滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)

1、1緒論11課題研究的目的及意義1.1.1滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)的目的 1、理論目的：綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程、液壓技術(shù)，材料力學(xué)及其他與相關(guān)課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密 結(jié)合起來，從而使已有知識(shí)學(xué)有所用，并得到進(jìn)一步的鞏固和提高。2、實(shí)踐目的：在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計(jì)技能，提高分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能 力，為今后的設(shè)計(jì)制造工作打好的基礎(chǔ)。3、通過液壓升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在計(jì)算、繪圖、運(yùn)用程序軟件和熟悉設(shè)計(jì)資料（包括設(shè)計(jì)手冊(cè)、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行評(píng)估方面得到實(shí)際訓(xùn)練,

2、 增強(qiáng)口主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。1. 1. 2滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)的意義隨著當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)與液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)對(duì)生產(chǎn)率的要求也越 來越高，因此，在人類社會(huì)工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，升降平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)的液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)是一種新型 的液壓升降機(jī)，主要由機(jī)械元件和液壓系統(tǒng)等組成。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)適 合于車間、倉庫、車站、碼頭等場(chǎng)所，且由于只需要簡(jiǎn)單動(dòng)力，不會(huì)產(chǎn)生火花和 電磁場(chǎng)，故特別適合搬運(yùn)易燃、易爆物品，這種升降機(jī)對(duì)捉高搬運(yùn)效率、減輕勞 動(dòng)強(qiáng)度等都具有重要意義。此外，滾輪式腳踏式液圧升降臺(tái)根據(jù)使用耍求，可配 置其它附加裝置，并可任意多項(xiàng)

3、或組合，能達(dá)到更好的使用效杲。因此我們有必 耍對(duì)它進(jìn)行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來源于生產(chǎn)第一線，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具 有實(shí)用價(jià)值，已經(jīng)有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)。我們可以參考現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品機(jī)構(gòu)更合理、更實(shí)用、更可靠。1.2內(nèi)外液壓技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1研究現(xiàn)狀學(xué)丄論文液壓升降機(jī)的核心部件在于液壓提升設(shè)備，因此國內(nèi)外對(duì)液壓提升設(shè)備主 耍進(jìn)行動(dòng)力分析和運(yùn)動(dòng)分析，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。如液壓缸 的推力速度，作用時(shí)間，內(nèi)徑，液壓升降機(jī)行程及活塞桿直徑等。為避免液壓缸 體積大且沉重、不便拆裝、用途單一、價(jià)格高、長時(shí)間暴露在外面易老化腐蝕, 造成無謂的損害，久后會(huì)使連接處漏水等缺

4、點(diǎn)。它通常采用35、34號(hào)或無縫鋼管 做成實(shí)心桿或空心桿，為了提高耐磨性的防銹蝕，目前國內(nèi)傳統(tǒng)工藝是表面鍍碩 珞（鍍層厚度0.020. 05mm）并拋光，其表面粗糙度ra為160.4umo由于鍍 鉆對(duì)人、環(huán)境污染嚴(yán)重，屈國家環(huán)保線值項(xiàng)目，且鍍層不均勻，液壓捉升設(shè)備的 工作液壓提升設(shè)備其實(shí)也就是個(gè)最簡(jiǎn)單的油缸了通過手動(dòng)增壓稈（液壓手動(dòng)泵） 使液壓油經(jīng)過一液壓提升設(shè)備是液壓缸的重要部件。1. 2. 2發(fā)展趨勢(shì)隨著全球科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界液壓升降臺(tái)工業(yè)相繼發(fā)生了一系列重大 的技術(shù)革命，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模，降低了產(chǎn) 品熱耗、能耗，冇效控制了煙塵、粉塵、冇害氣體的排放，

