剪叉式液壓舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化機(jī)械制造專業(yè)

1、剪叉式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化摘 要剪叉式液壓舉升機(jī)作為一種上下運(yùn)輸?shù)难b置，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于車站、機(jī)場(chǎng)等設(shè)施的維修中，但目前缺乏完整的理論分析方法。本課題主要對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，液壓缸的布置，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要參數(shù)的確定，對(duì)其關(guān)鍵部位進(jìn)行計(jì)算與校核。對(duì)其部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。關(guān)鍵詞：剪叉式，液壓升降機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化VAbstractAs a kind of device for up and down transportation, the hydrauli

2、c lifter is mainly used for lifting heavy objects, which has been used in many fields. Due to its advantages of simple structure, stable work and convenient maintenance, it has been widely used in the maintenance of stations, airports and other facilities, but there is no complete theoretical analys

3、is method at present.This project mainly carries out theoretical analysis, structural design, layout of hydraulic cylinder, design of hydraulic system, determination of main parameters, calculation and verification of its key parts. The design calculation and strength check of the components are car

4、ried out to verify the rationality of the structural design by optimizing the structural design. Key Words: Shear fork type, hydraulic lift, structural design, optimization目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第1章 緒 論11.1升降機(jī)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義11.2升降機(jī)國內(nèi)研究發(fā)展情況11.3 升降機(jī)國外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向31.4 課題來源4第2章 剪切式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案.62.1剪切式液壓升降機(jī)的

5、概述及組成42.1.1剪切式液壓升降機(jī)的概述82.1.1剪切式液壓升降機(jī)的組成82.3剪切式液壓升降機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用42.2.剪切式液壓升降機(jī)的原理42.4剪叉式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案42.4.1升降機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)42.4.2剪叉式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案42.4.3 升降機(jī)機(jī)構(gòu)中液壓缸布置方式42.5本章小結(jié)4第3章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算293.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求293.1制定液壓系統(tǒng)的基本方案293.1.1確定液壓執(zhí)行元件的形式14293.1.2 確定液壓缸的類型313.1.3 確定液壓缸的安裝方式313.1.4 缸蓋聯(lián)接的類型313.1.5擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路313.2確定液壓

6、系統(tǒng)的主要參數(shù)15323.2.1載荷的組成與計(jì)算：323.2.2初選系統(tǒng)壓力343.2.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸343.2.4確定液壓泵的參數(shù)18363.2.5管道尺寸的確定383.2.6油箱容量的確定383.3液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求383.3.1缸體383.3.2活塞393.3.3活塞桿403.3.4活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵413.3.5液壓缸的排氣裝置413.436液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸423.4 本章小結(jié)44第4章 剪叉式升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算64.1 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)64.1.1 升降機(jī)構(gòu)形式的選擇64.1.2 直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)64.1.3 連桿組合式升降機(jī)構(gòu)64.2

7、 升降機(jī)的兩種機(jī)構(gòu)形式84.3 升降機(jī)機(jī)構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較94.3.1問題的提出94.3.2三種方案的分析和比較104.4 剪叉式升降機(jī)結(jié)構(gòu)分析114.5 剪叉式升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析124.6 剪叉式升降機(jī)的動(dòng)力分析154.7 剪叉式升降機(jī)參數(shù)的確定164.7.1基本幾何尺寸的確定164.7.2 液壓缸推力T及行程S的確定164.8剪叉式升降機(jī)的校核174.8.1各鉸接點(diǎn)的受力分析174.8.2各鉸接點(diǎn)銷的選擇與校核194.8.3油缸作用處桿件尺寸的確定與校核204.9 強(qiáng)度校核214.9.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核214.9.2 液壓缸底架固定橫梁的強(qiáng)度校核244.10 軸的強(qiáng)度校核27

8、4.10.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強(qiáng)度校核274.10.2 液壓缸缸體尾部銷軸的強(qiáng)度校核274.10.3 液壓缸活塞桿頭部支撐軸的強(qiáng)度校核284.11本章小結(jié)27第5章 剪叉式升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化455.1位移、速度及加速度分析465.2本章小結(jié)46總結(jié)50參考文獻(xiàn)51致 謝52第1章 緒 論1.1課題研究的作用和意義經(jīng)濟(jì)與技術(shù)飛速發(fā)展，物質(zhì)財(cái)富極大豐富，人們對(duì)物質(zhì)的需求層次不斷提高。各行各業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各個(gè)企業(yè)為應(yīng)對(duì)生存必須對(duì)自己的產(chǎn)品有更高的要求。在大環(huán)境下的影響下，使用者對(duì)舉升機(jī)有著更高的要求。在當(dāng)今的市場(chǎng)上升降機(jī)的種類是非常多的，需求也是非常大的。升降機(jī)最大的特點(diǎn)就是不用多個(gè)勞動(dòng)力就能將

9、重物輕兒易舉地將舉上去。由此可見升降機(jī)對(duì)我們作用是相當(dāng)?shù)拇蟆Ｉ禉C(jī)如今應(yīng)用在各行各業(yè)中，特別是建筑行業(yè)，在此行業(yè)中它發(fā)揮著巨大的作用。 由于人類的數(shù)量增多，對(duì)地球地表的空間需求越來越大，而地表的空間有限，人們不得瞄準(zhǔn)高空的空間資源，從而引起對(duì)升降的機(jī)構(gòu)需求越來多。很大的便利。升降機(jī)作為一種登高的設(shè)備，它應(yīng)用比較廣泛，比如在影院、賓館、工廠等等場(chǎng)所需要登高的地方都會(huì)用到舉升機(jī)，小到清潔、燈具維修換修，大到設(shè)備的調(diào)試安裝維護(hù)及保養(yǎng)。雖然升降機(jī)的種類多，但市場(chǎng)上很常見的是液壓升降機(jī)和鏈條式升降機(jī)。其中剪叉式液壓升降機(jī)應(yīng)用最廣泛，市場(chǎng)最大。在國內(nèi)它的設(shè)計(jì)理論還不是很成熟，所以對(duì)其研究是很有必要的。1.

