液壓升降平臺的設計（全套含CAD圖紙）

下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要本次畢業設計對象是液壓升降平臺，這套裝置主要用于舉升重物。它的舉升高度為1米，舉升重量為1噸，其動作主要是由兩個雙作用液壓缸推動“X”型架，帶動上板來實現的。該液壓升降平臺主要由兩個部分組成：機械部分和液壓部分，其中機械部分主要由上板架、下板架、內連桿和外連桿四部分組成。本設計設計、選擇了機械部分材料與結構，并對其進行受理分析與校核，以便檢驗是否滿足強度、剛度的要求，分析及校核的結果證明機械結構的設計可以滿足要求。在對液壓控制系統的設計過程中，先進行了總體方案設計。在選擇液壓的各個控制回路的時候，在對各個回路進行了對比后調速回路我選擇了進油口節流調速回路；卸荷回路我選擇了帶有二位二通電磁換向閥的卸荷回路；保壓回路我選擇的是用液控單向閥的保壓回路。確定了各種基本回路后，又確定了液壓系統的傳動形式，由于開式系統所具有的系統簡單和散熱條件好等優點，所以把傳動系統確定為開式系統。在擬定液壓系統原理圖后，對液壓元件及輔件進行了設計、選擇，并對其進行校核。經過計算后液壓缸選定為45毫米的液壓缸，液壓泵選定為齒輪泵，根據系統工作的最大功率我選擇的電動機為Y112M-4行三相異步電動機。在確定泵后，又對其他的元件及輔件進行了合理的選擇，最后確定各種元件后,進一步完成了我的設計題目。關鍵詞: 液壓；升降平臺；上板架；下板架；內連桿；外連桿 下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIAbstractI graduated from the current design is done mainly hydraulic lifts, mainly divided into two parts: mechanical and hydraulic parts. Mechanical parts which I think the main needs to be considered is the subject of several major part of the intensity: on board planes, under the board planes, within and outside link connecting rod. In this part of my four were on board from top to bottom-line Analysis of the internal and external linkage, I had the strength check. After my analysis and after checking I think I can satisfy the design requirements. Then I entered the various parts of the hydraulic choice. In the choice of the hydraulic control circuit all the time, in the loop on a comparison of the governor after I selected the import speed loop circuit; unloading loop I chose the valve of the unloading circuit; packing circuit I have chosen The use of one-way valve controlling the packing circuit. In determining the needs of the various circuit I, Im sure I wear the hydraulic system of fixed form, according to open-system and the system simple cooling system features good condition, I set my drive system for open - System. On the other hydraulic components accessories choice, I had to them after the calculation of the hydraulic cylinders after I voted 45 mm of hydraulic cylinders, according to the transmission gear pump stability, I take my pump as a gear Pump, according to my system the maximum power of the work I elected to the motor Y112M-4 to three-phase asynchronous motor. I set the pump, I also based on this I need the yuan other accessories for a reasonable Choose, finally, I