液壓千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、液壓千斤頂研究設(shè)計(jì)報(bào)告一、液壓千斤頂功能分析。千斤頂是一種起重高度小(小于1m)的最簡(jiǎn)單的起重設(shè)備。它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用于機(jī)械維修工作，在修橋過(guò)程中不適用。液壓式千斤頂又稱油壓千斤頂，是一種采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂，其結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。液壓千斤頂充分運(yùn)用了帕斯卡原理，實(shí)現(xiàn)了力的傳遞和放大，使得用微小的力就可以頂起重量很大的物體。在液壓千斤頂中，除了其自身所具有的元件外，還需要一種很重要的介質(zhì)，即工作介質(zhì)，又叫液壓油。液壓油的好壞直接影響到千斤頂能否正

2、常地工作。因此，就需要液壓油具有良好的性能。在液壓千斤頂中，液壓油所應(yīng)該具備的功能有以下幾點(diǎn)：1傳動(dòng)，即把千斤頂中活塞賦予的能量傳遞給執(zhí)行元件。2潤(rùn)滑，對(duì)活塞、單向閥、回油閥桿和執(zhí)行元件等運(yùn)動(dòng)元件進(jìn)行潤(rùn)滑。3冷卻，吸收并帶出千斤頂液壓裝置所產(chǎn)生的熱量。4防銹，防止對(duì)液壓千斤頂內(nèi)的液壓元件所用的金屬產(chǎn)生銹蝕。除此之外，液壓油還需要有以下這些工作性能的要求。1可壓縮性。可壓縮性小可以確保傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。2粘溫特性。要有一個(gè)合適的粘度并隨溫度的變化小。3潤(rùn)滑性。油膜對(duì)材料表面要有牢固的吸附力，同時(shí)油膜的抗擠壓強(qiáng)度要高。4安定性。油不能因熱、氧化或水解而變化，使用的壽命要長(zhǎng)。5相容性。對(duì)金屬、密封件、橡

3、膠軟管、涂料等有良好的相容性。液壓千斤頂廣泛使用在電力維護(hù)，橋梁維修，重物頂升，靜力壓樁，基礎(chǔ)沉降，橋梁及船舶修造，特別在公路鐵路建設(shè)當(dāng)中及機(jī)械校調(diào)、設(shè)備拆卸等方面。由于液壓用途廣泛，所以行程范圍也需要比較廣。二、液壓千斤頂工作原理圖 1 帕斯卡原理圖液壓千斤頂工作時(shí)，扳手往上走帶動(dòng)小活塞向上，油箱里的油通過(guò)油管和單向閥門被吸進(jìn)小活塞下部，扳手往下壓時(shí)帶動(dòng)小活塞向下，油箱與小活塞下部油路被單向閥門堵上，小活塞下部的油通過(guò)內(nèi)部油路和單向閥門被壓進(jìn)大活塞下部，因杠桿作用小活塞下部壓力增大數(shù)十倍，大活塞面積又是小活塞面積的數(shù)十倍，由手動(dòng)產(chǎn)生的油壓被擠進(jìn)大活塞，由帕斯卡原理（液壓傳遞壓強(qiáng)不變的原理，受

4、力面積越大壓力越大，面積越小壓力越?。┲笮』钊娣e比與壓力比相同。這樣一來(lái)，手上的力通過(guò)扳手到小活塞上增大了十多倍(暫按15倍)，小活塞到大活塞力有增大十多倍(暫按15倍)，到大活塞（頂車時(shí)伸出的活動(dòng)部分）力=15X15=225倍的力量了，假若手上用每20公斤力，就可以產(chǎn)生20X225=4500公斤（4.5噸）的力量。工作原理就是如此。當(dāng)用完后，有一個(gè)平時(shí)關(guān)閉的閥門手動(dòng)打開(kāi)，油就靠汽車重量將油擠回油箱。圖 2 單向閥自鎖三、自鎖原理單向閥自鎖：為了能實(shí)現(xiàn)千斤頂在支撐中實(shí)現(xiàn)自鎖，此設(shè)計(jì)采用單向閥組成設(shè)計(jì)回路。在液壓千斤頂在小油缸與大油缸之間設(shè)置有一個(gè)單向閥。在手柄向上提升帶動(dòng)小油缸中的小活塞時(shí)

5、，由于小油缸與大油缸之間設(shè)有單向閥，此時(shí)單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，大油缸中的油液并不會(huì)回流至小油缸。在手柄下壓帶動(dòng)活塞壓油液時(shí)，小油缸與大油缸之間的單向閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，而小油缸與儲(chǔ)油裝置之間的單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，油液進(jìn)入大油缸將負(fù)載頂起。將負(fù)載頂?shù)侥繕?biāo)高度后，大油缸與小油缸之間的單向閥仍處于工作狀態(tài)，油液只能存在大油缸之中，負(fù)載無(wú)法下行，形成自鎖。 液壓千斤頂頂起重物后，靠液壓?jiǎn)蜗蜷y能起鎖緊作用，但專業(yè)人士都知道，液壓系統(tǒng)都有泄漏現(xiàn)象，壓力越大泄漏越嚴(yán)重，液壓缸內(nèi)高壓油一泄漏液壓桿肯定要下行，時(shí)間越長(zhǎng)下滑越明顯。這說(shuō)明液壓千斤頂頂起的重物自鎖時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，這勢(shì)必對(duì)操作者造成一定的心里壓力，為了避免液