10、2剪叉式液壓升降機(jī)在國內(nèi)的研究發(fā)展情況 剪叉式液壓升降機(jī)在國內(nèi)的生產(chǎn)起步較晚，但發(fā)展較快。從1979以來，升降機(jī)的更新越來越快，不僅在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化，而且在驅(qū)動(dòng)的方式上、控制方式也發(fā)生了變化。原有的基礎(chǔ)功能的舊式子升降機(jī)已經(jīng)逐漸無法滿足人們的生活和工作要求，越來越豐富和多樣功能的升降機(jī)正在成為迫切的需要。創(chuàng)新程度不斷加深，新的技術(shù)正應(yīng)運(yùn)而生，老式的升降機(jī)已不占優(yōu)勢(shì)。由最初的調(diào)壓調(diào)速交流調(diào)速梯到VVVF交流變頻調(diào)速來控制系統(tǒng)平臺(tái)，再到采用 PLC和微機(jī)控制技術(shù)，現(xiàn)如今梯形的速度最高可以達(dá)到4m/s；升降機(jī)出現(xiàn)了翻天覆地的變化。雖然在國內(nèi)升降機(jī)的研究很多，但剪叉式液壓升降機(jī)的研究并不多

11、。剪叉式液壓升降機(jī)按運(yùn)動(dòng)方式主要分為牽引式、移動(dòng)式、固定式。每種類型都要對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)，在國內(nèi)還沒有一家進(jìn)行過專業(yè)的理論驗(yàn)算設(shè)計(jì)的公司。所以國內(nèi)還沒有一家品牌級(jí)的升降機(jī)廠家。在國內(nèi)生產(chǎn)這個(gè)的廠家主要上海序達(dá)、濟(jì)南天正泰、徐州三一重工。在國內(nèi)設(shè)計(jì)人員拿著國外進(jìn)口仿造繪制，沒有進(jìn)行理論計(jì)算和分析，國內(nèi)對(duì)其的研究文獻(xiàn)少知又少。缺少理論設(shè)計(jì)依據(jù)會(huì)造成材料、成本和物力的浪費(fèi)。由于建筑行業(yè)的興起，升降機(jī)的需求越來越多，剪叉式舉升機(jī)的需要越來越大。目前它的結(jié)構(gòu)形式比較單一，研究它是很有商用價(jià)值的。1.3 剪叉式液壓升降機(jī)國外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨向升降機(jī)最初是源于希臘，六七十年代出現(xiàn)皺型。經(jīng)過十幾年生產(chǎn)，很成熟了。

12、但對(duì)于剪叉式液壓升降機(jī)還有待研究。對(duì)于建筑行業(yè)的火熱造成升降機(jī)的需求增加。對(duì)其研究很有必要。他們的主要研究重心放在剪叉式升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新上。通過剪叉式升降機(jī)的特點(diǎn)來判斷其它的需求，利用三維軟件進(jìn)行繪制，并用有限元分析部件的受力情況。通過不斷地改變其結(jié)構(gòu)、零部件尺寸，來優(yōu)化其結(jié)構(gòu)。當(dāng)前國外生產(chǎn)這種的國家比較多，如美國、德國、日本、英國等等，W.Shan利用軟件通過計(jì)算剪叉臂進(jìn)行優(yōu)化，采用剛度矩陣進(jìn)行計(jì)算截面尺寸，要進(jìn)行優(yōu)化。它的市場(chǎng)非常大，剪叉式液壓的研究才開始。它應(yīng)用在流水線上的研究較多。在這方面它有更高的商業(yè)價(jià)值。剪叉式液壓又是這些研究者首選的結(jié)構(gòu)。1.4 課題來源及研究內(nèi)容1.4.1

13、課題來源隨著升降機(jī)的需求增加，所需功能增加，剪叉式液壓式升降機(jī)的理論設(shè)計(jì)還不成熟，國內(nèi)的產(chǎn)品又沒有形成一個(gè)品牌效應(yīng)。根據(jù)現(xiàn)在國家的號(hào)召各行各業(yè)開始走信息化、網(wǎng)絡(luò)化，綠色環(huán)?；牡缆罚餍袠I(yè)開始提升自己的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能力，對(duì)各方面都有更高的要求。升降機(jī)作為一種常見的高空運(yùn)輸?shù)难b備，必須有更高的要求。目前剪叉式液壓升降機(jī)的功能還不能滿足市場(chǎng)上的要求，適用范圍小，現(xiàn)需要開發(fā)出更高品質(zhì)的、更有保障、更加經(jīng)濟(jì)、更加安全的升降機(jī)。為使它的適用范圍廣，功能全，能滿足市場(chǎng)上的需求。對(duì)其研究就迫在眉睫。此課題就這樣由此產(chǎn)生了。1.4.2課題研究內(nèi)容 （1）剪叉式升降平臺(tái)組成、原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；（2）剪叉式升降平臺(tái)

14、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；（3）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算（4）關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化 49Rec 第2章 升降機(jī)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1剪叉式液壓升降機(jī)的概述及組成 2.1.1.剪叉式液壓升降機(jī)的概述剪叉式液壓升降機(jī)可分為固定式、移動(dòng)式。而移動(dòng)式又可分為牽引式、人工自行走牽引式、全自動(dòng)牽引式。剪叉固定式一般用在專用的場(chǎng)合下，一般與墻體圍墻一起安裝在一個(gè)地方，它是長時(shí)間固定在一處，使用壽命比較長，升降平臺(tái)升起后有較高的穩(wěn)定性，作業(yè)面積大，承載能力高，適合多個(gè)人同時(shí)作業(yè)，常用在機(jī)場(chǎng)候車樓、舞臺(tái)、碼頭、廠礦和倉庫車間。而牽引式底座底座安裝有柴油機(jī)或驅(qū)動(dòng)裝置和車輪，它可以隨處移動(dòng)，一般用在消防和建筑工

