剪叉式液壓升降機畢業(yè)設計

通過對雙鉸接剪叉式升降臺機構位置參數(shù)和動力參數(shù)的技術，結(jié)合具體實例，對機構中良種液壓缸布置方式分析比較，并根據(jù)要求式液壓升降臺的設計要求。關鍵字：升降臺；剪叉式；液壓設計說明書(論文)計Abstract:Double-hingedscissorsliftsinthedesignofthepreviouslyscissorsliftsonthebasisofthepresentapplicationflexibmeethigherrequirementsofvehiclemaintenancetheneedforpremise,andtheresponsebydifferentmodelstomeetFujianlogistics,vehiclemaintenance,andotherperformancerequirements.Throughthedouble-hingedscissorsliftsPositionparameterandthedynamicparametersoftechnology,combinedwithspecificexamples,theagencyianalysisandcomparison,andinaccordancewiththerequirementsofpartofahydraulicsystemdesignandcalculatioanalysisofthefork-definedplateandfork-loadrequiremehydraulicliftsthedesignrequirements. 11.1舉升機的發(fā)展簡史 11.2汽車舉升機的設計特點 21.3汽車舉升機的安全保證措施 31.3.1設計制造方面的安全保證措施 31.3.2使用維護方面的安全保證措施 4第二章剪叉式升降臺的應用及其受力分析的討論 52.1剪叉式升降平臺的三種結(jié)構形式 52.2雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)計算 62.3雙鉸接剪叉式升降平臺機構的動力參數(shù)計算 82.4剪叉式升降平臺機構設計時應注意的問題 9 92.6雙鉸接剪叉式升降平臺機構中兩種液壓缸布置方式的分析比較 2.6.3實例計算 第三章液壓傳動系統(tǒng)的設計計算 203.2制定液壓系統(tǒng)的基本方案 3.2.1確定液壓執(zhí)行元件的形式 3.2.2確定液壓缸的類型 223.2.3確定液壓缸的安裝方式 3.2.4缸蓋聯(lián)接的類型 3.2.5擬訂液壓執(zhí)行元件運動控制回路 223.2.6液壓源系統(tǒng) 3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 23 23 3.3.3計算液壓缸的主要結(jié)構尺寸 3.3.4確定液壓泵的參數(shù) 3.3.5管道尺寸的確定 3.3.6油箱容量的確定 3.4液壓缸主要零件結(jié)構、材料及技術要求 3.4.4活塞桿的導向、密封和防塵 3.4.5液壓缸的排氣裝置 3.4.6液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 3.4.7繪制液壓系統(tǒng)原理圖 第四章臺板與叉桿的設計計算 4.1確定叉桿的結(jié)構材料及尺寸 4.2橫軸的選取 43 參考文獻 變速器等養(yǎng)護和維修提供方便。舉升機的從上世紀20年代開始使用汽車舉升機在世界上已經(jīng)有了70年歷史。1925年在美國生產(chǎn)的第一臺汽車舉升機，它是一種由氣動控制的單柱舉升機，由于當時采用的氣壓較進行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動時的彈跳嚴重且又不穩(wěn)定。直到10年以后，即1935年這種單但是直到1977這種舉升機才在德國以外的其它固的地位，其銷量還在持續(xù)增長。它和四柱舉升機我們所見到的絕大多數(shù)舉升機均采用固定安裝方式。在舉移動式舉升機方面也有幾項成功設計，如剪式舉升機、菱架式舉最初設計單柱舉升機外，車輛較大，其底盤也能明顯辨維修車間的障礙物；汽車可在舉升機上轉(zhuǎn)動。但美國卻受帶來撞擊操作人員的危險。單柱舉升機的主要缺點是雙柱舉升機(包括液壓式或機械式),均具有以下優(yōu)點：第一，檢修汽車下部具有很高的可接近性(幾乎達到100%);其次，采用車輪自由型的方式支撐汽車，因而拆卸車輪時不需安全，安置舉升機時要求非常嚴格，否則在舉升過程中常采用車輪自由型的方式支撐汽車，如需采取車輪支查懸掛系統(tǒng)、檢查轉(zhuǎn)向機構間隙或進行車輪定位檢驗等；第或載荷所產(chǎn)生的巨大應力，其承力件易于磨損，因而雙柱舉操作也很簡便；第二，承載時非常穩(wěn)定；第三設備的使用壽命；第四，由于具有較高的使用維修；第六，在車間現(xiàn)場進行安裝也較方便，地腳螺栓即可。