液壓傳動(dòng)升降臺(tái)設(shè)計(jì)

1、摘 要雙雙鉸鉸接剪叉式升降臺(tái)的接剪叉式升降臺(tái)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是在原由的剪叉式升降臺(tái)的基是在原由的剪叉式升降臺(tái)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，上，運(yùn)用運(yùn)用現(xiàn)現(xiàn)在的靈活性、安全性、在的靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性等指性等指標(biāo)標(biāo)； ；結(jié)結(jié)構(gòu)以能構(gòu)以能夠滿(mǎn)夠滿(mǎn)足靈活性足靈活性要求要求較較高的汽高的汽車(chē)維車(chē)維修需要修需要為為前提前提,通通過(guò)過(guò)不同型號(hào)和響不同型號(hào)和響應(yīng)應(yīng)福建達(dá)到福建達(dá)到滿(mǎn)滿(mǎn)足足物流、汽物流、汽車(chē)維車(chē)維修等性能要求。修等性能要求。通通過(guò)對(duì)過(guò)對(duì)雙雙鉸鉸接剪叉式升降臺(tái)機(jī)構(gòu)位置參數(shù)和接剪叉式升降臺(tái)機(jī)構(gòu)位置參數(shù)和動(dòng)動(dòng)力參數(shù)的技力參數(shù)的技術(shù)術(shù)， ，結(jié)結(jié)合具體合具體實(shí)實(shí)例，例，對(duì)對(duì)機(jī)構(gòu)中良種液機(jī)構(gòu)中良種液壓壓缸布置方式分析比缸布

2、置方式分析比較較，并根據(jù)要求，并根據(jù)要求對(duì)對(duì)液液壓傳動(dòng)壓傳動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)個(gè)部分個(gè)部分進(jìn)進(jìn)行行設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算最算最終終確定液確定液壓執(zhí)壓執(zhí)行元件行元件-液液壓壓缸，缸，通通過(guò)對(duì)過(guò)對(duì)叉桿的各叉桿的各項(xiàng)項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與叉桿的受力分析確定臺(tái)板與叉桿的載載荷要求，最荷要求，最終終完成剪完成剪叉式液叉式液壓壓升降臺(tái)的升降臺(tái)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求。要求。關(guān)鍵字：升降臺(tái)；剪叉式 ；液壓 目 錄摘摘 要要1目目 錄錄2第一章第一章 緒緒 論論1.1 舉升機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史 41.2 汽車(chē)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) .61.3 汽車(chē)舉升機(jī)的安全保證措施.61.3.1 設(shè)計(jì)制造方面的安全保證措施71.3.2 使用維護(hù)方面的安全保證措施7第

3、二章第二章 剪叉式升降臺(tái)的應(yīng)用及其受力分析的討論剪叉式升降臺(tái)的應(yīng)用及其受力分析的討論2.1剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式 92.2 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算102.3 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算12第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1明確設(shè)計(jì)要求183.2確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)183.2.1確定液壓執(zhí)行元件的形式 183.2.2確定液壓缸的類(lèi)型 203.2.3確定液壓缸的安裝方式 203.2.4擬定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 203 .2. 5液壓源系統(tǒng)203.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 213.3.1載荷的組成與計(jì)算21 3.3.2初選系統(tǒng)壓力2

4、33.3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸243.3.4確定液壓泵的參數(shù)263.3.5管道尺寸的確定283.3.6油箱容量的確定293.4液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求293.4.1缸體293.4.2活塞303.4.3活塞桿313.4.4繪制液壓系統(tǒng)原理圖31第四章第四章 臺(tái)板的設(shè)計(jì)臺(tái)板的設(shè)計(jì)4.1確定臺(tái)板的結(jié)構(gòu)材料及尺寸35結(jié)結(jié) 論論36致致 謝謝37參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)38第第一一章章 緒緒 論論汽車(chē)舉升機(jī)是現(xiàn)代汽車(chē)維修作業(yè)中必不可少的設(shè)備，它的主要作用就是為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、變速器等養(yǎng)護(hù)和維修提供方便。舉升機(jī)的從上世紀(jì) 20 年代開(kāi)始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進(jìn)，種類(lèi)也比較多，一般有柱式、剪

5、式，其驅(qū)動(dòng)方式有鏈條傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)等。本章就從舉升機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展以及制造工藝等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。1.11.1 舉升機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史舉升機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史汽車(chē)舉升機(jī)在世界上已經(jīng)有了 70 年歷史。1925 年在美國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)汽車(chē)舉升機(jī)，它是一種由氣動(dòng)控制的單柱舉升機(jī)，由于當(dāng)時(shí)采用的氣壓較低，因而缸體較大；同時(shí)采用皮革進(jìn)行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳嚴(yán)重且又不穩(wěn)定。直到 10 年以后，即 1935 年這種單柱舉升機(jī)才在美國(guó)以外的其它地方開(kāi)始采用。1966 年，一家德國(guó)公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱舉升機(jī)，這是舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的又一突破性進(jìn)展，但是直到 1977 這種舉升機(jī)才在德國(guó)以外的其它國(guó)家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙

6、柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上以占據(jù)牢固的地位，其銷(xiāo)量還在持續(xù)增長(zhǎng)。它和四柱舉升機(jī)相比，既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)，以下將作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。 我們所見(jiàn)到的絕大多數(shù)舉升機(jī)均采用固定安裝方式。在舉升前汽車(chē)必須駛上舉升機(jī)。在移動(dòng)式舉升機(jī)方面也有幾項(xiàng)成功設(shè)計(jì)，如剪式舉升機(jī)、菱架式舉升機(jī)等。但這類(lèi)舉升機(jī)仍存在兩個(gè)主要問(wèn)題，接近汽車(chē)下部較難；在車(chē)間移動(dòng)舉升機(jī)時(shí)難逾越地面上的障礙物。當(dāng)然，可移動(dòng)性是這類(lèi)舉升機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機(jī)已在維修現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用，而移動(dòng)式舉升機(jī)卻相對(duì)要少得多。 最初設(shè)計(jì)單柱舉升機(jī)外，車(chē)輛較大，其底盤(pán)也能明顯辨認(rèn)，因而汽車(chē)檢修區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舉升器件。而今絕大多數(shù)汽車(chē)均為“緊湊型”或“半緊湊型

7、”，導(dǎo)致汽車(chē)檢修區(qū)域接近主要舉升機(jī)器件而不便操作。但在南美洲卻屬例外，那里仍然采用較大的車(chē)輛，這可能是單柱舉升機(jī)在該地區(qū)的市場(chǎng)上仍然受到歡迎的重要原因。單柱舉升機(jī)有兩大優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)其下降后，不致成維修車(chē)間的障礙物；汽車(chē)可在舉升機(jī)上轉(zhuǎn)動(dòng)。但美國(guó)卻受到了責(zé)難，主要是舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)撞擊操作人員的危險(xiǎn)。單柱舉升機(jī)的主要缺點(diǎn)是：第一，它需要在車(chē)間的地面挖掘一個(gè)相當(dāng)大的坑穴后才能安裝；其次，它只能為使用提供車(chē)輪支撐方式；第三，使用時(shí)難于接近汽車(chē)下部的一些重要檢修區(qū)域。舉升用的油缸潛藏在地下也給維修帶來(lái)兩大問(wèn)題：第一是檢修這些零部件頗為困難；其次是由于油缸所處的環(huán)境條件差，容易生銹，特別是地下水位較高時(shí)更是

8、如此。雙柱舉升機(jī)（包括液壓式或機(jī)械式），均具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，檢修汽車(chē)下部具有很高的可接近性（幾乎達(dá)到 100%）；其次，采用車(chē)輪自由型的方式支撐汽車(chē)，因而拆卸車(chē)輪時(shí)不需要其它輔助性的舉升措施；第三，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面小。雙柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是：第一為確保安全，安置舉升機(jī)時(shí)要求非常嚴(yán)格，否則在舉升過(guò)程中容易搖晃或顛覆；第二，由于舉升機(jī)常采用車(chē)輪自由型的方式支撐汽車(chē)，如需采取車(chē)輪支撐型的方式維修汽車(chē)則甚感不便，如檢查懸掛系統(tǒng)、檢查轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)間隙或進(jìn)行車(chē)輪定位檢驗(yàn)等；第三，由于舉升臂和立柱承受懸臂或載荷所產(chǎn)生的巨大應(yīng)力，其承力件易于磨損，因而雙柱舉升機(jī)的安全工作壽命一般要比四柱舉升機(jī)低。 四柱舉升機(jī)有四根

9、立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車(chē)的兩個(gè)臺(tái)板。舉升前，汽車(chē)很容易正確無(wú)誤地駛上四柱舉升機(jī)的臺(tái)板。由于臺(tái)板內(nèi)側(cè)設(shè)備有凸緣，當(dāng)汽車(chē)駛上臺(tái)板時(shí)也不致墜入其間的空隙中。車(chē)輪支撐型四柱舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：第一，舉升機(jī)裝載汽車(chē)時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作也很簡(jiǎn)便；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第三，支撐載荷受力簡(jiǎn)單，應(yīng)力較低，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命；第四，由于具有較高的使用價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠固牢立柱的地腳螺栓即可。四柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是：和雙柱舉升機(jī)相比，戰(zhàn)地面積教大，對(duì)汽車(chē)檢修區(qū)域可接近性較差。 解放后，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)維修

10、行業(yè)有了很大的發(fā)展，為之服務(wù)的汽車(chē)維修設(shè)備行業(yè)已成為我國(guó)的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。各種舉升機(jī)設(shè)備如雨后春筍，不斷涌現(xiàn)，質(zhì)量不斷提高，銷(xiāo)量逐年增加。 有人說(shuō)，對(duì)于汽車(chē)維修企業(yè)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)舉升機(jī)可能是除廠房而外的最重要的投資，因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車(chē)維修業(yè)務(wù)的興衰。汽車(chē)舉升機(jī)是汽車(chē)維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一，讓我們生產(chǎn)出更多、更好、更受用戶(hù)歡迎的汽車(chē)舉升機(jī)，為汽車(chē)維修企業(yè)服務(wù)。1.21.2 汽車(chē)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)汽車(chē)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上，為達(dá)到此目的，雖然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投資費(fèi)用，也破壞了車(chē)間地面的平整性。為此，

