固定式液壓升降機(jī)

1、2015屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目固定式液壓升降機(jī)子課題題目小型剪叉式液壓升降機(jī)姓名侍住學(xué)號(hào)1205300530所屬院系現(xiàn)代技術(shù)專(zhuān)業(yè)年級(jí)機(jī)械5班指導(dǎo)教師張文東摘要本論文主要設(shè)計(jì)的是一款家用液壓升降梯，考慮其使用范圍，采用小型剪叉結(jié)構(gòu)。家用升降梯采用剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降機(jī)起升有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)，使高空作業(yè)范圍更大。因此，它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面對(duì)剪叉式液壓升降機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、型號(hào)說(shuō)明、應(yīng)用情況進(jìn)行闡述、計(jì)算。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，包括材料選擇、強(qiáng)度計(jì)算、動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)。

2、涉及的關(guān)鍵技術(shù)有剪叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算選取合適的液壓缸、電路的設(shè)計(jì)等。預(yù)設(shè)的尺寸參數(shù)：外形尺寸-1100*500*1000(mg工作最大尺寸-2200*2200*3500(mm。關(guān)鍵詞：剪叉式；液壓系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)).目錄第一章緒論51.1 升降機(jī)簡(jiǎn)介51.1.1 家用升降梯的設(shè)計(jì)背景51.1.2 .1剪叉式液壓升降機(jī)的特點(diǎn)6第二章機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)71.1.2.3 結(jié)構(gòu)分析71 第4層剪叉臂受力分析81 第3層剪叉臂受力分析101 第2層剪叉臂受力分析121 第1層剪叉臂受力分析131.2.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)151 材料的選用151 強(qiáng)度校核計(jì)算151.2 剪叉臂的壓桿穩(wěn)定校核計(jì)算151.2 連接螺栓

3、的強(qiáng)度計(jì)算161.2 吊籃的設(shè)計(jì)171.2 底座的設(shè)計(jì)191.2 萬(wàn)向輪的設(shè)計(jì)191.2 支撐腿的設(shè)計(jì)201.2 鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21第三章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)221 負(fù)載分析與速度分析221.4 負(fù)載分析221.4 速度分析231 確定液壓缸主要參數(shù)231.5 初選液壓缸的工作壓力231.5 計(jì)算液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)231 擬定液壓系統(tǒng)圖251 液壓元件的選擇281.7 確定液壓泵和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格281 閥類(lèi)元件的選擇291 過(guò)濾器的選擇301 液壓油管的選擇312.2.1 油箱的設(shè)計(jì)322.3 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能321.3 壓力損失驗(yàn)算及液壓閥調(diào)整值得確定321.3.5 上升階段331.3.5 下降階段33第

4、四章電路設(shè)計(jì)35總電路圖3524V蓄電池自動(dòng)充電電路35參考文獻(xiàn)37謝辭38附圖39第一章緒論升降機(jī)簡(jiǎn)介升降機(jī)【elevator應(yīng)該定義為：在垂直上下通道上載運(yùn)人或貨物升降的平臺(tái)或半封閉平臺(tái)的提升機(jī)械設(shè)備或裝置，是由平臺(tái)以及操縱它們用的設(shè)備、馬達(dá)、電纜和其它輔助設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)整體。升降機(jī)由行走機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)，電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)組成的一種升降機(jī)設(shè)備。液壓油由葉片泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，提升重物，液缸上端回油經(jīng)隔爆型電磁換向閥回到油箱，具額定壓力通過(guò)溢流閥進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)壓力表觀(guān)察壓力表讀數(shù)值。家用升降梯的設(shè)計(jì)背

5、景該設(shè)計(jì)，主要用于在日常生活中對(duì)家里比較高的東西例如電燈泡，天花板等進(jìn)行更換的時(shí)候起到一個(gè)升降與承載的作用。我們發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)在日常生活中，一般的家庭里面是沒(méi)有純梯或者升降梯之類(lèi)的東西，當(dāng)需要對(duì)屋頂?shù)碾姛艋蛘唔斁Y進(jìn)行更換的時(shí)候是十分不方便的。我們一般采用的是直接通過(guò)搭凳子或者是站在桌子上面來(lái)對(duì)屋頂?shù)臇|西進(jìn)行維修或者更換，這樣其實(shí)有很多弊端。首先這樣比較的危險(xiǎn)，因?yàn)榈首踊蛘咦雷盈B起來(lái)是很不穩(wěn)定的，人站在上面有一定的安全隱患，并且搬凳子，桌子也十分麻煩。其次我們站在搭成的凳子上面或者是在桌子上面，如果家中的家具是用比較名貴的木質(zhì)成的話(huà)，那就也會(huì)對(duì)家具造成比較的危害，所以這些都十分的不適合。其實(shí)還有就是我