15、地比較多。人工自行走式它可以移動(dòng)但它到達(dá)目的地時(shí)它的四個(gè)腳開始張開，它就變成固定式，它運(yùn)行最穩(wěn)定，平臺(tái)地基基礎(chǔ)好穩(wěn)固，承載能力高，但它需要人來控制它，比較吃力。全自動(dòng)牽引式相對(duì)牽引式多加了一些裝置，它很快速、方便移動(dòng)，操作也比較容易，例如登高救護(hù)車、地礦登高車經(jīng)常采用這種結(jié)構(gòu)。剪叉式液壓升降機(jī)與其它的升降機(jī)相比，他的高空作業(yè)運(yùn)行速度最快，效率高，承載能力強(qiáng)，安全系數(shù)高。剪叉式舉升機(jī)由高強(qiáng)度錳鋼矩形管制作而成，內(nèi)設(shè)有防超載安全裝置、安全保護(hù)閥和在停電情況下的應(yīng)急下降裝置。它的剪叉式結(jié)構(gòu)，可以讓它自由的收縮，它所占用的空間比較少。它適用于各個(gè)行業(yè)的高空作業(yè)。它們的結(jié)構(gòu)相對(duì)其它升降機(jī)來說比較簡(jiǎn)單，所

16、占空間比較少，在停電或無電源場(chǎng)所下，通過加裝手動(dòng)裝置也能使升降機(jī)正常工作。它是目前應(yīng)用最廣，是最理想的高空作業(yè)設(shè)備。 2.1.2.剪叉式液壓升降機(jī)的組成剪切式液壓升降機(jī)主要是由輕型鋼結(jié)構(gòu)所圍成剪切式四桿機(jī)構(gòu)并用液壓驅(qū)動(dòng)油缸頂起平臺(tái)。其主要組成部分為:升降機(jī)構(gòu)、底座、驅(qū)動(dòng)、液壓系統(tǒng)、平臺(tái)、電氣及輔助部分。(1) 驅(qū)動(dòng)部分:減速電機(jī)、皮帶、皮帶輪；(2) 底座：鋼結(jié)構(gòu)底盤、連接件；(3) 升降機(jī)構(gòu)：內(nèi)臂架、外臂架、銷軸等；(4) 液壓部分: 油泵、液壓管件、油箱、節(jié)流閥、調(diào)速閥、單向閥、電磁換向閥；(5) 電氣部分:配電箱、照明燈等裝置組成；(6) 平臺(tái)部分:承載重物的鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，聯(lián)接升降剪叉形鋼

17、架:(7) 輔助部分:壓力表和安全閥、緊急開關(guān)、電氣短路保護(hù)裝置等組成:2.2剪叉式液壓升降機(jī)的原理升降機(jī)啟動(dòng)時(shí)，油泵開始工作，電磁閥處于左位，液壓缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，剪叉臂向上張開，平臺(tái)托起重物向上升起，當(dāng)電磁閥處于右位，由于液壓缸的活塞向下運(yùn)動(dòng)，液壓油直接流入油箱中，平臺(tái)由于自身重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，剪叉架就進(jìn)行收縮，使得升降機(jī)向下下降。其運(yùn)動(dòng)原理簡(jiǎn)圖如下： 圖2-1剪叉架兩支架臂在O點(diǎn)處鉸接，支架2、4分別固定在上、下板面上，通過液壓活塞桿的伸縮和鉸接點(diǎn)A點(diǎn)的作用下實(shí)現(xiàn)貨物的舉升。液壓缸桿向左伸桿2下端往右運(yùn)動(dòng)，桿2上端往下運(yùn)動(dòng)，緊隨著桿3上端向下運(yùn)動(dòng)，桿3帶動(dòng)平臺(tái)4往下動(dòng)。從而就使得平臺(tái)往

18、下運(yùn)動(dòng)。若液壓缸桿向右運(yùn)動(dòng)，桿2下端往左運(yùn)動(dòng)，同桿傳力使得桿2上端往右端運(yùn)動(dòng)。桿2帶動(dòng)平臺(tái)4使得向上動(dòng)，從而使平臺(tái)向上運(yùn)動(dòng)。 2.3剪叉式液壓升降機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.剪叉式升降機(jī)運(yùn)行速度較快，操作方便，運(yùn)行行程范圍大；2.結(jié)構(gòu)緊湊，制作簡(jiǎn)單，成本較低，人；3.承載能力高，工作較穩(wěn)定，安全系數(shù)高；4. 可適應(yīng)高頻率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；5.它升降穩(wěn)定性好，運(yùn)行安全，可滿足不同工況的要求。剪叉式液壓升降機(jī)是升降機(jī)中理想的一款機(jī)構(gòu)，它可以任意放置，不限地域的限制，另外他還有自動(dòng)收縮和展開功能，可節(jié)約立體空間。它安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單，是實(shí)用型的貨物輸送設(shè)備。2.4剪叉式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 由上文中可知剪叉式液壓升

19、降機(jī)按固定方式可分為固定式和移動(dòng)式。盡管剪叉式液壓升降機(jī)的規(guī)格較多但是其基本組成結(jié)構(gòu)是相似的，基本是由底座、起升機(jī)構(gòu)和承重平臺(tái)組成的 。固定式剪叉升降機(jī)與移動(dòng)式剪叉式升降機(jī)最大的不同就是底座，固定式剪叉升降機(jī)其底座就只需安裝導(dǎo)軌和槽鋼就行，移動(dòng)式則有柴油機(jī)或者驅(qū)動(dòng)器、四個(gè)輪子等部件。他們共同點(diǎn)都是起升機(jī)構(gòu)由剪叉臂組成，通過銷軸相連接。承重平臺(tái)則是由護(hù)欄和鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)組成。升降機(jī)的種類的不同之處就是液壓缸的布置位置和升降機(jī)構(gòu)的種類和結(jié)構(gòu)方式。本論文中著重介紹此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2.4.1液壓升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案（1） 液壓缸連接方式 液壓缸連接方式可分為直接推動(dòng)式、連桿組合式、油缸前推杠桿平衡式。 a)直

