1492-全液壓升降機設計,液壓,升降機,設計 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 1 –內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）題 目：全液壓升降機設計學生姓名： 學 號：2002041412專 業(yè)：機械設計制造及自動化班 級：機械 2002 級 4 班指導教師： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 2 –目 錄第一章 緒論 ---------------------------------------------------------------------------- 4第二章 工藝參數(shù)和工況分析---------------------------------------------------------6第三章 升降機機械機構的設計計算------------------------------------------------73.1 升降機的機械結構形式和運動機理-------------------------------------------- 73.1.1 升降機機械結構形式--------------------------------------------------------------73.1.1 升降機運動機理的分析-----------------------------------------------------------73.2 升降機的機械結構和零件的設計------------------------------------------------93.2.1 升降機機械結構參數(shù)的確定-----------------------------------------------------93.2.2 零件的結構設計和校核-----------------------------------------------------------14第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃------------------------------------------22第五章 執(zhí)行元件的速度載荷---------------------------------------------------------235.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置-----------------------------------------------235.2 速度和載荷計算--------------------------------------------------------------------245.2.1 速度計算及速度變化規(guī)律------------------------------------------------------245.2.2 執(zhí)行元件的載荷計算及變化規(guī)律---------------------------------------------25第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定---------------------------------------------------286.1 系統(tǒng)壓力的初步確定--------------------------------------------------------------286.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)--------------------------------------------------------286.2.1 液壓缸的作用力------------------------------------------------------------------286.2.2 缸筒內(nèi)徑的確定------------------------------------------------------------------296.2.3 活塞桿直徑的確定---------------------------------------------------------------306.2.4 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定------------------------316.2.5 液壓缸的流量---------------------------------------------------------------------33內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 3 –第七章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證------------------------------------------------347.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇-----------------------------------------------------347.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇--------------------------------------------357.3 調(diào)速方案的選擇--------------------------------------------------------------------367.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定-----------------------------------------------------------36第八章 液壓元件的選擇計算及其連接---------------------------------------------378.1 油泵和電機選擇--------------------------------------------------------------------378.1.1 泵的額定流量和額定壓力------------------------------------------------------378.1.2 電機功率的確定------------------------------------------------------------------388.1.3 連軸器的選用---------------------------------------------------------------------408.2 控制閥的選用-----------------------------------------------------------------------418.2.1 壓力控制閥------------------------------------------------------------------------418.2.2 流量控制閥------------------------------------------------------------------------428.2.3 方向控制閥------------------------------------------------------------------------428.