QYL2型液压千斤顶的结构设计

《QYL2型液压千斤顶的结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《QYL2型液压千斤顶的结构设计（39页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 QYL2型液压千斤顶的结构设计摘要液压传动在我们生活中经常遇到，如推土机、压钢机、注塑机以及千斤顶等。其中千斤顶与我们生活息息相关，它作为一个典型的升降平台，在生活中发挥了不少的作用。液压传动的基本原理是机械能与液压能的相互转换，液压千斤顶就是利用其原理进行工作。液压千斤顶具有体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛用于起重作业，是维修机器的理想工具。液压千斤顶是由液压缸、活塞、活塞杆等组成，在工作中用刚性顶举件作为工作装置，通过底部托爪或顶部托座在小行程内顶升重物。随着经济的发展，液压千斤顶将发挥着不可替代的作用，同时它也会朝着更加先进的方向发展。本文从液压千斤顶结构与工作原理的分

2、析着手，按设计要求对参数进行计算，按参数进行结构设计、校核，逐步阐述液压千斤顶设计的全过程。运用已掌握的液压理论知识、机械设计与制造理论知识、机械加工工艺知识等，设计了液压千斤顶的结构及各个零件的几何尺寸，确保了液压千斤顶的质量和强度。关键词：液压传动 千斤顶 升降平台 维修AbstractHydraulic drive often encountered in our life, such as bulldozers, pressure steel machine, injection molding machine and a jack. Jack is closely related t

3、o our lives, it as a typical lift platform, can play a lot in life. The basic principle of hydraulic transmission is mechanical and hydraulic energy transformation, hydraulic jack is in using its principle of work. Hydraulic jack has small volume, light weight, easy to carry, the advantages of relia

4、ble performance, is widely used in lifting operation, is an ideal tool to repair the machine. Hydraulic jack is composed of hydraulic cylinder, piston and piston rod, with rigid jacking in working as a working device, hold claw in through the opening at the bottom or the top bracket jack-up weights

5、within the small stroke.Along with the economical development, the hydraulic jack will be playing the role which might not be substituted, simultaneously it will also be able to face a more advanced direction to develop.Based on the analysis of the structure and working principle of the hydraulic ja

6、ck to proceed, according to the requirement of design parameters calculation, structure design, check according to the parameters. To elaborate the whole process design of hydraulic jack. Use the mastered hydraulic theory, knowledge of mechanical design and manufacturing knowledge, knowledge of mach

7、ining process, design of geometric dimensions of hydraulic jack structure and each part, ensure the quality and strength of the hydraulic jack.Key words: hydraulic drive lifting jack lift platform repair目录1 绪论12 液压传动技术的介绍22.1液压技术的发展22.2液压传动在机械行业中的应用32.3液压传动的优缺点33 液压千斤顶的概括53.1千斤顶的分类及用途53.2液压千斤顶的组成63.

8、3液压千斤顶特点63.4液压千斤顶的工作原理64 液压千斤顶的结构设计74.1大液压缸的设计74.1.1液压缸的主要形式及选材74.1.2液压缸主要参数及尺寸的确定84.1.3活塞杆液压缸内径及活塞杆直径的确定84.1.4液压缸的推力以及流量计算84.1.5大液压缸的流量计算94.1.6液压缸长度及壁厚的确定94.1.7液压缸的外径计算104.1.8液压缸进出油口尺寸的确定104.1.9液压缸的结构设计104.2油箱的结构设计以及防噪134.2.1油箱的结构设计134.2.2防噪音问题134.2.3其他应注意事项144.3小液压缸的设计144.3.1缸底厚度的计算144.3.2小液压缸的推力计

9、算144.3.3小液压缸的流量计算154.3.4活塞杆直径的验算154.3.5小液压缸壁厚及长度的确定154.3.6液压缸外径的计算164.3.7油口尺寸164.3.8小液压缸的结构设计164.4其他部件的选用164.4.1活塞杆的设计174.4.2手柄的设计184.4.3确定危险截面204.5油箱油管及液压阀的设计214.5.1油管214.5.2液压控制阀的设计214.5.3阀的选取215 液压油的选用236 液压千斤顶常见的故障与维修24总结25致谢26参考文献27VI1 绪论近年来，液压与气压传动技术已经广泛应用于各个工业部门，而且由于微电子技术和控制理论学科的发展，促进了液压技术与控制

