機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化-全液壓升降機(jī)設(shè)計(jì)

1、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(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算73.1升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理73.1.1升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式73.1.1升降機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)理的分析73.2升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)93.2.1升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定93.2.2零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核14第四章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(lèi)型、數(shù)量、安裝位置235.2速度和載荷計(jì)算245.2.1速度計(jì)算及速度變化規(guī)律245.2.2執(zhí)行元件的載荷計(jì)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2

2、86.2.2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(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定316.2.5液壓缸的流量33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(kāi)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(jì)算及其連接378.1油泵和電機(jī)選擇378.1.1泵的額定流量和額定壓力378.1.2電機(jī)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(guò)濾器，其他輔助元件的選擇計(jì)算438.3

3、.1 管路438.3.2過(guò)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(jì)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(lèi)5010.2液壓泵站的選擇50第十一章液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5111.1 缸筒5111.1.1缸筒與缸蓋的連接形式5111.1.2強(qiáng)度計(jì)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(jié)構(gòu)形式5411.2.2

4、活塞、活塞桿材料及加工要求5511.3活塞桿導(dǎo)向套5611.4排氣裝置5611.5進(jìn)出油口尺寸的確定5711.6密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇57第十二章液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算58關(guān)60參考文獻(xiàn)61 本次設(shè)計(jì)的題目是全液壓升降機(jī)的設(shè)計(jì)，它主要包括三個(gè)部分的內(nèi)容：主機(jī) 的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，控制部分的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做為 主要的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，主機(jī)的設(shè)計(jì)根據(jù)升降臺(tái)工作時(shí)的主要工作部件進(jìn)行大概的 估算。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)又主要包括了動(dòng)力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的 設(shè)計(jì)。控制部分的設(shè)計(jì)為附加部分，主要設(shè)計(jì)控制電路圖。關(guān)鍵字：升降機(jī)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件abstractthis design topic

5、is the ent i re plunger elevator design, i t 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, timc the host computer design basis shengj iang-tai

6、 work main working part carries on the generalestimate.thehydtauliesystemdesignhasmainlyincludedthe power supply, checks the part, the functional element, auxi1iary part design. the control section design for supplements the part, mainly designs the check circuit diagram.keywords:elevator hydraulic

7、system functional e1ement第一章緒論這次畢業(yè)是學(xué)校為我們每個(gè)工科學(xué)生安排的一次實(shí)踐性的總結(jié)，使就業(yè)前的 一次大練兵，是對(duì)每個(gè)學(xué)生四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的總體檢測(cè)，使我們?yōu)檫M(jìn)入工廠工作 做好了準(zhǔn)備。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是液壓升降機(jī)的設(shè)計(jì)，升降機(jī)是一種升降性能好，適用 范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)，可用于生產(chǎn)流水線(xiàn)高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上 線(xiàn)，下線(xiàn)，共件裝配時(shí)部件的舉升，大型機(jī)庫(kù)上料，下料，倉(cāng)儲(chǔ)裝卸等場(chǎng)所，與 叉車(chē)等車(chē)輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。它釆用全液壓系統(tǒng)控制，采用液 壓系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：(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(dòng)力，在同等的功率 下，液壓裝置

8、的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓馬達(dá)的體積和重量只 有同等功率電機(jī)的12%。(2) 液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí) 現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向。(3) 液壓裝置可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，(調(diào)速范圍可達(dá)到2000),還可以在 運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。(4) 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)0動(dòng)化，他對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)解 或控制。(5) 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。(6) 液壓元件以實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化，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)還存在許多缺點(diǎn)，例如，液壓在傳動(dòng)過(guò)程中有較多的能量損失， 液壓傳動(dòng)易泄露，不僅污染工作場(chǎng)地，

9、限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而 且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及正確性。對(duì)油溫變化比較敏感，液壓元件制造精 度要求較高，造價(jià)昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實(shí)際的應(yīng)用中，可以通過(guò) 有效的措施來(lái)減小不利因素帶來(lái)的影響。"5 =我國(guó)的液壓技術(shù)是在新中國(guó)成立以后才發(fā)展起來(lái)的。自從1952年試制出我國(guó)第一 個(gè)液壓元件一一齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國(guó)產(chǎn)品，自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)消化 提高等幾個(gè)階段。進(jìn)年來(lái)，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出 了一些具先進(jìn)水平的產(chǎn)品。目前，我國(guó)的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)橐苯?、工程機(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械、紡織機(jī) 械等部門(mén)提供品種比較齊全的產(chǎn)品。但

10、是，我國(guó)的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)水平上，與國(guó)際水品以及主機(jī) 行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需耍進(jìn)口大量的液壓元件。今后，液壓技術(shù)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(shù)結(jié)合，走向智能化?？傊簤汗I(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重是很大的，他和氣動(dòng)技術(shù)常用來(lái)衡量一 個(gè)國(guó)家的工業(yè)化水平。本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照指導(dǎo)要求進(jìn)行，其間得到老師和同學(xué)們的幫助，在此向他 們表示誠(chéng)摯的謝意。由于本人水平和知識(shí)所限，其屮錯(cuò)誤在所難免，懇望老師予以指導(dǎo)修正。第二章工藝參數(shù)計(jì)工況分析2.1升降級(jí)的工藝參數(shù)本設(shè)計(jì)升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工

