3749 液壓升降臺設計

3749 液壓升降臺設計,液壓,升降臺,設計 升降臺零件表序號 代號 名稱 數量材料（型號）重量 備注1 SJT-01 上板面 1 Q2352 SJT-01 上板架 1 焊接體3 SJT-02 支撐柱 4 45號鋼4 SJT-03 內連桿 1 焊接體5 SJT-04 下板架 1 焊接體6 SJT-05 軸耳 4 Q2357 SJT-06 外連桿 1 焊接體8 液壓缸 1 HSGK01-100/70E 外購件9 液壓缸底座 2 HT20010 輪 4 45號鋼 ￠70×2011 SJT-07 油箱 1 焊接體12 SJT-001 電動機 1 Y90S-413 套 2 黃銅 ￠70×7514 SJT-08 固定鉸接處 4 40Cr15 軸 2 45號鋼 ￠100×114016 軸 3 45號鋼 ￠100×99017 SJT-002 聯軸器 1 LM318 SJT-002 梅花彈性體 1 聚酯型聚氨酯19 SJT-003-01 閥塊 1 45號鋼液壓元件表序號 型號 名稱 流量 數量 材料 備注1 油箱 1 Q2352 EF3-40 空氣濾清器 1SJT-003 YB1-16 葉片泵 13.6L/min 14 KF-L8/12E 壓力表開關 15 L1-25B 單向節(jié)流閥 25L/min 16 IY-25B 液控單向閥 25L/min 17 TLW-25 吸油濾油器 25L/min 1SJT-001 8 34D-25BH 電磁換向閥 25L/min 19 Y1-25B 溢流閥 25L/min 1SJT-00310 Y-60 壓力表 111 HSGK01- 100/70E 液壓缸 2外購件12 JB827-66 管道 25L/min 10號鋼13 JB966-77 焊接式管接頭 25L/min 10 無縫鋼管SJT-07注：液壓元件表中，備注中注明的為零部件代號。標準件表序號 代號 名稱 型號 數量 材料 備注1 GB6175-1986 螺栓 M24×100 8 45號鋼 SJT-002 GB119-1986 圓柱銷 60×180 2 45號鋼 SJT-002 GB119-86 圓柱銷 48×100 2 45號缸 SJT-003 GB5782-86 螺栓 M6×30 4 45號鋼 SJT-004 GB859-87 彈簧墊圈 M24×100 4 65Mn SJT-005 GB892-86 軸端擋圈 ￠80 2 45號鋼 SJT-006 GB119-1986 圓柱銷 60×180 4 45號缸 SJT-007 GB1096-79 鍵 4×35 1 45號鋼 SJT-0018 GB5781-2000 螺栓 M6×12 8 45號鋼 SJT-009 GB/T68-2000 螺釘 M10×100 4 45號鋼 SJT-0010 GB5780-86 螺栓 M10×50 4 45號鋼 SJT-00注：標準件表中，備注中注明為部件代號。 編 號 20055020 江西農業(yè)大學 工學院畢 業(yè) 設 計 材 料專 業(yè) 機械設計制造及其自動化學生姓名 王煥云材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數量 備注1 畢業(yè)設計任務書 12 畢業(yè)設計論文 13 液壓元件表 14 零件表 15 標準件表 16 CAD 圖紙 14二〇〇九年五月題 目 液壓升降臺 學校代碼：10410序 號：055020本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 液壓升降臺 學 院： 工 學 院 姓 名： 王煥云 學 號： 20055020 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 年 級： 2005 指導教師： 龔水泉 二 OO 九年 五 月 江西農業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱液壓升降臺設計學生姓名 王煥云 院（系） 工學院 專 業(yè) 機制 052指導教師 龔水泉 職 稱 副教授 學 歷 本科畢業(yè)設計（論文）要求：有以下圖紙和技術文件：裝配圖零件圖液壓原理圖零件表液壓元件表標準件表設計說明書畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數：設計一臺液壓升降臺 主要技術參數如下：幅面 2600×1400 mm起升最大重量 3T起升最大高度 800mm畢業(yè)設計（論文）工作計劃：接受任務日期 2009 年 2 月 18 日 要求完成日期 2009 年 5 月 20 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日液壓升降臺i摘 要本次設計任務是液壓升降臺，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，帶動上板移動來實現的。該液壓升降臺主要由兩部分組成：液壓部分和機械部分。設計液壓部分時，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行了設計、選擇，并對其進行校核。經過計算后液壓缸直徑選定為70毫米，液壓泵選葉片泵。根據系統(tǒng)工作的最大功率選Y90S-4三相異步電動機。在確定泵后，又對其他的元輔件進行了合理的選擇，最后確定閥塊的設計及效率計算。機械部分主要由上板架、下板架、內連桿和外連桿四部分組成。通過設計、選擇機械部分材料與結構，并對其進行受力分析與強度校核，結果證明機械部分結構設計可以滿足要求，進一步完成了本次設計題目。