20、接推動(dòng)式 圖2-2 直接推送式升降機(jī)構(gòu)直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)油缸行程較小，油缸的升降力較大，一般用于重型升降機(jī)上。b)連桿組合式連桿組臺(tái)式可分為油缸前（后）推連桿放大式組合、油缸浮動(dòng)式組合、油缸前(后)推杠桿平衡式組合，等等形式的組合。1）前推(后推)連桿放大式 圖2-3 前推桿放大式升降機(jī)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)具有極佳的穩(wěn)定性質(zhì)，在列車車體向上升起時(shí)候，不容易發(fā)生傾倒，車體油缸具有壓力小、油壓穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但是另一方面，整個(gè)結(jié)構(gòu)比較臃腫，體積大，占據(jù)了較大的空間。 2）油缸前推(后推)杠桿平衡式 圖2-4 前推連桿放大式該連接方式的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能好，工作行程大，結(jié)構(gòu)不緊湊，液壓管路不易布置，油缸擺角較大。3

21、）油缸后推連桿放大式(加伍德式)圖2-5油缸后推連桿放大式(加伍德式) 4）油缸后推杠桿平衡式 圖2-6油缸后推杠桿平衡式 該連接方式在升降過程中整個(gè)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行十分省力，同時(shí)與之前的結(jié)構(gòu)組合相比具有更加高效的作業(yè)狀態(tài)。升降機(jī)油缸的擺角度小，所對(duì)應(yīng)的升降力度大、系數(shù)高。這就造成這結(jié)構(gòu)的升降機(jī)結(jié)構(gòu)大，質(zhì)量上也更加重。由以上分析可知，現(xiàn)在的液壓缸連接方式有多種型式，每種形式都有它的特點(diǎn)，這就根據(jù)其功能決定，不同的功能要合理選擇，按要求連接。選取合適連接方式的基本準(zhǔn)則就是在綜合考察車輛的運(yùn)用環(huán)境后，按照工藝和成本最優(yōu)的原則進(jìn)行。做到“因才施策、精準(zhǔn)選擇：”。本文中選擇直接推動(dòng)式。2.4.2 剪叉式臂的

22、布置方式 剪叉架的布置方式分為單架式、雙架式。 圖2-7 單架式 圖2-8雙架式 單架式結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作中，升起和降落時(shí)候，承重點(diǎn)在承載重物的時(shí)候，機(jī)構(gòu)所承載重物的質(zhì)心與機(jī)構(gòu)的重要支持中心的相對(duì)運(yùn)動(dòng)幅度和變化都是隨機(jī)的，并通常較大，那么這就需要機(jī)構(gòu)液壓缸的推動(dòng)力足夠強(qiáng)大，這樣才能夠支撐起重物的升降。較大推力的液壓缸和較強(qiáng)承載力的機(jī)構(gòu)需要不斷地增加安裝尺寸，因此安裝尺寸通常需要足夠大。單它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作、安裝容易。雙架式固定鉸支座的兩平行桿同步運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)，能承載能力較大，但它安裝較困難，多一套液壓系統(tǒng)，成本較高。綜上所述，考慮成本、使用條件及環(huán)境，選用單架式較為合適。2.4.3 升降機(jī)機(jī)構(gòu)中液

23、壓缸布置方式液壓缸的布置位置主要考慮作用點(diǎn)位置、液壓缸的安裝角度問題。以下是液壓缸的三種布置方式，如下圖所示：第一種方案，如圖2-9所示：底座與液壓缸的一端通過鉸鏈相互連接起來，液壓缸另一端與支架1相互連接，需要注意，連接點(diǎn)要靠近鉸支座大約五分之一的地方。液壓缸的活塞桿與支桿1成一定的角度，若想把平臺(tái)升起，液壓缸需要提供很大力才可以將平臺(tái)頂起，或者液壓缸所提供的力臂長要足夠長。當(dāng)平臺(tái)收縮時(shí)液壓缸則在很短的時(shí)間內(nèi)將平臺(tái)降下，但交叉臂不一定達(dá)到指定的位置。第二種方案，如圖2-10所示：液壓缸一端同底座鉸支座緊緊相連，液壓缸的另外一側(cè)同兩個(gè)支架的鉸支點(diǎn)串接起來，液壓缸活塞桿與底座平面成2角度。若要把

24、平臺(tái)升起，液壓缸需要提供的是重物的重力加兩剪叉架的重量的重力。此重力非常大。若平臺(tái)下降時(shí)，液壓缸需要給它拉力使得平臺(tái)往下伸縮。則支架的力臂需要更大的力。這種方案則需要量剪叉液壓機(jī)構(gòu)的兩臂同時(shí)運(yùn)動(dòng)。而且這種結(jié)構(gòu)所需的液壓缸行程要很長，缸徑比較大 。這種會(huì)造成舉升機(jī)的尺寸變大。若液壓升降機(jī)需要所收縮時(shí)，液壓的支架不一定完全能收回。第三種方案，如圖2-11所示：把液壓缸帶有活塞桿的一側(cè)牢牢與底座的鉸鏈固定住，另外的一側(cè)固定在鉸鏈桿2上?；钊麠U的鉸鏈點(diǎn)放置在兩鉸鏈桿的中間部位上?；钊麠U與底座平面呈度，且使>>，若將平臺(tái)升起時(shí)，液壓缸所需的推力相對(duì)方案一方案二要小，因?yàn)榉桨敢坏幕钊麠U桿長較短

25、，而方案二活塞桿的桿長比方案三的桿長長。雖然方案三中支架所受的力臂比方案二中支架所受的力臂大。但行程則比方案二的短，運(yùn)行更平緩。它所用的液壓缸的尺寸和規(guī)格相對(duì)來說比較小。布局所需的空間相對(duì)方案二的要小，所以它是三個(gè)方中最合理的方式。圖2-9 第一套方案圖2-10 第二套方案圖2-11 第三套方案根據(jù)以上的分析可知，選擇第三套方案是最優(yōu)的，因此選擇方案三（見圖）。第3章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：（1） 需要完成基本的升降工作，并且液壓起升和降落的速度最好能控制在合理范圍，應(yīng)當(dāng)和緩，對(duì)液壓的沖擊力盡量降低。（2）液壓機(jī)最大載荷量控制在3.5t。升降的機(jī)構(gòu)