11、藝參數(shù)為：額定載荷:2500kg最低高度：200811最大起升高度:1500mm最大高度：1700mm平臺(tái)尺寸：400020000a1電源:380%501122.2工況分析本升降機(jī)是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水 線(xiàn)高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線(xiàn)、下線(xiàn)。工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度，高 岀給料機(jī)運(yùn)送，大型部件裝配時(shí)的部件舉升，大型機(jī)庫(kù)上料、下料。倉(cāng)儲(chǔ)，裝 卸場(chǎng)所，與叉車(chē)等裝運(yùn)車(chē)輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。該升降臺(tái)主要有兩部分組成：機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械機(jī)構(gòu)主耍起傳遞和 支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動(dòng)力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的功能。第三章升降機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)

12、算3.1升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理3.1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)型式根據(jù)升降機(jī)的平臺(tái)尺寸4oo0x2ooo>a參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的工藝參數(shù)可 知，該升降機(jī)宜采用單雙叉機(jī)構(gòu)形式：即有兩個(gè)單叉機(jī)構(gòu)升降臺(tái)合并而成，有四 個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到升降機(jī)升降的目的。其具體結(jié)構(gòu)形式為： 我 荷圖3.1圖3.1所示即為該升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式，其中1.2.3.4.為支架，主要起支撐 作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用，一方而支撐上頂板的載荷，一方面通過(guò)其錢(qián)接將液 壓缸的繩縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為 均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主耍起支撐和載荷傳遞作用，它不僅 承擔(dān)著整個(gè)升

13、降機(jī)的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過(guò)這些機(jī)構(gòu)的相互 配合，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。3.1.2升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理圖3.2兩支架在o點(diǎn)較接，支架1上下端分別固定在上、下板面上，通過(guò)活塞桿的伸縮和錢(qián)接點(diǎn)o的作用實(shí)現(xiàn)貨物的舉升。根據(jù)以上分析，升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以敘述如下：支架2、3為升降機(jī)機(jī)構(gòu) 中的固定支架，他們與底板的較接點(diǎn)02,0$做不完整的圓周運(yùn)動(dòng)，支架1、4為 活動(dòng)支架，他們?cè)谝簤焊椎淖饔孟掠勺畛醯膸缀跛綘顟B(tài)逐漸向后來(lái)的傾斜位置 運(yùn)動(dòng)，在通過(guò)支架之間的絞合點(diǎn)帶動(dòng)2、3也不斷向傾斜位置運(yùn)動(dòng)，以使升降機(jī) 閣3.3初態(tài)時(shí)，上寫(xiě)底板處丁合閉狀態(tài)，支架1、2、3、4可近似看作為水平狀態(tài)， 隨

14、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(shí)，由于絞合點(diǎn)o的作用使支架1運(yùn)動(dòng)，1與液壓缸相連，從而液壓缸也開(kāi)始運(yùn) 動(dòng)，通過(guò)一系列的相互運(yùn)動(dòng)和作用，使上頂板上升，當(dāng)上升到指定高度時(shí)，液壓 缸停止運(yùn)動(dòng)，載荷便達(dá)到指定高度。3.2升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)3.2.1升降機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺(tái)的工藝參數(shù)和他的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理來(lái)確定支架1、2、3、4的長(zhǎng)度和截面形狀。之間的距離和液壓缸的工作行程。設(shè)o2o3二1(o<1<1饑)，則1、2、3、4支架的長(zhǎng)度可以確定為辦心之小小即支架和地板垂直時(shí)的高度應(yīng)大于人篇樣才能保證其最2大升降高度達(dá)到1.5",其運(yùn)

15、動(dòng)過(guò)程中任意兩個(gè)位置的示意圖表示如下：圖3.4設(shè)支架1、2和3、4都在其中點(diǎn)處絞合，液壓缸頂端與支架絞合點(diǎn)距離中點(diǎn)為1,根據(jù)其水平位置的幾何位置關(guān)系可得：/小4卜而根據(jù)幾何關(guān)系求解上述最佳組合值：初步分析：1值范圍為取值偏小，則上頂板02,03點(diǎn)承力過(guò)大，還會(huì)使支架的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，造成受力情況不均勻。義值偏小，則會(huì)使液壓缸的行程 偏大，并且會(huì)造成整個(gè)機(jī)構(gòu)受力情況不均勻。在該設(shè)計(jì)中，可以選擇幾個(gè)特殊值:4爪人二0.6爪，廣0.8爪，分別根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出匕和1。然后分析上下 頂板的受力情況。選取最佳組合值便可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。(1) 八二0.4支架長(zhǎng)度為卜二2乂/2二 1.801 02c =h/2=0