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算-----------------------------------438.3.1 管路---------------------------------------------------------------------------------438.3.2 過濾器的選擇---------------------------------------------------------------------448.3.3 輔件的選擇------------------------------------------------------------------------458.4 液壓元件的連接--------------------------------------------------------------------458.4.1 液壓裝置的總體布置------------------------------------------------------------458.4.2 液壓元件的連接------------------------------------------------------------------46第九章 油箱及附件---------------------------------------------------------------------479.1 油箱的容積--------------------------------------------------------------------------479.1.1 按使用情況確定油箱容積------------------------------------------------------479.1.2 按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計算確定油箱容量---------------------------------------47第十章 液壓泵站的選擇---------------------------------------------------------------5010.1 液壓泵站的組成及分類----------------------------------------------------------5010.2 液壓泵站的選擇-------------------------------------------------------------------50第十一章 液壓缸的結構設計---------------------------------------------------------51內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 4 –11.1 缸筒----------------------------------------------------------------------------------5111.1.1 缸筒與缸蓋的連接形式--------------------------------------------------------5111.1.2 強度計算--------------------------------------------------------------------------5211.1.3 缸筒材料及加工要求-----------------------------------------------------------5311.1.4 缸蓋材料及加工要求-----------------------------------------------------------5411.2 活塞和活塞桿----------------------------------------------------------------------5411.2.1 活塞和活塞桿的結構形式-----------------------------------------------------5411.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求-----------------------------------------------5511.3 活塞桿導向套----------------------------------------------------------------------5611.4 排氣裝置----------------------------------------------------------------------------5611.5 進出油口尺寸的確定-------------------------------------------------------------5711.6 密封結構的設計選擇-------------------------------------------------------------57第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗算---------------------------------------------------------58總結------------------------------------------------------------------------------------------60參考文獻------------------------------------------------------------------------------------61內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 5 –摘 要 本次設計的題目是全液壓升降機的設計，它主要包括三個部分的內(nèi)容：主機的設計，液壓系統(tǒng)的設計，控制部分的設計。在本設計中將液壓系統(tǒng)的設計做為主要的內(nèi)容進行設計，主機的設計根據(jù)升降臺工作時的主要工作部件進行大概的估算。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。關鍵字：升降機 液壓系統(tǒng) 執(zhí)行元件ABSTRACTThis design topic is the entire plunger elevator design, it mainly includes three partial contents: Host computer design, hydraulic system design, control section design. Makes in this design the hydraulic system design for the main content carries on the design, time the host computer design basis shengjiang--tai work main working part carries on the general estimate. The hydraulic system design has mainly included the power supply, checks the part, the functional element, auxiliary part 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 6 –design. The control section design for supplements the part, mainly designs the check circuit diagram.Keywords: Elevator hydraulic system functional element第一章 緒 論這次畢業(yè)是學校為我們每個工科學生安排的一次實踐性的總結，使就業(yè)前的一次大練兵，是對每個學生四年來所學知識的總體檢測，使我們?yōu)檫M入工廠工作做好了準備。本次設計的主要任務是液壓升降臺的設計，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(chǎn)流水線高度差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，采用液壓系統(tǒng)有以下特點：（1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)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%。（2）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。（3）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速， （調(diào)速范圍可達到 2000） ，還可以在運行的過程中實現(xiàn)調(diào)速。（4）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(diào)解或控制。（5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 7 –（6）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。我國的液壓技術是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。