identified a variety of components, further complete the design of the topics I.Keywords：Mechanical;Hydraulic; Panels from top to bottom;Inside and outside link下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985III目錄摘 要 .IAbstract.II第 1 章 緒論 .1第 2 章 確定液壓系統方案 .22.1 確定基本回路 .22.1.1 卸荷回路.22.1.2 調速回路的確定 .42.1.3 保壓回路的確定.72.2 液壓傳動系統的形式確定.923 液壓系統原理圖.10第 3 章 設計、選擇液壓元件、輔件 .113.1 確定液壓缸系數 .113.1.1 初選系統壓力 .113.2 液壓輔助元件的計算及選擇.123.3 油箱的設計 .123.3.1 油箱的設計要點.133.3.2 油箱容積計算.133.4 其它元、輔件的選擇.133.4.1.吸油濾油器 .133.4.2 選擇濾油器的基本要求.143.4.3 溢流閥的選擇.143.4.4 壓力表開關選擇.143.4.5 單向節流閥.153.4.6 液控單向閥的選擇.153.5 閥塊的設計 .153.6 效率的計算.163.6.1 計算沿程壓力損失.163.6.2 效率計算.183.6.3 系統發熱與溫升計算.193.6.4 液壓系統的一般使用和維護.19第 4 章 機械部分的受力分析力 .22第 5 章 機械部分的強度校核 .255.1 外連桿強度校核.25下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IV5.2 內連桿強度較核.265.3 連接兩連桿的銷軸的強度校核.27第 6 章 結論 .29參考文獻 .30致謝 .31下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985V沈陽工業大學本科畢業設計1第 1章 緒論液壓傳動能在運動過程中實現無級調速、調速方便。液壓傳動簡化了機器結構，減少了零件的數目。由于系統充滿了油液，對各液壓件有潤滑和冷卻的作用，使之不易磨損，又由于容易實現過載保護，因而壽命長。液壓傳動易于實現標準化、系列化、通用化，便于設計、制造和推廣。液壓升降平臺由于升降平穩、安全可靠、操作簡單，經濟實用，被廣泛應用于生產流水線和倉庫、造紙、醫藥等行業，主要用于生產流水線高度差之間貨物運送；物料上線、下線；工件裝配時調節工件高度；高處給料機送料；大型設備裝配時部件舉升；大型機床上料、下料；倉儲裝卸場所與叉車等搬運車輛配套進行貨物快速裝卸等。因此，對于液壓升降平臺的設計與研究具有重要意義。我國液壓、氣動和密封工業雖取得了很大的進步，但與主機發展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少差距，主要反映在產品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產品為例，產品品種只有國外的1/3 ，壽命為國外的1/2 。為了滿足重點主機、進口主機以及重大技術裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動和密封產品進口。據海關統計及有關資料分析，1998年液壓、氣動和密封件產品的進口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計，目前進口產品的國內市場占有率約為30% 。1998 年國內市場液壓件需求總量約600萬件，銷售總額近40億元；氣動件需求總量約500萬件，銷售總額7億多元；密封件需求總量約11億件，銷售總額約13億元。社會需求永遠是推動技術發展的動力，降低能耗，提高效率，適應環保需求，機電一體化，高可靠性等是液壓氣動技術繼續努力的永恒目標，也是液壓氣動產品參與市場競爭是否取勝的關鍵。為了適應這些目標和滿足用戶的需要，現代液壓氣動產品發展呈如下主要趨勢。(1) 減少能耗 ,充分利用能量液壓技術在將機械能轉換成壓力能及反轉換方面，已取得很大進展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統的容積損失和機械損失上。如果全部壓力能沈陽工業大學本科畢業設計2都能得到充分利用，則將使能量轉換過程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個問題：減少元件和系統的內部壓力損失，以減少功率損失。主要表現在改進元件內部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時還可減少漏油損失。減少或消除系統的節流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節流系統來調節流量和壓力。采用靜壓技術，新型密封材料，減少磨擦損失。發展小型化、輕量化、復合化、廣泛發展 3 通徑、4 通徑電磁閥以及低功率電磁閥。改善液壓系統性能，采用負荷傳感系統，二次調節系統和采用蓄能器回路。日本小松、日立、川崎、德國 Rexroth，Linde，美國 Eiton-Vickers，Parker 都采用負荷傳感系統，可節省功率 20-30%。