26、選取單液壓缸控制的聯(lián)接組合式剪叉機(jī)構(gòu)。剪叉機(jī)構(gòu)至少應(yīng)當(dāng)可以起升2.3M。（3）整體系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)符合平穩(wěn)、便捷的特征。（4）液壓系統(tǒng)要求在平坦、牢固、開闊的地面進(jìn)行安裝和操作。諸如砂石地面、木板磚地面是不符合工作環(huán)境要求的，不符合安裝的基本條件。另外，具有坡度的或者坑坑洼洼的地面存在較大的安全隱患，也應(yīng)避免。所以，應(yīng)嚴(yán)格遵循基本工作環(huán)境要求，不宜在低溫環(huán)境中進(jìn)行操作；（5）價(jià)格低，所需費(fèi)用少，質(zhì)量有保證，沒有多余的功能；3.2制定液壓系統(tǒng)的基本方案3.2.1液壓執(zhí)行元件的形式的確定在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中我們最普遍應(yīng)用的是液壓缸以及液壓泵。這兩類執(zhí)行元件使用最廣泛最多。其中液壓缸主要負(fù)責(zé)線性運(yùn)動(dòng)功能，液壓泵

27、在曲線的尤其是回旋運(yùn)動(dòng)上表現(xiàn)良好。下表描述了這兩類執(zhí)行元件的最普遍特征和使用環(huán)境：表3.1 液壓泵與液壓缸特征對(duì)比表部 件部件特點(diǎn)可使用的范圍兩側(cè)對(duì)稱兩側(cè)可以同時(shí)工作，保持兩側(cè)不對(duì)稱、需要作用的范圍大兩側(cè)不能夠同時(shí)工作，需要一側(cè)在兩邊同時(shí)往返，通過差動(dòng)快速的連接，使得來回的速度保持一致部件的內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單不能雙向工作，只能單向，依靠外界力量做反復(fù)運(yùn)動(dòng)續(xù)表3.1 液壓泵與液壓缸的特點(diǎn)單葉的轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于雙葉的轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于擺動(dòng)的幅度大小以下擺動(dòng)的幅度大小以下齒輪泵價(jià)格經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)明快高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的慣性不高、體積不大扭矩不高、轉(zhuǎn)動(dòng)速度高、動(dòng)作快、反復(fù)運(yùn)動(dòng)體積不大、向外輸出的扭矩高工作

28、的功率小、速度慢、反復(fù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中可以保持穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大扭矩很大、反復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不高、內(nèi)部構(gòu)造繁雜、向外輸出的扭矩高扭運(yùn)轉(zhuǎn)的速度低、進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)注釋：代表的是沒有桿腔活塞，所占用的面積大小；代表的意義相反，是指有桿腔活塞，所占用的面積大小本實(shí)驗(yàn)要滿足，第一要能夠做出線性及回旋的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此最好選取雙活塞桿液壓缸與齒輪式液壓泵相結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)，這樣既可以大大節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本又能減少液壓系統(tǒng)設(shè)備的成本。此外采用二者相結(jié)合的組合，可以達(dá)到油畫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)性能降低液壓執(zhí)行元件載荷的目的。 下圖表現(xiàn)的是兩類最普遍的工作原理：（a） (b)圖3.1 工作原理圖上面的圖表示兩種機(jī)構(gòu)可以在同一時(shí)間提高運(yùn)轉(zhuǎn)

29、速度，經(jīng)常用于實(shí)際生活中，如電梯或者升降臺(tái)以及其他的升降裝置。同時(shí)還存在一類可以在運(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)換的裝置，能夠使用液壓裝置來完成小角度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過程中可以保持非常平穩(wěn)的進(jìn)行，而且可以使用液壓馬達(dá)來完成長距離的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合了回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及擴(kuò)程運(yùn)動(dòng)這兩種工作原理。3.2.2液壓缸的類型在中型和重型液壓的體系中，經(jīng)常會(huì)用到液壓缸。根據(jù)上升和下降的運(yùn)動(dòng)規(guī)定以及和特征，進(jìn)行多方面的考慮，本次所選擇的液壓缸的特征是直線型、單活塞、具有緩沖性能。3.2.3 液壓缸安裝方式在實(shí)際應(yīng)用中，通常使用使用耳環(huán)型方式來安裝單活塞式雙作用液壓缸。這次設(shè)計(jì)的液壓缸總作用原理是：機(jī)構(gòu)一端自由擺動(dòng)，一端固定不動(dòng)。所以最

30、佳連接連接方法是在液壓缸的后側(cè)將耳環(huán)連在一起，我們?cè)趯?shí)際情況中就是這樣操作。3.2.4 缸蓋聯(lián)接的類型將缸和蓋結(jié)合在一起，通常來說一共有三種方法：（1）使用法蘭聯(lián)接法 （2）使用外螺紋聯(lián)接法（3）使用內(nèi)卡鍵聯(lián)接法。本次設(shè)計(jì)中采用第一種聯(lián)接方式，即利用法蘭聯(lián)接法。3.2.5擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路在規(guī)定好啟動(dòng)液壓裝置的元件后，需要設(shè)計(jì)液壓回路。液壓回路的設(shè)計(jì)最重要的考慮因素是:首先是液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向，其次要控制好液壓系統(tǒng)的運(yùn)行速度速。在處理流量不大的液壓裝置時(shí)，通常利用換向閥多種排列結(jié)合來達(dá)到所規(guī)定的動(dòng)作，通過換向閥或是邏輯控制單元來實(shí)現(xiàn)方向控制。裝置工作的速度過慢，升高和降低的重力過大，