10、技术的紧密结合，相互渗透。液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门学科技术。液压传动由于具有传动平稳、易于实现无级变速和自动控制等优点，被广泛应用于机床、锻压机械、农业机械、工程机械、航空航天等领域。据统计，国外95%的工程机械和自动化生产线都采用液压传动。如今，随着微电子技术和计算机技术的发展，机、电、液技术的紧密结合，使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段，同时这必将促进时代的变革。液压千斤顶是一种小型起重机械,尤其是在汽车修理行业应用非常普及;随着市场竞争的加剧,用

11、户要求的不断变化,将迫使千斤顶的设计质量要不断提高,以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶不仅要求结构紧凑，重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。因此,生产厂家对液压千斤顶进行了很多改进设计,比如改手动为电动,将动力装置和执行装置分离。如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识,使千斤顶的设计工作真正优化?如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性和集体智慧,提高产品的使用价值及企业、社会的经济效益? 如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素,对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。千斤顶与我们的生活密切相关，

12、在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献资料，和对千斤顶各部件进行详细设计、绘图，不但使我熟悉了千斤顶内部液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解，这将为以后的发展奠定坚实的基础。2 液压传动技术的介绍2.1液压技术的发展 自18世纪末英国制造出世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有两三百年的历史了。直到20世纪30年代后它才较为普遍的用于起重机，机床及工程机械等。在第二次世界大战期间，由于战

13、争的需要，出现了由响应迅速，精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机械及自动化生产线。 本世纪60年代后，液压技术随着原子能，空间技术，计算机技术的发展而迅速发展，因此，液压传动真正的发展也就是近三四十年的事，当前液压技术正向迅速，高压，高效，大功率，低噪声，高度集成化，经久耐用的方向发展，同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助测试，计算机辅助设计，机电一体化技术，计算机直接控制，可靠性技术等方面也是现在液压传动及控制技术发展和研究的方向。我国的液压技术前期应用于机床和锻压设备上，后来用于拖拉机和工程机械等方面。现

14、在，随着从国外引进一些液压元器件，生产技术以及进行自主设计，我国的液压元件已形成了系列化，并在各种机械设备上得到广泛的应用。2.2液压传动在机械行业中的应用驱动机械运动的机构以及各种传动和操纵装置有很多种形式。根据所用的部件和零件，可以分为机械的、电气的、液压的、气动的传动装置。经常还将不同的形式组合起来运用四位一体。由于液压传动有很多优点，使这种新技术发展的很快。液压传动应用于金属切削机床也不过五十年左右的历史。航空工业在1930年后才开始采用。特别是在最近二三十年来液压技术在各种工业中的应用越来越广泛。在机床上，液压传动经常应用在以下的一些装置中：1.进给运动传动装置磨床砂轮架以及工作台的

15、进给运动大部分采用液压传动；六角车床、车床、自动车床的刀架或转塔刀架；铣床、刨床、组合机床的工作台等的进给运动也多数采用液压传动。这些部件有的要求慢速移动，有的要求快速移动。有的则既要求慢速移动，也要求快速移动。这些运动大多半要求有较大的调速范围，要求在工作中无级调速；有的要求间歇进给，有的要求持续进给；有的要求在负载变化情况下速度恒定，有的要求有良好的换向性能等。所有这些要求都可以用液压传动来实现的。2.往复主体运动传动装置龙门刨床的工作台以及插床的滑枕，由于要求作高速往复直线运动，并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低，所以都可以采用液压传动。 3.仿形装置铣床、车铣床、刨床上的仿形加工可

16、以采用液压伺服系统来完成。精度可达到0.010.02mm。另外，磨床上的成形砂轮修正装置也可采用这种系统。4. 齿轮箱变速操纵装置、辅助装置机床上的夹紧装置、垂直移动部件平衡装置、丝杆螺母间隙消除装置、分度装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等，采用液压传动后，可以有利于简化机床结构，提高机床自动化程度等。5.静压支承重型机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杠螺母机构等处采用液体静压支承后，可以提高运动精度和工作平稳性。2.3液压传动的优缺点液压传动的优点：（1） 由于液压传动是由油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是机械传动所不具有的地方。例如，在井下收取石油的泵可以采