6、們需要取出頂層衣柜的物品時(shí)，我們也很難辦到。所以就是在這些條件下，我們結(jié)合實(shí)際，創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出了我們這次的作品一一家用升降梯。日常生活中，當(dāng)我們遇到上述情況時(shí)，可以使用很方便的家用升降梯到達(dá)制定高度，進(jìn)行各種維修。使用很安全，當(dāng)我們使用完之后，又可以讓其折疊，可以很方便的存儲(chǔ)，不必為狹小的存儲(chǔ)空間擔(dān)憂(yōu)。液壓升降機(jī)的特點(diǎn)液壓升降機(jī)是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)。可用于物料上線(xiàn)、下線(xiàn)，裝配部件的舉升，倉(cāng)儲(chǔ)裝卸等場(chǎng)所。與叉車(chē)等車(chē)輛配套使用，更加有利于貨物的快速裝卸等。采用液壓傳動(dòng)，液壓升降機(jī)會(huì)有以下特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、液壓傳動(dòng)能在運(yùn)行中實(shí)行無(wú)極調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍比較大。2、在同等功率的

7、情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，而且能傳遞較大的里或轉(zhuǎn)矩。3、液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向。4、液壓傳動(dòng)的控制調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單。5、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，系統(tǒng)超負(fù)載。6、易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、易于設(shè)計(jì)，制造推廣使用。7、易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。8、可以避免系統(tǒng)在某些局部位置產(chǎn)生過(guò)度升溫。缺點(diǎn)：1、液體為工作介質(zhì)，易泄露，油液可壓縮，故不能用于傳動(dòng)比要求精準(zhǔn)的場(chǎng)合。2、不易做遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。3、對(duì)油溫和負(fù)載變化敏感，不易在低高溫下使用，對(duì)污染很敏感。4、液壓傳動(dòng)需要單獨(dú)的能源。5、液壓元件制造精度高，造價(jià)高。6、液壓裝置出現(xiàn)故障不易追查原因。

8、總體來(lái)說(shuō)，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，所以液壓升降機(jī)更能勝任升降的工作。1.1.2.1剪叉式液壓升降機(jī)的特點(diǎn)剪叉式升降機(jī)是用途廣泛的高空作業(yè)專(zhuān)用設(shè)備。它的剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使開(kāi)降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，并適合多人同時(shí)作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，更安全，是用途廣泛的高空作業(yè)升降設(shè)備。第二章機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本尺寸值為1100*500*1000（mm。預(yù)設(shè)升降機(jī)在工作時(shí)能使人對(duì)距離地面5m的設(shè)備進(jìn)行維修。又因?yàn)榧舨姹叟c水平面的角度一般最大值為45度，以便保證剪叉機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以設(shè)定4層剪叉機(jī)構(gòu)，而剪叉臂的長(zhǎng)度設(shè)定為1100mm這樣算下來(lái)，剪叉

9、機(jī)構(gòu)能升高1100*0.707*4=3100mm,加上人的身高1600mm以及底座的高度，就可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。家用液壓升降梯重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面對(duì)剪叉式液壓升降機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、型號(hào)說(shuō)明、應(yīng)用情況進(jìn)行闡述、計(jì)算。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，液壓升降梯中機(jī)械部分的主要分析部分就是剪叉機(jī)構(gòu)，以下就是家用液壓升降梯的簡(jiǎn)圖。為便于分析升降梯的工作情況，下面就逐級(jí)分析其受力情況第四層第三層第二層第一層圖2.1升降梯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第4層剪叉臂受力分析第四層ABC此直接支撐重物的機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)就工作平臺(tái)，剪叉臂ABCD&體受力分析，如圖2-2a,經(jīng)分析，有FC=Fd=G/2(2-1)