16、.9m液壓缸的行程設(shè)為1,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：a11 二升降臺(tái)完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：1 .8? + 0.995 2 - 1.5 2 _ (0.9 + t)2 + 0.9552 + (2/)2cos a =2 xl .8 x 0.9952 x (0.9 + t)x 21聯(lián)合上述方程求得：t=0.355m1=0.545m即液壓缸活塞桿與2桿絞合點(diǎn)與2桿中心距為0.355以活塞行程為0.545m(2) x=0.6支架長(zhǎng)度為二2乂/2=1.701 02c 二h/2二0.85m液壓缸的行程設(shè)為1,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：1+t 二0.9升降臺(tái)完全升起時(shí)，有

17、幾何關(guān)系可得到：1 j2 + 0.82 1.52(0.85 + t)2 + o.g (2/rcos a =2 xl.7 x 0.82 x 0.8 x (0.85 + t)聯(lián)合上述方程求得：t=0.32m1=0.53m即液壓缸活塞桿與2桿絞合點(diǎn)與2桿中心距為0.321a活塞行程為0.53111(3) x二0.8 支架長(zhǎng)度為二2/2二 1.601 02c 二h/2二0.8m液壓缸的行程設(shè)為1,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到: 14-1=0.9升降臺(tái)完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：1 & + 0.5 572 1.52 _(0.8 + t)2 + 0.5 5 72 (2/c0scjt二

18、=2 x 1.6 x 0.5572 x (0.8 + t)x 0.557聯(lián)合上述方程求得：t=0.284m1=0.516m即液壓缸活塞桿與2桿絞合點(diǎn)與2桿中心距為0.284以活塞行程為0.516m現(xiàn)在對(duì)上述情況分別進(jìn)行受力分析：(4) 乂二0.4爪，受力圖如卜所示：0 6r.of in(5) 義=0.611a受力圖如下所示(6) 乂=0.80,受力圖如下所示 104n1 0 56n r08n q56n a1 lq4n a閣3.5比較上述三種情況下的載荷分布狀況，乂去小值，則升到頂端時(shí)，兩相互絞 合的支架間的間距越大，而此時(shí)升降臺(tái)的載荷為均布載荷，有材料力學(xué)理論可知， 此時(shí)兩支架中點(diǎn)出所受到的彎

19、曲應(yīng)力為最大，可能會(huì)發(fā)生彎曲破壞，根據(jù)材料力 學(xué)中提高梁的彎曲強(qiáng)度的措施mmaxwlamax= <mw知，合理安排梁的受力情況，可以降低人_值，從而改善提高其承載能力。分 析上述a0.41a=0.61a乂二0.8時(shí)梁的受力潔況和載荷分布情況，可以選擇第 二種情況，即乂二0.6t時(shí)的結(jié)構(gòu)作為升降機(jī)固定點(diǎn)的最終值，由此便可以 確定其他相關(guān)參數(shù)如下：3.2.2升降機(jī)支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定3.2.2.1上頂板結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過(guò) 焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個(gè)側(cè)面和上頂面上鋪裝400(9000 乂 3_ 的汽車(chē)板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下

20、所示：圖3.7沿平臺(tái)的上頂而長(zhǎng)度方向布置4根16號(hào)熱乳槽剛，沿寬度方向布置6根1o號(hào)熱乳槽剛，組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)。在最外緣延長(zhǎng)度方向加工出安裝 上下支架的滑槽。以便上下支架的安裝?；鄣木唧w尺寸根據(jù)上下支架的具體尺 寸和結(jié)構(gòu)而定。沿長(zhǎng)度方向的4根16號(hào)熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為axaa>a>ax, i=l60x658.5x10x10.0x5.0»a,截面面積為 25.162。7«理論重 量為19.752%a,抗彎截面系數(shù)為h7a3o沿寬度方向的6根10號(hào)熱軋槽剛 的結(jié)構(gòu)參數(shù)為乂卜曙100x48x5.3x8.5x8.5 乂 4.2小，截面面積為 12.784心理論

21、重量為10.007仏/所，抗彎截面系數(shù)為39.7a3o 其質(zhì)量分別為：4根16號(hào)熱軋槽剛的質(zhì)量為：mi = 4 x 4 x 1 9.752 = 316ag6根10號(hào)熱軋槽剛的質(zhì)量為：m 2 = 6 x 2 x 1 0.007 二 1 2 0 kg 菱形汽車(chē)鋼板質(zhì)量為：013 = 4x2x25.6 = 204.8 kg3.2.2.2強(qiáng)度校核升降臺(tái)上頂板的載荷是作用在一平臺(tái)上的，可以認(rèn)為是一均布載荷，由于該 平板上鋪裝汽車(chē)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：f<1 =1f汽車(chē)鋼板和額定載荷重力之和。n1載荷的作用長(zhǎng)度。取沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6m寬度方向?yàn)?2爪. 其中尸二