17、用液压传动来驱动，以克服驱动轴效率低的问题。由于液压缸的推力较大，又加之很容易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已经基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且在外形方面上更加美观。（2） 液压传动装置的重量轻，惯性小，结构紧凑。例如，相同功率的液压马达体积为电动机的12%到13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一左右，液压泵和液压马达可小到0.0025N/W（牛/瓦），发电机则约为0.03N/W。（3） 可在大范围内实现无极变速。借助阀或变量泵，以及变量马达，可以实现无极调速，调速范围可达到1:2000，并可在液压装置运行过程中进行调速。（4） 传递运动均匀平

18、稳，负载变化时速度比较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在大部分都采用液压传动。（5） 液压装置传动容易实现过载保护借助于设置溢流阀等，同时液压件可以自行润滑，因此使用寿命较长。（6） 液压传动容易实现自动化借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控控制。（7） 液压元件目前已实现了标准化，通用化和系统化，便于设计，制造以及推广使用。液压传动的缺点：（1） 液压系统中的漏油等因素，影响运行的正确性和平稳性，使得液压传动不能保证严格的传动比。（2） 液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性也变化，一起运动特性

19、的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化较大的环境条件下工作。（3） 为了减少泄露，以及为了满足某些性能上的需要，液压元件的配合件制造精度要求很高，加工工艺较为复杂。（4） 液压系统发生故障不易检查和排除。（5） 液压传动要求单独的能源供应，不像电源那样使用方便，总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步得到克服，使液压传动拥有广泛的发展前景。3 液压千斤顶的概括3.1千斤顶的分类及用途 千斤顶是一种起重高度小的简单的起重设备，它主要用于矿产，交通运输等部门作为机器维修及其它起重，支撑等工作。其结构轻巧坚固，灵活可靠，一人携带操作即可。千斤顶

20、是用刚性顶举件作为工作装置，通过底部托爪或顶部托座在小行程内顶升重物的轻小起重设备，它有液压式和机械式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，在维修过程中不适用，液压千斤顶结构紧凑，工作平稳，还有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升平稳性差，起升速度慢。液压千斤顶分为通用型和专用型两类:专用型液压千斤顶使用专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件的时候，可对预应力钢筋施加张力。专用型液压千斤顶多为双作用式。常用的用锥锚式和穿心式两种。穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由顶压缸，张拉缸，顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿

21、拉伸轴心有一穿心孔道，钢筋穿入后由尾部的工具锚固。近年来随着科学技术的快速发展，同时带动自动控制系统日异更新，液压技术的应用正在不断走向深入。3.2液压千斤顶的组成液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。1、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液体的压力能，是液压传动中的动力部分。2、 执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动，以达到协调的配合。3、 控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系

22、统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。4、 辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。5、 工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。3.3液压千斤顶的特点液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液压油作为介质,把液压能转换为机械能从而将重物向上升起的一种装置 。它的结构紧凑,体积小,重量轻,举升力大,易于维修,携带方便，但是制造精度要求比较高,若出现泄漏等现象将引起举升汽车的下降,保险系数较低,使用其举升时易受选择部位和地方的限制。传统液压千斤顶由于手柄、油缸、活塞、密封圈、调节螺杆、

23、液压油和底座组成。它利用了封闭的容器中静止滚体的以同样大小的压力向各个方向传递的特性。优点:输出推力较大;缺点:效率较低。 3.4液压千斤顶的工作原理液压千斤顶原理图3.4-1所示，工作时通过上移手柄1使小活塞2向上运动而形成局部的真空，油液从储液池8通过活门3快速被吸入小油缸，然后往下压手柄1使小活塞2也下压，把小油缸内的液压油通过液压活门5而压入高压液缸7内，从而推动大活塞9的上移，反复的动作从而顶起重物。使用完毕以后扭转放液阀6，连通高压液缸7以及储液池8，油液直接流回到储液池，大活塞9下落，大活塞下落的速度取决于放液阀的扭转程度的大小。3.4-1工作原理图1 手柄 2小活塞泵 3活门