關鍵詞：液壓；升降平臺；上板架；下板架；內連桿；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 管道的設計 ......................................................103.2.2 管接頭的類型 ....................................................103.3 油箱的設計 ..........................................................103.3.1 油箱的設計要點 ..................................................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 機械部分的受力分析 .....................................................175 機械部分的強度校核 .....................................................205.1 內連桿強度校核 ......................................................205.2 外連桿強度較核 ......................................................205.3 連接兩連桿的銷軸的強度校核 ..........................................22液壓升降臺iv6 總 結 .................................................................24參考文獻 .................................................................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，以液體的壓力能進行運動和動力傳遞的一種運動方式。它先通過能量轉換裝置（液壓泵） ，將原動機（電動機）的機械能轉變?yōu)橐后w的壓力能，再通過密封管道，液壓控制原件等，經另一能量轉換裝置（液壓缸、液壓馬達）將液體的壓力能轉換為機械能，以驅動負載，實現執(zhí)行機構所需要的直線或旋轉運動，與機械傳動相比，液壓傳動具有許多優(yōu)點，因此在機械工程中廣泛應用。液壓傳動操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速（調速范圍達 2000：1） ，它還可以在運動過程中進行調速，調速方便。液壓傳動簡化了機器結構，減少了零件的數目。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，又由于容易實現過載保護，因而壽命長。液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕、慣性小、反應快，液壓裝置易于快速啟動、制動和頻繁的換向，既易實現機器的自動化，又易于實現過載保護，液壓元件實現了標準化、系列化、通用化，便于設計、制造和使用。但液壓傳動也有缺點，其主要缺點為：（1）液體為工作介質，易泄漏，油液可壓縮，故不能用于傳動比要求準確的場合。（2）液壓傳動中有機械損失、壓力損失、泄漏損失，故不宜作遠距離傳動。（3）液壓傳動對油溫和負載變化敏感，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的能源（如液壓泵站） ，液壓能不能像電那樣從遠處傳送；液壓元件精度高、造價高，所以需要組織專業(yè)生產。（5）液壓傳動裝置出現故障時不易查找原因，難以迅速排除。總之，液壓傳動優(yōu)點很多，而其缺點正隨著生產技術的發(fā)展逐步加以克服，因此，液壓傳動在現代工業(yè)中有著廣闊的應用和發(fā)展前景。5wT)液壓傳動在國民經濟各部門應用廣泛。常用于機床工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工程機械、農業(yè)機械、輕工機械、冶金機械、起重運輸機械、礦山機械、建筑機械、船舶港口機械、鑄造機械等。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備，由于升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡單，經濟實用，被廣泛應用于生產流水線和倉庫、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，物料上線、下線；工件裝配時調節(jié)工件高度；高處給料機送料；大型設備裝配時部件舉升；大型機床上料、下料；倉庫裝卸場所與叉車等搬運車輛配套進行貨物快速裝卸等。因此，對于液壓升降平臺的設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、經濟實用，本機適用于人造板生產線中各種板材加工設備進、出料端的等高推接合中間轉運。也可應用于類似用途的其它板形材料生產線中。液壓升降臺2優(yōu)勢：采用液壓傳動升降機構，升降平穩(wěn)、快捷、操作簡便、易于維護保養(yǎng)、節(jié)約能源。結構穩(wěn)固、故障率低、運行可靠、安全高效、維護簡單方便。 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)雖取得了很大的進步，但與主機發(fā)展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少差距，主要反映在產品品種、性能和可靠性等方面。