四柱舉升機的缺點是：和雙柱舉升機相比，戰(zhàn)地面積教大，對汽車檢修區(qū)域解放后，特別是改革開放以來，我國的汽車維修行業(yè)有了很大的它具有至關重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽(1)舉升機臺板降到下位時，與地面應盡可能在同一平面上，為達到此目的，雖然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投資費用，也破壞了車間地面的平整性度的前提下，應盡可能降低舉升機臺板和橫梁的高度；這樣，既便于駛上臺板的斜面長度盡可能短，節(jié)約車間的占地。在條件許可時，舉升機臺板(或橫梁)應(2)正確選擇傳動方式。采用機械傳動(螺母、螺桿)或液壓傳動(油缸),均難度較大，但多數(shù)零部件(液壓泵、液壓缸、閥門、密封元件等)均可外購或外協(xié)，當然一(3)絲繩的選擇。為了減少滑輪直徑從而縮小寄生機立柱的斷面尺寸，應該選用高柔度英國某公司3t系列的舉升機所采用的鋼絲繩的直徑為9mm,兩根并列，每根37股，每股6根鋼絲?；喭ǔＳ娩摬闹瞥?，而該公司采用玻璃纖維與尼龍混合制成(50%的玻璃纖維、50%的尼龍)。這樣，不僅價格便宜，還能減輕鋼絲繩的磨損，延長其使用壽命。當今世界上的許多先進技術，如自動控制光電開關等，已廣泛應用到各種安全裝置的(1)舉升機應能經(jīng)受超負荷試驗(包括舉升和支撐),一般應為最大舉升能力的125%此(3)所有的控制電路均采用失效保護，即任何單個元件失效，也不會使舉升機墜或上升(4)所有的舉升機器件均應有第二支撐系統(tǒng)。原有的提升系統(tǒng)失效時，它能自動進行有(5)所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應有足夠的安全系數(shù)，并在制造廠設(6)所有的運動零件均應有防護裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，(7)所有舉升機的設計均應把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。使用維護方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括舉升機汽車時應該注意的事項，承載時的穩(wěn)定性，降下汽車時的注意事項使用單位和操作人員的高度重視。首先，應選購那些安全性能良應認真學習和理解說明書中的各項安全注意事項并認真貫切執(zhí)行。(1)使用中的舉升機每天都應進行檢查。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時，不得再使用。(2)舉升機不得超載使用。每臺舉升機的額定載荷均注明在設備的銘牌上。特別要注意(3)安置汽車和使用舉升機均應由經(jīng)過培訓并經(jīng)考核合格的人員操作。(5)舉升機區(qū)域內(nèi)不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。(6)當汽車駛上舉升機前，應清除通道，不得駛過或撞擊舉升臂，連接器，車軸支撐器(7)在舉升機上承載汽車時應仔細操作。將舉升機的支撐器安置到汽車制造廠推薦的舉(8)要注意某些汽車上的零部件由于移動或安裝位置的不同會引起重心的急劇變化(9)舉升機降下前，應將汽車下面的工具箱，臺架及其它設備全部移開。要降下舉第2章剪叉式升降臺的應用及其受力分析的討論本討論的目的通過分析氣液動類的剪叉式升降平臺機構特點題及其應用范圍。氣液動剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉N圖2-1三種剪叉式升降臺結(jié)構簡圖圖中表示氣液動剪叉式升降平臺的三種結(jié)構形式接于二桿的中點E,兩桿的M、A端分別鉸接于平板和機架上，兩桿的B、N端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機架上的導向槽內(nèi)滾動。圖中的三種結(jié)構圖a中的驅(qū)動液壓缸的下不固定在機架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液圖c中的液壓缸缸體尾部與機架鉸接于G處，活塞桿頭部與支撐桿AB鉸接于F處。液按照液壓缸的安裝形式，稱圖a的形式為直立固定剪叉式結(jié)構，圖b的形式為水水平固定剪叉式機構，通過分析計算可知，平臺的升降行程大于液壓缸的行程，在應用過程中可以實現(xiàn)快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。而且活塞桿所承受的載荷力要比實際平臺上的載荷力要大的多。所以實際也很少采用。雙鉸接剪叉式結(jié)構避免了上述缺點。結(jié)構比較合理，平臺的升降行程可以達到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實際中逐漸得到廣泛的應用。本設計就重點對雙鉸接剪叉式結(jié)構形式加以分析、論述。2.2雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)計算由圖2-2可知圖2-2位置參數(shù)示意圖H——任意位置時升降平臺的高度；C——任意位置時鉸接點F到液壓鉸接點G的距離；L——支撐桿的長度；l——支撐桿固定鉸支點A到鉸接點F的距離；T——機架長度(A到G點的距離);β——活塞桿與水平線的夾角。將(2)式代入(1)式，并整理得設λ=C/C,θ=HIH?,代入(3)式得在(4)式中，C?