31、工作平穩(wěn)，而且能夠進(jìn)行人為的操控，達(dá)到指定的位置，并且能高度自鎖，是本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降機(jī)的要求特點(diǎn)。3.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的選取液壓體系的參考數(shù)據(jù)主要有兩個(gè)，分別是液壓體系的壓力大小以及液壓體系的流量值，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)可以選擇合適的液壓元件完成設(shè)計(jì)。元件的運(yùn)行速度、結(jié)構(gòu)和尺寸決定了系統(tǒng)的流量，系統(tǒng)的外載荷決定了系統(tǒng)的壓力值。3.3.1系統(tǒng)載荷組成： 1、 將舉升機(jī)的高度提升至，此時(shí)液壓缸可以產(chǎn)生的推力大小將舉升機(jī)的高度提升至， 根據(jù)式，能夠計(jì)算出，如果舉升機(jī)不發(fā)生位置的移動(dòng)，或者之間的距離等于，通過式或者式可以算出。將、代入公式內(nèi)，可以得到。2、 舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)液壓缸的推力根據(jù)圖可以得到舉

32、升機(jī)的部件大小，然后計(jì)算出結(jié)構(gòu)尺寸大小，可求出大小 ,再通過公式可知， 得到把代入到公式中，計(jì)算得出液壓缸能夠產(chǎn)生的推力極限，求出。根據(jù)上述的討論可知：在全程的升舉中，液壓缸在最低點(diǎn)推力為313.08KNN，這也是全程需要的最大推力。這個(gè)最大值是我們?cè)谝簤合到y(tǒng)的選取時(shí)候需要考量的重要指標(biāo)。如果將平臺(tái)的位置放在最低點(diǎn)，使得，那么液壓缸可以達(dá)到最大負(fù)荷。利用選擇的載荷量來計(jì)算液壓缸相關(guān)數(shù)值。圖3.2 液壓缸工作原理圖上面的工作圖是啟動(dòng)液壓體系的工作原理圖，代表的含義是活塞桿上的最大外力， 代表的含義是液壓缸內(nèi)壁各個(gè)原件之間可以產(chǎn)生的阻力。代表的含義是活塞桿正常工作的負(fù)荷量，代表的含義是導(dǎo)軌與液壓缸

33、部件之間通過摩擦而產(chǎn)生的阻力，代表的含義是因速度的大小改變而發(fā)生的慣力改變。（1）通常情況下，工作載荷的類型有很多，通常有以下幾種，分別是切削力、重力、等等，這種力的產(chǎn)生方向如果和活塞的方向保持一致，那么就為負(fù)值。同理，這種力的產(chǎn)生方向如果和活塞的方向相反，那么就為正值。通常情況下，因?yàn)楣ぷ鞯呢?fù)荷過大，所以活塞自己受到的地球引力就可以不加計(jì)算，切削力和擠壓力同時(shí)產(chǎn)生的外部作用力就是工作的負(fù)荷。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)規(guī)定的等于一噸，因此所有的液壓缸都滿足。（2）使用直線型的液壓缸，一般都附帶了用以固定運(yùn)動(dòng)方向的活塞導(dǎo)軌。其中我們不考慮導(dǎo)軌摩擦力，只考慮總載荷，故為零。（3）， 表示速度的變化量，單位m/s

34、表示起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，單位s。（一般機(jī)械的啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)間為0.10.5s，行走機(jī)械介于0.51.5s之間)表示加速度，單位初步選定速度變化量=0.16m/s，=0.6s，則=0.27，用上述慣性載荷、工作載荷、導(dǎo)軌摩擦載荷構(gòu)成總的液壓缸的外載荷。 =108040+0+270=108310N。起動(dòng)加速時(shí) ， 穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 減速制動(dòng)時(shí) 。工作載荷并非每階段都存在，該階段沒有工作，則=0。但在計(jì)算和校核時(shí)，應(yīng)按照最大值取。 除了外載荷外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 （3.2） 式中表示液壓缸的機(jī)械效率，效率

35、值一般取0.900.95，這里取0.95， 。3.3.2液壓系統(tǒng)壓力初選液壓缸的選擇要綜合系統(tǒng)壓力的大小、載荷的大小以及設(shè)備類型而定，此外，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等限制條件。按表3.2所示初步選取15Mpa。表3.2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力MPa0.80-0.203.0-5.02.0-8.08.0-10.010.0-18.20.0-32.03.3.3液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算（1）液壓缸相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸15圖3.3表現(xiàn)的是液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)：圖3.3 液壓缸設(shè)計(jì)參

36、數(shù)上圖3.3a表示的是液壓缸活塞桿在受壓時(shí)候的狀態(tài)，圖3.3b則是活塞桿再受拉時(shí)候的狀態(tài)。a液壓缸活塞桿在受壓狀態(tài)時(shí)， （3.3）b液壓缸活塞桿在受拉狀態(tài)時(shí)， （3.4）在上面式子中，表示的是，無桿腔活塞有效工作面積（）。表示的是，有桿腔活塞有效工作面積（）。表示的是，液壓缸工作腔壓力（Pa）。表示的是，液壓缸回油腔壓力（Pa），壓力值由回路決定，下表是估算參考值；D表示的是，活塞直徑（m）。D表示的是，活塞桿直徑（m）。表3.3 執(zhí)行元件背壓力系 統(tǒng) 類 型背 壓 力 MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20-0.50回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.40-0.60回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.50-1.

37、50用補(bǔ)油泵的閉式回路0.80-1.50回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.20-3.00回油路較短，可直接回油路-文章選取作為壓力值。在這具體設(shè)計(jì)中，液壓缸只有一種狀態(tài)，即受壓工作狀態(tài)，受拉的工作狀態(tài)并沒有體現(xiàn)，因此，我們只需要計(jì)算前者的相關(guān)系數(shù)和指標(biāo)。根據(jù)公式，液壓缸在受壓狀態(tài)的活塞面積，表示為： （3.5）在（3.5）式子的實(shí)際應(yīng)用時(shí)候，要事前明確和二者之間的聯(lián)系性，以及液壓缸的活塞桿徑d和活塞直徑D的聯(lián)系，假設(shè)，讓活塞桿和徑的比例為：=d/D，那么比值按照下表3.4給出的標(biāo)準(zhǔn)選擇。按工作壓力選取d/D表3.4工作壓力MPa5.05.07.07.0d/D0.50-0.530.62-0.700.7根