自從 1952 年試制出我國第一個液壓元件——齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國產(chǎn)品，自行設計開發(fā)和引進消化提高等幾個階段。進年來，通過技術引進和科研攻關，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具先進水平的產(chǎn)品。目前，我國的液壓技術已經(jīng)能夠為冶金、工程機械、機床、化工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。但是，我國的液壓技術在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術水品上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進口大量的液壓元件。今后，液壓技術的發(fā)展將向著一下方向：（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。（2）高度的組合化，集成化，模塊化。（3）和微電子技術結合，走向智能化?？傊簤汗I(yè)在國民經(jīng)濟中的比重是很大的，他和氣動技術常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。本次設計嚴格按照指導要求進行，其間得到老師和同學們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。由于本人水平和知識所限，其中錯誤在所難免，懇望老師予以指導修正。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 8 –第二章 工藝參數(shù)計工況分析2.1 升降級的工藝參數(shù)本設計升降機為全液壓系統(tǒng)，相關工藝參數(shù)為：額定載荷：2500kg最低高度：200 mm最大起升高度：1500mm最大高度：1700mm平臺尺寸：4000x2000mm電源：380v,50Hz2.2 工況分析本升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，和用于生產(chǎn)流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線、下線。工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度，高出給料機運送，大型部件裝配時的部件舉升，大型機庫上料、下料 。倉儲，裝卸場所，與叉車等裝運車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。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。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 9 –第三章 升降機機械機構的設計和計算3.1 升降機機械結構形式和運動機理 3.1.1 機械結構型式根據(jù)升降機的平臺尺寸 ，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可402m?知，該升降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： 液 壓 缸支 架液 壓 缸 支 架 載 荷圖 3.1 圖 3.1 所示即為該升降機的基本結構形式，其中 1.2.3.4.為支架，主要起支內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 10 –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繩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。通過這些機構的相互配合，實現(xiàn)升降機的穩(wěn)定和可靠運行。3.1.2 升降機的運動機理升降機的基本運動機理如下圖所示：圖 3.2兩支架在 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23,O活動支架，他們在液壓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 也不斷向傾斜位置運動，以使升降機升降。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 11 –o324651圖 3.3 初態(tài)時，上寫底板處于合閉狀態(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。3.2 升降機的機械結構和零件設計3.2.1 升降機結構參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺的工藝參數(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設 ( )，則 1、2、3 、4 支架的長度可以確定為x?0m?,即支架和地板垂直時的高度應大于 ,這樣才能保證其最,1.5)2h?? 1.5m大升降高度達到 ，其運動過程中任意兩個位置的示意圖表示如下： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 12 –N1 MOBCA圖 3.4 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)其水平位置的幾何位置關系可得： .40xt??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，x01x?23,O還會使支架的長度過長，造成受力情況不均勻。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，分別根據(jù)數(shù)學關系計算出 h 和 t。然后分xx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。（1 ） =0.4支架長度為 h=2-x/2=1.8m=h/2=0.9m2OC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：內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 13 –=221.80951.cos?????22(0.9).5()tlt??聯(lián)合上述方程求得：t=0.355ml=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（2 ） =0.6x支架長度為=2-x/2=1.7m=h/2=0.85m2OC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：=221.708.5cos?????22(0.8).()5tlt???聯(lián)合上述方程求得：t=0.32ml=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（3 ） =0.8x支架長度為=2-x/2=1.6m=h/2=0.8m2OC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：=221.60571.cos?????22(0.8).57()0tl???聯(lián)合上述方程求得：內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 14 –t=0.284ml=0.516m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：（4 ） x=0.4m ,受力圖如下所示：（5 ） x=0.6m ,受力圖如下所示（6 ） x=0.8m ,受力圖如下所示內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 15 –圖 3.5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??maxaxMw???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ax析上述 x=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 x=0.6m 時的結構作為升降機固定點 的最終值，由此便可23O以確定其他相關參數(shù)如下：t=0.32m. l=0.53m, h=1.7m 3.2.2 升降機支架和下底板結構的確定3.2.2.1 上頂板結構和強度校核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4000x2000x3mm 的汽車板，其結構形式大致如下所示：內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 16 –圖 3.7 沿平臺的上頂面長度方向布置 4 根 16 號熱軋槽剛，沿寬度方向布置 6 根10 號熱軋槽剛，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。