11、在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡可能降低舉升機(jī)臺(tái)板和橫梁的高度；這樣，既便于汽車(chē)駛上舉升機(jī)，又使駛上臺(tái)板的斜面長(zhǎng)度盡可能短，節(jié)約車(chē)間的占地。在條件許可時(shí)，舉升機(jī)臺(tái)板（或橫梁）應(yīng)選擇專(zhuān)用型鋼或用鋼板拆彎成形。（2）正確選擇傳動(dòng)方式。采用機(jī)械傳動(dòng)（螺母、螺桿）或液壓傳動(dòng)（油缸），均用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)的成本較高，耗能較多，但安全性較好。經(jīng)驗(yàn)證明：機(jī)械傳動(dòng)的能耗為液壓傳動(dòng)所需能耗的兩倍（在舉升載荷、舉升時(shí)間均相同的條件下）。機(jī)械式舉升機(jī)的螺母、螺栓磨損較快，而液壓式舉升機(jī)的維修量卻相對(duì)要小些。雖然液壓式舉升機(jī)的技術(shù)難度較大，但多數(shù)零部件（液壓泵、液壓缸、閥門(mén)、密封元件等）均可外購(gòu)或外協(xié)，當(dāng)然一定要選

12、用優(yōu)資產(chǎn)品。（3）絲繩的選擇。為了減少滑輪直徑從而縮小寄生機(jī)立柱的斷面尺寸，應(yīng)該選用高柔度的鋼絲繩。鋼絲繩應(yīng)有較高的安全系數(shù)，一般應(yīng)達(dá) 8。為此，應(yīng)增加鋼絲繩鋼絲的數(shù)目。如英國(guó)某公司 3t 系列的舉升機(jī)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(jià)格便宜，還能減輕鋼絲繩的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。1.31.3 汽車(chē)舉升機(jī)的安全保證措施汽車(chē)舉升機(jī)的安全保證措施 今天全世界都對(duì)在危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境下工作的人們的安全寄予極大的關(guān)注。汽車(chē)舉升機(jī)具有潛在的危險(xiǎn)，因?yàn)槿藗円谄湎旅婀ぷ?/p>

13、；當(dāng)其升降時(shí)如不小心，也會(huì)碰傷手足。近年來(lái)不少?lài)?guó)家還制定了專(zhuān)門(mén)性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。汽車(chē)舉升機(jī)的安全保證措施主要從兩方面著手：一方面從設(shè)計(jì)制造方面采取措施，好提高汽車(chē)舉升機(jī)的安全技術(shù)特性；另一方面則應(yīng)在使用維修過(guò)程中遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證汽車(chē)舉升機(jī)能在良好的技術(shù)狀態(tài)下正確地運(yùn)行。現(xiàn)分別說(shuō)明與后。1.3.1 設(shè)計(jì)制造方面的安全保證措施 當(dāng)今世界上的許多先進(jìn)技術(shù)，如自動(dòng)控制光電開(kāi)關(guān)等，已廣泛應(yīng)用到各種安全裝置的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，因而在設(shè)計(jì)制造舉升機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，積極采用先進(jìn)可靠實(shí)用的現(xiàn)代安全技術(shù)。以下僅列舉多數(shù)舉升機(jī)普遍采用的安全措施。（1）舉升機(jī)應(yīng)能經(jīng)受超負(fù)荷試

14、驗(yàn)(包括舉升和支撐)，一般應(yīng)為最大舉升能力的 125%此時(shí)舉升機(jī)的構(gòu)件不得有任何永久性的變形和損壞。（2）所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用“雙重保險(xiǎn)”，以防誤操作，即舉升機(jī)運(yùn)行前必需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)(或按鈕開(kāi)關(guān))后才能驅(qū)動(dòng)。（3）所有的控制電路均采用失效保護(hù)，即任何單個(gè)元件失效，也不會(huì)使舉升機(jī)墜或上升所造成非常危險(xiǎn)的局面。（4）所有的舉升機(jī)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。原有的提升系統(tǒng)失效時(shí)，它能自動(dòng)進(jìn)行有效的支撐。（5）所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應(yīng)有足夠的安全系數(shù)，并在制造廠設(shè)置的保護(hù)罩內(nèi)傳動(dòng)。（6）所有的運(yùn)動(dòng)零件均應(yīng)有防護(hù)裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，衣服等。（7）所有舉升

15、機(jī)的設(shè)計(jì)均應(yīng)把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。1.3.2 使用維護(hù)方面的安全保證措施使用維護(hù)方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括舉升機(jī)有使用前的準(zhǔn)備工作，舉升汽車(chē)時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)，承載時(shí)的穩(wěn)定性，降下汽車(chē)時(shí)的注意事項(xiàng)，日常和定期維修檢查工作等。雖然汽車(chē)舉升機(jī)已有 70 年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無(wú)多大改變;但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會(huì)造成嚴(yán)重事故，甚至發(fā)生人身傷亡。因此安全問(wèn)題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。首先，應(yīng)選購(gòu)那些安全性能良好的汽車(chē)舉升機(jī)，另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)安全注意事項(xiàng)并認(rèn)真貫切執(zhí)行。這里僅就使用維護(hù)舉升機(jī)時(shí)普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)說(shuō)明于后。