38、據(jù)速度比的基本要求 ，確定好d/D的值表3.5（）1.251.331.460.1612.0d/D0.400.500.550.620.71注，上述速度比 ，是與的比值即系統(tǒng)活塞兩端面積之比。表示為 （3.6）如按工作壓力應(yīng)選取d/D=0.7，則相應(yīng)的速度比=2，由于活塞不受拉力作用，所以活塞桿收縮時(shí)可以適當(dāng)提高其速度， =2也可。運(yùn)用直徑求法公式，可以求出d=71.8mm。液壓缸的直徑D和活塞桿徑d的計(jì)算值要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國產(chǎn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。按照機(jī)械手冊(cè)中工程液壓缸技術(shù)規(guī)格,可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑為100mm，活塞桿為70

39、mm,速度比=2，工作壓力16Mpa，推力125.66kN。（2）計(jì)算活塞桿的行程當(dāng)平臺(tái)處于最低位置時(shí)，此時(shí)活塞桿應(yīng)處于完全收縮狀態(tài),液壓缸的長度為最小值，=1320mm。再計(jì)算一下平臺(tái)上升的最大高度，這里設(shè)上升至最大高度的，計(jì)算得出最大高度H=2.1m。此時(shí)活塞桿伸長至。當(dāng)活塞桿完全收縮時(shí)，液壓缸的長度就等于，選定液壓缸長度為1320mm。計(jì)算其行程： 。可以查得液壓缸長度不得小于，實(shí)際長度滿足要求。3.3.4液壓泵的參數(shù)的確定18（1）根據(jù)公式，液壓泵的最大工作壓力為 ， Pa，上述式子中，表示液壓缸可以承受的最大壓力，根據(jù)可以求出從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失。初算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)

40、據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單、流速不大的取0.20.5Mpa；管路復(fù)雜，進(jìn)油口有調(diào)速閥的，一般取0.51.5 Mpa。這里取0.5Mpa。即（2）確定液壓泵的流量 K系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.11.3，這里取1.2液壓缸的最大流量，對(duì)于在工作中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小溢流量，一般取在前面已經(jīng)初步選定臺(tái)面速度變化量=0.16m/s， 本文就設(shè)定臺(tái)面起升的最大速度，則活塞的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)用公式，（這是在臺(tái)面剛剛起升狀態(tài)時(shí)，）所以（3）選擇液壓泵的規(guī)格 由以上求得的數(shù)值以初定的液壓泵的形式，在手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵產(chǎn)品。一般情況下，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大2560%，這樣可以為液壓泵油儲(chǔ)備

41、一定的壓力。查找手冊(cè)選擇CB-型齒輪泵，3.6是其參數(shù)值。表3.6 CB-型齒輪泵型號(hào)排量壓 力轉(zhuǎn) 速特點(diǎn)生產(chǎn)廠額定最高額定最高CB-10.0-40.016.020.01800.02400.0殼體為鋁合金、可雙聯(lián)泵榆次液壓件廠（4）確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率實(shí)際的應(yīng)用中，若液壓泵的壓力以及流量都相對(duì)穩(wěn)定，那么有，公式中的，表示的是液壓泵的總效率。表3.7中選取，=0.7。表3.7 液壓泵效率液壓泵類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.60-0.700.65-0.800.60-0.750.80-0.85那么有，根據(jù)此結(jié)果選取適合的機(jī)型。3.3.5確定管道尺寸在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤滑的管道中經(jīng)常使用一些諸

42、如：鋼材質(zhì)管道、銅材質(zhì)管道、膠材質(zhì)管道。這些不同材質(zhì)的管道中，承壓能力最強(qiáng)的當(dāng)屬鋼管，鋼材可以承受較大壓力，并且價(jià)廉多用在裝配位置比較方便的地方，這里本文采用鋼管連接。管道內(nèi)徑的計(jì)算 （3.7）上述式子中 Q表示的是，管內(nèi)流量，單位是V表示的是，管內(nèi)允許流速，單位是 。表3.8是上述管道值取值范圍。表3.8 管道尺寸油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管道0.50-1.50，一般小于1液壓系統(tǒng)壓油管道3.0-6.0壓力高、管道粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.50-2.60取=0.8m/s，=4m/s, =2m/s.利用（3.7）中的式子，解得=20.2mm,=10.7mm,=15.2mm，

43、按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過綜合分析，選出的罐子內(nèi)經(jīng)為=20mm，=10.7mm, =15mm，管壁的厚度為。3.3.6油箱容量的確定郵箱的尺寸需要綜合考慮以下因素：首先要滿足系統(tǒng)供油要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出；其次，要求系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，按式 選取。式中：表示的是，每分鐘排出壓力油容積； 表示的是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)下表3.9，選擇=4作為參數(shù)。表3.9 油箱容量系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械1.0-2。02.0-4.05.0-7.06.0-12.010.0則。3.4液壓缸主要的零件結(jié)構(gòu)和材料及技術(shù)的要求3.4.1缸體要求1、 缸

44、體的材料（選取45號(hào)鋼）液壓缸通常在缸體選取上，用的是20號(hào)無縫鋼管、35號(hào)無縫鋼管以及45號(hào)無縫鋼管。更多的情況是，使用45號(hào)無縫鋼管，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241285HB。缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200HT350之間材料類型。在一些特別場(chǎng)合，也使用鋁合金作為缸體材料。2、 缸體設(shè)計(jì)技術(shù)要求（1）缸體內(nèi)徑采用H8、9配合。表面粗糙度的范圍表述：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra為0.10.4，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra為0.20.4。且均需衍磨。（2）缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級(jí)精度選取。（3）缸體端面T的垂直度

45、公差可按7級(jí)精度選取。（4）當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的公制螺紋。（5）當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。（6）為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為3040的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。3.4.2活塞1、 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式活塞與活塞桿的聯(lián)接形式見表3.10所示，這里采用螺紋聯(lián)接。表3.10 聯(lián)接形式聯(lián)接方式備注說明整體聯(lián)接用于工作壓力較大、并且活塞直徑較小時(shí)螺紋聯(lián)接常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大時(shí)2、 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)活塞的密封結(jié)構(gòu)和缸體的密封結(jié)構(gòu)不是一成不變的，在工作壓力改變，環(huán)境溫度