——液壓缸初始長度圖2-3運動參數(shù)示意圖V?=V,sin(a+β)=o,lsin在(5)式中，2.3雙鉸接剪叉式升降平臺機構的動力參數(shù)計算圖2-4動力參數(shù)示意圖析機構受力情況并進行計算(過程省略)得出：(7)式中，Q——升降平臺所承受的重力載荷； 載荷Q的作用線到上平板左鉸支點M的水平距離。由于滾動輪與導向槽之間為滾動摩擦，摩擦系數(shù)很小(f=0.01),為簡化計算，或忽略不計，由(6)、(7)式簡化為：2.4剪叉式升降平臺機構設計時應注意的問題隨之增大。在確定整體結(jié)構值隨之減??；當α、β減小時，P不變的情況下，升降平臺升降行程會減??；反之，則會使液壓缸行程受力增大。液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過要看具體情況。一般我們都采用單作用柱塞缸，因為采用這樣的缸比較經(jīng)濟，而且總體泄漏量少，密封件壽命長。采用單作用柱塞缸時考慮到在空載荷時，上平板的自重應能克服液壓缸活塞與缸體間的密封阻力。否則，會導致升降平臺降不下來。如某自動生產(chǎn)線上，需設計一種升降平臺，要求升降平臺最大升降行程應大于620mm,升降平臺面最低高度應小于300mm,最大承重載荷0050kg根據(jù)實際使用要求，我們選取了單作用柱塞缸式液壓缸。液壓缸初始長度C?=595mm;支撐桿長度L=1230.5mm.按照上述尺寸，結(jié)合以上公式分別對雙鉸接剪叉式和水平固定剪叉式兩種結(jié)構形式進行了計算。計算結(jié)果見表1、表2和統(tǒng)計圖2-5(其中滾動摩擦忽略不計)。水平固定剪叉式結(jié)H=[L2-(T-S)2]'2;SaβHh00SαH00從計算結(jié)果可以看出：在整體結(jié)構尺寸相同、液壓缸行程相同的前提下，作用在液壓缸活塞桿上的最大推力P,水平固定剪叉式結(jié)構大于雙鉸接剪叉式結(jié)構；升降臺最大行程h,雙鉸接剪叉式結(jié)構大于水平固定剪叉式結(jié)構。由于采用了雙鉸接剪叉式結(jié)構液壓升降平臺，在設備安裝時避免了挖地坑，不僅節(jié)省了費用，還給以后了設備維護和檢修帶來方便。綜上所述，氣液動雙鉸接剪叉式結(jié)構液壓升降平臺整體尺寸較小，結(jié)構簡單、緊湊，節(jié)省投資；可獲得缸體二倍以上的升降形成；非常適合于空間尺寸小、升降行程大的場合，是一種值得推薦使用的升降機構。剛剛我們已經(jīng)簡單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺機構與其他兩種機構的區(qū)別以及在實際應用中所存在的利和弊，但是在考慮各方面條件如單作用柱塞式液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺等都不改變的基礎之上，能否將設計進行進一步的優(yōu)化呢?為證明這一點，我們可以從該機構的布置方式考慮，將結(jié)構略改動一下。從直觀的角度分析考慮，如下圖2-6所示：我們可以從圖上看出，液壓缸的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿1的右端(偏向桿1的活動鉸連接)。因此，我們針對實際升降臺剪叉機構中液壓缸常用的布置方式存在的問題，提出了另一種相對布置方式，將液壓缸布置在與之相對稱的左側(cè)，即與剪叉機構的固定支點在同一側(cè)，來進一步分析討論。利用瞬時速度中心法和虛位移原理，推導出這兩種布置方式液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關系式及活塞推力與臺面荷重的關系式，并對兩種布置方式進行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點以及適用場合。根據(jù)升降臺剪叉機構的工程實例做了幾何、運動和動力參數(shù)的對比計算和液壓缸結(jié)構參數(shù)的合理選擇。2.6.1問題的提出：液壓缸驅(qū)動的剪叉機構再各種升降臺中廣泛應用，因安裝的空間不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液壓缸在剪叉機構內(nèi)的布置要受到折合后高度的約束。根據(jù)文獻[4]的有關液壓缸驅(qū)動剪叉機構的運動學及動力學分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖2-7:液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關系式為活塞推力與臺面荷重的關系式為以上兩式的推導基于工程中常用的液壓缸布置方式，即液壓缸下支點與剪叉機構的固定支點在同一側(cè)，如上圖2-7。這種布置方式的優(yōu)點是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比較大的場合較為適用。存在的問題是在剪叉機構折合后的高度h較小的情況下(即α角較小),所需液壓缸的推力將大大增加。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在折合后的剪叉機構中難以布置；或采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸，不過這將增加一對液壓缸的支座，同時帶來機械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復雜性，加大了整個裝置的成本。