16、（1）使用中的舉升機(jī)每天都應(yīng)進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時(shí)，不得再使用。維修時(shí)應(yīng)采用該舉升機(jī)的制造廠所提供的配件，不得隨意代替或自制。（2）舉升機(jī)不得超載使用。每臺(tái)舉升機(jī)的額定載荷均注明在設(shè)備的銘牌上。特別要注意防止偏載，即整機(jī)雖未超載而某一舉升臂確已超過(guò)允許的額定載荷。故欲舉升那些前后軸載荷嚴(yán)重分配不均的汽車(chē)時(shí)應(yīng)特別注意，能滿(mǎn)足要求的才能裝載使用。（3）安置汽車(chē)和使用舉升機(jī)均應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。（4）舉升汽車(chē)時(shí)，車(chē)內(nèi)不得有人。舉升機(jī)升降和使用時(shí)，顧客和無(wú)關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離舉升機(jī)。（5）舉升機(jī)區(qū)域內(nèi)不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。（6）當(dāng)汽車(chē)駛上舉升機(jī)前，應(yīng)清除通道，不

17、得駛過(guò)或撞擊舉升臂，連接器，車(chē)軸支撐器等，以防損壞舉升機(jī)或汽車(chē)。（7）在舉升機(jī)上承載汽車(chē)時(shí)應(yīng)仔細(xì)操作。將舉升機(jī)的支撐器安置到汽車(chē)制造廠推薦的舉升機(jī)逞力接觸點(diǎn)。只有當(dāng)支撐器與汽車(chē)上的承力點(diǎn)接觸嚴(yán)密后才能將舉升機(jī)升起;對(duì)其接觸的嚴(yán)密性進(jìn)行認(rèn)真檢查后，才能將汽車(chē)舉升到需要的工作高度。（8）要注意某些汽車(chē)上的零部件由于移動(dòng)或安裝位置的不同會(huì)引起重心的急劇變化，從而導(dǎo)致舉升汽車(chē)時(shí)的不穩(wěn)定。（9）舉升機(jī)降下前，應(yīng)將汽車(chē)下面的工具箱，臺(tái)架及其它設(shè)備全部移開(kāi)。要降下舉升機(jī)前，還必須松開(kāi)鎖緊裝置。注意:如欲在汽車(chē)下面進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)將舉升機(jī)提升到足夠的高度，以便鎖緊裝置嚙合。第二章 剪叉式升降臺(tái)的應(yīng)用及其受力

18、分析的討論2.1 剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式本討論的目的通過(guò)分析氣液動(dòng)類(lèi)的剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及其應(yīng)用范圍。氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車(chē)制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中主要側(cè)重于小型家用液壓式的升降平臺(tái)。在設(shè)計(jì)氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的過(guò)程中，一般我們會(huì)考慮如下三種設(shè)計(jì)方案，如簡(jiǎn)圖 2-1 所示：圖 2-1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖中表示氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式。長(zhǎng)度相等的兩根支撐桿AB 和 MN 鉸接于二桿的中點(diǎn) E，兩桿的 M、A 端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的 B、N 端分別與兩滾輪鉸

19、接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。圖中的三種結(jié)構(gòu)形式的不同之處在于驅(qū)動(dòng)件液壓缸的安裝位置不同。圖 a 中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下不固定在機(jī)架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過(guò)活塞桿使上平板鉛直升降。圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。圖 c 中的液壓缸缸體尾部與機(jī)架鉸接于 G 處，活塞桿頭部與支撐桿 AB 鉸接于 F 處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿可控制平臺(tái)鉛直升降。按照液壓缸的安裝形式，稱(chēng)圖 a 的形式為直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，圖 b 的形式為水平固定剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺(tái)的

20、升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且球鉸鏈加工負(fù)載，在實(shí)際種應(yīng)用較少。水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過(guò)分析計(jì)算可知，平臺(tái)的升降行程大于液壓缸的行程，在應(yīng)用過(guò)程中可以實(shí)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(shí)際平臺(tái)上的載荷力要大的多。所以實(shí)際也很少采用。雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實(shí)際中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。2.2 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算由圖 2-2 可知圖 2-2 位置參數(shù)示意圖 （1） （2）上式中：

21、H任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度；C任意位置時(shí)鉸接點(diǎn) F 到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離；L支撐桿的長(zhǎng)度；支撐桿固定鉸支點(diǎn) A 到鉸接點(diǎn) F 的距離；T機(jī)架長(zhǎng)度（A 到 G 點(diǎn)的距離）；活塞桿與水平線(xiàn)的夾角。以下相同。將（2）式代入（1）式，并整理得。 （3）設(shè)代入（3）式得。 （4）在（4）式中，升降平臺(tái)的初始高度；液壓缸初始長(zhǎng)度。雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算：圖 2-3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖 圖 2-3 中，是 F 點(diǎn)的絕對(duì)速度；是 B 點(diǎn)絕對(duì)速度；是 AB 支撐桿的速度；是液壓缸活塞平均相對(duì)速度；是升降平臺(tái)升降速度。由圖 3 可知： （5）在（5）式中，液壓缸活塞平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；升降平臺(tái)升降速

22、度；支撐桿與水平線(xiàn)的夾角。以下相同。2.3 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算圖 2-4 動(dòng)力參數(shù)示意圖圖 2-4 中，P 是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q 是升降平臺(tái)所承受的重力載荷。通過(guò)分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過(guò)程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí)； （6）升降平臺(tái)下降時(shí)（6）、（7）式中，P液壓缸作用于活塞桿的推力；Q升降平臺(tái)所承受的重力載荷；f滾動(dòng)摩擦系數(shù)；b載荷 Q 的作用線(xiàn)到上平板左鉸支點(diǎn) M 的水平距離。由于滾動(dòng)輪與導(dǎo)向槽之間為滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)很小（f=0.01）,為簡(jiǎn)化計(jì)算，或忽略不計(jì)，由（6）、（7）式簡(jiǎn)化為：。 （8）實(shí)例計(jì)算根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，實(shí)