6、壓系統(tǒng)因泄漏而造成的不良后果，消除操作者心里負(fù)擔(dān)，我們的設(shè)計(jì)除液壓自鎖外，還設(shè)置了機(jī)械自鎖裝置。機(jī)械自鎖：在大活塞螺旋桿和液壓千斤頂外殼設(shè)計(jì)鎖緊螺母，當(dāng)液壓千斤頂在任意高度頂起重物需要鎖緊時(shí)，旋緊鎖緊螺母，使之與液壓千斤頂外殼頂端完全接觸，外載荷由鎖緊螺母?jìng)鹘o液壓千斤頂?shù)耐鈿ぃ簤焊谆钊怀惺茌d荷，液壓系統(tǒng)可以卸荷。鎖緊螺母與螺旋桿采用梯形螺紋傳動(dòng)，頂起重物后，由手動(dòng)旋合鎖緊螺母，達(dá)到鎖緊目的（如圖3）。圖 3 螺母鎖緊裝置四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，增大起重行程圖 4液壓千斤頂中的活塞桿是千斤頂頂起重物的執(zhí)行部件，液壓桿的長(zhǎng)度，就是千斤頂頂起重物的最大行程。要增大液壓千斤頂頂起重物的行程

7、，就必須增加活塞桿的長(zhǎng)度，這勢(shì)必增大了液壓千斤頂?shù)捏w積和輸油量。為了避免這些困惑，將活塞桿進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，如圖4所示，加設(shè)螺旋配合機(jī)構(gòu)，采用梯形螺紋傳動(dòng)，能承受較大的載荷，由于螺旋桿能上下螺旋移動(dòng)，就增大了液壓千斤頂?shù)挠行谐?。螺旋桿頂部設(shè)計(jì)通孔，可以利用加長(zhǎng)桿與之配合，旋轉(zhuǎn)螺桿，便能在頂起重物的狀態(tài)下增大頂起高度行程，當(dāng)然也可以在沒(méi)有頂起重物時(shí)預(yù)先旋轉(zhuǎn)螺紋提升螺旋桿達(dá)到提高行程的目的。在不需要增大起重行程時(shí)，螺旋桿旋進(jìn)活塞桿，保持原來(lái)的起重行程。（2）扳手省力結(jié)構(gòu)圖 5 油泵扳手液壓千斤頂雖然能利用帕斯卡原理，利用大油缸面積大于油缸截面面積縮小力。但考慮到材料強(qiáng)度及設(shè)備體積原因（小油缸面積不能

8、過(guò)小，要保證一定的壁厚及小活塞的壓桿穩(wěn)定，大油缸面積不能過(guò)大），大油缸與小油缸的截面積之比一般設(shè)計(jì)在10到20 之間（我們?cè)O(shè)計(jì)取15）。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)面積比只能將力縮小到原載荷的十五分之一。這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以我們將手動(dòng)油泵扳手設(shè)計(jì)成杠桿（如圖5）。最左端豎直桿與底座相連，右邊與滑套相連的為活塞桿，橫桿為扳手。根據(jù)杠桿原理，各部分設(shè)計(jì)合理距離以及桿長(zhǎng)設(shè)計(jì)合理，這個(gè)可將力縮小為小活塞受力的十五分之一。這樣就可將力縮小至負(fù)載的1/225。（3）出油裝置圖 6 底部油通道 上述已闡明如何將負(fù)載頂起。在工作結(jié)束的時(shí)候需要卸載，這就需要一個(gè)將大油缸中的油液排除的裝置。圖6為底部油通道示意圖?？梢钥闯觯?通

9、道為油液進(jìn)入手動(dòng)油泵的通道（油液存儲(chǔ)在外油箱中）。圖6中的2出口就是工作結(jié)束卸載時(shí)油液的通道?？紤]到千斤頂正常工作時(shí)油液不能從大油缸中流出，因此在2通道口裝有一個(gè)手動(dòng)閥，在工作結(jié)束后打開(kāi)手動(dòng)閥，讓油在負(fù)載的作用下流回外油箱中，完成卸載。五、設(shè)計(jì)心得 這次設(shè)計(jì)的大作業(yè)，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的一種伸縮傳動(dòng)裝置千斤頂。由于理論知識(shí)不足，而且平時(shí)幾乎沒(méi)有設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在一開(kāi)始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知道該從什么地方入手。在本次大作業(yè)的完成過(guò)程中，讓我感觸最深的就是要不斷地查閱資料和修改圖紙使得我們的設(shè)計(jì)更加符合現(xiàn)實(shí)生活中的標(biāo)準(zhǔn)。我們作為機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生，最重要的就是要時(shí)時(shí)刻刻與實(shí)際相結(jié)合，所設(shè)計(jì)的每一個(gè)機(jī)械部件、每一個(gè)零件都必須不離實(shí)際。與藝術(shù)家可以盡情的幻想不同，一切不切實(shí)際的構(gòu)想就永遠(yuǎn)只能是幻想，永遠(yuǎn)無(wú)法成為設(shè)計(jì)。 與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要用到AutoCAD軟件進(jìn)行制圖。因此為了更加有效率地繪制各種零件圖、裝配圖，我們必須學(xué)會(huì)熟練的掌握它。 在設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束后