22、(”+7«2)容+ 0額線(xiàn)帶入數(shù)據(jù)得：? =29604 沿長(zhǎng)度方向有：¥二乙1 紆護(hù)、中/_. tr71 f 29604市入數(shù)據(jù)看：3=二1 8507v4x4分析升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)在升降機(jī)剛要起升時(shí)和升降機(jī)達(dá)到最大高 度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況，故強(qiáng)度校核只需要分析該狀態(tài)時(shí)的受力情 況即可，校核如下：其受力簡(jiǎn)圖為：bl7nc,0 6n1 7n閣3.8該升降臺(tái)有8個(gè)支架，共有8個(gè)支點(diǎn)，假設(shè)每個(gè)支點(diǎn)所受力為n,則平很方 程可列為：a y = 0 艮口 8aa - f = 0將尸二沁)、人帶入上式中：7v二1850w2根據(jù)受力圖，其彎矩圖如下所示：ab a:m (a)

23、 = nxx2(0 < x < 1.7m )(i.7<x<2.3m )二 1850-925 x280 段：m(x)=nx + n(x-.l)-a-x22 =3700x-3145-925a200段與八8段對(duì)稱(chēng)。n二b 7nc17n 0 6n -圖3.9由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為：0八,二1 850心” 根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論：xaamw外即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力< 式中：八抗彎截面系數(shù)m3沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼w=117xlo6m3 as鋼的屈服極限'=255mh n安全系數(shù)n二 3代入數(shù)據(jù)：1850<r(ama,=15. smpa&

24、lt;a=a5mpa117xl0«由此可知，強(qiáng)度符合要求。升降臺(tái)升到最髙位置時(shí)，分析過(guò)程如下： 與前述相同：#二1850a彎矩如下： 戸八段：從(;o = !, (o < x < jm ) 2=925x2ab at:m x)二 n(x 0.9)-x2 (0.9 < x < 1.7m )2二 1850jc- 1665 925/bc at:m (x)二 n(x 0.9) + n(x 1.7)(1.7 < x < 2.3m )2二 3700x-4810 -925x00段與八8段對(duì)稱(chēng)，人段和0£段對(duì)稱(chēng).a.0 9n .b,0 8n ,0 6n ,

25、d 0 8n.09n .749 25saxasavaa1193 251193 25圖3.91193 25由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為：7二1193.57小 根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論：九1wa-l即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。w = 1 17x10吠crs鋼的屈服極限二255mpan安全系數(shù)n二3代入數(shù)據(jù)：1193.25actm fi 二二 1 0 m p a < =asmpam d x.a11a 1 0n 由計(jì)算可知，沿平臺(tái)長(zhǎng)度方向上4根16號(hào)熱軋槽鋼完全可以保證升降臺(tái)的 強(qiáng)度要求。同樣分析沿寬度方向的強(qiáng)度要求： 均布載荷強(qiáng)度為：q二l1f汽車(chē)板及16號(hào)槽鋼與載荷重力1載荷作用長(zhǎng)度

26、 2x6二12m帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，q二23q7nfm受力圖和彎矩圖如下所示：m (x) nx x( 0 < x < 2m )2二 1850 1 153.5/由彎矩圖知：從(人二696.5心1 最大彎曲應(yīng)力為:。二一5 = 11.6mpa < a tn«alj故寬度方向也滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。3.2.2.3支架的結(jié)構(gòu)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(jī)結(jié)構(gòu)中的主要功能為載 荷支撐和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，通過(guò)與其較合的支點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升 降運(yùn)動(dòng)，支架的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿(mǎn)足安裝要求外，還應(yīng)保證有足夠的剛

27、度和強(qiáng)度，一時(shí) 期在升降運(yùn)動(dòng)中能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。每根支架的上頂端承受的作用力設(shè)為凡則有等式：hn 二(a + a + a) g+ag求得：=3848分析支架的運(yùn)動(dòng)形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支架在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況比較復(fù) 雜，它與另一支架較合點(diǎn)給予底座的固定點(diǎn)的受里均為大小和方向?yàn)槲粗氖?量，故該問(wèn)題為超靜定理論問(wèn)題，己經(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提 髙效率的原則，再次宜簡(jiǎn)化處理，簡(jiǎn)化的原則時(shí)去次留主，即將主要的力和重要 的力在計(jì)算中保留，而將對(duì)梁的變形沒(méi)有很大影響的力忽略不計(jì)，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(duì)制假所收的力進(jìn)行分析，可 以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結(jié)點(diǎn)的力

28、為之家所受到的最主耍的力，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(jì)算 上頂板承受的由載荷和&重所傳遞的載荷力。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：a1 3.11,所產(chǎn)生的彎矩為:aa#1 nf每個(gè)支架的支點(diǎn)對(duì)上頂板的作用力nl液壓缸與支架較合 點(diǎn)距支點(diǎn)之間的距離m代入數(shù)據(jù)：從=3848x().53二2039#爪假定改支架為截面為長(zhǎng)為a,寬為b的長(zhǎng)方形，則其強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足的要求是：amax a amaa< fcr 1 一raax w 1j «式中：m支架上所受到的彎矩nmw截而