46、變化，或者出現(xiàn)不同介質(zhì)的情況下，密封的方式和材料通常會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，下圖3-11就是通常見到的密封形式。18。表3.11 密封形式密封形式備注說明間隙密封用于低壓系統(tǒng)中、的密封活塞環(huán)密封用于溫度變化大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封O型密封圈密封用于密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封Y型密封圈密封用在20MPa下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用O型密封圈密封比較合適。3、 活塞的材料耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等為液壓缸常用的活塞材料，這里采用45號(hào)鋼。3.4.3活塞桿1、 端部結(jié)構(gòu)活塞桿端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單

47、耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。為了便于拆卸維護(hù)，根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。2、 端部尺寸按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑螺距-螺紋長=。3、 活塞桿結(jié)構(gòu)活塞桿有實(shí)心和空心兩種。實(shí)心活塞桿的材料為35、45號(hào)鋼；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用45號(hào)鋼。3.4.4液壓缸的排氣裝置液壓氣缸的排氣閥作用是排除缸體內(nèi)空氣的出口。液壓氣缸的排氣裝置需要保證系統(tǒng)的運(yùn)行順暢，因此通常選取缸體兩端設(shè)置排氣口。這樣的雙設(shè)計(jì)，可以使之平穩(wěn)工作，保證其安全和順暢的作業(yè)。下圖3.4表示雙排氣閥結(jié)構(gòu)。圖3.4 排氣閥結(jié)構(gòu)3.4.6液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只有兩側(cè)舉升機(jī)上升過程中，

48、始終保持同一高度，活塞的運(yùn)行速度時(shí)刻保持相等，才能保證小車被水平舉起而不發(fā)生側(cè)偏。即：舉升機(jī)液壓回路必須同步。 舉升機(jī)的液壓回路18如圖3.5所示，主要有兩部分組成：機(jī)械鎖回路、升降回路。第1，左側(cè)機(jī)械鎖液壓缸,；第2，右側(cè)機(jī)械鎖液壓缸；第3， 兩位三通電磁閥 ；第4濾油器 ；第5，液壓泵；第6，溢流閥；第7，三位四通電磁閥；第8，普通調(diào)速閥；第9，比例調(diào)速閥 ；第10，左升降缸；第11，右升降缸。圖3.5 汽車舉升機(jī)液壓控制回路1、機(jī)械鎖回路機(jī)械鎖回路由油缸1、油缸2和兩位三通電磁閥3組成。當(dāng)電磁閥YA1得電時(shí)，兩位三通電磁閥3左位工作，壓力油進(jìn)入液壓缸1、2下腔，驅(qū)動(dòng)活塞向上移動(dòng)，將機(jī)械鎖

49、打開，此時(shí)舉升臂可自由上升或下降。當(dāng)YA1失電時(shí)，兩位三通閥處于右位工作時(shí)，油缸下腔與郵箱直接相通，腔內(nèi)油壓為零時(shí)，油缸活塞在缸內(nèi)彈簧和機(jī)械鎖動(dòng)齒條自重的作用下收回，機(jī)械鎖閉合，舉升臂被鎖住，這時(shí)候難以正?；顒?dòng)。這時(shí)候機(jī)械檢修工，便可以趁此機(jī)會(huì)進(jìn)行機(jī)械維修與排檢。2 、升降回路升降回路由三位四通閥7、普通調(diào)速閥8、比例調(diào)速閥9、左升降液壓缸10、右升降液壓缸11組成。當(dāng)三位四通閥7的YA2得電時(shí)，YA3失電時(shí)，油液上升，通過調(diào)速閥到達(dá)缸10、11。當(dāng)YA2失電時(shí)，YA3得電時(shí)，兩油缸下降。汽車舉升機(jī)液壓控制回路是用電液比例調(diào)速閥控制的同步回路，回路中使用了一個(gè)普通調(diào)速閥8和一個(gè)比例調(diào)速閥9.它

50、們裝在由多個(gè)單向閥組成的橋式回路中，并分別控制著液壓缸10、11的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)活塞出現(xiàn)位置誤差時(shí)，檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的開度，使液壓缸11的活塞跟上液壓缸10的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)同步。這種回路的同步精度較置精度可達(dá)0.5mm，費(fèi)用低，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。下面是剪刀式舉升機(jī)液壓控制回路進(jìn)行總結(jié)后的工作行程表3.13所示表3.13 工作行程表電磁鐵舉升機(jī)上升舉升機(jī)下降YA1信號(hào) +信號(hào) +YA2信號(hào) +信號(hào) -YA3信號(hào) -信號(hào) +舉升機(jī)的舉升性能和效率直接與其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性掛鉤。剪刀式舉升機(jī)液壓系統(tǒng)主要是舉升液壓系統(tǒng)。本次剪刀式舉升機(jī)的設(shè)計(jì)主要偏重于機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，而其液壓系統(tǒng)

51、所采用的液壓泵、液壓缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化，并且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在本設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件計(jì)算選型。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及各種相關(guān)控制閥的選型等19。3.5 本章小結(jié)本章對(duì)舉升機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括了對(duì)上升油路、下降回路、機(jī)械鎖回路的油路走向等液壓原理圖的設(shè)計(jì)，以及對(duì)液壓系統(tǒng)中的各組成部分的組成和功用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，也包括舉升液壓缸和油泵的計(jì)算、液壓缸的選型、油箱、油管的尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)等。本章結(jié)合剪叉式升降機(jī)工況主要剪叉式升降機(jī)中電氣部分的工作原理圖及各個(gè)部分的基本組成和功用，并且根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算考慮電動(dòng)機(jī)的選型。第四章 剪叉式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)的分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1剪叉式升降機(jī)結(jié)構(gòu)分析設(shè)定鋼平臺(tái)的高度為5m,為使鋼平臺(tái)升到最高點(diǎn)時(shí)人員是安全的，則剪叉臂與水平方向的最大夾角不得超過45°。若要使平臺(tái)上升到5m，則它至少需要四層剪叉臂，如4.1圖所示：圖4.1四層鉸鏈圖升降機(jī)的剪叉架式的剪叉架是最