24、4凸端 5液压活门 6放液阀7高压液钢 8储液室 9大火花塞4 液压千斤顶的结构设计4.1大液压缸的设计4.1.1液压缸的主要形式及选材液压缸能将液压能转换为机械能，用来驱动工作机构作直线运动或摆动运动。它是液压执行元件。液压缸由于结构简单，工作可靠，除单个使用外，还可几个组合或与杠杆、连杠、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等其他机构配合，实现多种机械运动，因此应用十分广泛。液压缸有多种类型。按结构特点可分为活塞式、柱塞式和组合式三大类；按作用方式又可分为单作用式和双作用式两种。由于液压缸要承受较大压强，故液压缸采用:45号钢活塞式单作用液压缸。4.1.2液压缸主要参数及尺寸的确定（1）工作负载的计算

25、式如下所示： (4.1) (4.2) 式中，：液压缸轴线方向上作用力 （N）：液压缸轴线方向上重力 （N）：运动部件摩擦力 （N）：运动部件惯性力 （N） R：液压缸工作负载 所以，大液压缸参数如下：外作用力为：摩擦力为：惯性力为：（设杆上升的速度为5m/s），故总负载力为： （2）液压缸工作压力的选定 由以上得到工作负载R，再根据下表4.1-1得到R在5000到10000之间，所以选择系统压力为2MPa表4.1-1液压缸工作压力表负载（N）50005000100001000020000200003000030000-5000050000工作压力（N）10d时，要进行稳定性的验算：式中，为液压

26、缸的稳定临界力P为液压缸的最大推力为稳定性安全系数，取=2-4由活塞杆计算柔度为安装形式系数，可取0.7L为活塞杆长度，i为活塞杆的横截面积，。因此，为柔度系数，因此只需校核其强度。则按压缩强度计算:则取4.1.6液压缸长度及壁厚的确定液压缸的长度一般由工作行程的长度确定，但还要注意制造的经济性和工艺性，一般情况下l(10-30)D。, l：是液压缸的长度， D。：是缸体的外径。缸壁可用下列式子计算：式中，为缸壁厚度 为试验压力。当额定压力时，则当额定压力时，则D为液压缸内径-缸体材料的许用应力（Pa）,-材料的抗拉强度N为安全系数，一般取n=5如果计算出的液压缸壁厚较薄时，要按结构需要适当加

27、厚。由，所以可用，由上述已算出D=230mm,经查得A3钢得则液压缸的壁厚度为。4.1.7液压缸的外径计算由由上面可以的知液压缸的长度lL/20+D/2其中，H为最小导向长度（m） L为液压缸最大工作行程（m） D为液压缸内径（m）因此， H0.9/20+0.254/2=0.172(m)(2）活塞与活塞杆的连接结构为：连接方式采用销钉链接。其中活塞效果图如图4.1.4所示：(3）活塞与缸体的密封方式如下 密封方式采用O形密封（图4.1-3），这类密封为挤压密封，安装方便，结构简单，空间小，使用范围广，适用所选系统的工作压力，如图4.1-2所示。图4.1-2密封效果图4.1-3 O型密封圈图4.

28、1-4 活塞效果图(4）活塞杆的导向装置如图4.1-5所示：图4.1-5活塞杆的导向装（5）油箱的有效容积确定由于是千斤顶设计，而且是手动的，那些油箱容积的验算、散热等可不考虑，而千斤顶不是常在工作，因此不会引起很大的油热，因此在此只对油箱做结构的设图4.1-6大活塞杆实体效果图图4.1-7大缸筒的配合实体效果图4.2油箱的结构设计以及防噪进行油箱结构设计时，首先要考虑的是油箱的刚度问题，次要的是考虑便于换油和清油箱以及安装和拆卸油泵其装置，其次，也要考虑到经济效益，降低造价、便于密封等条件，就应该对油箱结构设计尽量简明。4.2.1油箱的结构设计（1）油箱体。油箱体一般是由A3钢板焊接而成，取

29、钢板厚度为36mm，箱体取大值。油箱分为固定式和移动式两种，前者应用较为广泛，本次油箱设计用固定式。油箱侧壁上安装油位指示器，电加热器和冷却器，油箱底面和基础面的距离一般取150200mm，油箱下部焊接底脚，其厚度为油箱侧壁厚度的2到3倍。中小型油箱箱体侧壁一般为整块钢板，大型油箱在隔板垂直的一个侧壁上经常开槽洗孔，以至于清洗油箱。本次焊接的方式为油箱与两个液压缸的外表面焊接在一起。（2）油箱隔板为了使压油区和吸油区分开，便于回油区中杂质的沉淀，油箱中常设置隔板。隔板的安装方式主要有两种，回油区的油液按一定方向流动时，既有利于回油中的杂质以及气泡的分离，又有利于散热。有些回油经隔板上方溢流到吸