10、現(xiàn)就工作平臺(tái)的受力情況進(jìn)彳T分析，其受力狀況如圖2-2b所示，即可看Fa=Fb=G/2(2-2)由以上分析，可得剪叉機(jī)構(gòu)ABCD勺受力情況，受力狀況如圖2-2c所示。局部分析之后，即分析剪叉臂AD的受力狀況，如圖2-2d,得F4=0(2-3)同樣，可得到剪叉臂BC的受力狀況，如圖2-2e圖2-2(a)升降梯第四層總體受力情況G/2圖2-2(b)AG/2;、CG/2升降梯工作平臺(tái)受力情況B/GG/24G/2D圖2-2(c)升降梯工作平臺(tái)受力情況G/2|B|g/2AL41G/2G/2D圖2-2(d)剪叉臂AD受力情況圖2-2(e)剪叉臂BC受力情況圖2-2升降梯第四層受力分析2.1.2第3層剪叉臂

11、受力分析第三層剪叉機(jī)構(gòu)中有一個(gè)液壓缸，而此液壓缸是重要的舉升動(dòng)力，是此機(jī)構(gòu)中重要的部分?，F(xiàn)就工作平臺(tái)、剪叉機(jī)構(gòu)ABCDEG、體受力分析，具體受力情況如圖2-3a所示，可得分析結(jié)果Fe=Fg=G/2(2-4)又根據(jù)圖2-2a,剪叉臂ABC英體受力分析，有Fc=Fd=g/2(2-5)所以可得剪叉臂CDEG勺受力情況，具體如圖2-3b。從圖中可以看出，剪叉臂CDEG勺受力情況和剪叉臂ABCD勺受力情況是一樣的，那么桿CG的受力情況是和AD的受力情況也是一樣的。同理，桿DE的受力情況是和BC的受力情況是一樣的。具體受力情況參看2-2d,2-2e。先分析液壓缸的受力情況，將D點(diǎn)的力沿平行于液壓缸的方向和

12、垂直于液壓,.、.、.，一一、.一1一.-缸的萬(wàn)向分解，如圖2-3c,則可得到減壓缸的反作用力Fm,記液壓缸與水平萬(wàn)向的夾角為9,則有Fm=G/2*sin(2-6)又0W9仃b/MPa仃02/MPa%長(zhǎng)應(yīng)力仃p0.2/MPa7022042032023120強(qiáng)度校核計(jì)算剪叉臂的壓桿穩(wěn)定校核計(jì)算對(duì)于細(xì)長(zhǎng)桿而言，壓桿穩(wěn)定問(wèn)題是強(qiáng)度校核中的一個(gè)重要部分。若桿件失穩(wěn)后，壓力的微小增加將引起彎曲變形的顯著增大，桿件將會(huì)喪失承載能力，甚至可以導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器或結(jié)構(gòu)的損壞。由材料力學(xué)可知，對(duì)各種柔度的壓桿，總可用歐拉公式或經(jīng)驗(yàn)公式求出相應(yīng)的臨界壓力，乘以橫截面積A變?yōu)榕R界壓力FcroFcr與工作壓力F之比即為壓桿

13、的工作安全因數(shù)n,它應(yīng)大于規(guī)定的穩(wěn)定安全因數(shù)nst,故有(2-9)Fcrn=nstF穩(wěn)定安全因數(shù)nst一般要高于強(qiáng)度安全因數(shù)?，F(xiàn)校核壓桿穩(wěn)定性，已知壓桿的橫截面為矩形，10mm(b)*40mm(h)。柔度是確定使用歐拉公式或經(jīng)驗(yàn)公式的標(biāo)尺，確定柔度范圍的計(jì)算過(guò)程如下：9(70*10)120*106=28.68(2-10)將剪叉臂簡(jiǎn)化成兩端錢(qián)支桿,N=10截面為矩形，截面的慣性半徑為:(2-11)所以柔度為3_1.1i30*103/12=127.02A%,可見(jiàn)剪叉臂是大柔度桿采用歐拉公式，臨界壓力:Fcr二2EI293二*70*10*(0.01*0.04/12)1.12二30451.67(2-1