5、由此引發(fā)了世界液壓 技術(shù)工業(yè)快速發(fā)展，解決了全球?qū)σ簤寒a(chǎn)品的巨大需求。在最近20年，世界液 壓工業(yè)新技術(shù)絕大部分是在上世紀(jì)幾大創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)或發(fā)展的，這些新 技術(shù)包括降低熱耗、提高自動(dòng)化程度、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、利用廢物、環(huán)境保護(hù)、產(chǎn) 品深加工等方面。其小玻璃鋼/復(fù)合材料的技術(shù)有著良好的發(fā)展前景，就是要大 力開拓玻璃鋼/復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，不斷提高先進(jìn)性能。此外，隨著人們生活 水平的捉高，建筑而積不段增加，像車間、倉庫等而積小又急需節(jié)省人力資源， 提高勞動(dòng)效率高，減少噪音和污染的場(chǎng)所，腳踏式液圧升降平臺(tái)車應(yīng)運(yùn)而生。國 內(nèi)外研究人員止針對(duì)這些場(chǎng)所，根據(jù)人們的不同需耍在不斷的完善升降平臺(tái)車的 結(jié)構(gòu)

6、性能，改變體積的大?。⊙邪l(fā)出能夠更加實(shí)現(xiàn)重物的平穩(wěn)升降、節(jié)省人力、 占用空間小、安全可靠并能迅速地對(duì)承載物重量的改變做出反應(yīng)的腳踏式液壓升 降平臺(tái)車。13本課題研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)課題主要研究?jī)?nèi)容包括滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車的總體方案論 證選擇、液壓系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算選型、零部件設(shè)計(jì)、材料選擇 首先對(duì)液壓升降技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析研究，結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布 置方式分析比較，并根據(jù)要求對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算最終確定液壓 執(zhí)行元件-液壓缸，通過對(duì)較架的各項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與較架的載荷要求，設(shè)計(jì)岀一種高效節(jié)能無污染，且運(yùn)用廣泛的滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車。2滾輪式腳踏式液

7、壓升降平臺(tái)車的總機(jī)設(shè)計(jì)2. 1總體方案的分析比較和確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)要求，滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車的設(shè)計(jì)需達(dá)到以下要 求：額定載重量500kg,升降臺(tái)最大升高高度在950毫米到1050毫米z間，通過 腳踩腳踏式液壓泵提起貨物，要求后輪固定，設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全, 剎車安全可靠?？稍谏虄?nèi)任意位置停止升降。經(jīng)過多方面考慮，對(duì)滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車的設(shè)計(jì)初擬定兩種方案，方案一分析：如圖2-1所示，液壓升降臺(tái)采用的液壓缸兩端都可在一定空間 內(nèi)自由活動(dòng)，這樣一來對(duì)液壓缸易受到徑向剪切力和較大彎矩，從而對(duì)其壓桿穩(wěn) 定性要求很高。從外形結(jié)構(gòu)上來說，尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和力的計(jì)算都很復(fù)雜，而且 要

8、滿足升降臺(tái)升降時(shí)的最大最小高度，需要較大的液壓缸行程。此外從安全方面 考慮，與液壓缸上端作用點(diǎn)相連接的肋板部分作用在連接較架的軸上，則軸對(duì)該 處較架截面作用力將很大，則該截面可能成為危險(xiǎn)截面。且當(dāng)液壓缸活塞到底部 時(shí)，升降臺(tái)還可能將有較大高度，不能滿足升降臺(tái)最低高度的設(shè)計(jì)要求。方案二分析：如圖2-2所示，該方案和方案一不同之處之一在于，液壓缸一 端通過軸固定在底座上，另一端通過肋板固定在較架上，這樣液壓缸的一端繞另 一端在某個(gè)較小角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，能保證液壓缸具有較好的壓桿穩(wěn)定性，而且液壓缸 作用在較架的實(shí)心截面處，使較架受力分配較均勻。另外，在此方案中，液壓缸 的作用點(diǎn)較低，那么的液壓缸的行程只需

9、變化很小，便載物臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)較大幅 度的升降，易于滿足設(shè)計(jì)要求，因此它能節(jié)省工作人員的體力，提高工作人員的 工作效率。通過以上的方案分析，木滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車采用方案二設(shè)計(jì)。2. 2液壓升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車主要由動(dòng)力源和機(jī)架兩部分組成，動(dòng)力源部分 主要由腳踏式液壓泵和單作用液壓缸組成，機(jī)架部分由工作平臺(tái)，內(nèi)外剪式較架 板和底座導(dǎo)軌椚，支撐板等構(gòu)件組成（如圖23所示）。滾輪式腳踏式液壓升降平臺(tái)車的運(yùn)動(dòng)原理如下所述：首先，升降平臺(tái)的升降是通過液壓缸的仲縮運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)地的。液壓缸一端通 過軸和兩肋板與外錢架相連。另一端通過軸固定在底座導(dǎo)軌椚的中部位置;其次, 內(nèi)