為及時維護液壓系統，防止污染對系統壽命和可靠性造成影響，必須發展新的污染檢測方法，對污染進行在線測量，要及時調整，不允許滯后，以免由于處理不及時而造成損失。(2) 主動維護液壓系統維護已從過去簡單的故障拆修，發展到故障預測，即發現故障苗頭時，預先進行維修，清除故障隱患，避免設備惡性事故的發展。要實現主動維護技術必須要加強液壓系統故障診斷方法的研究，當前，憑有經驗的維修技術人員的感宮和經驗，通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適于現代工業向大型化、連續化和現代化方向發展，必須使液壓系統故障診斷現代化，加強專家系統的研究，要總結專家的知識,建立完整的、具有學習功能的專家知識庫，并利用計算機根據輸入的現象和知識庫中知識，用推理機中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預防措施。要進一步引發液壓系統故障診斷專家系統通用工具軟件，對于不同的液壓系統只需修改和增減少量的規則。另外，還應開發液壓系統自補償系統，包括自調整、自潤滑、自校正，在故障發生之前，進市補償，這是液壓行業努力的方向。沈陽工業大學本科畢業設計3(3) 機電一體化電子技術和液壓傳動技術相結合，使傳統的液壓傳協與控制技術增加了活力，擴大了應用領域。實現機電一體化可以提高工作可靠性，實現液壓系統柔性化、智能化，改變液壓系統效率低，漏油、維修性差等缺點，充分發揮液壓傳動出力大、貫性小、響應快等優點,其主要發展動向如下： 電液伺服比例技術的應用將不斷擴大。液壓系統將由過去的電氣液壓on-oE 系統和開環比例控制系統轉向閉環比例伺服系統,為適應上述發展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應實現標準化。計算機接口也應實現統一和兼容。 發展和計算機直接接口的功耗為 5mA 以下電磁閥，以及用于脈寬調制系統的高頻電磁閥(小于 3mS)等。 液壓系統的流量、壓力、溫度、油的污染等數值將實現自動測量和診斷,由于計算機的價格降低,監控系統,包括集中監控和自動調節系統將得到發展。 計算機仿真標準化，特別對高精度、“高級”系統更有此要求。 由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機構也是今后需要探討的問題，液壓產品機電一體化現狀及發展。液壓元件由于制造精度高，因而造價相對于機械零件要求，為了做到經濟實惠，在選擇液壓元件時，盡量以國內同類產品代替國外產品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽液壓件廠的產品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因為，雖然用直流電源，電磁換向閥如果卡位，電磁塊不至于被燒壞。但配置一套直流電源的價格遠比一個電磁塊的價格高，況且電磁閥被卡住的情況也是偶而的。權衡了一下還是選擇了交流電池。同理，在一些產品性能不相上下時，我盡量選用了沈陽液壓件廠的產品?？梢允∪ミ\費和避免一些其它問題，這都降低了成本。沈陽工業大學本科畢業設計4第 2章 確定液壓系統方案液壓系統方案的確定是液壓系統設計的一個重要環節。目的是選擇回路，并把各回路組成系統，以便以后確定原理。理論課上，我們知道任何復雜的液壓系統都是由一些簡單的基本回路構成的。液壓元件又組成了基本回路。所以根據液壓系統的動作要求和性能特點選液壓元件組成液壓系統。這次畢業設計的液壓升降平臺要求為：1 舉升高度為 1 米；2 原始高度0.6 米；3 舉升重量 1 噸。所設計系統必須能完成舉升動作，并達到以上要求，考慮系統效率以及經濟上的一些問題。2.1確定基本回路2.1.1卸荷回路卸荷回路的作用是在電動機不熄火的情況下使液壓油卸荷，即泵輸出的液壓油以最低壓力回油箱。卸荷回路主要有以下幾種： 如圖 2-1 采用換向閥的卸荷回路，用三位四通換向閥中位 M 型（或 H，K型）滑閥機能，或在液壓泵出口旁路接二位三通閥，使液壓泵輸出的油液流回油箱，液壓泵卸荷。它適用于低壓小流量（P=2.5Mpa，Q p40L/min）的液壓系統，高壓大流量系統用換向閥卸荷時沖擊較大。沈陽工業大學本科畢業設計5圖 2-1 換向閥的卸荷回路圖 2-2 溢流閥的卸荷回路如圖 2-2 為溢流閥的卸荷回路。當先導式溢流閥 1 控制管路通過二位二通沈陽工業大學本科畢業設計6電磁換向閥 3 接回油箱時，液壓泵輸出的油液以很低的壓力經溢流閥回油箱。實現液壓泵的卸荷。工作過程中流量變化較大的液壓系統，采用雙連泵供油。如圖 2-3 是利用特殊結構的液壓缸使泵卸荷的回路。在液壓缸 3 活塞向左運動返回終點時，缸體上帶單向閥 2 的旁通油口開啟，液壓泵的油液從液壓缸的有桿腔經過此油口流回油箱，液壓泵卸荷。我在設計中選擇了第一種卸荷方式，因為其適用于低壓小流量的液壓系統，并比較簡單。圖 2-3 特殊液壓缸使泵卸荷2.1.2 調速回路的確定液壓調速分為節流調速，容積調速和容積節流調速三種方式。節流調速，容積節流調速只能用于開式系統。容積調速多用于閉式系統。由于本系統簡單，固采用開式系統，具體原因以后在述。節流調速回路，由流量控制閥，溢流閥，定量泵和執行元件等所組成。它通過改變流量控制閥的通流面積，控制和調節流入和流出執行元件的流量，達到調速的目的。