14、2)臨界壓力與實(shí)際最大壓力之比(最大壓力為Fm=1050N),為壓桿的工作安全因數(shù)，即FcrF30451.671050=29nst(2-13)所以滿(mǎn)足穩(wěn)定要求連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算在液壓升降梯的正常工作中，剪叉臂靠螺栓的連接才會(huì)起到舉升的作用。螺栓桿與孔壁之間無(wú)間隙，接觸表面受擠壓，在連接結(jié)合面處，螺栓桿則受剪切。本設(shè)計(jì)選用內(nèi)六角螺栓，直徑為8mm長(zhǎng)度為50mm校核過(guò)程如下：已知螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為T(mén)=2z,計(jì)算中的剪切力包括人的重量I-JT，二X加上工作平臺(tái)，液壓缸的重量，總計(jì)為G=3000N由本論文受力分析部分知，F(xiàn)s=G/2=1500N。=30MPa.=220MPa(2-14)150072

15、二*0,008即，選用D=8mrffi螺栓符合強(qiáng)度要求吊籃的設(shè)計(jì)吊籃是工作人員的工作平臺(tái)，起到擴(kuò)展空間的作用。吊籃最重要的作用是保證操作人員的安全，并可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。設(shè)計(jì)吊籃的長(zhǎng)寬高分別為1100mm500mm1000mm為了擴(kuò)展空間，可將吊籃設(shè)計(jì)成折疊機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)如圖2-6。圖2-7吊籃底部設(shè)計(jì)圖2-8折疊機(jī)構(gòu)剖析底座的設(shè)計(jì)底座起到安放液壓泵及電動(dòng)機(jī)、萬(wàn)向輪、支撐腿的作用，是一個(gè)承載的基座設(shè)計(jì)尺寸長(zhǎng)、寬、高分別為1100mm500mm400mm具體結(jié)構(gòu)如圖3-7。圖2-9底座總體結(jié)構(gòu)萬(wàn)向輪的設(shè)計(jì)萬(wàn)向輪的具體結(jié)構(gòu)如下:圖2-10萬(wàn)向輪支撐腿的設(shè)計(jì)支撐腿在升降梯的工作過(guò)程中起

16、到增大支撐面積，增加工作的穩(wěn)定性與安全性的作用，對(duì)于升降梯的安全至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)的承重為150KG,自重為150KG底座部分重約80KG,支撐和工作平臺(tái)約為70KG.所以，起重重量為G=150kg=1.5kN,支撐和平臺(tái)自重為G2=70kg=0.7kN，升降機(jī)工作時(shí)的跨度約為1200mm許用應(yīng)力為o=420MPa支架選用橫截面為20mm40mm壁厚為5mm5勺空心方鋁，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-8a(先按F=Gi+G2來(lái)初選截面，然后再按G、G共同作用時(shí)來(lái)校核強(qiáng)度。由F作用而引起的M圖(圖2-8b),其最大彎矩為：MZmax=FL/4=(1.5+1.5)*2.2/4=1.65KNm(2-16)只考慮此彎

17、矩的強(qiáng)度條件為：仃饞=也上勺。，所以maxWZWZMz1650一6二420*103=3.9mm(2-17)2所以，A=V/L=3900/2200=1.77mm,因此這里用20mm*40mrmj方鋁是合理的。又有，f=t(2-18)A所以A占FN(2-19)又知，F(xiàn)n=1500+1500=3KN=0.003MN(2-20)A_FN-二3.0*10工4202=7.1mm在設(shè)計(jì)時(shí)選用空心方鋁的尺寸為20mm*40mml截面積為500mm2500mm29.6mm2所以設(shè)計(jì)的強(qiáng)度符合要求2.2.2.6鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于液壓缸在工作時(shí)有一定的泄漏，并且油管有老化爆裂的情況，基于上述考慮，設(shè)計(jì)機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)。

18、其中1為電磁鐵，2為杠桿，3為殼體。上升時(shí),殼體3依靠自重，殼體3自帶的齒與然下降。要實(shí)現(xiàn)下降功能時(shí)，通過(guò)電路控制使電磁鐵3通電，通過(guò)杠桿2作用，使殼體上揚(yáng)，殼體3自帶的齒與液壓缸上的齒脫離，從而解除鎖緊。具體機(jī)構(gòu)如圖2-12所示。圖2-12鎖緊機(jī)構(gòu)第三章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)是主要利用液體壓力能的液體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱(chēng)為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的

19、。其中的液體稱(chēng)為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類(lèi)似。液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。動(dòng)力元件（油泵）的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能，是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)）是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。輔助元件是除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器