10、、外餃架與導(dǎo)軌槽連接的方式為：圖示餃架右端通過安裝了軸承的滾輪與上下 導(dǎo)軌槽相連接，圖示餃架左端通過餃支連接同定在上下導(dǎo)軌槽左部；腳踏式液壓 泵經(jīng)過油管與液壓缸相連，則當(dāng)腳踩液壓泵腳踏板時(shí)，油壓將頂起液壓缸使柱塞 伸出，當(dāng)卸荷時(shí)，重物的重力將使肋板壓縮柱塞，使柱塞回縮進(jìn)去。由前述的連 接方式得，與外餃架5右側(cè)，內(nèi)餃架3右側(cè)相連接的滾輪將左右滾動(dòng)，從而工作平 臺(tái)將上升或下降，起到升降貨物的作用。此外，萬向腳輪10上安裝有剎車，方便 在搬運(yùn)貨物的時(shí)候升降臺(tái)不會(huì)移動(dòng)。圖23液壓升降平臺(tái)車結(jié)構(gòu)1單向腳輪，2液壓缸，3內(nèi)餃架，4一平臺(tái)導(dǎo)軌槽，5外錢架，6工作平 臺(tái)7手推扶桿，8液壓泵，9底座支撐板，10

11、萬向腳輪，11底座導(dǎo)軌槽3升降臺(tái)尺寸初步分析計(jì)算3.1升降臺(tái)高度的計(jì)算(1) 、設(shè)計(jì)升降臺(tái)最大高度為950至1050inm之間，可取/?niax = 1000mm左右,而 升降臺(tái)最小高度設(shè)計(jì)為hmn二435mm；(2) 、選用滾輪時(shí),因滾輪為標(biāo)準(zhǔn)件，可選取其直徑為150mm,則輪子底部至升 降臺(tái)底座支撐板底部的距離，即滾輪機(jī)構(gòu)總體高度可選為t二200mm；(3) 、試選上端導(dǎo)軌槽整體高度ta =50mm,底座導(dǎo)軌槽整體厚度t2 =60mm,則未考慮 平臺(tái)厚度的情況下，上端導(dǎo)軌槽固定較支中心與底座固定較支中心的距離為：a 升降臺(tái)處于最大高度時(shí)，h(l = /?max-(t +=1000-(200

12、+ + ) =745mm° max 2 222b升降臺(tái)處于最小高度時(shí)，"簡(jiǎn)一(t+®+生)=435-(200+ + )=180mm2 22232相關(guān)角度的計(jì)算若設(shè)液壓缸作用點(diǎn)中心與平臺(tái)底部距離為r4=10mm,則底座固定較支中心至液壓缸作用點(diǎn)屮心的垂直距離為：薩hh-t4 =180-10-一二145mm。2 2由升降平臺(tái)尺寸為1010x520mm,則可設(shè)升降臺(tái)處于最低高度吋，底座固定較 支中心與活動(dòng)較支中心兩點(diǎn)距離為d二850mm。則 tan=- = =0.2117 => = 12°t/850則 2l= j礦 + =869mm從而 sin = =

13、-=0. 8575 => & = 59°-2l 869-以上2l較架長度；o-升降臺(tái)最低高度時(shí)較架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；升降臺(tái)最大高度時(shí)較架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；此吋升降臺(tái)處于最大高度時(shí)冇，底座固定較支中心與活動(dòng)較支中心兩點(diǎn)距離為 e二二丄丄二448mmn°二435nmi。這說明當(dāng)升降臺(tái)處于最大高度時(shí)，所承受 tantan 592重物作用屮心仍介于平臺(tái)固定餃支屮心與活動(dòng)較支屮心之間，使得平臺(tái)傾覆的可 能性極小，滿足穩(wěn)定性要求。3. 3液壓缸作用結(jié)構(gòu)圖分析如下兩圖3-1、3-2中：圖3-1升降臺(tái)結(jié)構(gòu)分析n圖3-2液壓缸作用簡(jiǎn)化圖學(xué)上論文若令, ce