這種調速回路具有結構簡單，工作可靠，成本低，使用維護方便，調速方便，調速范圍大等優點。但它能量損失大，效率低，一般用于功率不大的場合。由于流量控制閥在回路中的按放位置的不同，節流調速回路有進口節流式，出口節流式，旁路節流式和進出口同時節流式幾種節流形式。沈陽工業大學本科畢業設計7(1)進口節流調速回路（如圖 2-4 所示）為使油液通過節流閥流入液壓缸，液壓泵的工作壓力 P 必須大于 P1，節流閥的壓差在工作中或因負載變化或因其開度的改變，要在一定的范圍內變動。其設定值一般為P i=0.2-0.3MPa。圖 2-4 進口節流調速(2)出口節流調速回路這種調速回路是將節流閥置在回油路上，用它來控制油腔流出的油量，因而也就控制了進入液壓缸的流量，從而也就控制了液壓缸的速度。(3)旁路節流調速回路（如圖 2-5 所示）如圖 2-5，這種調速回路是把節流閥放在與液壓缸相并聯的支路上。節流閥在調節流量的同時、起溢出多余流量的作用?；芈分幸缌鏖y起安全閥作用。沈陽工業大學本科畢業設計81) 當節流面積一定時，負載越大，速度剛性越大；2) 當負載不邊時，節流閥通流面積越小，即速度越大，速度剛性越大；3) 當活塞面積變大時，減小節流閥指數和泄露系數均可提高速度剛性。圖 2-5 旁路節流調速回路(4)容積節流調速回路容積節流調速回路是利用變量泵和節流閥組合而成的一種調速回路。它保留了容積調速回路無溢流損失、效率高和發熱少的長處。綜合以上調速回路的特點，我選擇了進油調速回路。2.1.3保壓回路的確定有些機械回程時如釋放過快，將引起液壓系統劇烈的沖擊、震動和噪聲，基至導致管路和閥門的破裂。保壓回路有以下幾種：(1) 用液壓單向閥的保壓回路（如圖 2-6）在液壓缸無桿腔油路上接入一個液控單向閥，利用單向閥錐形閥座的密封性能實現保壓。一般在 20MP 工作壓力下保壓 10min。沈陽工業大學本科畢業設計9圖 2-6 用單向閥的保壓回路(2) 用輔助液壓泵保壓回路在回路中增設一臺輔助液壓泵。當液壓缸加壓完畢要求保壓時，由壓力繼電器發出電訊號，使輔助液壓泵供油，維持系統壓力不變。(3) 用蓄能器的保壓回路(如圖 2-7)用重錘式蓄能器在保壓過程中向 a 點供油、保壓時，蓄能器充入高壓油，重錘上升，觸及限位開關時，使電液換向閥的電磁鐵 1Y 斷電，主液壓泵卸荷，以后由蓄能器保持系統壓力。此種保壓回路壓力液動小，不超過 0.1-0.2MP。沈陽工業大學本科畢業設計10圖 2-7 用蓄能器的保壓回路綜上所述，我選用了第一種用液控單向閥的保壓回路。2.2 液壓傳動系統的形式確定液壓傳動系統可分為開式系統和閉式系統。開式系統中，油泵自油箱吸油，供給執行機構，低壓油直接返回油箱，有系統簡單、系統散熱條件好等優點。閉式系統中油泵進油管直接與執行機構的排油管相連通，形成一個閉合回路。為了補償系統中泄露損失，還需有一個輔助供油泵，其優點是 1）油箱所需容積??；2）無論是高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進入，運轉平穩；3）系統中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來改變執行機構運行方向，減少了換向時的沖擊。綜合以上傳動系統的特點我選用開式系統。沈陽工業大學本科畢業設計1123 液壓系統原理圖在以上基本回路確定的基礎上，擬定液壓系統原理圖，如圖 2-8 所示。圖 2-8沈陽工業大學本科畢業設計12第 3章 設計、選擇液壓元件、輔件3.1確定液壓缸系數3.1.1 初選系統壓力系統壓力選定是否合理直接關系到整個系統設計的合理程度。在液壓系統功率一定情況下，若選取的系統壓力過底，則液壓元、輔件的尺寸、重量就增加，系統造價也相應增加；若系統壓力選的較高，則液壓設備的重量、尺寸和造價會相對較低。由于對制造液壓元件、輔件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而會增大或增加液壓設備的尺寸、重量和造價、其系統效率和使用壽命也會相應下降。根據我所要設計的機器的特點，并參照有關資料，我初選系統工作壓力10MP。1) 計算液壓缸尺寸：活塞面積 A=F/p=2.5x10 3/0.9x10x106=2.78x10-3m2D=5.89cm查表 4，取液壓缸的內徑為 63mm，外徑為 76mm。桿徑比 d/D，一般按下述原則?。寒敾钊麠U受拉時，一般選取 d/D=0.3-0.5.當活塞桿手壓時，一般取d/D=0.5-0.7。所以本設計我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7x58.9=44mm，取活塞桿直徑為 45mm。2) 泵組選擇：液壓杠所需流量為 q=2Av=2x1/4(D 2-d2)xV=2x0.25x3.14x632x10-6x2x10-2=7.48L/minq=7.48L/min沈陽工業大學本科畢業設計13查表 4選取齒輪泵 CB3-10.理論排量 10ml/r，理論流量 14.5L/min，電動機最大功率 P=pq/。P=106x10x14.5x106/0.8x60=3.02kw取電動機 Y112M-4 型：額定功率 4KW，效率 84.55。3.2 液壓輔助元件的計算及選擇1）根據齒輪泵的額定流量 14.5L/min 查表（JB827-66） 。根據推薦管路通過流量 25L/min 的管徑為 8mm 管路通過 6.3L/min 的管徑為 5.6mm，所以選取公稱直徑 D=8mm 的鋼管，鋼管外徑為 14mm.