3749 液壓升降臺設(shè)計,液壓,升降臺,設(shè)計 學(xué)校代碼：10410序 號：055020本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計題目： 液壓升降臺 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 王煥云 學(xué) 號： 20055020 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 2005 指導(dǎo)教師： 龔水泉 二 OO 九年 五 月 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書設(shè)計（論文）課 題 名 稱液壓升降臺設(shè)計學(xué)生姓名 王煥云 院（系） 工學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)制 052指導(dǎo)教師 龔水泉 職 稱 副教授 學(xué) 歷 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：有以下圖紙和技術(shù)文件：裝配圖零件圖液壓原理圖零件表液壓元件表標(biāo)準(zhǔn)件表設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：設(shè)計一臺液壓升降臺 主要技術(shù)參數(shù)如下：幅面 2600×1400 mm起升最大重量 3T起升最大高度 800mm畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃：接受任務(wù)日期 2009 年 2 月 18 日 要求完成日期 2009 年 5 月 20 日學(xué) 生 簽 名 年 月 日指導(dǎo)教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日液壓升降臺i摘 要本次設(shè)計任務(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，幅面尺寸2600×1400 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、選擇，并對其進(jìn)行校核。經(jīng)過計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)計及效率計算。機(jī)械部分主要由上板架、下板架、內(nèi)連桿和外連桿四部分組成。通過設(shè)計、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)計可以滿足要求，進(jìn)一步完成了本次設(shè)計題目。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iihydraulic lift platformAbstract:The task of this design is hydraulic lift platform, it is an carpo lifting equipment with good stablity of taking off and landing. Its lifting height is 800mm, weight lifting is three tons, and frame size is 2600 × 1400 mm. Its action is mainly composed of two pairs of hydraulic cylinders to promote the "X" aircraft, leding to realize the mobile plate.The hydraulic lifting platform is mainly composed of two parts : hydraulic parts and mechanical parts. In the design of the hydraulic parts, I first made sure the hydraulic system. In the process of selecting the basic of hydraulic control loop , the direction loop I chosen to use three position four-way electromagnetic valve,and the balance loop I chosen to use pilot-controlled check value. After the identification of the basic loop, I also made sure the form of hydraulic transmission system, the development of the hydraulic system schematic diagram, and then I designed,selected the hydraulic components and accessories, and checked them. After calculating I selected two 70 mm hydraulic cylinder, I selected the vane pump as the hydraulic pump. According to the maximum power of this system I chosen Y90S-4 three-phase asynchronous motor. After determining the pump, I also chosen the other components and accessories reasonly and finaly I designed the valve block and calculated the efficiency. The mechanical parts is mainly composed of inside and outside link and On board aircraft, the next board aircraft. Through the design, choice of materials and the structure and after the stress analysis and strength of their check, the results proved that the mechanical parts can satisfy the design requirements,which further completed the design of the subject.Key words: Hydraulic; take-off and landing platform;Inside and outside link液壓升降臺iii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 ...............................................72．