液壓元件由于制造精度高，因而造價相對于機械零件要求高，為了做到經濟實惠，在選擇液壓元件時，盡量以國內同類產品代替國外產品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽液壓件廠的產品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因為，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。權衡了一下還是選擇了交流電源。同理，在一些產品性能不相上下時，我盡量選用了國內液壓件廠的產品。可以省去運費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，我們知道任何復雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡單的基本回路構成的。液壓元件又組成了基本回路。所以根據液壓系統(tǒng)的動作要求和性能特點選液壓元件組成液壓系統(tǒng)。這次畢業(yè)設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。所設計系統(tǒng)必須能完成舉升動作，并達到以上要求，考慮系統(tǒng)效率以及經濟上的一些問題。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能依據主機需要及系統(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動，電液閥處于中位時，液壓缸活塞停止運動，液壓泵可依靠閥中位機能實現卸荷功能。2.雙向泵換向回路 如圖 2-2 采用雙向泵的換向回路所示：當雙向液壓泵左側油口排油時，液壓缸活塞右行；通過調節(jié)變量機構(使斜盤傾斜方向或偏心方向改變)，使雙向液壓泵右側油口排油時，液壓缸活塞左行。圖中閥 K 為安全閥，Y 為補油泵溢流閥，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現差動缸的換向。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計中選擇了第一種換向方式，因為換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床或機電設備的執(zhí)行機構是沿垂直方向運動的，這些機床設備的液壓系統(tǒng)無論在工作或停止時，始終都會受到執(zhí)行機構較大重力負載的作用，如果沒有相應的平衡措施將重力負載平衡掉，將會造成機床設備執(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)行機構重力負載對液壓執(zhí)行元件的作用力，使之不會因自重作用而自行下滑，實現液壓系統(tǒng)對機床設備動作的平穩(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動部件的重力。當活塞下行時，由于回油路上存在一定的背壓來支承重力負載，只有在活塞的上部具有一定壓力時活塞才會平穩(wěn)下落；當換向閥處于中位時，活塞停止運動，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，順序閥調整壓力調定后，若工作負載變小，則泵的壓力需要增加，將使系統(tǒng)的功率損失增大。由于滑閥結構的順序閥和換向閥存在內泄漏，使活塞很難長時間穩(wěn)定停在任意位置，會造成重力負載裝置下滑，故這種回路適用于工作負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 為錐面密封結構，其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間在停止位置處不動。在回油路上串聯單向節(jié)流閥 2，用于保證活塞下行運動的平穩(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 被進油路上的控制油打開，回油腔因沒有背壓，運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閉，加速下降的活塞突然停止；閥 1 關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，由于液控單向閥時開時閉，使活塞一路抖動向下運動，并產生強烈的噪音、振動和沖擊。采用遠控平衡閥的平衡回路在工程機械液壓系統(tǒng)中常采用圖 2-4（c）所示的遠控平衡閥的平衡回路。這種遠控平衡閥是一種特殊閥口結構的外控順序閥，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)馬達或缸的油回油箱，泵從油箱直接吸油；閉式液壓系統(tǒng)馬達或缸回的油不回油箱直接去泵的進油口。開式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機構，低壓油直接返回油箱，有系統(tǒng)簡單、散熱條件好等優(yōu)點。閉式系統(tǒng)中油泵進油管直接與執(zhí)行機構的排油管相連通，形成一個閉合回路。為了補償系統(tǒng)中泄漏損失，還需有一個輔助供油泵，其優(yōu)點是 1）油箱所需容積小；2）無論是高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進入，運轉平穩(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)行機構運行方向，減少了換向時的沖擊。