 受力分析 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，可以利用虛位移原理計(jì)算出液壓力 F C 體受力圖 可以看出系統(tǒng)所受的外力只有 液壓力 做功，可得： 液??? （ 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 ? ? ? ?? ?2222c o s s i n2 s i nG l l a b l a l b???? ? ? ? ??? ? ?（ 液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 由于舉升機(jī)各構(gòu)件均屬于剛性元件，因此系統(tǒng)的整體剛度 K 近似的可以被忽略，而只考慮等效總粘性阻尼系數(shù) B。 建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下： m 壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 這個(gè)系統(tǒng)在液壓缸流量發(fā)和負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生變化的過程根據(jù)液壓缸工作腔的流量連續(xù)方程為 pl v k ? ?（ 式中： A —— 活塞有效工作面積 v —— 活塞移動(dòng)速度 液壓缸工作腔的泄漏系數(shù) p —— 液壓缸工作腔壓力 V —— 液壓缸工作腔和進(jìn)油管內(nèi)油液體積 以上式子中等好右邊 活塞移動(dòng)所需流量，第二項(xiàng)三項(xiàng)體積變化率。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 活塞上的動(dòng)力平衡方程為 p m B v ? ?（ 式中： m —— 液壓缸所驅(qū)動(dòng)的工作部件（包括活塞、活塞桿等移動(dòng)部件質(zhì)量） B —— 粘性阻尼系數(shù)。 上式中 液壓缸產(chǎn)生的推力，等號(hào)右邊第一項(xiàng) 二項(xiàng) 三項(xiàng) 將式（ （ 拉氏變換后得到 ( ) ( ) ( ) ( )l Vq s A v s k s p ? ?（ ( ) ( ) ( ) ( )LA p s m s B v s F s? ? ?（ 根據(jù)以上兩式可作出該液壓缸 系統(tǒng)的方框圖如圖 綜合成下式： 22( ) ( ) ( )()( ) ( )q s k s F s k m B s A k ?? ? ? ? =222( ) ( ) ( )11q s k s F k B s?????? ??（ 其中的n?和 ? 分別代表液壓缸系統(tǒng)的無阻尼固有頻率和阻尼比，其值為： 2()k B ? ，22 nl lK k m V k B?? ?? ? （ 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 ())s B?())壓缸系統(tǒng)方框圖 由總體部分得知在舉升機(jī)舉升動(dòng)作過程中外負(fù)載是恒定的即 ()，液壓缸系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 2 2( ) 1()() ( ) 2 1s s A k B s???? ???（ 分析高度，工作載荷，流量與時(shí)間的關(guān)系 由總體設(shè)計(jì)知道，桿長(zhǎng) l =a =b=始角度0?= 6o ，最高角度 ? =26o ，重量 G=5 ， 1 ? ?設(shè)計(jì)上升的速度 v 與時(shí)間 t:舉升機(jī)上升高度 0速度a=m /25度 v=s 勻速運(yùn)動(dòng)。 高度 t=0 220 ???t=25 5(???? 液壓桿長(zhǎng)： ???22222s co s)(???????? ???? s c o ss ???( 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 前 0s 2 ??? ?? t? )1 0 4 0 1 2 r c s 2 ?? t? 22 )? 代入式子（ : 2222 )i i i i ????? ?????(后 25?s 5(1 ???? 0 4 ? t?)07 r c s ?? t?2)? 代入式子（ : 222 )i i i i ????? ??????（ 由此可得到液壓缸流量公式 02222) 0 12 0 0 0 12 i o ss i ?????? ?? （ 25 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 2222) 0 12 0 0 0 12 i o ss i ?????? ?? （ 式中 A —— 液壓缸工作面積 2m D —— 直徑 m 由下面液壓設(shè)計(jì)部分得到數(shù)據(jù)直徑 20 . 1 2 5 , 0 . 0 1 2 3D m A m?? 工作載荷與時(shí)間 t 的函數(shù)關(guān)系：代入（ 得 ??S 0 0 0 ??(0 ??S 0 0 0 ?? ?? t? 25 ??S 0 0 0 ??0 7 0 4 ? t?利用編程計(jì)算求出在相應(yīng)時(shí)間所需要的工作載荷和流量，如下表： )()(V（ m/s） 43 10)/( ??1 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 29 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 52 3 54 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 75 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 上面表格用 成示意圖 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由上圖可知流量 Q，工作載荷 上述曲線可知，工作載荷 量 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 定系統(tǒng)方案 a) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸和液壓馬達(dá)，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)選擇雙作用單活塞桿液壓缸。 b) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定后，其運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。由于本系統(tǒng)工作在小流量場(chǎng)合，因此采用適合此流量的方向控制回路， 即通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。速度控制的相應(yīng)調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度，這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于功率不大的場(chǎng)合，本系統(tǒng)就是采用這種方式。缺點(diǎn)是效率低，發(fā)熱量交大，但是對(duì)于不是頻繁工作的系統(tǒng)來說，只要按發(fā)熱功率計(jì)算出合適的油箱即可解 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 決。