3 液壓系統(tǒng)原理圖 ......................................................73 計算和選擇液壓元件、輔件 ................................................93.1 液壓缸的計算 .........................................................93.1.1 初選執(zhí)行元件的工作壓力 ...........................................93.2 液壓輔助元件的計算及選擇 ............................................103.2.1 管道的設(shè)計 ......................................................103.2.2 管接頭的類型 ....................................................103.3 油箱的設(shè)計 ..........................................................103.3.1 油箱的設(shè)計要點(diǎn) ..................................................113.3.2 油箱容積計算 ....................................................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 ..........................................................133.6 效率的計算 ..........................................................143.6.1 計算沿程壓力損失 ................................................143.6.2 效率計算 ........................................................163.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計算 ..............................................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 ......................................................205.2 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iv6 總 結(jié) .................................................................24參考文獻(xiàn) .................................................................25致 謝 ...................................................................26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、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、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 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，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。開式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，低壓油直接返回油箱，有系統(tǒng)簡單、散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。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?。?）無論是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)。2．3 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原理為升降平臺工作的時候液壓油由液壓泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動，提升重物，液缸上端回油經(jīng)電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過溢流閥進(jìn)行調(diào)整，通過壓力表觀察壓力表讀數(shù)值。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9液壓升降臺103 計算和選擇液壓元件、輔件3.1 液壓缸的計算3.1.1 初選執(zhí)行元件的工作壓力工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，乃至整個系統(tǒng)的性能，工作壓力選得高，執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，但對元件的強(qiáng)度、剛度及密封要求高，且要求采用較高壓力的液壓泵。反之，如果工作壓力選得低，就會增大執(zhí)行元件及整個系統(tǒng)的尺寸，使結(jié)構(gòu)變得龐大，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫?，?zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負(fù)載值選取。系統(tǒng)壓力選定是否合理直接關(guān)系到整個系統(tǒng)設(shè)計的合理程度。根據(jù)我所要設(shè)計的機(jī)器的特點(diǎn)，并參照有關(guān)資料，我初選系統(tǒng)工作壓力 4MPa。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，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 η 為 0.97由資料 [1]式（3.2）知活塞面積 A=F/ηp=3×104/（0.97×4×10 6）=7732mm 2D=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)計我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7×100=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=2×1/4π(D 2-d2)×V=2×0.25×3.14×(1002-702）×10 -4×0.2×60 =9.6L/minq=9.6L/min由資料 [3]表 2.58YB1 系列中壓定量葉片泵的型號和技術(shù)參數(shù)，選取葉片泵 YB1—16，排量為 16ml/r,公稱壓力 6.3MPa，理論流量為 13.6L/min。