29、分別為&山的長(zhǎng)方形抗彎截面系數(shù)人二4,6cr =n 1 .：n<rs所選材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼g2350-5二235mpa將數(shù)據(jù)代入有：。"235求得：d26k78cm'上式表明：只要街面為&力的長(zhǎng)方形滿(mǎn)足條件，人2 78爪，則可以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，取 <3 二 5£a, a = 3.5o /«,則其 a2b:s7.5crat 1 & 符合強(qiáng)度要求。這些鋼柱的質(zhì)量為：所4二8 "從"=8x3.5x5父1cy7.9父lcyxl.7 = 188 欠容支架的結(jié)構(gòu)還應(yīng)該考慮裝配要求，液壓缸活塞桿頂端與支架釆用耳軸結(jié)構(gòu)連

30、接，因此應(yīng)在兩支架之間加裝支板，以滿(mǎn)足動(dòng)力傳遞要求。3.2.2.4升降機(jī)底座的設(shè)計(jì)和校核升降機(jī)底座在整個(gè)機(jī)構(gòu)中支撐著平臺(tái)的全部重量，并將其傳遞到地基上，他 的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是滿(mǎn)足強(qiáng)度要求即可，保證在升降機(jī)升降過(guò)程中不會(huì)被壓潰即可，不 會(huì)發(fā)生過(guò)大大變形，其具體參數(shù)見(jiàn)裝配圖。第四章升降機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本升降臺(tái)的設(shè)計(jì)中主耍是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它與主機(jī) 的設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的，往往要同時(shí)進(jìn)行，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動(dòng)、 循環(huán)要求。還應(yīng)滿(mǎn)足組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等 條件。本升降臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)耍求可以總結(jié)如下：升降臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，可選用遠(yuǎn)程或無(wú)線(xiàn)控

31、制，升降機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)由液 壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺(tái)的起降，其工作負(fù)載變化范圍為02500&8,負(fù) 載平穩(wěn)，工作過(guò)程中無(wú)沖擊載荷作用，運(yùn)行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實(shí) 現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性?xún)?yōu)良，使用于各種不同場(chǎng)合，工作 精度要求一般.第五章執(zhí)行元件速度和載荷5.1執(zhí)行元件類(lèi)型、數(shù)量和安裝位置類(lèi)型選擇：表5.1執(zhí)行元件類(lèi)型的選擇運(yùn)動(dòng)形式往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)短行程長(zhǎng)行程高速低速執(zhí)行元件的類(lèi)型活塞缸柱塞缸 液壓馬達(dá)和絲 杠螺母機(jī)構(gòu)高速液 壓馬達(dá)低速液 壓馬達(dá)擺動(dòng)液壓馬達(dá)根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類(lèi)型為活塞缸，再根據(jù)其運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)一步選擇液壓缸 類(lèi)型為雙作用

32、單活塞桿無(wú)緩沖式液壓缸，其符號(hào)為：圖5.1數(shù)量：該升降平臺(tái)為雙單叉結(jié)構(gòu)，故其采用的液壓缸數(shù)量為4個(gè)完全相同的 液壓缸，其運(yùn)動(dòng)完全是同步的，但其精度耍求不是很高。安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直而內(nèi)擺動(dòng)，錢(qián)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(guò)橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機(jī)升降。5.2速度和載荷計(jì)算5.2.1速度計(jì)算及速度變化規(guī)律參考國(guó)內(nèi)升降臺(tái)類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知。最大起升高度為1500一時(shí)，其平均起升時(shí)間為45$,就是從液壓缸活塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到活塞行程末端矗用時(shí)間大約為 45s,設(shè)本升降臺(tái)的最小氣升降時(shí)間為405,最

33、大起升時(shí)間為5os,由此便可以計(jì)算 執(zhí)行元件的速度八乂執(zhí)行元件的速度八匕液壓缸的行程m它時(shí)間s4 0 s ffa:10.5a.«0.01325 m / siti d xuo50 '?時(shí)：10.53'm i n二二二0.010*6.vt 40液壓缸的速度在整個(gè)行程過(guò)程中都比較平穩(wěn)，無(wú)明顯變化，在起升的初始階 段到運(yùn)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(shí)，有一個(gè)減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可 以說(shuō)升降機(jī)在整個(gè)工作過(guò)程中無(wú)明顯的加減速階段，其運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。5.2.2執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律執(zhí)行元件的載荷即為

34、液壓缸的總阻力，油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn) 行，因此在次計(jì)算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削 力、，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力、，密封裝置的摩擦阻力人,起動(dòng)制動(dòng)或換向 過(guò)程中的慣性力？回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力： f afti +.¥p+ *ain m paa(1) 切削力。根據(jù)其概念：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力，在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載 的重力和支架以及上頂板的重力： 其計(jì)算式為：二#+小+ ?,.aa式中：當(dāng)i；當(dāng)t二(2) 摩擦力。各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無(wú)潤(rùn)滑的鋼鋼之間的接觸摩擦，取/二0.15,其具體計(jì)算

35、式為：fa=hg=/kmi +m2+m3+m4)g+mgaa 式屮各符號(hào)意義見(jiàn)第三章。(3) 密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別釆用下式計(jì)算： o形密封&=0.03?-液壓缸的推力丫 形密封fa=fpjdh,摩擦系竅，取£ = 0.01卩密封處的工作壓力卩&4密封處的直徑m密封一有效高度o密封臺(tái)擦力也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，一般取f屮二(g.05g.l)f(4) 運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。其計(jì)算式為：g avfa avffis 二 m a 二x 二xgat g at式中：0運(yùn)動(dòng)部件的總重力ng重力加速度m/sav啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量人8 at起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間s對(duì)