2.6.2兩種布置方式的分析和比較：為了解決以上提出的問題，可考慮將液壓缸反向布置(即采用第一種設計方案),計算一下該方案的有關參數(shù)再將兩者作以比較。如圖2-8:這里仍用瞬時速度中心法來求解活塞運動速度。桿FD上D點、A點的瞬時轉(zhuǎn)動中心為臺面升降速度：A點的運動速度：由圖2分析可得：P=Pcosa,P,=Psinaxp=(l+a)cosa,y,=(l+a)sina,y,經(jīng)變分后：δy,=(l+a)cosaǒa代入式(4),整理后得活塞推力：式(3)和式(5)的正確性可以用機械能守恒原理來證明，即缸布置再右側(cè)時的推力較液壓缸布置在左側(cè)時小；而式(3)與式(1)比較，則液壓缸布液壓缸布置在剪叉機構的右側(cè)，使得液壓缸的活塞推力減小，這就可以選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機構中的布置；帶來的問題是液壓缸的有效行程較長，如果臺面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。2.6.3實例計算根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合實例進行對比計算，實例結(jié)構簡圖如圖2-9所示，其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況。h=400~1200mm,l=2000mm,a=535mm,e=770mm,f算結(jié)果見下表2-1:兩種布置方式主要參數(shù)計液壓缸布置在左側(cè)液壓缸布置在右側(cè)桿FD傾角α液壓缸傾角θ起始角α?/(o)起始角θ/(o)起始活塞速度起始活塞推力終止角αm/(o)終止角θ/(o)活塞有效行程從統(tǒng)計表中的數(shù)值比較可以看出，液壓缸在剪叉機構中的布置方式對其運動參數(shù)和動力相同的情況下，液壓缸布置在右側(cè)時的推力明顯小于液壓缸布置在左側(cè)時的情況，兩者的比值為0.66,而活塞的有效行程L則是液壓缸布置在右側(cè)時較長，比在左側(cè)時增加了112mm。如果載荷量不是很大的話(即載荷量W<1.5kN),這時可以考慮采用左側(cè)的布置方案，因為這樣可以縮短液壓缸的伸長長度。如果伸長度過大的話，不僅在材料上會有所浪費，而且在長期承受載荷的同時也會相應的增大液壓缸及活塞部分的彎曲應力。綜合以上考慮，可以初步設想采用液壓缸布置在左側(cè)的方案。而在該方案中活塞起始的速度小于液壓缸布置在右側(cè)時的速度，兩者比值v/v=0.66。為了彌補在速度方面的不足，以及減小舉升及整體的體積，可以考慮采用雙級支撐桿共同舉升平臺以達到提升速度的目的。如圖2-10所示：圖2-10機構各項參數(shù)圖2-11參數(shù)轉(zhuǎn)化過程那么首先我們就要計算一下這樣的設計方案所采用的液壓缸的全起見，要求舉升機在各高度上工作時都應自鎖，完工后可原速或為了便于維修人員在升降臺底部維修，不僅要在升降高維修人員站立維修的位置。為此，可以選擇采用雙升降臺同滿足要求，此布置方案需要兩個液壓缸，16根支撐桿舉升。為了增強其安全可靠性，可以設其總承載量為Wa=2t×1000×9.8=19600N,則平均每個升降臺的承載量為W=W?/2=9800N。由于這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為9800N,所以采用左側(cè)布第三章液壓傳動系統(tǒng)的設計計算3.1明確設計要求制定基本方案：1)主機的概況：主要用途用于家用小型重型設備的起升，便于維修，占地面積小，適用2)主要完成起升與下降重物的動作，速度較緩，液壓沖擊??；3)最大載荷量定為2噸，采用單液壓缸控制聯(lián)接組合叉桿機構進行升降動作。最大起升4)運動平穩(wěn)性好；5)人工控制操作，按鈕啟動控制升降；6)工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進行操作，不宜在有7)性能可靠，成本低廉，便于移動，無其他附屬功能及特殊功能；3.2制定液壓系統(tǒng)的基本方案3.2.1確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。前者實現(xiàn)直線運動對于本設計實現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉(zhuǎn)運動的機構，可以采用桿液壓缸，這樣不僅簡化液壓系統(tǒng)降低設備成本，而且能改善運表3-1各執(zhí)行元件的特點雙向?qū)ΨQ雙作用往復運動有效工作面積大、雙向不對稱往返不對稱的直線進，A1=2A2往返速度相等結(jié)構簡單單向工作，靠重力或其他外力返回單葉片式轉(zhuǎn)角小于360度雙葉片式轉(zhuǎn)角小于180度小于360度的擺動小于180度的擺動齒輪泵結(jié)構簡單，價格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運動葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動慣量小高轉(zhuǎn)速低扭矩動作靈敏的回轉(zhuǎn)運動擺線齒輪泵體積小，輸出扭矩大矩的回轉(zhuǎn)運動軸向柱塞泵運動平穩(wěn)、扭矩大、大扭矩的回轉(zhuǎn)運動徑向柱塞泵運動圖3-1擴程機構動轉(zhuǎn)換機構，小角度的回轉(zhuǎn)運動用液壓缸來實現(xiàn)，其運動比較平3.2.2確定液壓缸的類型3.2.5擬訂液壓執(zhí)行元件運動控制回路閥的組合來實現(xiàn)。