30、油区，或者经过金属网进入吸油区，更有利于杂质以及气泡的分离。隔板的位置，一般使吸油区的容积为油箱容积的1/2到1/3之间，隔板的高度大约为最低油面的1/2，隔板的厚度等于或者稍微大于油箱侧壁厚度。（3）油箱盖油箱盖大多铸铁或者钢板两种材料制造。在油箱盖上应考虑下列通孔：吸油管孔，回油箱孔、通大气孔、测温孔带有滤油网的注油口，以及安装液压集成装置的安装孔。目前使用的液压泵站系统，往往将液压泵、液压泵电机以及集成块装置安装在油箱盖上，这种油箱结构紧凑，但是产生的噪音较大，当箱盖上安装油泵以及电机时，箱盖的厚度应该是油箱侧壁厚度的34倍。由于本设计不使用泵，所以不用集成片。（4）油箱底部油箱底部一般

31、为倾斜状型，以便于排油，底部最低处有排油口，要注意排油口与基础面的距离一般不能小于150mm。焊接结构油箱，箱底用A3钢板，其厚度等于或者稍微大于箱体侧壁钢板的厚度。4.2.2防噪音问题防噪音问题是现代化机械装备设计中必须要考虑的问题之一。油路系统的噪音源，以泵站为首，所以，在进行油箱设计时，应从以下几个方面着手防控噪音：（1）箱体和箱盖的材质，在条件允许的情况下，用铸铁代替钢板，有利于吸振；（2）箱体与箱盖间增加防震橡皮垫，以增强缓冲能力；（3）用地脚螺栓将油箱牢固定在地上；（4）吸油区和回油区之间增设一层6080的金属网，以方便分离回油油液中的气泡；（5）油泵排油口用橡胶软管和阀类元件相连

32、接；(6）回油管接头振动噪音在较大的时候，改变回油管直径或者增设一条回油管，使每个回油管接头的通路减少。4.2.3其他应注意事项：(1）吸油管端部的滤油器与油箱底面的距离不得小于20mm，在条件允许的情况下，油箱盖的吸油管孔应比滤油器的直径大，以便于对滤油器进行清洗与更换；(2）吸油管、回油管都应插入最低油以下，管端一般需斜切45，并且使斜面向着油箱侧壁。管口与箱壁，箱底的距离均不得小于管径的3倍。池油管一般不插入油口。(3）大型油箱的箱体与箱盖都应有加强簕，可以保证刚度。4）油箱内部需涂耐油防锈漆。4.3小液压缸的设计4.3.1缸底厚度的计算式中： h缸底厚度（mm）缸底止口内径 （mm）P

33、缸内最大工作压力材料许用应力缸底开口直径（mm）因此，缸盖厚度的设计与缸底的厚度相同h=14.8mm。焊接方式：把缸底与缸盖焊接在缸体上，这样的方法比较简单而且实用。由上面已得出的小液压缸的活塞杆直径d=40mm，活塞直径即小缸的内径D=56mm。4.3.2小液压缸的推力计算有上述计算大液压缸的方法，可以用式求出 因为 总负载力： 所以4.3.3小液压缸的流量计算同理由上面大液压缸流量的计算，可把其工作流量计算出来：。4.3.4活塞杆直径的验算其验算方法和大液压缸的活塞杆直径验算相同：同理所以， （上面为10）。此只需要校核强度，则按压缩强度计算：求得 ： 所以，d取40mm。4.3.5小液压

34、缸壁厚及长度的确定（1）液压缸的长度一般由工作行程的长度确定，但还需要注意制造工艺性以及经济性，一般l(1030）D。 其中：l是液压缸长度 、D。为缸体外径。（2）小液压缸壁厚的计算：同上面的大液压缸的设计也采用薄壁缸，缸壁可以用以下方式： (m) 其中，为缸壁厚度为试验压力 当额定压力 时，用，当额定压力 时，用因为，所以用可得： 所以， 所以，其壁厚4.3.6液压缸外径的计算由由上面得知，小液压缸的长度L90mm。4.3.7油口尺寸小液压缸进出油口的方法，选定进出口油口尺寸；锥螺纹接头为Z318，法兰接头为8mm。综合上述得小液压缸参数表如表4.3-1所示。表4.3-1小液压缸参数表项目

