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1、全液壓升降機設計,09秋機械設計制造及其自動化 趙科科,摘 要,本次設計的題目是全液壓升降機的設計，它主要包括三個部分的內容：主機的設計，液壓系統(tǒng)的設計，控制部分的設計。在本設計中將液壓系統(tǒng)的設計做為主要的內容進行設計，主機的設計根據(jù)升降臺工作時的主要工作部件進行大概的估算。液壓系統(tǒng)的設計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設計?？刂撇糠值脑O計為附加部分，主要設計控制電路圖。,目 錄,第一章 緒論 第二章 工藝參數(shù)和工況分析 第三章 升降機機械機構的設計計算 第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃 第五章 執(zhí)行元件的速度載荷 第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定,第七章 液壓系統(tǒng)方案
2、的選擇和論證 第八章 液壓元件的選擇計算及其連接 第九章 油箱及附件 第十章 液壓泵站的選擇 第十一章 液壓缸的結構設計 第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗算,第一章 緒 論,這次畢業(yè)是學校為我們每個工科學生安排的一次實踐性的總結，使就業(yè)前的一次大練兵，是對每個學生四年來所學知識的總體檢測，使我們?yōu)檫M入工廠工作做好了準備。 本次設計的主要任務是液壓升降機的設計，升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，可用于生產(chǎn)流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線，下線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫上料，下料，倉儲裝卸等場所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)有
3、以下特點： （1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結構緊湊，液壓馬達的體積和重量只有同等功率電機的12%。 （2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。 （3）液壓裝置可在大范圍內實現(xiàn)無級調速，（調速范圍可達到2000），還可以在運行的過程中實現(xiàn)調速。 （4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進行調解或控制。 （5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 （6）液壓元件以實現(xiàn)了標準化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設計制造和使用都比較方便。,第一章 緒 論,我
4、國的液壓技術是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。自從1952年試制出我國第一個液壓元件齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國產(chǎn)品，自行設計開發(fā)和引進消化提高等幾個階段。 進年來，通過技術引進和科研攻關，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具先進水平的產(chǎn)品。 目前，我國的液壓技術已經(jīng)能夠為冶金、工程機械、機床、化工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。 但是，我國的液壓技術在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術水平上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進口大量的液壓元件。 今后，液壓技術的發(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
5、。 （3）和微電子技術結合，走向智能化。 總之，液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重是很大的，他和氣動技術常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。 本次設計嚴格按照指導要求進行，其間得到老師和同學們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。 由于本人水平和知識所限，其中錯誤在所難免，懇望老師予以指導修正。,第二章 工藝參數(shù)計工況分析,升降級的工藝參數(shù) 本設計升降機為全液壓系統(tǒng)，相關工藝參數(shù)為： 額定載荷：2500kg 最低高度：200 mm 最大起升高度：1500mm 最大高度：1700mm 平臺尺寸：4000 x2000mm 電源：380v,50Hz,第二章 工藝參數(shù)計工況分析,工況分析 本升降機是一種升降性能好，適
6、用范圍廣的貨物舉升機構，和用于生產(chǎn)流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線、下線。工件裝配時調節(jié)工件高度，高出給料機運送，大型部件裝配時的部件舉升，大型機庫上料、下料 。倉儲，裝卸場所，與叉車等裝運車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。 該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。,第三章 升降機機械機構的設計和計算,升降機的機械結構形式和運動機理 升降機機械結構形式 升降機運動機理的分析 升降機的機械結構和零件的設計 升降機機械結構參數(shù)的確定 零件的結構設計和校核,升降機機機械結構形式,機機械結構形式,,升降
7、機的運動機理,升降機的基本運動機理如下圖所示,,零件的結構設計和校核,升降機底座在整個機構中支撐著平臺的全部重量，并將其傳遞到地基上，他的設計重點是滿足強度要求即可，保證在升降機升降過程中不會被壓潰即可，不會發(fā)生過大大變形，其具體參數(shù)見裝配圖,第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃,液壓系統(tǒng)的設計在本升降臺的設計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設計，它與主機的設計是緊密相關的，往往要同時進行，所設計的液壓系統(tǒng)應符合主機的拖動、循環(huán)要求。還應滿足組成結構簡單，工作安全可靠，操縱維護方便，經(jīng)濟性好等條件。,第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃,本升降臺對液壓系統(tǒng)的設計要求可以總結如下： 升降臺的升降運動采用液
8、壓傳動，可選用遠程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運動經(jīng)轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為02500Kg，負載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結構合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般.,第五章 執(zhí)行元件的速度載荷,執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置 速度和載荷計算 速度計算及速度變化規(guī)律 執(zhí)行元件的載荷計算及變化規(guī)律,執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置,安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內擺動，錢莊的位置為圖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