23、例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如 2-9 圖所示，其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況。圖 2-9 剪叉機(jī)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸：h=4001 200mm, =2 000mm,=535mm,=770mm,=3210mm.兩種布置方式主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表（一）：參 數(shù)液壓缸布置在左側(cè)液壓缸布置在右側(cè)桿 FD 傾角液壓缸傾角起始角/( )5.7395.739起始角/( )20.23620.236起始活塞速度0.1850.279起始活塞推力5.42W3.58W終止角/( )17.45817.458終止角/( )50.47322.262活塞有效行程 L/mm253365 表（一）從統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)值比較可以看出，液壓缸在

24、剪叉機(jī)構(gòu)中的布置方式對(duì)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)有著較明顯的差異。當(dāng)起始角為最小值、時(shí)，活塞推力為最大值。在臺(tái)面荷重 W 相同的情況下，液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的推力明顯小于液壓缸布置在左側(cè)時(shí)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(shí)較長(zhǎng)，比在左側(cè)時(shí)增加了 112mm。如果載荷量不是很大的話(huà)（即載荷量 W1.5kN），這時(shí)可以考慮采用左側(cè)的布置方案，因?yàn)檫@樣可以縮短液壓缸的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度。如果伸長(zhǎng)度過(guò)大的話(huà)，不僅在材料上會(huì)有所浪費(fèi)，而且在長(zhǎng)期承受載荷的同時(shí)也會(huì)相應(yīng)的增大液壓缸及活塞部分的彎曲應(yīng)力。綜合以上考慮，可以初步設(shè)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

25、于液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的速度，兩者比值=0.66。為了彌補(bǔ)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(jí)支撐桿共同舉升平臺(tái)以達(dá)到提升速度的目的。如圖 2-10 所示：圖 2-10 機(jī)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)其轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖 2-11 所示,將兩根支撐桿的右側(cè)部分折合到左側(cè)，產(chǎn)生四根相對(duì)比較短的支撐桿，即可達(dá)到目的。 圖 2-11 首先我們就要計(jì)算一下這樣的設(shè)計(jì)方案所采用的液壓缸的各項(xiàng)參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項(xiàng)參數(shù)來(lái)具體確定一下此方案是否合理。下面按照本設(shè)計(jì)的基本要求，進(jìn)一步選擇合適的布置方案。為了使舉升機(jī)使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，本設(shè)計(jì)首先建立了一個(gè)轎車(chē)模型，它的有關(guān)參數(shù)是：車(chē)自重 1.5

26、t, 寬 1.42m,高 1.4m,軸距 2.4m。在載荷方面沒(méi)有超出允許的范圍內(nèi)，是可以采用該方案的。為了工作安全起見(jiàn)，要求舉升機(jī)在各高度上工作時(shí)都應(yīng)自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時(shí)也可實(shí)現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會(huì)探討到。為了便于維修人員在升降臺(tái)底部維修，不僅要在升降高度方面要加以合理化，還要留有維修人員站立維修的位置。為此，可以選擇采用雙升降臺(tái)同步舉升并采用共同底板的方式以滿(mǎn)足要求，此布置方案需要兩個(gè)液壓缸，16 根支撐桿舉升。為了增強(qiáng)其安全可靠性，可以設(shè)其總承載量為，則平均每個(gè)升降臺(tái)的承載量為。由于這樣平均每個(gè)液壓缸承受的臺(tái)面載荷僅為 9800N，所以采用左側(cè)布置液

27、壓缸是完全可以的。第第三三章章液液壓壓傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)計(jì)算算3.1 明確設(shè)計(jì)要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 1.明確設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及

28、彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； 3）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度； 4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； 5）對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 6）自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求； 7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8）對(duì)效率、成本等方面的要求。3.2 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)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(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見(jiàn)下表。名 稱(chēng)特 點(diǎn)適 用 場(chǎng) 合雙活塞桿液壓缸雙向?qū)ΨQ(chēng)雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)單活塞桿液壓缸有效工作面積大、雙向不對(duì)稱(chēng)往返不對(duì)稱(chēng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，A1=2A2 往返速度

29、相等柱塞缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單向工作，靠重力或其他外力返回?cái)[動(dòng)缸單葉片式轉(zhuǎn)角小于 360度雙葉片式轉(zhuǎn)角小于 180度小于 360 度的擺動(dòng)小于 180 度的擺動(dòng)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺線(xiàn)齒輪泵體積小，輸出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)徑向柱塞泵轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)表（二）注：A1無(wú)桿腔的活塞面積 A2有無(wú)桿腔的活塞面積對(duì)于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單純并且簡(jiǎn)單直線(xiàn)及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸，這樣不僅簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)降低設(shè)備成本，而且

30、能改善運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。3.2.2 確定液壓缸的類(lèi)型工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，按表 37-7-5 選擇液壓缸的類(lèi)型為：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單活塞桿雙作用緩沖式液壓缸。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力?；钊谐探K了時(shí)減速制動(dòng)，減速值不變。3.2.3 確定液壓缸的安裝方式工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。由于本設(shè)計(jì)中液壓缸在作用過(guò)程中是一端固定，一端在垂直面上自由擺動(dòng)的形式，因此根據(jù)表 37-7-6 選擇液壓缸的安裝方式為：尾部耳環(huán)聯(lián)接。3.2.4 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后