綜合以上傳動系統(tǒng)的特點我選用開式系統(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文件，擬定液壓系統(tǒng)原理圖對系統(tǒng)的性能及設計方案的合理性、經濟性具有決定性的影響。在以上基本回路確定的基礎上，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，構成一個結構簡單、工作安全可靠、動作平穩(wěn)、效率高、調整和維護保養(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，經濾油器、電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥進入液缸下端，使液缸的活塞向上運動，提升重物，液缸上端回油經電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過溢流閥進行調整，通過壓力表觀察壓力表讀數值。液壓升降臺81-油箱 2-濾油器 3-空氣濾清器 4-電動機 5-聯軸器 6-液壓泵 7-溢流閥8-壓力表開關 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)行元件結構參數的主要依據，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)的結構緊湊，但對元件的強度、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，使結構變得龐大，所以應根據實際情況選取適當的工作壓力，執(zhí)行元件工作壓力可以根據總負載值選取。系統(tǒng)壓力選定是否合理直接關系到整個系統(tǒng)設計的合理程度。根據我所要設計的機器的特點，并參照有關資料，我初選系統(tǒng)工作壓力 4MPa。確定液壓缸的主要結構參數：液壓缸一般來說是標準件，但有時也需要自行設計，液壓缸需要確定的主要結構尺寸是指液壓缸的內徑 D 和活塞桿的直徑 d。液壓缸的內徑 D 和活塞桿直徑 d 可根據最大總負載和選取的工作壓力來確定。取液壓泵的機械效率 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，取液壓缸的內徑為 100mm。桿徑比 d/D，一般按下述原則?。寒敾钊麠U受拉時，一般選取 d/D=0.3-0.5.當活塞桿手壓時，一般取 d/D=0.5-0.7。所以本設計我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7×100=70mm，根據液壓技術行業(yè)標準，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參數，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。轉速為 960r/min。（3）電動機選擇 電動機最大功率 P= pqtP=106×4×16×10-6×960/60=1.024kw根據資料 [6]表 11.4-1 取電動機為 Y90S-4。液壓升降臺11（4）聯軸器的選擇本次設計選擇聯軸器將電動機和液壓泵聯接起來。計算轉矩 Tca=KAT,查資料 [16]表 10.1 得：K A=2.2。名義轉矩 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計外，其余皆為標準件。3.2.1 管道的設計根據葉片泵的額定流量 13.6L/min,查資料 [6]表 10.5-1（JB827-66） 。根據推薦管路通過流量 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。各管接頭的特點如下：擴口式管接頭：利用管子端部擴口進行密封，不需其他密封件；結構簡單，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。 根據以上介紹的各種管接頭的特點，我選擇了焊接式管接頭，因為它的特點更適合于我所設計的系統(tǒng)。3.3 油箱的設計油箱的基本功能是：儲存工作介質；散發(fā)系統(tǒng)工作中產生的熱量；分離油液中混液壓升降臺12入的空氣；沉淀污染物及雜質。3.3.1 油箱的設計要點（1）油箱必須有足夠大的容積以滿足散熱、容納停機時因重力作用而返回油箱的油，操作時油面保持適當高度的要求；（2）油箱底部做成適當的斜度，并設放油塞，箱底應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。（3）從構造上應考慮清洗換油方便，應設置人孔，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）吸油管和回油管應盡量遠隔開，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）吸油側和回油側要用隔板隔開，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，油箱內壁應用好的耐油涂料。綜合以上的設計要點，我設計我的油箱,但由于機器工作不頻繁，所以沒有設計溫度計，并設計了兩個隔板。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,本設計取m=3,V=3x13.6=40.8L我所設計的油箱沒有設冷卻器，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)的故障大多數是由于油液中雜質而造成的，油液中的雜質會使液壓元件運動副的結合面磨損，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。