20、、管件及油箱等，它們同樣十分重要。工作介質(zhì)是指各類(lèi)液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。液壓傳動(dòng)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局靈活，易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。在液壓傳動(dòng)中，速度、扭矩、功率均可作無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)與保壓；使用壽命長(zhǎng)；元件易實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化；制造精度、安裝、調(diào)整和維護(hù)要求較高，因此得到了廣泛的發(fā)展。負(fù)載分析與速度分析負(fù)載分析已知式2-6,可得施加在液壓缸上的工作負(fù)載Fm=1050N,摩擦力Fs=f*N=0.1*1050=105N，慣性負(fù)載不計(jì)，取液壓缸機(jī)械效率”=0.9,則負(fù)載為F=Fm+Fs=1283N（3-1）n速度分析液壓升降梯

21、的工作狀態(tài)有三種：上升、鎖緊、下降。初設(shè)上升的速度為0.1m/s,下降速度為0.08m/s,按上述分析可繪制出速度循環(huán)圖（略）。確定液壓缸主要參數(shù)初選液壓缸的工作壓力由最大負(fù)載值查表3.1,取液壓缸工作壓力為1MPa表3.1按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力負(fù)載F/kN5510102020303050工作壓力p/MPa)*vi=(0.0031150.0008)*0.1*60=13.89L/min(3-7)計(jì)算得到下降液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力為FA1Pl12833115*0.3p2=1n=0.99MPa(3-8)A-A20.003115-0.000803則下降過(guò)程中液壓缸所需要的流量為q下降=A1V2=3

22、115.67*10*0.08*60=14.95L/min(3-9)其中最大流量為下降流量14.95L/min。3.3擬定液壓系統(tǒng)圖本次液壓設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是基本回路的選擇，包括以下幾點(diǎn)：選擇液壓系統(tǒng)類(lèi)型。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。具體特點(diǎn)如下：1、開(kāi)式液壓系統(tǒng)中，泵從油箱直接吸油；閉式液壓系統(tǒng)馬達(dá)或缸回的油不回油箱直接去泵的進(jìn)油口。開(kāi)式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，低壓油直接返回油箱，有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。2、閉式系統(tǒng)中油泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排油管相連通，形成一個(gè)閉合回路。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中泄漏損失，還需有一個(gè)輔助供油泵，具優(yōu)點(diǎn)是1）油箱所需容積??；2）無(wú)論是高壓管路還是

23、低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3）系統(tǒng)中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來(lái)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向，減少了換向時(shí)的沖擊。綜合以上傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)選用開(kāi)式系統(tǒng)。二、平衡回路：平衡回路的功能在于使液壓執(zhí)行元件的回油路上始終保持一定的背壓力，以平衡掉執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對(duì)液壓執(zhí)行元件的作用力，使之不會(huì)因自重作用而自行下滑，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)機(jī)床設(shè)備動(dòng)作的平穩(wěn)、可靠控制。平衡回路主要有以下幾種：1、采用單向順序閥的平衡回路，故這種回路適用于工作負(fù)載固定且液壓缸活塞鎖定定位要求不高的場(chǎng)合。2、采用液控單向閥的平衡回路：其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長(zhǎng)時(shí)間在停止位置處不動(dòng)，但會(huì)并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音

24、、振動(dòng)和沖擊。3.采用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路，它不但具有很好的密封性，能起到對(duì)活塞長(zhǎng)時(shí)間的鎖閉定位作用，而且閥口開(kāi)口大小能自動(dòng)適應(yīng)不同載荷對(duì)背壓壓力的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化影響。由于家用液壓升降梯的作用是給人提供一個(gè)維修的平臺(tái)，而且維修時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng)，考慮其經(jīng)濟(jì)因素，平衡回路我選擇采用單向順序閥的平衡回路。三、鎖緊回路：為了是工作部件能在任一位置上停留，以及在停止工作時(shí)，防止在受力的情況下發(fā)生移動(dòng)，可以采用鎖緊回路。鎖緊回路主要有以下兩種：1、采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥，當(dāng)閥芯處于中間位時(shí)，液壓缸的進(jìn)、出口都被封閉，可以將活塞鎖緊。這種鎖緊回路由于受滑閥泄露的影響，鎖緊效