31、，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問(wèn)題。方向控制用換向閥或是邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多數(shù)通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)于高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥于先導(dǎo)控制閥的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降臺(tái)其特點(diǎn)：起升壓力大，運(yùn)行緩慢、平穩(wěn)，能人工控制起升至某一固定高度時(shí)并保持該高度自鎖。3.2.5 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(wú)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(guò)溢流閥回油箱，溢流閥同時(shí)起到開(kāi)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

32、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(duì)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(duì)于本設(shè)計(jì)，由于工作周期短，循環(huán)次數(shù)少，供油量可以適當(dāng)減少以節(jié)省能源，采用單泵供油即可，不需蓄能器儲(chǔ)存能量。 對(duì)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(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精濾，再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁過(guò)濾或其他形式濾油器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。3.33.3 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)

33、的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。3.3.1 載荷的組成與計(jì)算： 首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時(shí)的位置，即支撐桿與地面夾角為最小值時(shí)，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(zhǎng)度選定 2.1m/根。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時(shí)（設(shè)此時(shí)支撐桿與地面夾角=）=，根據(jù)上述公式得=。圖 3-2 機(jī)構(gòu)各參數(shù) 現(xiàn)在值還是一個(gè)未知量，但值的大小必須在之內(nèi)，初步設(shè)定。根據(jù)活塞推力與臺(tái)面荷重量關(guān)系式得出P=13.3W。若設(shè)的話(huà)，就得出 P=11.6W。通過(guò)二者比較，時(shí)，活塞的最大推力 P 要

34、小于時(shí)。即在值不變的條件下，與 P 是成反比的。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點(diǎn) A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點(diǎn) B，否則將會(huì)在兩處鉸接點(diǎn)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，以致降低疲勞強(qiáng)度。因此，應(yīng)選比較合適。這時(shí)將代入公式得 ，當(dāng)平臺(tái)處于最低位置時(shí)，液壓缸荷重 P 最大，P=11.6W=11.69800=113680N。下面就根據(jù)載荷量來(lái)選取合適的液壓缸。圖 3-3 液壓缸圖 3-3 表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注于圖上，其中是作用在活塞桿上的外部載荷， 是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間的密封阻力。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷 ，導(dǎo)軌的摩擦力和由于速度變化而產(chǎn)生的慣

35、性力。（1）工作載荷 常見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿上軸線(xiàn)的重力、切削力、擠壓力等，這些作用力的方向與活塞的運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。在實(shí)際工作過(guò)程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計(jì)，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷，在圖 3 中，=P。由于本設(shè)計(jì)按最大載荷量定為 2 噸來(lái)計(jì)算，所以每個(gè)液壓缸=P=113680N。（2）導(dǎo)軌摩擦載荷 對(duì)于直動(dòng)型安裝的液壓缸一般都附有活塞導(dǎo)軌以固定其運(yùn)動(dòng)方向，導(dǎo)軌摩擦相對(duì)于總載荷可以忽略不計(jì)，因此=0。 以上兩種載荷之和稱(chēng)為液壓缸的外載荷， Fw=Ff+Fg=113680 工作載荷并非每階段都存在，如該階段沒(méi)有工作，則=0。但在計(jì)算和校核時(shí)，

36、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 式中液壓缸的機(jī)械效率，一般取 0.900.95，這里取 0.95，F(xiàn)=Fw/=113680/0.95=119663N3.3.2 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(shè)備類(lèi)型而定。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。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封

37、、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選的高一些。按下表初步選取 15Mpa。各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力表（四）機(jī) 床機(jī)械類(lèi)型磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床農(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)械工作壓力0.20.8352881010182032MPa3.3.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖 3-4 所示：圖 3-4 液壓缸設(shè)計(jì)參數(shù)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(shí)活塞桿受拉時(shí) 式中無(wú)桿腔活塞有效工作面積 有桿腔活塞

38、有效工作面積 液壓缸工作腔壓力 Pa液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表估算D活塞直徑 md活塞桿直徑 m 表（三） 執(zhí)行元件背壓力表背 壓 力 MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短，可直接回油路可忽略不計(jì) 在這里我們?nèi)”硥毫χ?在本設(shè)計(jì)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(shí)，其活塞面積為： 用運(yùn)此公式須事先確定與的關(guān)系，或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 D 的關(guān)系，令桿徑比=d/D，其比

39、值可按表（四）選取。按工作壓力選取 d/D 表（四）工作壓力 MPa5.05.07.07.0d/D0.50.530.620.70.7按速度比要求確定 d/D（）1.251.331.460.1612d/D0.40.50.550.620.71 注：速度比 ，為活塞兩側(cè)有效面積與之比。即如按工作壓力應(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 也是完全可以的。 運(yùn)用直徑求法公式，可以求的d=71.8mm。液壓缸的直徑 D 和活塞桿徑 d 的計(jì)算值要按國(guó)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(guó)產(chǎn)液壓缸，免于

40、自行設(shè)計(jì)加工。按照機(jī)械手冊(cè)中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表 37-7-7 可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑 100mm，活塞桿 70mm,速度比=2，工作壓力 16Mpa，推力125.66kN。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(zhǎng)度為最小值，=1320mm。平臺(tái)的高度。 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(zhǎng)至。 當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時(shí)，液壓缸的長(zhǎng)度就等于，選定液壓缸速度為 1320mm。計(jì)算其行程： 。,查表 37-7-9 可以查得液壓缸長(zhǎng)度不得小于，實(shí)際長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。3.3.4 確定液壓泵的參數(shù)