36、于行走機(jī)械取a=0.5-1.5oa82,本設(shè)計(jì)中取值為0,41a32at(5) 背壓力。背壓力在此次計(jì)算中忽略，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。由上述說(shuō)明可以計(jì)算出液壓缸的總阻力為：f ai慣=(mi+iw + m? 4- m4)g + g 額栽+/(mi+iw+m3)g + "g 糊歡 +fw avx0.0 5 fa.g at=(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x 98+(204.8+316+120+188+2500)x04+(204.8+316+120+188+25 00) x 9.8 x 0.05二 40kn液壓缸的總

37、負(fù)載為401oa,該系統(tǒng)中共有四個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓 缸需要克服的阻力為1o咖。該升降臺(tái)的額定載荷為2500&§,其負(fù)載變化范圍為02500&§,在工作過(guò) 程屮無(wú)沖擊負(fù)載的作用，負(fù)載在工作過(guò)程中無(wú)變化，也就是該升降臺(tái)受恒定負(fù)載 的作用。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：h表6.1液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系牽引力？(巧<55-1010-2020-3030-50>50工作壓力卩(八八)<0.8-101.5-22.5-33-44-5>5-7由于該液壓缸的推力即牽引力為10

38、八，根據(jù)上表，可以初步確 定液壓缸的工作壓力為：？二2八八。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(shí)液壓缸的丄作是的推力或拉力，該升降臺(tái)工作時(shí)液壓缸 產(chǎn)生向上的推力，因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無(wú)桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力：f二pmm4式中：卩液壓缸的工作壓力卩&取產(chǎn)(20-3)x105?&o活塞內(nèi)徑m0.09m5液壓缸的效率0.95代入數(shù)據(jù)：f二-x(90xl0,3)2 x(20-3)xl0sx0.95 4f二10.3kn即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力為10.3o表6.1回路特點(diǎn)背壓值進(jìn)油路調(diào)速1-2x10進(jìn)油路調(diào)速 回油裝被壓閥2-5x10回油路調(diào)速6-10x10

39、6.2.2缸筒內(nèi)徑的確定該液壓缸宜按照推力要求來(lái)計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下： 要求活塞無(wú)桿腔的推力為？時(shí)，其內(nèi)徑為：afd = /apilcm式中：d活塞桿直徑缸筒內(nèi)經(jīng)m f無(wú)桿腔推力np工作壓力mpancm液壓缸機(jī)械效率0.95 代入數(shù)據(jù)：4x10x102x10x0.95=0.083m0=830a1取圓整值為d=90mm液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的 零件相互配合，如密封一等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)廠家，故活 塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。6.2.3活塞桿直徑的確定 受拉時(shí)：d = ( 0 .a odf受壓時(shí)：p < 5 m

40、 pd = ( 0 .a odt5 < p< 7 m pd 二(0 .4 0 dip > im p ad 二 0.d該液壓缸的工作壓力為為:p=2mpa<5mpa,取a/=0.5d,人/二45cm。(2)活塞桿的強(qiáng)度計(jì)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(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行：<j式中：f 活塞桿的推力 nd活塞桿直徑m a 材料的許用應(yīng)力 mpa活塞桿用45號(hào)鋼代入數(shù)據(jù)：m=aan10x103x10m6x4314x(45x10”')2a 0=6.3mpa <ob活塞桿的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。(3)穩(wěn)定性校核該活塞桿不受偏

41、心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長(zhǎng)比為：l-> kt ajn fft *f(fnn 2ej l2在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液壓缸兩端采用較接，其值分別為：n = 1 ,w = 8 5 1 =1 2 6i im 31 =將上述值代入式中得故校核采用的式子為：m afnj式中：八1安裝形式系數(shù)e活塞桿材料的彈性模量鋼材取五二】.aa1>a(j活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j二一64l計(jì)算長(zhǎng)度1.06m代入數(shù)據(jù)：3 % 2x 1 1 *1x0 3x. 1 4 x”( 4 :6 4x 1.66=371kn其穩(wěn)定條件為：式中：穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取二24取=3 f液壓缸的最大推力n代入數(shù)據(jù)

42、：1 yi二123knhir 3故活塞桿的穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。6.2.4液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定6.2.4.1液壓缸壁厚的確定 液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計(jì)算，壁厚由下式確定：s >pyd2卜d液壓缸內(nèi)徑m s缸體壁厚cmp、液壓缸最髙工作壓力pa 般取ml.2-1.3)?卜缸體材料的許用應(yīng)力鋼材取<7二 100-110a1 . 3： a 1>0 9s>二 0 . 1 cfh2x 1 0aq 1 0考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚5=3>aao6.2.4.2最小導(dǎo)向長(zhǎng)度活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面重點(diǎn)到導(dǎo)向滑動(dòng)