管接頭連接螺紋 M14x1.5。2）管接頭的類型管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。金屬管接頭又可分為擴口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。各管接頭的特點如下：擴口式管接頭：利用管子端部擴口進行密封，不需其他密封件；結構簡單，適用于薄管連接，工作壓力8MP?？ㄌ资焦芙宇^：利用卡套變形卡住管子進行密封，裝拆方便，但對管子尺寸精度要求較高，工作壓力31.5MP。焊接式管接頭：利用“0”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對管子尺寸精度要求不高。管壁要求較厚，裝配時需要焊接。工作壓力31.5MP。球面焊接式管接頭：利用球面進行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求較高，裝配時需要焊接。工作壓力35MP。 根據以上介紹的各種管接頭的特點，我選擇了焊接式管接頭，因為它的特點更適合于我所設計的系統。3.3油箱的設計油箱的作用是儲油、散發油的熱量、沉淀油的雜質和使油中的氣泡上浮釋出；有時油箱蓋還可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。沈陽工業大學本科畢業設計143.3.1油箱的設計要點（1）油箱必須有足夠大的容積以滿足散熱、容納停機時因重力作用而返回油箱的油，操作時油面保持適當高度的要求；（2）油箱底部做成適當的斜度，并設放油塞；（3）從構造上應考慮清洗換油方便，應設置人孔，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；（5）油箱上應有帶空氣濾清器的通氣孔，有時注油孔和通氣孔可兼用；（6）吸油管和回油管應盡量遠隔開，吸油管離箱底的距離 H2D（管徑） 。距箱邊不小于 3D，回油管插入最低油面以下，防止回油時帶入空氣。距箱底h=2d（管徑） 。油的排口面向油箱，管端斜成 45 度；（7）吸油側和回油側要用隔板隔開，用以分離回油帶來的氣泡和贓物。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，油箱內壁應用好的耐油涂料。綜合以上的設計要點，我設計我的油箱,但由于機器工作不頻繁，所以沒有設計溫度計，并設計了兩個隔板。3.3.2油箱容積計算按經驗公式計算油箱容積：V=（3-5）q p=3x14.5=43.5L我所設計的油箱設有冷卻器，在這種情況下，油箱的長：寬：高為1：1：1 到 1：2：3。油面達到油箱高度的 80%。油箱的長為 370mm,寬為 365mm,高為 320mm。3.4 其它元、輔件的選擇3.4.1.吸油濾油器濾油器有以下幾種形式、用途特性如下：（1）網式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護油泵。特性為結構簡單，通油能力大，過濾效果差；（2）線隙式濾油器 過濾材料強度低，一般用于低壓系統，特性為結構簡單，過濾效果較好，通油能力大，但不易清洗；沈陽工業大學本科畢業設計15（3）紙芯濾油器 用于油的粗過濾，最好與其它濾油器聯合使用，特性為過濾效果好，精度高，但易阻塞，無法清洗，需要換紙蕊；（4）燒結式濾油器 用于特別要求過濾質量的液壓系統中，最好與其它濾油器合用，特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐蝕能力強，制造簡單，性能穩定；（5）磁式濾油器 用于濾清帶磁性鐵屑與磨料，特性是效果好，維護復雜； （6）片式濾油器 用于一般過濾，特性為強度大，不易損壞，通油能力大。3.4.2選擇濾油器的基本要求（1）過濾精度滿足要求；（2）能力滿足設計系統要求；（3）濾芯應有足夠的強度，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；（7）價錢低廉。由于液壓系統中對油的要求很高，尤其是油的過濾過程。因此濾油器的選擇非常重要。所以敘述頗多。綜合各種濾油器的特性，我選擇了網式濾油器。泵的流量為 14.5L/min。由于經驗公式告訴我濾油器過濾能力大于泵的流量的2 倍，因此我選的濾油器為 XV-40x180j。3.4.3溢流閥的選擇由于我設計的系統中有閥塊，閥塊上有溢流閥、換向閥、截止閥（壓力表開關） ，所以溢流閥選板式溢流閥，系統壓力為 10MP，流量為 14.5L/mn。所以我選擇了直動式溢流閥型號為 DBDS6P10。3.4.4壓力表開關選擇由于是板式連接，系統管道公稱直徑 8mm。所以我選擇了型號為 KF-L8/12E 的壓力表開關。沈陽工業大學本科畢業設計163.4.5單向節流閥由于閥塊上沒有安裝單向節流閥，所以單向節流閥選管式，根據管路公稱直徑、流量，我選擇了型號為 MK8G10/V 的單向節流閥。3.4.6 液控單向閥的選擇選擇液控單向閥為 SV10PB120 型。各種元件、輔件的詳細型號如表 3-1 所示：表 3-1名稱 型號 流量 備注吸油濾油器 XV-40X180J 40 壓力 0.30.6 損失液位計 溢流閥 DBDS6P10齒輪泵 CB3-10 14.5 5.7KW電動機 Y112M-4 4KW壓力表 Y-60截止閥 KF-L8/12E電磁換向閥 4WEP10/AW220單向節流閥 MK8G10/V液控單向閥 3V10PB120空氣濾清器 查機械設計手冊取 D=45mm3.5閥塊的設計我所設計的閥塊相安有電磁換向閥，直動式溢流閥，壓力表開關。