滑槽的具體尺寸根據(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 =1hbdtr?,截面面積為 ，理論重量為 ，16058.10.5m??25.16cm9.752/kgm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37c= ,截面面積為 ，理論重1hbdtr48..42?21.84c量為 ，抗彎截面系數(shù)為 。0./kgm397cm其質(zhì)量分別為：4 根 16 號熱軋槽剛的質(zhì)量為：19.752316kg???6 根 10 號熱軋槽剛的質(zhì)量為：20.m菱形汽車鋼板質(zhì)量為： 345.624.8kg??內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 17 –3.2.2.2 強度校核升降臺上頂板的載荷是作用在一平臺上的，可以認為是一均布載荷，由于該平板上鋪裝汽車鋼板，其所受到的載荷為額定載荷和均布載荷之和，其載荷密度為：Fql?F 汽車鋼板和額定載荷重力之和。 Nl 載荷的作用長度。m,沿長度方向為 16m,寬度方向為 12m.其中 12=(m)gG?額 載帶入數(shù)據(jù)得：F=29604N沿長度方向有： Fql?帶入數(shù)據(jù)有： 29604185N?分析升降機的運動過程，可以發(fā)現(xiàn)在升降機剛要起升時和升降機達到最大高度時，會出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況 ，故強度校核只需要分析該狀態(tài)時的受力情況即可，校核如下：其受力簡圖為：圖 3.8該升降臺有 8 個支架，共有 8 個支點，假設每個支點所受力為 N，則平很內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 18 –方程可列為：即 0Y??80NF??將 N 帶入上式中：29604F?15根據(jù)受力圖，其彎矩圖如下所示：AB 段： ()2qMxx??=1850-925 （ ）01.7xm?BC 段： 2()(1.7)xNx?=3700x-3145-925 （ ）..3xCD 段與 AB 段對稱。圖 3.9由彎矩圖可知該過程中的最大彎矩為 ： max1850N??根據(jù)彎曲強度理論：??max?axsMWn???內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 19 –即梁的最大彎曲應力應小于其許用彎曲應力。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 3m沿長度方向為 16 號熱軋槽鋼 63170W???鋼的屈服極限 S?25sMPa?n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)：=max61850.7sPan?????85a由此可知，強度符合要求。升降臺升到最高位置時，分析過程如下：與前述相同： 1850N?彎矩如下： FA 段： ( )2()qMx1.7xm?=925 2AB 段： ( )()0.9)xNx??0.91.7x?= 218565BC 段： ( ) 2().)(.)qMxx??.2.3xm= 3704819?CD 段與 AB 段對稱，AF 段和 DE 段對稱.內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 20 –圖３．９由彎矩圖可知該過程中的最大彎矩為 ： max193.5N??根據(jù)彎曲強度理論：??axmaxsMWn???即梁的最大彎曲應力應小于其許用彎曲應力。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 沿長度方向為 16 號熱軋槽鋼 363170???鋼的屈服極限 S?25sMPa??n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)：=max6193.250.7sPan?????85a由計算可知，沿平臺長度方向上 4 根 16 號熱軋槽鋼完全可以保證升降臺的強度要求。同樣分析沿寬度方向的強度要求：內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 21 –均布載荷強度為： Fql?F 汽車板及 16 號槽鋼與載荷重力 l 載荷作用長度 2x6=12m帶入相關數(shù)據(jù)， 2307/qNm?受力圖和彎矩圖如下所示：（ ）()2qMxx??02xm?= 218503.圖３．１０由彎矩圖知： max69.5MN?最大彎曲應力為： ??max17.6MPW???故寬度方向也滿足強度要求。3.2.2.3 支架的結構支架由 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內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 22 –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。每根支架的上頂端承受的作用力設為 N.則有等式：1238()NmgG??額 載求得：N=3848N分析支架的運動形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支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(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提高效率的原則，再次宜簡化處理，簡化的原則時去次留主，即將主要的力和重要的力在計算中保留，而將對梁的變形沒有很大影響的力忽略不計，再不改變其原有性質(zhì)的情況下可以這樣處理。根據(jù)甘原則，再次對制假所收的力進行分析，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厚道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，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 3.11所產(chǎn)生的彎矩為：N? MNL??內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 23 –每個支架的支點對上頂板的作用力 NN?L 液壓缸與支架鉸合點距支點之間的距離 m代入數(shù)據(jù)： 3840.5239M??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??sWn??式中： M 支架上所受到的彎矩 NmW 截面分別為 a,b 的長方形抗彎截面系數(shù)236abWm???sn??1.5所選材料為碳素結構鋼 s 235Q235SMPa?將數(shù)據(jù)代入有： 29035ab??求得： 78cm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2378abcm?度要求，取 ，則其 符合強度要求。5,3.acb?238.5?這些鋼柱的質(zhì)量為： 434810.91.8abh Kg??????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。3.2.2.4 升降機底座的設計和校核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，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)生過大大變形，其具體參數(shù)見裝配圖。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 24 –第四章 升降機系統(tǒng)的設計要求液壓系統(tǒng)的設計在本升降臺的設計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設計，它與主機的設計是緊密相關的，往往要同時進行，所設計的液壓系統(tǒng)應符合主機的拖動、循環(huán)要求。還應滿足組成結構簡單，工作安全可靠，操縱維護方便，經(jīng)濟性好等條件。