35、缸筒外径活塞杆直径进出油口连接压力(139N)（mm）（mm）公称直径接头连接小缸筒内径11（mm）2188M51.54.3.8小液压缸的结构设计由于小液压缸的材料与大液压缸的一样，因此其的结构设计跟大液压缸的相同。4.4其他部件的选用如图4.4-1为大缸体效果图，图4.4-2为小缸体实体效果图图4.4-1大缸体4.4-2小液压缸实体效果图4.4.1活塞杆的设计工程实际中经常遇到承受轴向压缩或拉伸的构件。例如，内燃机中的连杆，钢木组合桁架中的钢拉杆等。承受轴向拉伸或压缩的杆件称为拉压杆。实际拉压杆的形状，加载和连接方式是各不相同，但都可简化成图3.8所示的计算简图，它们的共同特点是作用于杆件上

36、的外力的合力作用线与杆件轴线相重合，杆件的主要变形是沿轴线方向的伸长或缩短。千斤顶的活塞杆即为简单的拉压杆：试选材为HT100，其许用拉应力= 80 MPa选择拉压杆的半径为r= 6mm则其许用应力如下：效核强度: 由此可得,满足其强度要求。确定许用载荷: 图4.4-3拉压杆计算简图 如图4.4-4所示为小液压缸的配合实体效果图图4.4-4小液压缸的配合实体效果图4.4.2手柄的设计工程中常存在大量受弯曲的杆件,这些杆件在外力作用下常发生弯曲变形,以弯曲为主要变形的杆件简称为梁.工程力学中对梁作如下规定:梁上任一横截面上的剪力,其值等于该截面任一侧梁上所有横向力的代数和。支座反力求得：试选择4

37、5号正火钢,设计为环形截面(如图4.4-6),画出受力图(如图4.4-6 a)进行受力分析,由梁的平衡方程求得支座反力(如图4.4-6 b): (4.1) (4.2) 联立(1)(2)代入数据 F2=100N L1=1 M L2=0.2 M ,可得:=20N F =120 N 梁的剪应力及弯矩M以B点为分界点将AC杆分为两段:AB段: FS(A) =20N*M(B点右侧)=20(1-0.2)=16N*MBC段: FS(C) = - F2 =-120 N M(B点的左侧)= 1000.2 =20 N*M根据以上结果可绘出剪力图(图4.4-6 c)和弯矩图(图4.4-6 d)： 图4.4-5 a

38、受力图，b支座反力，c 剪力图,d 弯矩图如图4.4-6为手柄设计效果图：图4.4-6 手柄效果图4.4.3确定危险截面B点所在截面的弯矩最大, 即正应力最大, C点所在截面的剪力最大,即切应力最大。所以C,B两点所在截面为危险截面。B截面的截面系数为:其中： D为外径, d为内径(如图4.4-7)B截面的正应力为:max=M/WZ =120/1.598610-3 =7.5104 PaC截面的切应力为:Tmax =2FS/A =2120/(3.140.30.3)=849.3 Pa许用正应力为275 MPa，由于B截面的正应力远小于其许用应力，C截面的切应力远小于其许用应力，这样势必造成钢材的大

39、量浪费，为节省钢材降低成本，提高效益，需要重新选择材料。 (a) (b) 图 4.4-7 (a) 环形截面 (b) 实心截面重新选择材料的设计截面选用实心圆柱松木梁,其许用正应力为=7 MPa，其许用切应力为T=1 MPa。B截面的弯曲截面系数：WZ = WY = 3.14D3/32 =3.140.027/32=2.649 M3B截面的正应力: max= M/WZ =20/2.649=7.6PaC截面的切应力:Tmax = 4FS/3A =4120/3(3.140.152)=2265 Pa校核强度：max= 7.6Pa= 7 MPaTmax = 2265 PaT= 1 MPa因此，梁的强度是足