根據所選的以上幾種元、輔件的外形尺寸，初設計閥塊為 100X100X100 的立方體。閥塊體如圖 3-2：沈陽工業大學本科畢業設計17圖 3-11)為壓力油入口 2)回油口 3)側壓口 4）油液進系統口 5）油液出系統口 6）溢流閥瀉油口 7）溢流閥進油口 8）換向閥進（出）油口（A）9）換向閥進油口10）B 口 11）換向閥出油口3.6 效率的計算3.6.1計算沿程壓力損失1）判斷流動狀態由雷諾系數 Re=vd/r=4Q/3.14dr 可知，在油液黏度一定的條件下，Re 大小與 Q 成正比，與管道的內徑成反比。缸的所需流量為 7.8L/min，管子公稱直徑為 8mm，所以Re=4Q/dr=4*Q*7.8*10 -3/60*3.14*8*10-3*4.5*10-5=230由于累諾數 Re 小于臨界雷諾數 2000，由此可推論出各工況下的進、回油路中油液的狀態為層流。2）計算沿程壓力損失Pc=l/d*v 2*p/2 (5-2)=75/Re=75*3.14dv/4QV=4Q/3.14d2上式代入沿程壓力損失的計算公式得：Pc=150prl/d 4xQ沈陽工業大學本科畢業設計18（1）油箱到泵的進口沿程壓力損失：P L1=150rl/d 4Q=150*917.4*4.5x10-5*0.2*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.3*104Pa（2） 泵出口到閥塊沿程壓力損失：P L2=150rl/d 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.5*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=5.8*104Pa（3） 閥塊到油箱沿程壓力損失：P L3=150rl/d 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.8*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=4.9*104Pa（4） 閥塊到單向節流閥沿程壓力損失：P L4=150rl/d 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.1*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=0.6*104Pa（5） 單向節流閥到閥塊 2 沿程壓力損失：P L5=150rl/d 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.4*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.4*104Pa（6） 閥塊到液壓缸沿程壓力損失：P L6=150rl/d 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.6*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=1.5*104Pa（7） 液壓缸到閥塊沿程壓力損失：P L7=PL 6=1.5*104Pa總的沿程壓力損失為：P L=0.19*106Pa3）計算局部壓力損失 （1）油箱到泵有一個 90 度的彎頭V=Q/0.25*d 2=14.5*10-3/0.25*3.14*60*0.0082=4.8m/sPr 1=rH=0.29P r1=3000Pa （2）泵到閥塊 4 個彎頭P r2=4rH=4rv 2/2g=1200Pa沈陽工業大學本科畢業設計19（3）閥快到油箱 3 個彎頭P r3=3rH=9000Pa（4）閥塊到液壓缸 1 個彎頭P r4=rH=3000Pa（5）液壓缸到閥塊P r5=rH=3000Pa所以，總的管道局部壓力損失為P r=30000Pa4）計算閥類元件壓力損失P r=P n(Q/Qn)2 (5-3)式中 Pv閥的額定壓力損失?？捎僧a品樣本查出。Q通過閥的實際流量Qn 閥的額定流量（1）直動式溢流閥P v1=P(Q/Qn) 2=10*106(0.7/60)2=0.1*106Mpa（2）電磁換向閥P v2=P(Q/Qn) 2=1.3*106*(0.7/60)2=1.4*105Pa（3）液控單向閥P v3=P(Q/Q n)2=0.2*106Pa所以，總的閥類元件局部壓力損失為 0.34*106Pa5）管路總的壓力損失為：P=0.66Mpa3.6.2效率計算升降回路效率： c1=P1Q1/Pp*Qp=10*106*7.48/10.66*106*14.5=0.48=48%系統總效率： c2= p* c1* m p=0.8沈陽工業大學本科畢業設計20 m=0.95 c2=0.8*0.95*0.48=0.36=36%3.6.3 系統發熱與溫升計算升降平臺上升速度 0.02m/s 上升時間 t=1/0.02=50s 由手冊 4查最高溫度 Q1=75P1=KA(Q1-Q2)=16*2(0.32*0.365+0.365*0.37+0.37*0.32)*(75-20)=644w Q=(P h-P1)/KAPin=P0*Qp/=10*10 6*14.5*10-3/0.8*60=3*103w. Pef=0.02*(2.5*104*320x10-3*2)=320wPh=Pin-Pef=2680wQ=4255所以，滿足要求。