轉(zhuǎn)速為 960r/min。（3）電動機(jī)選擇 電動機(jī)最大功率 P= pqtP=106×4×16×10-6×960/60=1.024kw根據(jù)資料 [6]表 11.4-1 取電動機(jī)為 Y90S-4。液壓升降臺11（4）聯(lián)軸器的選擇本次設(shè)計選擇聯(lián)軸器將電動機(jī)和液壓泵聯(lián)接起來。計算轉(zhuǎn)矩 Tca=KAT,查資料 [16]表 10.1 得：K A=2.2。名義轉(zhuǎn)矩 Y=9550 =9550× =11.54N·mnp910.所以 Tca=KAT=2.2×11.54=25.39 N·m查手冊選 LM3 型梅花型彈性聯(lián)軸器。3.2 液壓輔助元件的計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)計外，其余皆為標(biāo)準(zhǔn)件。3.2.1 管道的設(shè)計根據(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：擴(kuò)口式管接頭：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件；結(jié)構(gòu)簡單，適用于薄管連接，工作壓力〈8MPa?？ㄌ资焦芙宇^：利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對管子尺寸精度要求較高，工作壓力〈31.5MPa。焊接式管接頭：利用“0”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對管子尺寸精度要求不高。管壁要求較厚，裝配時需要焊接。工作壓力〈31.5MPa 。球面焊接式管接頭：利用球面進(jìn)行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求較高，裝配時需要焊接。工作壓力≤35MPa。 根據(jù)以上介紹的各種管接頭的特點(diǎn)，我選擇了焊接式管接頭，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)更適合于我所設(shè)計的系統(tǒng)。3.3 油箱的設(shè)計油箱的基本功能是：儲存工作介質(zhì)；散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混液壓升降臺12入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。3.3.1 油箱的設(shè)計要點(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 1/25～1/20）,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；（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；（6）吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開，吸油管離箱底距離 H≥2D （管徑） 。距箱邊≥3D，回油管插入最低油面以下，防止回油時帶入空氣。（7）吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開，用以分離回油帶來的氣泡和贓物。隔板高度不低于油面到管底高度的 3/4；（8）為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)用好的耐油涂料。綜合以上的設(shè)計要點(diǎn)，我設(shè)計我的油箱,但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒有設(shè)計溫度計，并設(shè)計了兩個隔板。3.3.2 油箱容積計算按資料 [1]式（4.5）可得 V=mqp,低壓 m=2-4,中壓 m=5-10，高壓 m=6-15,本設(shè)計取m=3,V=3x13.6=40.8L我所設(shè)計的油箱沒有設(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。3.4 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。按濾芯材料和結(jié)構(gòu)形式，濾油器有以下幾種形式，其用途特性如下：（1）網(wǎng)式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護(hù)油泵。特性為結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便，通油能力大，過濾效果差，精度低，常作吸濾器；（2）線隙式濾油器 用銅線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，油液經(jīng)線液壓升降臺13間間隙和筒形骨架槽孔匯入濾芯內(nèi)，再從上部孔道流出。過濾材料強(qiáng)度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結(jié)構(gòu)簡單，過濾效果較好，通油能力大，但不易清洗，多為回油過濾器；（3）紙芯濾油器 用于油的粗過濾，最好與其它濾油器聯(lián)合使用，特性為過濾效果好，精度高，但易阻塞，無法清洗，需要經(jīng)常更換紙芯；（4）燒結(jié)式濾油器 用于特別要求過濾質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，最好與其它濾油器合用，特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐蝕能力強(qiáng)，制造簡單，性能穩(wěn)定，濾芯的強(qiáng)度高，抗沖擊性能好，且可安裝在不同的位置；（5）磁式濾油器 利用磁性吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，但一般的磁性濾油器對其他非鐵質(zhì)污染物不起作用，通常用作回油過濾或被用作其他形式濾油器的一部分，用于濾清帶磁性鐵屑與磨料，特性是效果好，維護(hù)復(fù)雜； （6）片式濾油器 用于一般過濾，特性為強(qiáng)度大，不易損壞，通油能力大。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)計系統(tǒng)要求；（3）濾芯應(yīng)有足夠的強(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 [12]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)。