9、，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機升降。,第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定,系統(tǒng)壓力的初步確定 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 液壓缸的作用力 缸筒內徑的確定 活塞桿直徑的確定 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定 液壓缸的流量,第七章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證,油路循環(huán)方式的分析和選擇 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 調速方案的選擇 液壓系統(tǒng)原理圖的確定,油路循環(huán)方式的分析和選擇,油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表：,,開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇,當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合---復
10、聯(lián)等。 串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(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，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。,調速方案的選擇,調速方案對主機的性能起決定作用，選擇調速方案時，應根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載特性和調速范圍及經(jīng)濟性等因素選擇。 常用的調速方案有三種：節(jié)流調速回路，容積調速回路，容積節(jié)流調速回路。本升降機采用節(jié)流調速回路，原因是該調速回路有以下特點：承載能力好，成本低，調速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。,第八章 液壓元
11、件的選擇計算及其連接,油泵和電機選擇 泵的額定流量和額定壓力 電機功率的確定 連軸器的選用 控制閥的選用 壓力控制閥 流量控制閥 方向控制閥-,第八章 液壓元件的選擇計算及其連接,管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 管路 過濾器的選擇 輔件的選擇 液壓元件的連接 液壓裝置的總體布置 液壓元件的連接,控制閥的選用,液壓系統(tǒng)應盡可能多的由標準液壓控制元件組成，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該閥的最大實際流量，下面根據(jù)該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。,流量控制閥,流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內。 流量：通過流
12、量控制閥的流量應小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的流量調節(jié)范圍應大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。,方向控制閥選擇,方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應低于閥的額定壓力 流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 滑閥機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。,管路,管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為： 主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路
13、，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導入回油管或郵箱. 控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。 本設計中只計算主管路中油管的尺寸,液壓裝置的總體布置,液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。 集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調節(jié)裝置至于主機之外，構成獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設備。其優(yōu)點是裝配、維修方便，從根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。,液壓元件的連接,液壓元件的連接可以分為管式連接、板式連接，集中式連接三種。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式。
14、整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結構的閥板比粘合式閥板可靠性好，應用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復雜的固定式機械中。 采用整體式閥板時，需要自行設計閥板，閥板的設計可參考相關資料,第九章 油箱及附件,油箱的容積 按使用情況確定油箱容積 按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計算確定油箱容量,油箱的容積,油箱容積的確定是設計油箱的關鍵，油箱的容積應能保證當系統(tǒng)有大量供油而無回油時。最低液面應在進口過濾器之上，保證不會吸入空氣，當系統(tǒng)有大量回油而無供油時或系統(tǒng)停止運轉，油液返回油箱時，油液不致溢出。,第十章 液壓泵站的選
15、擇,液壓泵站的組成及分類 液壓泵站的選擇,液壓泵站的組成及分類,液壓泵站按其泵組的布置方式有上置式，柜式，非上置式三種。其中上置式又包括立式和臥式兩種。非上置式包括整體式和分離式兩種，泵組布置在油箱之上的上置式液壓泵站，當電機采用立式安裝，液壓泵置于油箱之內時，稱為立式液壓泵站，本液壓系統(tǒng)即采用該種泵站作為動力源，它具有結構緊湊，占地小，廣泛應用于中小功率液壓系統(tǒng)中的特點,液壓泵站的選擇,所選擇的液壓泵站為UZ系列為性液壓泵站，是由電動機泵組，油箱，液壓閥集成塊等組成的小型液壓動力源。其電機全部立式安裝在油箱上。UZ系列為性液壓泵站由天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)。,第十一章 液壓缸的結構設計,
16、缸筒 缸筒與缸蓋的連接形式 強度計算 缸筒材料及加工要求 缸蓋材料及加工要求 活塞和活塞桿 活塞和活塞桿的結構形式,第十一章 液壓缸的結構設計,活塞、活塞桿材料及加工要求 活塞桿導向套 排氣裝置 進出油口尺寸的確定 密封結構的設計選擇,缸筒與缸蓋的連接形式,缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛，端部結構復雜，缸筒外徑需加工，且應于內徑同軸，裝卸需要用專門的工具，安裝時應防止密封圈扭曲。,,活塞和活塞桿的結構形式,活塞的結構形式,,活塞和活塞桿的結構形式,活塞桿,,活塞和活塞桿的結構形式,活塞桿內部結構如下,,第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗算,總結 參考文獻,總結,歷時
17、十幾周的畢業(yè)設計在緊張有序中即將結束，回憶這個過程這段經(jīng)歷，感覺收益多多。當我初涉設計時，主、客觀問題層出不窮，按著設計計劃，設計思路有序地進行，圍繞升降機該題目，既了解了升降機的有關規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識，加強了自己的專業(yè)，拓寬了知識面。當無數(shù)次的奔波于圖書館時，發(fā)現(xiàn)設計不僅僅是設計，還包括了實踐、耐心、耐力、毅力。這也是學校、老師讓我們設計的目的所在。設計即將結束了，體會了、學到了。在此我感謝學校給與我的培育之恩，老師的教育之情，更由衷地感謝，我本次設計的指導老師李莎老師，感謝李老師的細心指導。,參考文獻,雷天覺主編 新編液壓工程手冊 北京：北京理工大學出版社 1998 黃宏甲、黃誼、王積偉主編 液壓與氣壓傳動 北京：機械工業(yè)出版社 2001 劉連山主編 流體傳動與控制 北京：人民交通出版社 1983 張利平、鄧鐘明主編 液壓氣動系統(tǒng)設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社1997 成大先主編 機械設計手冊 第三版第三卷 化學工業(yè)出版社 2001 成大先主編 機械設計手冊 第四版第四卷 化學工業(yè)出版社 2002 路甬祥主編 液壓氣動設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2003,
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