正是因?yàn)槠浒l(fā)熱量大，所以節(jié)流調(diào)速一般用開式循環(huán)。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但就是油箱 體積大。 c) 其它回路 因?yàn)闉榱吮ＷC整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性，所以必須設(shè)置安全鎖止機(jī)構(gòu)。這需要鎖緊即保壓回路。鎖緊回路的主要功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且不因外力作用而移動(dòng)位置，本系統(tǒng)采用液控單向閥的鎖緊回路。壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向上運(yùn)動(dòng)。反之，活塞則向下運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封 性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。為加強(qiáng)安全系數(shù)，還用到了平衡回路，功用是機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，不致因受負(fù)載重力作用而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行下落。本系統(tǒng)采用液控單向閥串連單向節(jié)流閥的平衡回路，這種回路鎖定性好，工作可靠。卸荷回路采用 換時(shí)液壓沖擊小。 定液壓系統(tǒng)圖 液壓執(zhí)行元件及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件即可。具體的液壓系統(tǒng)圖如下（圖 3－ 1）： 圖 3－ 1 液壓系統(tǒng)圖 本液壓系統(tǒng)主 要實(shí)現(xiàn)舉重機(jī)的上升，下降和鎖止這幾個(gè)動(dòng)作，它的液壓油流向不一樣。 要實(shí)現(xiàn)液壓缸的上升動(dòng)作，首先要把三位四通換向閥打到左位液壓油從油箱 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 通過過濾器過濾被液壓泵吸收。經(jīng)過換向閥左位運(yùn)行到節(jié)流閥和單向閥的交接處，因?yàn)閱蜗蜷y只允許液壓油從上往下流動(dòng)，所以液壓油經(jīng)過節(jié)流閥，同時(shí)節(jié)流閥可以通過調(diào)節(jié)流量來調(diào)節(jié)舉升機(jī)舉升的速度。液壓油流到雙控液壓閥左邊液控單向閥經(jīng)過單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)舉升的動(dòng)作。 要實(shí)現(xiàn)液壓缸的下降動(dòng)作，則要把三位四通換向閥打到右位液壓油從油箱通過過濾器過濾被液壓泵吸收。經(jīng)過換向閥右位流到雙控液壓閥右邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸右，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸左腔的回路經(jīng)過節(jié)流閥，液控單向閥，單向閥及換向閥流回油箱，活塞向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)下降的動(dòng)作。液壓缸和液控單向閥之間的節(jié)流閥可以改變舉升機(jī)下降的速度。 要實(shí)現(xiàn)鎖止的動(dòng)作，舉升機(jī)動(dòng)作時(shí) 到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。 對(duì)于此液壓系統(tǒng)一般都是把換向閥至于中位，打開液壓泵，由于換向閥中位卸荷能力，所以液壓泵打開之后液壓油也會(huì)流到油箱。而如果先開液壓泵，換向閥沒有調(diào)整，則可能會(huì)引起事故，如果換向閥左位舉升機(jī)就會(huì)舉升，如果在右位舉升機(jī)就會(huì)下降。所以液壓泵的開啟要等換向閥調(diào)到中位才可以。 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說明液壓缸的基本組成。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒，活塞，活塞桿，缸蓋，密封圈，導(dǎo)向套，壓板等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞用錐銷與空心活塞桿連接，并用堵頭堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)，用于阻止壓板向外移動(dòng)，從而通過螺栓將缸蓋與壓板相連（圖中沒有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊。空心活 塞桿和其上的油口 a、 c 提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 c 的開度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒有畫出）相連的排氣孔，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表 2類型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 雙活塞桿液壓缸 U=q/=塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 液 壓 缸 單活塞桿液壓缸 U=q/1=塞僅 單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱塞反向運(yùn)動(dòng) 差動(dòng)液壓缸 U3=q/3=使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)， V 縮液壓缸 向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（ 2） U2=1=21=22） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入 B 腔輸出高壓油 齒條液壓缸 塞的移動(dòng)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（ b（ T=p（ D^2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（ b（ T=p（ D^2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 150度 注： b— 葉片寬度； D— 葉片的底端 、頂端直徑； w— 葉片軸的角速 度；論轉(zhuǎn)矩 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力 算液壓缸的尺寸 鑒于磨頭要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型油缸。無桿腔工作面積 桿腔工作面積 且 活塞桿直徑 呈 d= 回油路上背壓 路壓力損失△ 1=F/()=4182× 10)= ?