41、 .確定液壓泵的最大工作壓力 Pa，式中液壓缸最大工作壓力，根據(jù)可以求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)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，取 0.51.5 Mpa。這里取 0.5Mpa。即 .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， 我們就設(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，所以 選擇液壓泵的規(guī)格 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

42、冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵產(chǎn)品。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 2560%。查找手冊(cè) P37-135 選擇 CB-型齒輪泵，其參數(shù)如表（五）表（五）壓 力轉(zhuǎn) 速型號(hào)排量額定最高額定最高特點(diǎn)生產(chǎn)廠CB-CB-1040162018002400鋁合金殼體，可作雙聯(lián)泵榆次液壓件廠確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 在工作中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則，其中液壓泵的總效率，參考表（六）選擇=0.7液壓泵類(lèi)型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.60.70.650.800.600.750.800.85則，據(jù)此可選擇合適的電機(jī)型號(hào)。3.3.5 管道尺寸的確定 在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤(rùn)滑的管道

43、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(jià)廉，但安裝時(shí)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(jì)算 m式中 Q通過(guò)管道內(nèi)的流量v管道內(nèi)允許流速 ，取值見(jiàn)下表：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0.51.5，一般取 1 以下液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6 取=0.8m/s，=4m/s, =2m/s.分別應(yīng)用上述公式得=20.2mm,=10.7mm,=15.2mm。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。表 37-9-1 經(jīng)過(guò)圓整后分別選取=20mm，=10.7mm, =15mm。

44、對(duì)應(yīng)管子壁厚。3.3.6 油箱容量的確定 在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿(mǎn)足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿(mǎn)油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)公式 選取。式中液壓泵每分鐘排出油的容積 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),按表（八）取 =4：表（八）系統(tǒng)類(lèi)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12245761210則。3.4 液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求3.4.1 缸體1. 缸體端部聯(lián)接模式 采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。所以在加工時(shí)應(yīng)小心注意。主要用于柱塞式液壓缸。2. 缸體的材料（4

45、5 號(hào)鋼）液壓缸缸體的常用材料為 20、35、45 號(hào)無(wú)縫鋼管。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用 45 號(hào)鋼，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 之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。3. 缸體的技術(shù)要求缸體內(nèi)徑采用 H8、9 配合。表面粗糙度：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。缸

46、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。缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。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。當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷(xiāo)軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線(xiàn)對(duì)缸體內(nèi)孔軸線(xiàn)的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。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)接型式見(jiàn)下表（九） 表（九）聯(lián)接方式備注說(shuō)明整體聯(lián)接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(jī)械振動(dòng)較大的情況下這里采用螺紋聯(lián)接。2. 活塞

47、與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。常用的密封結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表（十）表（十）密封形式備注說(shuō)明間隙密封用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封活塞環(huán)密封適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長(zhǎng)的活塞密封 1O 型密封圈密封密封性能好，摩擦系數(shù)??；安裝空間小，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 液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號(hào)鋼。4. 活塞的技術(shù)要求 活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)公差值，按

48、 7、8 級(jí)精度選取。 端面 T 對(duì)內(nèi)孔軸線(xiàn)的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。 外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、10 或 11 級(jí)精度選取。畫(huà)圖3.4.3 活塞桿 1. 端部結(jié)構(gòu)活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷(xiāo)等多種形式。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。 2. 端部尺寸（畫(huà)圖 P37-173）如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖。查表 37-7-4，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑螺距-螺紋長(zhǎng)=。3.4.4 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖油各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間

49、的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。 為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)有必要的監(jiān)測(cè)元件，如壓力表，溫度計(jì)等。 在設(shè)計(jì)中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主機(jī)連續(xù)工作。 各液壓元件采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 在系統(tǒng)圖中注明了各液壓執(zhí)行元件的名稱(chēng)和動(dòng)作、各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有相關(guān)說(shuō)明。首先考慮，在升降臺(tái)回落時(shí)，可以有兩種驅(qū)動(dòng)方式，一是采用液壓缸加壓回落，這種方式一般是在液壓缸平放，而且活塞桿一端在回落時(shí)

50、沒(méi)有施加外力的情況下采用；另一種是由活塞桿的自重和一端施加的外力使液壓缸回油，活塞桿回落。在這里我們采用第二種方式，可以省去很多功率，略去很多的機(jī)械設(shè)備，符合我們的設(shè)計(jì)原則。其次，由于采用柱塞式液壓缸在下降時(shí)依靠本身的重量，在使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)過(guò)升降機(jī)處于某個(gè)位置時(shí)，向上或向下漂移的現(xiàn)象（如圖 3-6），主要原因是在滑閥處于中位時(shí)，A、P、B、T 口雖均不相通，但實(shí)際上存在著內(nèi)泄漏量（約 3ml/min），久而久之，會(huì)產(chǎn)生不同程度的向上或向下漂移。當(dāng) P 口有向上的壓力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生上移現(xiàn)象；當(dāng) P 口無(wú)壓時(shí)，由于自重會(huì)產(chǎn)生下移現(xiàn)象。而且在長(zhǎng)期這種高壓沖擊下會(huì)逐漸加劇這種現(xiàn)象，這增加了設(shè)備不安全的