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(jīng)轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為0~~~2500Kg，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. 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 25 –第五章 執(zhí)行元件速度和載荷5.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置類型選擇：表 5.1 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 5.1 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 個完全相同內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 26 –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，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內(nèi)擺動，錢莊的位置為圖 3.6 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。5.2 速度和載荷計算5.2.1 速度計算及速度變化規(guī)律參考國內(nèi)升降臺類產(chǎn)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 m/s L 液壓缸的行程 mt 時間 s 當 時：40s?=0.01325maxin0.534lvt?/s當 時：50ts?min.0.16/lvmst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)。5.2.2 執(zhí)行元件的載荷計算及變化規(guī)律執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運動必須克服其阻力才能運內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 27 –行，因此在次計算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運動的切削力 ，運動部件之間的摩擦阻力 ，密封裝置的摩擦阻力 ，起動制動或F切 F磨 F密換向過程中的慣性力 ，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力 ，即液壓缸的總F慣 背阻力也就是它的最大牽引力： =+F?切 磨 密 慣 背（1）切削力。根據(jù)其概念：阻礙工作運動的力，在本設計中即為額定負載的重力和支架以及上頂板的重力：其計算式為： F??切 額 載 支 架 上 頂 板（2）摩擦力。各運動部件之間的相互摩擦力由于運動部件之間為無潤滑的鋼-鋼之間的接觸摩擦，取 ，0.15?其具體計算式為： 234FG=mg+G??磨 額 載 （ +）式中各符號意義見第三章。（3）密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計算：O 形密封圈： 液壓缸的推力 F0.3-?密Y 形密封圈： 1 =fpdh?密f 摩擦系數(shù)，取 f0.?p 密封處的工作壓力 Pad 密封處的直徑 m 密封圈有效高度 m 1h密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗公式計算，一般取 F051F?密 （ .-）（4）運動部件的慣性力。其計算式為： GvFagtt????切慣式中： G 運動部件的總重力 Ng 重力加速度 2m/s內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 28 –啟動或制動時的速度變量 m/s v?起動制動所需要的時間 st對于行走機械取 ，本設計中取值為20.51m/st??20.4m/（5）背壓力。背壓力在此次計算中忽略，而將其計入液壓系統(tǒng)的效率之中。由上述說明可以計算出液壓缸的總阻力為： F=+F?切 磨 密 慣= 1234123(m)gG(m)gG?????額 載 額 載v0.5gt??切 切=(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x 9.8+(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500) 9.8 0.05 ?=40KN液壓缸的總負載為 40KN，該系統(tǒng)中共有四個液壓缸個液壓缸，故每個液壓缸需要克服的阻力為 10KN。該升降臺的額定載荷為 2500Kg ，其負載變化范圍為 0—2500Kg，在工作過程中無沖擊負載的作用，負載在工作過程中無變化，也就是該升降臺受恒定負載的作用。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 29 –第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定6.1 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 6.1 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 。6.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)6.2.1 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(chǎn)生向上的推力，因此計算時只取液壓油進入無桿腔時產(chǎn)生的推力：F= 2cmpD4??式中： p 液壓缸的工作壓力 Pa 取 p= 5(20-3)1Pa?D 活塞內(nèi)徑 m 0.09m 液壓缸的效率 0.95cm?代入數(shù)據(jù):內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 30 –F = 325(901)()10.94????F = 10.3KN即液壓缸工作時產(chǎn)生的推力為 10.3KN。表 6.1回 路 特 點進 油 路 調(diào) 速進 油 路 調(diào) 速回 油 裝 被 壓 閥回 油 路 調(diào) 速 背 壓 值1-2x056系 統(tǒng) 被 壓 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù)6.2.2 缸筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計算缸筒內(nèi)經(jīng)，計算式如下： 要求活塞無桿腔的推力為 F 時，其內(nèi)徑為：4cmDp???式中： D 活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m F 無桿腔推力 NP 工作壓力 MPa 液壓缸機械效率 0.95cm?代入數(shù)據(jù)： D= =0.083m34102.95?內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）- 31 –D= 83mm 取圓整值為 D=90mm液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標注值是因為活塞和活塞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(jīng)標準化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應該標準化，以便選用標準件。6.2.3 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受拉時： (0.35)dD??受壓時： pMPa?(0.35)dD??77?.該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa ,取 。5Pa?0.5,4dDcm?（2）活塞桿的強度計算活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行：??62104Fd??????式中： F 活塞桿的推力 Nd 活塞桿直徑 m材料的許用應力 MPa 活塞桿用 45 號鋼 ???,340,2.5sMPann???代入數(shù)據(jù)：363210.4(5)??=6.3MPa

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