3.6.4 液壓系統的一般使用和維護1）油箱中的液壓油經常保持正常油面。配管和油缸容量很大時，最初應放入足夠數量的油。在啟動之后，由于油進入管道和油缸，油面會下降，甚至使濾油器露出油面。因此必須再一次補油。再使用過程中，還會經常發生泄露，應該在油箱上設置液位計，以便以后經常觀察和補油。2）液壓油應該經常保持清潔，檢查油的清潔應經常與檢查油面同時進行。（1）油桶上不要積聚雨水和塵土，也不要直接放在地上；（2）在檫試泵，閥或油的容器時要極力防止不屑之類落入油中；（3）油箱要經常清洗，在灌油時應通過 120 目以上的濾油器；（4）洗滌配管，一般應先用透平油清洗 4-5 小時，然后用與使用油相同的油清洗 4-5 小時；（5）最好不使用銅管作為液壓系統的配管，一定要使用時，可放在油中浸 24 小時以上，使生成不治性的薄膜后再安裝； （6）油需要經常檢查和更換，工作油的情況應經常加以注意和檢查。更換工作油期限，由于使用條件，使用地點而有很大的出入，一般來說，大概一年更換一次，在連續運轉、高溫、高濕、塵土多的地方，需要縮短換油的周期。沈陽工業大學本科畢業設計213）油溫應適當，油箱的油溫一定不能超過 60。一般液壓機械在 35-60圍內工作比較合適。從維護的角度看也應絕對避免油溫過高。若油溫有異常的上升時，應立刻停機進行檢查。常見有以下原因：（1）油的黏度太高；（2）受外界的影響（例如開關爐門的液壓裝置等） ；（3）回油設計不好，例如效率太低、采用的元件容量太小、流速過高等所至；（4）油箱容積太小、散熱慢（一般來說油箱容量在油泵每分鐘的 3 倍以上才可） ；（5）閥的性能不好，例如容易發生震動就有可能引起異常發熱；（6）由于油質變壞，阻力增大；（7）冷卻器的性能不好，例如水量不足、管道內有水圬等。4）回路里的空氣應完全排除掉?；芈防镞M入空氣后，因為氣體的體積和壓力成反比。所以隨著負荷的變動，油缸的運動也要受影響。另外，空氣優勢造成油液變質和發熱的很大原因，所以應特別注意以下各列事項：（1）為了防止回油管回油時帶入空氣，回油管必須插入油面以下；（2）入口濾油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空氣分離出來，產生所謂的空蝕現象；（3）吸入管和泵面密封部分等各個低于大氣壓的地方應注意不要漏入空氣；（4）油箱的油面應盡量大些，吸入側和回油側要用隔板隔開，以達到消除氣泡的目的；（5）管路及油缸的最高部分均要有放氣孔，在起動時應放掉其中的空氣。5）裝在室外的液壓裝置使用時應注意以下幾項：（1）屋外隨著季節的不同溫度變化比較劇烈，因此盡可能使用黏度指數大的液壓油；（2）由于溫度變化，油箱中水蒸氣會凝成水滴在冬天應每星期進行一次檢查，發現后應立即除去；（3）在屋外因為贓物容易進入油中，因此要經常換油。6）在初次啟動油泵時，應注意以下事項：沈陽工業大學本科畢業設計22（1）向泵里灌滿油；（2）檢查轉動反向是否正確；（3）入口和出口是否接反；（4）用手試轉；（5）檢查吸入側有否漏入空氣；（6）在規定的轉速內啟動和運轉。7）在低溫下啟動油泵時，應注意以下事項：（1）在寒冷地帶或冬天啟動油泵時，應該開開停停，往復幾次使油溫上升、液壓裝置運轉靈活后，再進行正式運轉；（2）在短時間內用加熱器加熱油箱，以提高油溫，是較好的。但這時泵等裝置還是冷的，僅僅油是熱的，很容易造成故障，應注意。8）其它（1）在油泵啟動停止時，應使溢流閥卸荷；（2）溢流閥的調定壓力不得超過液壓系統的最高壓力；（3）應盡量保持電磁閥的電壓穩定，否則可能會導致線圈加熱。（4）易損零件如密封圈等，應經常有備品，以便及時更換。沈陽工業大學本科畢業設計23第 4章 機械部分的受力分析估算各構件的自重：上板 鋼板：G 1=shp=2.2*1.2*0.005*7.8*103=102.96Kg上板架：G 2=SLp=12*0.248*10-4*7.8*103=96.5KgF=(G1+G2)g=(102.96+96.5)*9.8=1955N內連桿： G=SLp=25.162*4.2*10 -4+0.9*2*0.25*3.14*(0.0832-0.0632)+0.085* 0.15*4.2*7.8*103=156Kg F=Gg=156*9.8=1530N外連桿：G=SLp=25.162*4.2*10 -4+0.25*3.14*10.22-8.22*10-4*1.8+0.25*3.14*(8.32-6.32)*10-4*1.8+4.2*0.85*15*10-4*7.8*103=196kg取軸自重 7KG，則F=205*9.8=2010N取滑輪與槽鋼摩檫系數 =0.2，外負載 1000Kg。對上板進行受力分析如圖 4-1：圖 4-1Fy1+Fy2=(P+G)*0.5Fx1= -Fx2= -uFy2Fy2*2000=0.5*(F+P)*1000解得 Fy 2=2744NFy1=2744NFx1=Fx2=548.8N對內連桿進行受力分析如圖 4-2：沈陽工業大學本科畢業設計24圖 4-2根據受力平衡得：Fx1+Fx3=Fx4Fy3=F+Fy1+Fy4Fx4=uFy4Fy3*d3+Fx4*d4=Fx3*d1+F*d2+Fy4*d解得： Fx 3=46NFy3=7247NFx4=595NFy4=2973N對外連桿進行受力分析如圖 4-3：圖 4-3沈陽工業大學本科畢業設計25外連桿自重 2010N。