43、面中點(diǎn)的距離為活塞的最 小導(dǎo)向長(zhǎng)度11,如下圖所示，如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將會(huì)使液壓缸的初始撓度 增大，影響其穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，對(duì)于一般的液壓缸， 液壓缸最大行程為八缸筒直徑為o時(shí)，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：圖6.1式中：代入數(shù)據(jù)：l dh >+2 0 2on 53090ra. i, a即好乏一一+ = ix.5cm 取為 720111 20 2活塞的寬度一般取5 = (0.6-0.1)£»,導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度人，在1 xalll時(shí)，取八=(0.6-1.0)0,在0二800人時(shí)，取人=(0.6-1.0沁，當(dāng)導(dǎo)向套長(zhǎng)度不夠時(shí)，不宜 過(guò)分增大八和8,必要時(shí)可在

44、導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套，隔套的長(zhǎng)度由最小 導(dǎo)向長(zhǎng)度幵確定。6.2.5液壓缸的流量液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量卩不變時(shí)， 除去在形程開(kāi)始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間 保持恒定速度八，液壓缸的流量可以計(jì)算如下：q =-ricv式中：人活塞的有效工作面積對(duì)子無(wú)桿腔447o活塞的容積效率采用彈形密封時(shí)人二1,采用活 塞環(huán)時(shí)人二0.98qhiax= aa*! vraa為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度m*kv代入數(shù)據(jù)：3 1 4 rf x9 0.1 3 2 5qnatx6 0=5.16/0 9>843.14o2 x9 0.1 0 6q .=x6 0= 4

45、.13/0 . 9>8 4即液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為5.16vu,以其最小運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為4.13aoiao第七章液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況，主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系 統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟(jì)性，供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合 的設(shè)計(jì)選擇，從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的，可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具 體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回 路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定.7.1油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開(kāi)式和閉式兩種，其各自特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)下表：&l

46、t;7.1開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較8壓7溢6 液5電4 液力 表 流閥 壓 泵 動(dòng)機(jī) 位計(jì)油液循環(huán)方式n式閉式散熱條件較方便，但油箝較人較好，萌用輔泵換油冷卻抗污染性較差，但吋用仄力油箝或其 它改#較好，但油液過(guò)濾要求布系統(tǒng)效率管略爪力損失較人，用節(jié)流 調(diào)速效率 a管路仄力損失較小，容積調(diào) 速效率布限速制動(dòng)形式用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用 制動(dòng)閥進(jìn)行能耗制動(dòng)，可引起油液發(fā) 熱液爪泵由電機(jī)拖功時(shí)，限速 及制動(dòng)過(guò)程中拖動(dòng)電機(jī)能向電網(wǎng)輸電， 回收部分能a其它對(duì)泵的自吸性能要求較布對(duì)主泵的句吸性能要求低油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機(jī)的性能要求

47、，可以選擇的油路循環(huán) 方式為開(kāi)式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝，具有較大的空間存放 油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，開(kāi)始系統(tǒng)剛好能滿(mǎn)足上述要求。 油源回路的原理圖如下所示：3溫度計(jì)2過(guò)濾器1油缸圖7.17.2開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)，開(kāi)始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以 分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨(dú)聯(lián)，以及它們的組合一復(fù)聯(lián)等。串聯(lián)方式是除了第一個(gè)液壓元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分 別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)，出油口依次相連，這種連 接方式的特點(diǎn)是多個(gè)液壓元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其速度不隨外載荷變化，故輕載時(shí)可 多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)

48、動(dòng)作。7.3調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件 的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。 本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點(diǎn)：承載能力好，成本 低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或屮低壓系統(tǒng)，但其速度剛度差，效率 低，發(fā)熱大。7.4液壓系統(tǒng)原理圖的確定初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如卜所示；見(jiàn)下圖：第八章液壓元件的選擇計(jì)算及其連接液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過(guò)濾器等。有液壓 元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機(jī)的耍求進(jìn)行液壓 元件

49、的選擇計(jì)算.8.1油泵和電機(jī)選擇8.1.1泵的額定流量和額定壓力8.1.1.1泵的額定流量泵的流量應(yīng)滿(mǎn)足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需 要的最大流量和泄漏量來(lái)確定：a a np式中：qp泵的輸出流量l/mik系統(tǒng)泄漏系數(shù)一般取反=1.1-1.3 gm,液壓缸實(shí)際需要的最大流量l/mi n執(zhí)行元 件個(gè)數(shù) 代入數(shù)據(jù)：%m5m6:4u2.7對(duì)于工作過(guò)程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時(shí)，應(yīng)再加上溢 流閥的最小溢流量，一般取3a/lail：a>22.aa 25.78.1丄2泵的最高工作壓力泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來(lái)確定，即ppa aax+z a/式中：p