14、=p ,則/=ri由確定；設(shè)計(jì)當(dāng)升降臺(tái)達(dá)最大高度時(shí)，液壓缸作用點(diǎn)中心與底座固定較支中心連線ce處于垂直位置，即與水平成90。，則當(dāng)&-12° 吋，ce x sjn(0 + q)=g=145mm； 當(dāng) 0=02 = 59° 時(shí)，0 + 2 = 90° => 0 二 31°由上得p 二 ce 二7；sin(0 + 0j145sin(31° + 12°)=213mm現(xiàn)將液壓泵的支撐點(diǎn)作用于底座中心d點(diǎn)，則m 二 cd 二一二425mm2現(xiàn)計(jì)算液壓缸中心線（線cd）到c點(diǎn)的距離n的大小 對(duì)于aced,由而積關(guān)系可有：s&

15、ef + sacdf = saced，從而得:n p-sin/? + m n sin = m p sin (0 + 0)2 2 2n n - (p-sin/? + m-sin) = m psin (0 + 0)»/psin (0 + 0)psin0 + msin將 p=213mm, m二425mm, 0 二31° 代入上式得:425x213xsin (31° + 0)n =213xsin3r+425xsin825sin (31°+0)l + 3.87sin&4升降臺(tái)受力及力矩分析4. 1整體受力分析圖升降臺(tái)在整體受力如圖4-1,w irg/242

16、外較架受力分析圖外餃架l1受力分析如圖4-2,圖4-2外餃架受力分析圖fybh2hl圖中：d = ncos0, d2 =（2/-n）cos ;h、= n sin 0, h2 =（2/ -n）sin 0 ;43內(nèi)錢架受力分析圖內(nèi)較架l2受力分析如圖4-3,xx圖4-3內(nèi)較架受力分析圖圖屮；兀=/ cos 0 ,y = z sin;y = x tan ;以上了圖中所示力的方向皆為事先假設(shè)力的方向，其中規(guī)定水平方向（x方向） 向上為正，向下為負(fù)；豎直方向（y方向）向右為正，向左為負(fù)。4. 4力和力矩的分析計(jì)算4. 4. 1較架上端較支受力先忽略平臺(tái)自重，則由上圖 因?yàn)?vv+/? = 2/cos/9

17、,g rgrgr所以x2 w + /?2x2/ cos 04/ cos 0_ gw4/ cos 0ifu久gw4x臺(tái)導(dǎo)軌槽間的摩擦系數(shù)),則至此能計(jì)算出尸“、仏、f,(,、fyh4. 4. 2整體受力分析計(jì)算對(duì)平臺(tái)，重物及兩餃架組成的整體進(jìn)行受力分析:(4. 1)工兀二0 ofcos0|+© + f/ot° =0 => fsin+fyc + f兄-字 04. 4.3內(nèi)、外錢架單獨(dú)受力分析對(duì)l1單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析：t藝兀=0 => -fcos/?! +fxe + fxo + fxh =0工 y =0 n fsin 艮 + f.廠仏-5=0由、得fxd=fxo+f

18、xb>由、得與-f廠f".對(duì)l2單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析：i工兀二° 二5 + fg - fg =0t二0 nfyo + fyd_fya=0tplease contact q 3053703061give you令 x = lcos0 ,月有 w + r = 2x土為軸承滾輪與平more perfect drawings114總計(jì)生產(chǎn)成本由以上可知生產(chǎn)成木=直接材料成木+直接人工成木+制造成木=1550+266+148=1964 元。參考文獻(xiàn)1 . t. moi4ta, y. sakawa, modeling and control of power shovel, transactions of stce 22 1 1986 69 - 75.2 濮良貴等.機(jī)械設(shè)計(jì)北京:高等教育出版社,20063 孫恒等.機(jī)械原理北京:高等教育出版社,20064 .左鍵民.液壓與氣壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20085 .章宏甲.液壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20026 .楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國防工業(yè)出版社，19967 .徐澈.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19958 .劉新德.袖珍液壓氣動(dòng)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20049 .葉玉駒等.機(jī)械制圖手冊(cè).北