25、果差。2、采用液控單向閥的鎖緊回路，在液壓缸的進(jìn)、回油路中都用接液控單向閥（又稱(chēng)液壓鎖），活塞可在行程任何位置鎖緊。其鎖緊精度只受液壓缸內(nèi)少量的內(nèi)泄漏的影響。當(dāng)換向閥的中位機(jī)能應(yīng)使液控油液卸壓，此時(shí)，液控單向閥便會(huì)立即關(guān)閉，活塞停止運(yùn)動(dòng)。鎖緊精度高。綜上所述，由于采取了平衡回路，故可以選用采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥的鎖緊回路。四、換向回路：為了換向穩(wěn)定，選用電磁換向閥。為便于實(shí)現(xiàn)液壓缸中位停止，右位上升，左位下降，采用三位四通換向閥。整理合并基本回路，得液壓系統(tǒng)原理圖如下。圖3-1液壓系統(tǒng)圖圖中1-過(guò)濾器2-直流液壓泵3-交流液壓泵4-溢流閥5-三位四通電磁換向閥6-平衡閥7-液壓缸3.4

26、液壓元件的選擇確定液壓泵和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格1、液壓泵的工作壓力：已知液壓缸的最大工作壓力為0.99MPq取進(jìn)油路上壓力損失為0.5Mpa,則流量泵的最高工作壓力可估算為1.5MPa,選擇泵的額定壓力應(yīng)為p=1.25*1.5=1.875Mpa。2、計(jì)算總流量：在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，液壓油源應(yīng)向液壓缸提出的最大流量出現(xiàn)在下降階段，為14.95L/min,若整個(gè)回路中總的泄漏按液壓缸輸入總量的10%+算，則液壓油源所提供的總流量為1.1*14.95=16.4L/min。綜上，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以選擇齒輪泵，型號(hào)CB-B2Q具體參數(shù)見(jiàn)表3.5圖3-2CB-B20表3.5CB-B20的技術(shù)參數(shù)額定額定額定轉(zhuǎn)速容

27、積總效壓力脈噪聲值驅(qū)動(dòng)重量型號(hào)流量壓力r/mi效率率動(dòng)分貝功率kgL/minMPanvv%Tt%MPakwCB-B20202.514509081+0.1567-701.024.83、電動(dòng)機(jī)的選擇：由于液壓缸在下降時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵的工作壓力為0.99MPa,流量為20L/min。取液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為ppqpp=np0.99*106*20*1060*0.75*1000=0.44kW(3-10)根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選YL100L1-4型交流電動(dòng)機(jī)，其具體參數(shù)見(jiàn)表3.6。表3.6YL100L1-4型電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)產(chǎn)品類(lèi)型額定電壓額定功率額定轉(zhuǎn)速單相異步電動(dòng)機(jī)220V2.2kw1

28、400rpm同時(shí)也可選用直流電動(dòng)機(jī)，如168ZYT,其性能如下表:圖3-3YL100L1-4型交流電動(dòng)機(jī)圖3-4168ZYT型直流電動(dòng)機(jī)表3.7168ZYT型電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)產(chǎn)品類(lèi)型額定電壓額定功率額定轉(zhuǎn)速有刷直流電動(dòng)機(jī)24V(48)1.2kw1500rmp3.4.2閥類(lèi)元件和輔助元件的選擇3.4.2.1閥類(lèi)元件的選擇根據(jù)上述流量及壓力計(jì)算結(jié)果，對(duì)液壓系統(tǒng)原理圖中各類(lèi)閥類(lèi)元件及輔助元件進(jìn)行選擇。對(duì)于單向順序閥（靠近液壓缸），由于順序閥在液壓缸下行時(shí)起到背壓閥的作用，所以順序閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于背壓值0.5MPa,選用AX-D6BSFF衡閥，具體的各種型號(hào)見(jiàn)表3.7。表3.7閥類(lèi)元件性能元件名稱(chēng)型號(hào)

29、估計(jì)流量(L/min)額定流量(L/min)最高使用壓力(MPa)壓力調(diào)整范圍(MPa平衡閥AX-D6B1520101.0-4溢流閥MBP-012040250.7-7三位四通電磁換向閥4WE6D50/OFL20602525節(jié)流閥MG10G1.2153031.591國(guó)力士樂(lè)Re/eth電第CQ圖3-5平衡閥AX-D6B圖3-6三位四通電磁換向閥4WE6D50/OFL3.4.2.2過(guò)濾器的選擇過(guò)濾器的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下標(biāo)準(zhǔn)：1、過(guò)濾精度滿(mǎn)足要求；2、通油能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求；3、濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞；4、在一定溫度下，有一定的耐久性；5、能抵抗濾油的侵蝕；6、容易清洗和更換濾芯；