50、p泵的丄作壓力pa入執(zhí)行元件的最高工作壓力卩& zap進(jìn)油路和回油路總的壓力損失。初算時(shí)，節(jié)流調(diào)速和比較簡(jiǎn)單的油路可以取o.2-o.5#對(duì)于進(jìn)油路有調(diào) 速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取0.5-1.5#。代八數(shù)據(jù)：p>2 05二2m5p考慮到液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時(shí)，其額定 壓力比工作壓力八大25%-60%,即泵的額定壓力為3.125aaa-4.0從人,取 其額定壓力為4從戶(hù)。8.1.2電機(jī)功率的確定(1) 液壓系統(tǒng)實(shí)際需要的輸入功率是選擇電機(jī)的主要依據(jù)，由于液壓泵存 在容積損失和機(jī)械損失，為滿(mǎn)足液壓栗向系統(tǒng)輸出所需耍的的壓力和流量，液壓 泵的輸入功率必須

51、大于它的輸出功率，液壓泵實(shí)際需要的輸入功率為： ppa 一 pa1 6x10% 6x10, “式中：p液壓泵的實(shí)際最高工作壓力卩3 q液壓泵的實(shí)際流量l/mi pi液壓泵的輸入 功率jcfv液壓泵向系統(tǒng)輸出的理論流量l/mi/液壓泵的總效率見(jiàn)下表no液壓泵的機(jī)械效率6x16換算系數(shù)代入數(shù)據(jù)：pi 二 2嚴(yán)。7、25.?二 1 64"f6 xlo x 0.65表8.1液壓泵的總效率液仄泵類(lèi) 型齒輪泵葉片泵柱塞泵嫖柯泵總效率0. 6-0. 70.6-0.750. 8-0. 850. 65-0. 8(2) 電機(jī)的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊(cè)找，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版， 第五卷，可以查得電機(jī)的驅(qū)動(dòng)

52、功率為4小,本設(shè)計(jì)以技術(shù)手冊(cè)的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)， 取電機(jī)的功率為4aao根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程，現(xiàn)在可以進(jìn)行電機(jī)的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)， 通常選取三相異步電動(dòng)機(jī)就能夠滿(mǎn)足要求，初步確定電機(jī)的功率和相關(guān)參數(shù)如 下：型號(hào)：yw2m2額定功率：4尺人滿(mǎn)載時(shí)轉(zhuǎn)速：2890r/min電流:8.17d效率：85.5%凈重：451a額定轉(zhuǎn)矩：2.2#/«電機(jī)的安裝形式為55(1)型，其參數(shù)為：基座號(hào)：112m極數(shù)：4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基座號(hào)：28a215液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下: 規(guī)格：dem! h2 5x (標(biāo)定粘度：乂。10轉(zhuǎn)速:r/mi2900壓力:mpt4流量：l/mi26.6功率：kw4吸入口直

53、徑：mm25排出口直徑：mm20重量：kg11允許吸上真空高度：mco）5制造廠：北京第二機(jī)床廠說(shuō)明：三螺桿泵的使用、安裝、維護(hù)要求。使用要求：一般用于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的三螺桿泵多釆用20號(hào)液壓油或40號(hào) 液壓油，其粘度范圍為1723關(guān)2/.?«50*）之間。安裝要求：電機(jī)與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求， （用千分表檢査連軸器的一個(gè)端而，其跳動(dòng)量不得大于0.03人,徑向跳動(dòng)不得 大子0.05ila.）,當(dāng)每隔9人轉(zhuǎn)動(dòng)連軸器時(shí)，將一個(gè)聯(lián)軸節(jié)作徑向移動(dòng)時(shí)應(yīng)感覺(jué)輕 快。泵的進(jìn)油管道不得過(guò)長(zhǎng)，彎頭不宜過(guò)多，進(jìn)油口管道應(yīng)接有過(guò)濾器，其濾孔 一般可用40目到60 過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾

54、器不允許露出油而，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，其油 而離過(guò)濾器頂而至少有100_,以免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小子500胃.維護(hù)耍求：為保護(hù)泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和 壓力表。8.1.3連軸器的選用連軸器的選杼應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來(lái)選擇。計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出：te： k x 9550 < ta nm) n式中：l需用轉(zhuǎn)矩，見(jiàn)各連軸器標(biāo)準(zhǔn)a驅(qū)動(dòng)功率勝n工作轉(zhuǎn)速r/mik代入數(shù)據(jù):工況系數(shù)取為1.5i-i.5:i9 5 ae-2890nm：據(jù)此可以選擇連軸器的型號(hào)如下：名稱(chēng)：撓性連軸器（”432384）彈性套柱銷(xiāo)連軸器 許用轉(zhuǎn)矩：rj= 31.5atw許用轉(zhuǎn)

55、速：4700r/min軸孔直徑：d, d d二16,18, d軸孔長(zhǎng)度：丫型：l=42mm,d=95mm 重量： l9kg8.2控制閥的選用 液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇 依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過(guò)該閥的最大實(shí)際流量，下而根據(jù)該原 則依次進(jìn)行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。8.2.1壓力控制閥 壓力控制閥的選用原則壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過(guò)壓力控制閥的實(shí)際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。結(jié)構(gòu)類(lèi)型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型 兩種，直動(dòng)型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度髙，但壓力受流量的變化影響大，調(diào) 壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動(dòng)裝