根據力矩平衡原理：對 0 點取矩，并設 X 為液壓缸受力，力臂為 600mm。X*600=(7247+2010)*1000+46*200+400*548.8+2000*2744解得 X=25000N。沈陽工業大學本科畢業設計26第 5章 機械部分的強度校核5.1 外連桿強度校核圖 5-1由受力分析得：x=25000NFx2=548.8NFy2=2744NFx3=46NFy3=7247Nsin =380/2020，則 =11cos =a2+b2-c2/2ab，則 =10。此外連桿材料為熱軋 16 號槽鋼，高度 160mm，寬 65mm，Wx=117cm 3, L=934.5cm4,A=25.15cm2該外連桿的危險截面為 I-I 截面。軸力產生正應力為 =Fr3/A=46/25.15*10-4=1.8*104Pa彎距 Mx 產生正應力為 =Mx/Wx=7247*0.535/117*10-6=33.1*106Pa由兩種應力疊加后，可知，危險點在 I-I 截面上側和下側邊緣，分別為最大壓應力和最大拉應力。最大壓應力 1= + =0.018+33.1=33.118Mpa沈陽工業大學本科畢業設計27最大拉應力為 2=| - |=33.082Mpa查表 4得，Q235 型槽鋼的彎曲靜許用應力=135Mpa, 1， 2，因此，外連桿各個截面均為安全截面。5.2 內連桿強度較核圖 5-2由受力分析得：Fx 1=548.8NFy1=2744NFy3=7247NFx3=46NFx4=595NFy4=2973N內連桿材料為 16 號熱軋普通槽鋼：Wx=117cm3，Ix=934.5cm 4，A=25.15cm 2此內連桿的危險截面為 I-I 截面。軸力產生的拉應力為 =N/A=548.8/25.15*10-4=0.218Mpa彎距 Mx 產生彎曲正應力為 =Mx/Wa=2973/117*10-6=2.5Mpa兩種應力疊加后，I-I 截面上、下邊緣點為危險點，分別產生最大拉應力和最沈陽工業大學本科畢業設計28大壓應力分別為： 1= + =25.218Mpa 2=| - |=24.782Mpa許用應力=135Mpa所以，內連桿各截面安全。5.3 連接兩連桿的銷軸的強度校核圖 5-3彎距圖：圖 5-4沈陽工業大學本科畢業設計29扭距圖：圖 5-5Q4=x=25000N T=x*0.02=5000N.m綜合分析，可知，截面 I-I 或 II-II 為危險截面。Mg=Q4*L=2.5*104*(0.08-0.06)/2=2500N.m抗彎截面模量 w=3.14/32*d 3=0.1d3抗扭截面模量 wt=3.14/16*d 3=0.2d3由第三強度 4理論得：= 24T= )/()/(= 13.0/5220x=5.6MPa查表 4得許用彎曲應力為 120Mpa，因此，此銷安全。沈陽工業大學本科畢業設計30第 6章 結論畢業設計很快就結束了，在本次畢業設計中，我又學習了很多的知識，并且把我在這四年中學習的知識進行了一次融會貫通，特別是機械設計、機械制造、液壓傳動、機電一體化和工程制圖等專業知識又進行了一次系統的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯系。有機的掌握了完成一次設計所需要的各個方面的知識。但由于本人的知識有限，因此在設計中不可避免的會出現一些這樣或那樣的問題，例如當我把我的圖紙打印出來拿給導師審閱時，導師指出了一些問題：我的液壓控制部分如何來保證兩個液壓缸所進的液壓油是相同的。當時我恍然大悟，但由于時間緊迫我會在以后的設計中注意這個問題。同時我覺得我在以后的設計中會把我的知識進行擴展，盡量把計算機與液壓結合起來，這樣不僅控制方便還可以提高它的工作效率。還有一個我覺得可以改進的地方，那就是可以把升降臺加上車輪結構，用來使它更加的方便和靈活。沈陽工業大學本科畢業設計31參考文獻1 宋錦春，蘇東海. 液壓與氣壓傳動.北京：科學出版，20062 李壯云，葛宜遠. 液壓元件與系統.北京：機械工業出版社，20043 雷天覺.新編液壓工程手冊.北京：北京理工大學出版社，19994 成大先.機械設計手冊.北京：化學工業出版社，20045 岳繼光.液壓技術的發展趨勢.工程設計，1998，1：55-576 吳根茂.液壓控制的發展趨勢.工程設計，1997，3：23-257 喬俊飛，孫雅明，柴天佑.液壓系統中壓力的自適應能力.電工技術學報，2000，3：11-148 楊爾莊.二十一液壓技術的新突破.中國機電報，20009 楊爾莊.液壓技術的發展動向及展望.第三屆全國流體傳動及控制學術大會會議文集，200410 王旭.國內液壓產品的現狀.對外經濟貿易大學學報，2000，4：15-1711 黃文豪.液壓控制問題及展望.液壓氣動與密封，2002，6：5-712 李晨.我國液壓傳動的現狀及發展.山西建筑，2003，12：9-1213 張紅.液壓技術的展望.合肥聯合大學學報，2000，4：15-1714 鄂中凱.機械設計課程設計.沈陽：東北大學出版社，199215 機械設計手冊聯合編寫組.機械設計手冊.北京：化學工業出版社，198716 Wasser,R.James. 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