液壓升降臺143.4.5 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。3.4.6 液控單向閥的選擇由資料 [12]表 11-295,我選擇液控單向閥為 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 YW2-80T溢流閥 Y1-25B 25L/min葉片泵 YB1-16 13.6L/min 轉(zhuǎn)速 960r/min電動機(jī) Y90S-4 1.1KW壓力表 Y-60截止閥 KF-L8/12E 25L/min電磁換向閥 34D-25H 25L/min單向節(jié)流閥 L1-25B 25L/min液控單向閥 IY-25B 25L/min空氣濾清器 EF1-25 25L/min 查機(jī)械設(shè)計手冊取 D=40mm3.5 閥塊的設(shè)計我所設(shè)計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)所選的以上幾種元、輔件的外形尺寸，初設(shè)計閥塊為 100×100×100 的立方體。閥塊體如圖 3-1：液壓升降臺15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 效率的計算3.6.1 計算沿程壓力損失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)動粘度為 32 厘斯，即 3.2×10-5m2/s,所以Re=4Q/πd =4×9.6×10-3/60×3.14×8×10-3×3.2×10-5=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.計算沿程壓力損失ΔP = L/d× 2× /2 ???液壓升降臺16λ=75/Re=75/796V=4Q/3.14d2上式代入沿程壓力損失的計算公式得：ΔP =150 LQ/πd 4???（1）油箱到泵的進(jìn)口沿程壓力損失：ΔP L1=150 LQ/πd 4?=150×900×3.2×10-5×0.2×13.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=1.5×104Pa（2）泵出口到閥塊沿程壓力損失：ΔPL2=150 LQ/πd4??=150×900×3.2×10-5×0.5×13.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=3.8×104Pa（3）閥塊到油箱沿程壓力損失：ΔP L3=150 LQ/πd 4?=150×900×3.2×10-5×0.8×9.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=4.3×104Pa（4）閥塊到單向節(jié)流閥沿程壓力損失：ΔP L4=150 LQ/πd 4??=150×900×3.2×10-5×0.1×9.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=0.5×104Pa（5）單向節(jié)流閥到閥塊 2 沿程壓力損失：ΔP L5=150 LQ/πd 4??=150×900×3.2×10-5×0.4×9.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=2.1×104Pa（6）閥塊到液壓缸沿程壓力損失：ΔP L6=150 LQ/πd 4??=150×900×3.2×10-5×0.6×9.6×10-3/3.14×(8×10-3)4×60=0.3×104Pa（7）液壓缸到閥塊沿程壓力損失：ΔP L7=ΔPL 6=0.3×104Pa總的沿程壓力損失為：ΔP L=0.128×106Pa3.計算局部壓力損失 （1）油箱到泵有一個 90 度的彎頭V=Q/0.25×π×d 2=13.6×10-3/0.25×3.14×60×0.0082=4.5m/sΔP r1= gH?δ=0.29液壓升降臺17ΔP r1=2600Pa （2）泵到閥塊 4 個彎頭ΔP r2=4rH=4rδv 2/2g=10400Pa（3）閥快到油箱 3 個彎頭ΔP r3=3rH=7800Pa（4）閥塊到液壓缸 1 個彎頭ΔP r4=rH=2600Pa（5）液壓缸到閥塊ΔP r5=rH=2600Pa所以，總的管道局部壓力損失為 ΔP r=23400Pa4.管路總的壓力損失為：ΔP=0.128×10 6+23400=1.514×105pa=0.15MPa3.6.2 效率計算升降回路效率： 45.0613..941???PcQ?系統(tǒng)總效率：η c2=η p×η c1×η mη p=0.8η m=0.97η c2=0.8×0.97×0.45=0.35=35%3.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計算升降臺上升速度 0.02m/s,上升時間 t=0.8/0.02=40s，由手冊 [8]查溫度 Q1=70℃P1=KA(Q1-Q2)=16×2(0.3×0.36+0.36×0.38+0.3×0.38)×(70-20)=574w ΔQ=(P h-P1)/KAPin=P0×Qp/η=4×10 6×13.6×10-3/0.8×60=1.133×103w. Pef=0.025×(3×104×360×10-3×2)=540wPh=Pin-Pef=593wΔQ=2℃<50℃所以，滿足要求。液壓升降臺184 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 =2.6×1.4×0.003×7.8×103=85kg?上板架：G2=SL =（2.5×2×10.24 +0.5×2×15.69+0.314×2×6.93+1.214×3×10.24+1.127×6.93+1.214×10.24+0.7×2×6.93+1.214×12.74）×10 -4×7.8×103=119.8kgF=(G1+G2)g=(85+119.8) ×9.8=2007N內(nèi)連桿： G=SL =[25.15×2.48×2×10-4+1.13×3×0.25×3.14×(0.12-0.082)+ ?0.25×3.14×（0.1 2-0.062）×0.075]×7.8×10 3=175kg F=Gg=175×9.8=1715N外連桿：G=SL =[25.15×2.48×2×10-4+1.27×2×0.25×3.14×(0.12-0.082)+ ?0.25×3.14×（0.1 2-0.062）×0.075]×7.8×10 3=156kg F=156×9.8=1528.8N 取滑輪與槽鋼摩檫系數(shù) μ=0.2，外負(fù)載 3000Kg。