30、7、價(jià)錢(qián)低廉。由于液壓系統(tǒng)中對(duì)油的要求很高，尤其是油的過(guò)濾過(guò)程。因此濾油器的選擇非常重要，所以敘述頗多。按照過(guò)濾器的流量至少是液壓泵總流量的2倍原則，去過(guò)濾器的流量的2.5倍。故有q過(guò)濾器=qp*2.5=50L/min（3-11）因此選取通用型W曲列網(wǎng)式吸油過(guò)濾器，參數(shù)見(jiàn)表3.8表3.8通用型WU1列網(wǎng)式吸油過(guò)濾器參數(shù)型號(hào)過(guò)濾精度/um壓力損失/MPa流量/L/min通徑/mm聯(lián)接方式WU-63*1801800.016325螺紋連接3.4.2.3液壓油管的選擇各元件見(jiàn)連接管道的規(guī)格可根據(jù)元件接口處尺寸確定，液壓缸進(jìn)出油管的規(guī)格可按照輸入、排出油液的最大流量計(jì)算。液壓泵選定后，現(xiàn)重新計(jì)算各個(gè)階段

31、的流量，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3.9o表3.9液壓缸上升、下降過(guò)程分析流速、速度上升下降15輸入流量（L/min）q1=20q2=20排出流量（L/min）q2=Aqp/(AA2)=3115*20/(3115-803)=26.95-q2(A-A2)1-A=20*(3115-803)/3115=14.85L/min運(yùn)動(dòng)速度（m/s）qpV1=N-A_20*103115-803=0.14m/s=224.85*10*60/0.0031=0.08m/s根據(jù)推薦值，當(dāng)油液在壓力管中流速取3m/s時(shí)，可算得與液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的有桿內(nèi)徑分別為d=2*14.85*106/（3.14*3*1000*60）=10.

32、25mm,取標(biāo)準(zhǔn)值為12mmd=2*,20*106/（3.14*3*1000*60）=11.8mm,取標(biāo)準(zhǔn)值為15mm因此與液壓缸相連的兩根油管可以按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取公稱(chēng)通徑為12mm和15mm勺鋼管或高壓軟管。3.4.3油箱的設(shè)計(jì)油箱的基本功能是：儲(chǔ)存工作介質(zhì)；散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：1、油箱必須有足夠大的容積以滿(mǎn)足散熱、容納停機(jī)時(shí)因重力作用而返回油箱的油，操作時(shí)油面保持適當(dāng)高度的要求；2、油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)放油塞，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜（通常為1/251/20）,油箱底至少離開(kāi)地面150mm以便放油和搬運(yùn)。3、從構(gòu)造上

33、應(yīng)考慮清洗換油方便，應(yīng)設(shè)置人孔，便于清洗污物；4、箱壁上需裝油面指示器，油箱上并裝上溫度計(jì)；5、油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時(shí)注油孔和通氣孔可兼用；6、吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開(kāi)，吸油管離箱底距離42D（管徑）。距箱邊3D,回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣。7、吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，用以分離回油帶來(lái)的氣泡和贓物。隔板高度不低于油面到管底高度的3/4;8、為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)用好的耐油涂料。綜合以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我設(shè)計(jì)我的油箱，但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒(méi)有設(shè)計(jì)溫度計(jì)，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)隔板。查資料可知，v=m*q,低壓m=2-4，中壓m=5-10,高壓m=6-15，本設(shè)計(jì)

34、取m=2,V=2x20=40L我所設(shè)計(jì)的油箱沒(méi)有設(shè)冷卻器，在這種情況下，油箱的高：寬：長(zhǎng)為1:1:1到1:2:3。油面達(dá)到油箱高度的80%油箱的高為300mm寬為340mm長(zhǎng)為400mm3.5驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能壓力損失驗(yàn)算及液壓閥調(diào)整值得確定壓力損失的計(jì)算應(yīng)按照一個(gè)工作循環(huán)中不同階段分別驗(yàn)算。先校驗(yàn)如下：上升階段經(jīng)液壓閥的壓力損失可估算為APv=許額(-)(3-12)q額根據(jù)表3.5知，進(jìn)油路上通過(guò)各閥的流量是40L/min,如果額定流量下節(jié)流閥、電磁換向閥、平衡閥的最大壓降分別為0.1MP30.5MPa0.2MPa，則進(jìn)油路上的總壓降可估算為pv=0.1x(15/30)2+0.5m(20/60