/)14( A =d= 2348直徑元整成就進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值 D=50mm d=35油缸兩腔的實(shí)際有效面積為： =102=π (4=10據(jù)上述 D與 估算油缸在各個(gè)工作階段中的壓力。 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 推力 F/N 回油腔壓力油腔壓力入流量/ L/ 輸入功率/P 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F A ??1 2 1 A 1P p Q??加速 1193 1p p p? ??△ P= - 恒速 645 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 工進(jìn) 4182 211F p 12Q P p Q??快退 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F p 2Q P p Q??加速 1193 - 恒速 645 壓缸工況圖 壓缸推力的計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知油壓范圍介于 14間，故根據(jù)油缸推力計(jì)算公式可知： F= 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 1）、快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，油缸差動(dòng)連接，進(jìn)油路上通過單向閥 3 的流量是 6L/過電液換向閥 4，油缸有桿腔的回油與進(jìn)油路匯合，以 并進(jìn)入無桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2+(3)2] =(力閥不會(huì)被打開，油泵的流量全部進(jìn)入油缸。回油路上，油缸有桿腔中的油液通過電液換向閥 4和單向閥 9的流量都是 后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 5流入無桿腔。由此可算出快進(jìn)時(shí)有桿腔壓力 △ p=(0)2+(3)2+(3)2] =(值小于原估計(jì)值 以是安全的。 2）、工進(jìn) 工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過電液換向閥 4 的流量為 調(diào)速閥 7處得壓力損失為 液在回油路上通過換向閥 4的流量是 背壓閥 10 處得壓力損失為 過順序閥 11 的流量為（ 6+此這時(shí)油缸回油腔的壓力 (0)2+3)2] =(值小于原估計(jì)值 重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)油缸進(jìn)油腔壓力 p1 F`+(4182+106× 10106× 10數(shù)值與 近。 3）、快退 快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過換向閥 4 的流量為 6L/液在回油路上通過單向閥 7、換向閥 4 和單向閥 13 的流量都是 此進(jìn)油路上總 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2]=(值較小， 所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐? ∑△ (3)2+(0)2+ 3） 2] =(值與 必重算。所以快退時(shí)液壓泵的最大工作壓力 pp=△ 因此液壓泵卸荷的順序閥 11的調(diào)壓應(yīng)大于 壓缸的負(fù)載力分析與計(jì)算 本課題任務(wù)要求液壓缸的出力 滿足能夠?qū)ζ嚨闹亓窟M(jìn)行托起的要求。 （ 1）工作載荷 常見的工作載荷為活塞桿上所受的擠壓力，彈力，拉力等，在這里我們可得 鋁合金板材所受的最大外力為： 0? 464 1 0 1 2 0 1 0 4 8?? ? ? ? ?式中σ 0 ； 2m 。 由上式得 液壓缸所受工作載荷約為 48 （ 2）單活塞桿雙作用缸液壓缸作伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)，其阻力 F 所需提供的液壓力可表示為 F? 2L a f F F F?? ? ? ? 式中 N ； 制動(dòng)）時(shí)的慣性力， N ； N ； 活塞和活塞桿自重）， N ； N ；通常以液壓缸的機(jī)械效率來反映，一般取機(jī)械效率 μ m= N 。 在上述諸阻力中，在不同條件下是不同的，因此液壓缸的工作阻力往往是變化的。因?yàn)榇颂幰簤焊字皇亲骼彀宀淖冃巫饔?，故其運(yùn)動(dòng)速度較小，慣性力和 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 摩擦阻力都較小，得 F≤ 50塞外徑 D與 擇出適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫凸┮毫髁繚M足負(fù)載和速度要求后， D和 D和 壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)尚有活塞行程 S、導(dǎo)向距離 壓缸的行程應(yīng)根據(jù)工作需要設(shè)定，為簡(jiǎn)化制造工藝和節(jié)約制造成本，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化行程尺寸系列參數(shù)。為減 小活塞桿伸出時(shí)與缸體軸線的偏斜，液壓缸應(yīng)有合理的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 缸筒與缸蓋的連接方式 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將液壓缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋常見的連接方式有 8種：拉桿式、法蘭式、焊接式、內(nèi)螺紋式、外螺紋式、內(nèi)卡環(huán)式、外卡環(huán)式和鋼絲擋圈式，其中焊接式只適應(yīng)缸筒與后端蓋的連接。 對(duì)缸筒的要求 缸筒是液壓缸的主要零件，有時(shí)還是液壓缸的直接做功部件（活塞桿或柱塞固定時(shí)）；它與端蓋、活 塞（柱塞）構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力油液、驅(qū)動(dòng)負(fù)載而做功，因而對(duì)其有強(qiáng)度、剛度、密封等方面的要求。 缸筒的材料選擇 缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋的無縫鋼管，市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)過珩磨或內(nèi)孔經(jīng)過精加工的半成品，只需要按所要求的長(zhǎng)度切割無縫鋼管，材料有20、 35、 45 號(hào)鋼和 27金鋼。因 20 號(hào)鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，則應(yīng)用焊接性能較好的 35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用 45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241~285 缸筒的計(jì)算 2 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 266 . 3 3 0 1 0