對上板進(jìn)行受力分析如圖 4-1：圖 4-1Fy1+Fy2=(P+F)×0.5Fx1= -Fx2= -uFy2Fy2×2300=0.5×(F+P)×1150解得 Fy 2=7851.75NFy1=7851.75NFx1=Fx2=1570N液壓升降臺19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=Fx4Fy3=F+Fy1+Fy4Fx4=uFy4Fy3×d2+Fx4×d4=Fx3×d3+F×d2+Fy4×d1其中：d 1=2300,d2=1150,d3=270,d4=540,F=0.5×1528.8=764.4解得： Fx 3=155NFy3=17241NFx4=1725NFy4=8625N對內(nèi)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20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。X×1200=(17241+1715)×1150+155×270+540×1570+2300×7851.75解得 X=30000N。液壓升降臺215 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=30000NFx2=1570NFy2=7851.75NFx3=155NFy3=17241Nsinα=540/2300，則 α=13o因?yàn)?α=β 所以 β=13o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 160mm，寬65mm，Wx=117cm 3, 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 θ′=Fx3/A=155/25.15×10 -4=6.16×104Pa彎距 Mx 產(chǎn)生正應(yīng)力為 θ″=Mx/Wx=17241×0.7/117×10 -6=103×106Pa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 θ1=θ′+θ″=0.062+103=103.062Mpa最大拉應(yīng)力為 θ2=|θ′-θ″|=102.938Mpa查資料得，Q235 型槽鋼的彎曲靜許用應(yīng)力[θ]=135Mpa,θ1<[θ]，θ2<[θ]，因此，內(nèi)連桿各個截面均為安全截面。5.2 外連桿強(qiáng)度較核液壓升降臺22圖 5-2由受力分析得：Fx1=1570NFy1=7851.75NFy3=17241NFx3=155NFx4=1725NFy4=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=934.5cm 4，A=25.15cm 2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θ′=N/A=1570/25.15×10-4=0.62Mpa彎距 Mx 產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力為θ″=Mx/Wx=8625×1.15/117×10-6=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：θ1=θ′+θ″=85.4Mpaθ2=|θ′-θ″|=84.16Mpa許用應(yīng)力[θ]=135Mpa所以，外連桿各截面安全。液壓升降臺235.3 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=3000×0.1+3000×0.1=6000N·m綜合分析，可知，截面 I-I 或 II-II 為危險截面。Mg=Q4×L=3×104×(1-0.7)/2=4500N·m液壓升降臺24抗彎截面模量 w= =0.1d323d?抗扭截面模量 wt= =0.2d316按第三強(qiáng)度理論，由資料 〔【9】 〕 式（9-3）可得：θ= WTMt2?= 3221.0645d= 322.??=75MPa 查資料得許用彎曲應(yīng)力為 120Mpa，因此，此銷安全。液壓升降臺256 總 結(jié)緊張而又辛苦的畢業(yè)設(shè)計很快就結(jié)束了，當(dāng)我快要完成老師下達(dá)的任務(wù)時好高興，一直以來都害怕 CAD，總是說自己不會電腦畫圖，看看自己畫的那些圖紙才知道，原來我也可以畫，只是不太熟練，很多技巧都是向同學(xué)請教。說實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計真的有點(diǎn)累，因?yàn)樽约罕容^笨，熬了好多次通宵。當(dāng)我清理自己的設(shè)計成果時，仔細(xì)回味這段設(shè)計過程，真的學(xué)了很多很多東西。在本次畢業(yè)設(shè)計中，把我在這幾年中學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行了一次融會貫通，特別是對液壓傳動、機(jī)械設(shè)計、AutoCAD、機(jī)械制圖、工程材料、工程力學(xué)、互換性與測量技術(shù)等專業(yè)知識又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯(lián)系。有機(jī)的掌握了完成一次設(shè)計所需要的各個方面的知識。但由于本人的知識有限，因此在設(shè)計中不可避免的會出現(xiàn)一些這樣或那樣的問題，同時我覺得我在以后的設(shè)計中會把我的知識進(jìn)行擴(kuò)展，盡量把計算機(jī)與液壓結(jié)合起來，這樣不僅控制方便還可以提高它的工作效率。還有一個我覺得可以改進(jìn)的地方，那就是可以把升降臺加上車輪結(jié)構(gòu)，用來使它更加的方便和靈活。總的來說這次畢業(yè)設(shè)計是比較成功的設(shè)計，它使我學(xué)到了很多有用的東西，拓寬了知識面。這五年所學(xué)的知識運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，為我的大學(xué)生活畫上了一個圓滿的句號。但是在設(shè)計的過程中也體現(xiàn)出我好多專業(yè)知識學(xué)的很不踏實(shí)，很多東西都是查了書才知道，連最基本的制圖常識都不太懂，動手實(shí)踐能力好差，學(xué)的理論知識不會恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，在今后的生活、學(xué)習(xí)當(dāng)中我會注意這方面能力的鍛煉。液壓升降臺26參考文獻(xiàn)[1]陳奎生主編，液壓與氣壓傳動. 武漢理工大學(xué)出版社,2001.8[2]馬慧，劉宏軍主編.機(jī)械制圖 2 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.5[3]王守誠，段俊勇主編.液壓元件及使用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.1[4]田東等編著.AutoCAD2004 機(jī)械工程繪圖基礎(chǔ)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8[5]張利平主編.液壓傳動與控制.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2005.8[6]崔洪斌，范春起編. 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