本設計剪叉式液壓升降臺其特點：起升壓力大，運行緩慢、平穩(wěn)，能人工控制起升至某一固定高度時并保持該高度自鎖。3.2.6液壓源系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源提供，液壓源的核心是液壓泵。在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱，溢流閥同時起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源并提高效率，液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況下，則采用多泵供油或變量泵供油。對于本設計，由于工作周期短，循環(huán)次數(shù)少，供油量可以適當減少以節(jié)省能源，采用單泵供油即可，不需蓄能器儲存能量。對于油液的凈化：油液的凈化裝置在液壓源中是必不可少的。一般泵的入口要裝有粗濾油器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應的精濾油器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設置磁過濾或其他形式濾油器。根據(jù)液壓設備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構尺寸。3.3.1載荷的組成與計算：首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時的位置，通過上述的討論，得知當液壓缸與地面夾角θ為最小值時，也即支撐桿與地面夾角α為最小值時，液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。根據(jù)軸距2.4m,將支撐桿的長度選定2.1m/根。當液壓缸下降至最低高度時(設此時支撐桿與地面夾角a=a?)a?=5°,根據(jù)上述公式圖3-2機構各參數(shù)現(xiàn)在a值還是一個未知量，但a值的大小必須在1/2之內(nèi)，初步設定a=114。根據(jù)活塞推力與合面荷重量關系式得出P=11.6W。通過二者比較，a=1/3推力與合面荷重量關系式得出P=11.6W。通過二者比較，a=1/3時，活塞的最大推力P要小于a=114時。即在a值不變的條件下，a與P是成反比的。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點A又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點B,否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應力集中，以致降低疲勞強度。因此，應選a=1/3比較合適。這時將a=1/3代入公式得a面就根據(jù)載荷量來選取合適的液壓缸。圖3-3液壓缸aF?=ma=2t12×0.27=270NF=F+F,+F=113680+0+270=113950N。F=F+F,-F。3.3.2初選系統(tǒng)壓力液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟；反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定尺寸不太受限的設備，壓力可選低一些，行走機械重載設備壓力要選的高一些。按下表3-2初步選取15Mpa。表3-2各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型農(nóng)業(yè)機械小型工液壓機大中型械磨床組合龍門刨床拉床工作壓力3.3.3計算液壓缸的主要結(jié)構尺寸液壓缸有關的設計參數(shù)見圖3-4所示：QbQ圖a為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)，圖b表示活塞桿受拉狀態(tài)?；钊麠U受壓時活塞桿受拉時式中p?——液壓缸工作腔壓力Pap?——液壓缸回油腔壓力Pa,其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表3-3估算D——活塞直徑md——活塞桿直徑m表3-3執(zhí)行元件背壓力表簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)回油路設置有背壓閥的系統(tǒng)回油路較復雜的工程機械回油路較短，可直接回油路可忽略不計在這里我們?nèi)”硥毫χ祊?