35、)2+0.2x(15/20)2=0.19MPa(3-13)這一壓力損失值較小，不會(huì)導(dǎo)致溢流閥的開(kāi)啟，顧能保證正常工作?；赜吐飞?，液壓缸有桿腔中的油液通過(guò)電磁換向閥和節(jié)流閥的流量都是53.89L/min,然后回到油箱。由此可算出上升時(shí)有桿腔P2與無(wú)桿腔壓力Pi之差為pv=0.1(14.85/60)20.5(14.85/30)2=0.13MPa此壓力損失計(jì)算值小于原來(lái)的壓力損失估計(jì)值0.25MPa,此時(shí)液壓泵的工作壓力可計(jì)算為pq=p1+Apv=0.41+0.13=0.54MPa,所以原設(shè)計(jì)是安全的。3.5.1.2下降階段進(jìn)油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過(guò)電磁換向閥和節(jié)流閥的流量都是20L/min

36、,回油路上通過(guò)各閥的流量是20L/min,油液通過(guò)節(jié)流閥、電磁換向閥、平衡閥的流量29.69L/min。因此，進(jìn)油路上的總壓力損失為Apv=0.1父(15/20)2+0.5m(20/60)2=0.11MPa(3-14)回油路上的總壓力損失為ZApv=0.1(14.85/2C)2+0.5(14.85/60)2+0.2x(14.85/40)2=0.11MPa(3-15)進(jìn)油路上原估算壓力損失值為0.25MPa,回油路上的原估計(jì)壓力損失值為0.3MPa,所以原設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求?？焱藭r(shí)，液壓泵的最大工作壓力為Pq=R十Apv=0.99+0.11=1.1MPa(3-16)此值遠(yuǎn)小于原估計(jì)值，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電

37、機(jī)的功率是足夠的。并且溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于1.1MPa第四章電路設(shè)計(jì)總電路圖圖4-1總電路圖在上圖中，刀開(kāi)關(guān)SQ1開(kāi)啟交流模式、SQ2為開(kāi)啟充電模式、SQ3為開(kāi)啟直流模式。KM1KM刻電磁換向閥的控制端,控制上升或下降。KM3空制自鎖機(jī)構(gòu)解除鎖緊。SB5開(kāi)關(guān)有三個(gè)檔位1、2、3,分別控制升降梯的上升、鎖止、下降。下面介紹一下電路工作原理。當(dāng)1位接通時(shí)，KM1通電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)互鎖，三位四通換向閥右位工作，升降梯上升，同時(shí)自鎖機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自鎖。當(dāng)2位接通時(shí)，KM1,KM2KM3#不工作，電磁換向閥處于中位，升降梯鎖止。當(dāng)3位接通時(shí)，繼電器KM2KM3ffi電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)互鎖，常開(kāi)觸點(diǎn)KM3閉合，三位四通

38、換向閥右位工作，自鎖機(jī)構(gòu)接觸鎖止，升降梯下降。24V蓄電池自動(dòng)充電電路本設(shè)計(jì)充電器采用24V充電器，具體電路如圖5-2所示。具體工作原理如下：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管BT33,C3,W1W2等元件組成了弛張振蕩器，其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)隔離二極管D4輸送至可控硅SCR1的控制極。調(diào)整W1的阻值可改變SCR1的觸發(fā)導(dǎo)通角，即改變了充電電流.可控硅SCR2繼電器J,W3,W4,D5等元件組成蓄電池充滿(mǎn)自動(dòng)保護(hù)電路，當(dāng)電池兩端電壓被充至W3,W4s定的上限值時(shí)，D5導(dǎo)通,SCR2受觸發(fā)導(dǎo)通，LED2顯示，繼電器吸合，同時(shí)J切換到常開(kāi)，切斷了SCR1的控制脈沖集中，即停止對(duì)蓄電池的充電.K2為12V,24V電池充電的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，圖示置于12V檔位.。R12DDD1/4MV圖4-224v充電電路參考文獻(xiàn)1劉鴻文.材料力學(xué)I第四版.高等教育出版社.20032機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本一一1壓傳動(dòng)與控制.機(jī)械工業(yè)出版社.2007.73李松晶.先進(jìn)液壓傳動(dòng)技術(shù)概論.哈