按濾芯材料和結構形式，濾油器有以下幾種形式，其用途特性如下：（1）網式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護油泵。特性為結構簡單，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，油液經線液壓升降臺13間間隙和筒形骨架槽孔匯入濾芯內，再從上部孔道流出。過濾材料強度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結構簡單，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，需要經常更換紙芯；（4）燒結式濾油器 用于特別要求過濾質量的液壓系統(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，制造簡單，性能穩(wěn)定，濾芯的強度高，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微粒，但一般的磁性濾油器對其他非鐵質污染物不起作用，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，維護復雜； （6）片式濾油器 用于一般過濾，特性為強度大，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）通油能力滿足設計系統(tǒng)要求；（3）濾芯應有足夠的強度，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，我選擇了網式濾油器。泵的流量為13.6L/min。由于經驗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） ，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 壓力表開關選擇壓力表開關相當于一個小型轉閥式截止閥，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。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 轉速 960r/min電動機 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 查機械設計手冊取 D=40mm3.5 閥塊的設計我所設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。根據所選的以上幾種元、輔件的外形尺寸，初設計閥塊為 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)側壓口 4）油液進系統(tǒng)口 5）油液出系統(tǒng)口 6）溢流閥泄油口 7）溢流閥進油口 8）A 口 9）換向閥進油口 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 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，與管道的內徑成反比。缸的所需流量為 9.6L/min，管子公稱直徑為 8mm，根據資料 [5] 表 2-5，取液壓油的運動粘度為 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 Re 小于臨界雷諾數 2000，由此可推論出各工況下的進、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 機械部分的受力分析估算各構件的自重：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 μ=0.2，外負載 3000Kg。對上板進行受力分析如圖 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對外連桿進行受力分析如圖 4-2：圖 4-2根據受力平衡得：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對內連桿進行受力分析如圖 4-3：內連桿自重 1715N。液壓升降臺20圖 4-3根據力矩平衡原理：對 0 點取矩，并設 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 機械部分的強度校核5.1 內連桿強度校核圖 5-1由受力分析得：x=30000NFx2=1570NFy2=7851.75NFx3=155NFy3=17241Nsinα=540/2300，則 α=13o因為 α=β 所以 β=13o此內連桿材料為熱軋 16 號槽鋼，查標準 GB/T707-1988 得：高度 160mm，寬65mm，Wx=117cm 3, L=2218.7cm4,A=25.15cm2該內連桿的危險截面為 I-I 截面。軸力產生正應力為 θ′=Fx3/A=155/25.15×10 -4=6.16×104Pa彎距 Mx 產生正應力為 θ″=Mx/Wx=17241×0.7/117×10 -6=103×106Pa由兩種應力疊加后，可知，危險點在 I-I 截面上側和下側邊緣，分別為最大壓應力和最大拉應力。最大壓應力 θ1=θ′+θ″=0.062+103=103.062Mpa最大拉應力為 θ2=|θ′-θ″|=102.938Mpa查資料得，Q235 型槽鋼的彎曲靜許用應力[θ]=135Mpa,θ1<[θ]，θ2<[θ]，因此，內連桿各個截面均為安全截面。