51、因素，此種布局需要加以改進(jìn)。圖 3-6 改進(jìn)前的液壓系統(tǒng)改進(jìn)后如下圖所示，液壓系統(tǒng)所做的改變包括：變換向閥的中位機(jī)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(dāng)升降機(jī)下降到最低位置時(shí)，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(shí)，只要回油管壓力產(chǎn)生的使升降機(jī)向上的力小于升降機(jī)的負(fù)載和摩擦力，升降機(jī)是不會(huì)向上漂移的。一般地說(shuō)，制造泄漏量幾乎為零的液控單向閥在技術(shù)上是可以做到的，因此，也不必?fù)?dān)心向下漂移的現(xiàn)象。圖 3-7 改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)臺(tái)板的升降由液壓泵和液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng), 當(dāng)液壓缸的下腔進(jìn)油而上腔排油時(shí), 活塞桿伸出

52、,剪叉鋼架擺動(dòng), 鋼架端和為滾輪，如下圖。這時(shí)兩滾輪分別沿著升降臺(tái)板和小車(chē)底橋向中心方向滾動(dòng), 從而抬升升降臺(tái)板。當(dāng)液壓缸上腔進(jìn)油下腔排油時(shí), 液壓缸活塞在液壓力和臺(tái)板鋼架自重作用下, 活塞桿向缸內(nèi)縮回, 使鋼架端和滾輪向離開(kāi)臺(tái)板、底橋中心方向移動(dòng), 升降臺(tái)板下降, 通過(guò)控制液壓缸活塞桿的伸縮長(zhǎng)度來(lái)控制升降臺(tái)板的升降高度位置。液壓系統(tǒng)工作原理圖見(jiàn)圖紙 2。由圖分析, 當(dāng)電機(jī)起動(dòng)后，泵開(kāi)始供油。系統(tǒng)由定量泵 3 供油, 溢流閥 5 調(diào)整系統(tǒng)壓力 16MPa, 執(zhí)行器不動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)壓力經(jīng)單向閥 4 和換向閥 6 后卸載。當(dāng)電磁鐵 EV 1、EV 2a 通電時(shí), 壓力油經(jīng)換向閥 6、8、液控單向閥 1

53、0、單向調(diào)速閥 11 及管道破裂保護(hù)閥 12 后至升降缸 13 的下腔, 頂出活塞桿(缸上腔油液經(jīng)過(guò)換向閥 14 被擠回油箱) , 升降臺(tái)板上升。當(dāng)電磁鐵 EV 1、EV 2b 通電時(shí), 液控單向閥 10 被打開(kāi), 此時(shí)雙向?qū)? 升降缸下腔油液在臺(tái)板、鋼架自重和活塞的作用下, 經(jīng)由管道破裂保護(hù)閥12、單向調(diào)速閥 11、液控單向閥 10、換向閥 8 右位后流回油箱,升降臺(tái)板下降。當(dāng) EV 1、EV 2 都不通電時(shí), 臺(tái)板支承重物,系統(tǒng)卸載。若需要快速下降時(shí)，可在 EV 2b 通電的同時(shí)，EV 3 也通電。此種情況還適合空載時(shí)自重不能完全克服液壓缸阻力而促進(jìn)臺(tái)板快速下降。小車(chē)在上升過(guò)程中，即電磁

54、鐵 EV 1、EV 2a 通電時(shí)，當(dāng)鋼架端滾輪向左移動(dòng)直至接觸到限位開(kāi)關(guān) LS 時(shí)，限位開(kāi)關(guān)將通過(guò)繼電器從而制動(dòng)電磁閥 6，電磁鐵 EV 1 斷電，系統(tǒng)卸載。臺(tái)板保持高度不變，臺(tái)板支承重物。此舉措是為了限制臺(tái)板上升的最大高度。由于液壓升降臺(tái)的荷重較大, 慣性也較大,為使臺(tái)板升降平穩(wěn)安全, 系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn):1) 為防止臺(tái)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；2) 為使重物能平穩(wěn)下降,采用單向調(diào)速閥調(diào)速, 噪聲更?。?) 系統(tǒng)不動(dòng)作時(shí), 直接卸載, 節(jié)約能耗；4) 為使升降臺(tái)結(jié)構(gòu)更緊湊, 采用便于安裝和維護(hù)的疊加元件，液壓系統(tǒng)元件統(tǒng)一布置在液壓站內(nèi)；5) 為防止臺(tái)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(hù)閥安裝在缸下腔進(jìn)油口接頭上, 一旦管路或其他部分發(fā)生管道突然爆破、接頭松動(dòng)、泄壓或臺(tái)板出現(xiàn)異常失控超速下墜時(shí), 它能根據(jù)壓差自動(dòng)切斷油路, 防止發(fā)生墜落事故, 保護(hù)設(shè)備和人身安全； 另外, 在電氣控制上, 在升降平臺(tái)下緣設(shè)置限位開(kāi)關(guān),臺(tái)板上升時(shí), 一旦升至所限定的最大高度, 限位開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào), 強(qiáng)制系統(tǒng)卸載以確保臺(tái)板上升到合的高度。第四章第四章 臺(tái)板的設(shè)計(jì)臺(tái)板的設(shè)計(jì)4.1 確定臺(tái)板的結(jié)構(gòu)材料及尺寸臺(tái)板