=0.2MPa在本設計中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時，其活塞面積為：按工作壓力選取d/D工作壓力MPa2注：速度比φ,為活塞兩側(cè)有效面積A與A?之比。即取0.5Mpac(2)確定液壓泵的流量Q,K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.1~1.3,這里取1.2Qmx——液壓缸的最大流量，對于在工作中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小在前面已經(jīng)初步選定臺面速度變化量△v=0.16m/s,我們就設定臺面起升的最大速度v,=0.16m/s,則活塞的運動速度應用公式Q=2v?A=2×0.04×7.85×103=根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬訂的液壓泵的形式，從手冊中選擇相應的液壓泵產(chǎn)品。為使液壓泵油一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25~60%。查找手冊P37-135選擇CB-F型齒輪泵，其參數(shù)如下表3-4型號特點生產(chǎn)廠額定額定可作雙聯(lián)泵在工作中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則液壓泵類型葉片泵總效率則,據(jù)此可選擇合適的電機型號。3.3.5管道尺寸的確定在液壓、氣壓傳動及潤滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價廉，但安裝時的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。這里我們采用鋼管連接。管道內(nèi)徑計算m式中Q——通過管道內(nèi)的流量m3/sv——管道內(nèi)允許流速m/s,取值見下表3-6:允許流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速m/s液壓泵吸油管道0.5~1.5,一般取1以下液壓系統(tǒng)壓油管道3~6,壓力高，管道粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道3.3.6油箱容量的確定在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。初設計時，按經(jīng)驗表3-7各系統(tǒng)經(jīng)驗系數(shù)系統(tǒng)類型行走機械中壓系統(tǒng)冶金機械a3.4.1缸體采用簡單的焊接形式，其特點：結(jié)構簡單，尺寸小，重量輕，使2.缸體的材料(45號鋼)液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號鋼的機械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應用較少。當缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需比較號的35號鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號鋼，并應調(diào)質(zhì)到241~285HB。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(2)缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級精度選取，圓柱度公差值應按8級精度3.4.2活塞1.活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見下表3-8備注說明用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況螺紋聯(lián)接常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接用于工作壓力、機械振動較大的情況下備注說明間隙密封用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的活塞環(huán)密封力小、壽命長的活塞密封1密封性能好，摩擦系數(shù)小；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運動密封用在20MPa下、往復運動速度較高的液壓缸密封3.活塞的材料用45號鋼。(2)端面T對內(nèi)孔D,軸線的垂直度公差值，應按7級精度選取。(3)外徑D的圓柱度公差值，按9、10或11級精度選取。畫圖3.4.3活塞桿活塞桿的端部結(jié)構分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳2.端部尺寸3.活塞桿結(jié)構活塞桿有實心和空心兩種，如下圖。實心活塞桿的材料為35、45號鋼；空心活塞桿材料為35、45號無縫鋼管。本設計采用實心活塞桿，選用45號鋼。(2)活塞桿的圓度公差值，按9~11級精度選取。這里取10級精度。7級或8級精度制造)。