5.2 外連桿強度較核液壓升降臺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：查標準 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。軸力產生的拉應力為θ′=N/A=1570/25.15×10-4=0.62Mpa彎距 Mx 產生彎曲正應力為θ″=Mx/Wx=8625×1.15/117×10-6=84.78Mpa兩種應力疊加后，I-I 截面上、下邊緣點為危險點，分別產生最大拉應力和最大壓應力分別為：θ1=θ′+θ″=85.4Mpaθ2=|θ′-θ″|=84.16Mpa許用應力[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力為 120Mpa，因此，此銷安全。液壓升降臺256 總 結緊張而又辛苦的畢業(yè)設計很快就結束了，當我快要完成老師下達的任務時好高興，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請教。說實話，畢業(yè)設計真的有點累，因為自己比較笨，熬了好多次通宵。當我清理自己的設計成果時，仔細回味這段設計過程，真的學了很多很多東西。在本次畢業(yè)設計中，把我在這幾年中學習的知識進行了一次融會貫通，特別是對液壓傳動、機械設計、AutoCAD、機械制圖、工程材料、工程力學、互換性與測量技術等專業(yè)知識又進行了一次系統(tǒng)的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯系。有機的掌握了完成一次設計所需要的各個方面的知識。但由于本人的知識有限，因此在設計中不可避免的會出現一些這樣或那樣的問題，同時我覺得我在以后的設計中會把我的知識進行擴展，盡量把計算機與液壓結合起來，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的地方，那就是可以把升降臺加上車輪結構，用來使它更加的方便和靈活?？偟膩碚f這次畢業(yè)設計是比較成功的設計，它使我學到了很多有用的東西，拓寬了知識面。這五年所學的知識運用到畢業(yè)設計當中，為我的大學生活畫上了一個圓滿的句號。但是在設計的過程中也體現出我好多專業(yè)知識學的很不踏實，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，動手實踐能力好差，學的理論知識不會恰當的運用到實踐當中，在今后的生活、學習當中我會注意這方面能力的鍛煉。液壓升降臺26參考文獻[1]陳奎生主編，液壓與氣壓傳動. 武漢理工大學出版社,2001.8[2]馬慧，劉宏軍主編.機械制圖 2 版. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.5[3]王守誠，段俊勇主編.液壓元件及使用.北京：化學工業(yè)出版社，2007.1[4]田東等編著.AutoCAD2004 機械工程繪圖基礎教程.北京：機械工業(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)大學出版社，2005.8[6]崔洪斌，范春起編. AutoCAD 實踐教程（2005 版）.北京：高等教育出版社，2005.6[7]雷天覺主編.液壓工程手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，[8]成大先主編.機械設計手冊第三版第 4 卷.北京：化學工業(yè)出版社，1998 年重印 [9]趙關康，張國民主編.工程力學簡明教程（第 2）版.北京：機械工業(yè)出版社，1999，8[10]范欽珊主編.工程力學.北京：清華大學出版社，2005，8[11]機械工程手冊電機工程手冊編著委員會編.機械工程手冊第 6 卷機械設計（三）.北京：機械工業(yè)出版社[12]《機械設計手冊》聯合編寫組編.機械設計手冊下冊第二版.北京：化學工業(yè)出版社.[13]于永泗，齊發(fā)主編.機械工程材料[M]. 第六版,大連理工大學,2006[14]徐灝主編.機械設計手冊[M].機械工業(yè)出版社[15]王啟義主編.中國機械設計大典[M].江西科學技術出版社[16]楊明忠，朱家誠主編.機械設計[M].武漢理工大學[17]王昆等主編.機械設計、機械設計基礎課程設計.北京：高等教育出版社，1996[18]陸萍主編.機械設計基礎.濟南：山東科學技術出版社，2003.9（2008.1 重?。┮簤荷蹬_27致 謝在這次畢業(yè)設計中我的指導老師龔水泉老師給了我很大的幫助，在我遇到不明白或者不會的知識的時候及時的幫我講解，雖然我問的問題都很簡單，但龔老師還是耐心的一點一點給我講解，讓我以便于及時的進行我的設計。還有教過我的各位老師像金偉、張玉書、周艷輝、吳吉林、張廬陵、郭一彪、吳瑞梅、雷軍波等，雖然這些老師不是我的指導老師，但是他們教了我很多專業(yè)知識，謝謝這些老師多年的培養(yǎng)。還有我的同學趙相記、呂芳、茍婧婧，當我向他們請教問題的時候也是及其耐心的給我講解，幫助我解決了許多疑難問題。如果不是老師及同學的幫助，我可能現在還沒做好設計，真的謝謝大家，都不厭其煩地幫助我。在這里還要感謝一位無言的老師：圖書館。我在那里查閱了許多的專業(yè)書籍，并且在電子閱覽室：中國知網里面看了很多專業(yè)期刊雜志，掌握了大量的關于液壓及升降臺方面的知識，沒有它的幫助我也不會這么順利的完成我的畢業(yè)設計。對于上述的各位教授講師同學，我在這里再一次向你們表示最為真誠的感謝，我想老師需要的不是學生們給你們說了多好聽的話，你們最希望看到的是你們的學生會在今后的道路上更加的努力，有一個美好的明天。我想對你們說：敬愛的老師，你們放心，我會努力做好的，在未來的學習中我會嚴格要求自己。把最衷心的感謝再一次獻給你們。