表3-10導向套的導向方式導向方式備注說明缸蓋導向減少零件數(shù)量，裝配簡單，磨損導向管通導套可利用壓力油潤滑導向套，并使其處于密封狀態(tài)套導向可拆導向套容易拆卸，便于維修。適用于工球面導向套導向套自動調(diào)整位置，磨損比較均勻選取。薄鋼片厚度為0.5mm雙作用液壓缸應安裝兩個排氣閥。常用的排氣閥結(jié)構尺寸如圖3-5圖3-5排氣閥結(jié)構3.4.6液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸2.液壓缸為單耳環(huán)型安裝的主要尺寸為(按P37-231選取):CD=50,MR=50,EW=60,根據(jù)所選擇的液壓缸的缸徑，按照表37-7-59確定液壓缸缸蓋端部的尺寸(均為對應的標選擇ZG45鑄鋼。缸蓋按9、10或11級精度選取。各液壓元件采用國產(chǎn)標準件，在圖中按國家標準規(guī)定的液式一般是在液壓缸平放，而且活塞桿一端在回落時沒有壓缸在下降時依靠本身的重量，在使用過程中，會出現(xiàn)過升降機下漂移的現(xiàn)象(如下圖3-6), (約3ml/min),久而久之，會產(chǎn)生不同程度的向上或向下漂移。當P口有向上的壓力時，會產(chǎn)生上移現(xiàn)象；當P口無壓時，由于自重會產(chǎn)生下移現(xiàn)象。而且在長期這種高壓沖擊下會逐改進后如下圖3-7所示，液壓系統(tǒng)所做的改變包括：變換向閥的中位機能O為Y型；換向閥的B口節(jié)控制油路到液控單向閥的液控口。這樣當升降機下降到最低位置時，由于換向閥的A口(柱塞缸)與T口相通，如果T口又與油箱直接連接，則柱塞缸處于降下的位置時，只要回油管壓力產(chǎn)生的使升降機向上的力小于升降機的負載和摩擦力，升降機是不會向上漂移的。一般地說，制造泄漏量幾乎為零的液控單向閥在技術上是可以做到的，因此，也不必擔心向下漂移的現(xiàn)象。臺板的升降由液壓泵和液壓缸來驅(qū)動，當液壓缸的下腔進油而上腔排油時，活塞桿伸出，剪叉鋼架擺動，鋼架端A'和E'為滾輪，如下圖3-8。這時兩滾輪分別沿著升降臺板和小車底橋向中心方向滾動，從而抬升升降臺板。當液壓缸上腔進油下腔排油時，液壓缸活塞在液壓力和臺板鋼架自重作用下，活塞桿向缸內(nèi)縮回，使鋼架端A'和E'滾輪向離開臺板、底橋中心方向移動，升降臺板下降，通過控制液壓缸活塞桿的伸縮長度來控制升降臺板的升降高度位置。圖3-8臺板的升降示意圖破裂保護閥12后至升降缸13的下腔，頂出活塞桿(缸上腔油液經(jīng)過換向閥14被擠回油箱),繼電器從而制動電磁閥6,電磁鐵EV1斷電，系統(tǒng)卸載。臺板保持高度不變，臺板支承重物。1)為防止臺板載荷重物下移，系統(tǒng)采用密封性良好的液控單向閥自鎖；3)系統(tǒng)不動作時，直接卸載，節(jié)約能耗；4)為使升降臺結(jié)構更緊湊，采用便于安裝和維護的疊加元件，液壓系統(tǒng)元件統(tǒng)一布置在5)為防止臺板在工作中意外安全事故的發(fā)生，系統(tǒng)采用了管道破裂保護閥安裝在缸下第四章臺板與叉桿的設計計算簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上道內(nèi)來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。下底板也如此，如下圖4-1。圖4-1下底板結(jié)構簡圖根據(jù)上面汽車尺寸參數(shù)，確定臺板的長度為2600mm,寬度450mm,材料采用熱軋鋼板。其形狀見圖紙。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是設計工作的成敗，選材45號鋼，熱軋鋼板。叉桿的外形圖如圖4-2所示。圖4-2叉桿的外形圖4.1確定叉桿的結(jié)構材料及尺寸1.對支撐叉桿進行受力分析首先定義每根桿的名稱編號，如圖4-3:對于桿3、桿4的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其它外力，所以可以忽略不計，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。經(jīng)過分析桿3的受力情況如圖：計算其最大彎矩及軸向力：經(jīng)力學分析，當升降臺處于最低位置，α=5°時，所受彎矩最大，如圖。當升降臺處于最高位置，α=30°時，軸向力最大，如圖桿4受力情況同桿3。下面再分析一下桿1,對桿1作受力分析，如圖對D點做力矩分析：可得F?=計算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來分析：根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下：由此圖可知，桿1的最大彎矩在C點。經(jīng)計算當α=5°時，R,有最大值，即擁有最大彎矩，同樣此時也擁有最大的軸向力。首先將α=5°,W=9800N,P=11.6W(P與W的關系值根據(jù)上述的公式求得)代入以上各式，求計算軸向力，同樣將桿1的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖：4的最大彎矩和最大軸向力都小于桿1的值，故不對桿3桿4計算工作應力。計算桿1該狀態(tài)下的工作應力，設叉桿橫截面積A=bh,如圖