40、够的，在实际生活中，许多木材都是能够满足其强度要求的，如柳木，杨木等。所以，可将梁制成可活动的零件，如千斤顶的应用，尤其是在农业、工业生活中的应用，更为方便和广泛。4.5油箱油管及液压阀的设计4.5.1油管液压千斤顶的外管主要作用是用来储存多余的液压油，在无电动来源作用的情况下，外管起了一个油箱的作用。由以上可知内管的内径D=147mm H=800mm把D=147mm H=800代入可得大液压缸的壁厚h=8mm所以可选用一根直径为15mm的油管，两根8mm的油管。其中它们的材料都为45号钢。取=221.5mm,外管壁厚和大液压缸相同h=8mm材料和液压缸也相同。4.5.2液压控制阀的设计a.方

41、向控制阀方向控制阀是控制液压系统中油液流动方向的，它为单向阀和换向阀两种类型。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种类型。b.普通单向阀普通单向阀简称单向阀，它的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许反向流动。直通式单向阀的结构及图形符号如图3.6。压力油p1流入时，克服弹簧作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，油液从p1口流向p2口。当压力油从p2口流人时，液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，液流不能通过。 4.5.3阀的选取在大液压缸的回油管中装一个截止阀，在小液压缸的两根油管各安装一个单向阀，如在其的安装方向，如下面单向阀图：图4.5-1单向阀5 液压油的选用液压传动所用液压油

42、一般为矿物油。液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的零件及机构起着润滑、冷却及防锈的作用。液压传动系统在运行时其压力、温度及流速在很大的范围内发生变化，因此液压油的质量优劣直接影响着液压系统的工作的稳定性。故此，合理的选用液压油也是液压千斤顶很重要的一项指标。为了更好地传递运动和动力，液压油应具备如下几点性能：(1)润滑性能较好；(2)纯净度较好，杂质较少；(3)合适的粘度以及良好的粘温特性；(4)抗乳化性，抗泡沫性和防锈性好，腐蚀性小；(5)对热，氧化，水解都具有良好的稳定性，使用寿命长；(6)对液压系统所用的金属及密封件材料要有良好的相容性；(7)比热和传热系数较大，体积膨胀

43、系数较小，闪点和燃点较高，流动点和凝固点较低。一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的种类。当品种确定以后，主要考虑液压液的粘度。在确定液压油粘度时主要应考虑系统的工作压力，环境温度以及工作部件的运动速度。当系统的工作压力较大，环境温度较高，工作部件运动速度较大时，为了减少泄漏，适合采用粘度较高的液压油。当系统工作压力较小，环境温度较低，而工作部件运动速度较高时，为了减少功率的损失，适合采用粘度较低的液压油。当选购不到其合适粘度的液压油时，应当采用调和的方法得到满足粘度要求的调和油。当液压油的某些性能指标不能满足某些系统较高的要求时，可在油液中加入各种改善其性能的添加剂，例如抗泡

44、沫，抗氧化，抗磨损，防锈及改进粘温特性的添加剂，使之适用于特定的场合。对于液压千斤顶来说由于不经常工作，所以可以选用一些防氧化较强，防腐蚀性较强的液压油即可。6 液压千斤顶常见的故障与维修液压千斤顶在生活中非常普遍，也经常性会出现故障性问题，本文结合日常生活中所遇到的一些问题给出了解决的方案如下所示：1顶杆抖动。这说明回油阀门关闭不严, 可将回油阀针再向其内拧紧一些。若仍不能使其顶起, 而且压杆周围发生漏油, 则为顶杆密封圈受损, 应予以更换。若不能顶起而且压杆的周围也无漏油, 再检查回油阀门以及进油阀门能否关严也包括压杆筒体端面接合处的密封垫圈情况若上述均无异常, 则为顶杆密封圈受损或其固定

45、螺打发生松动, 应予以更换或者拧紧。2重载时顶杆升不起。当千斤顶顶达到某一高度时, 顶杆就不能再升高这表明千斤顶内缺少液压油, 应予以补足。 3空载时顶杆就不能上升。首先要检查千斤顶的油量,不足时需要添加。若千斤顶不缺油应将千斤顶回油阀针松开, 拆下加油孔的油塞, 然后用脚踩着千斤顶底座, 双手向上用力拔起顶杆再压下去, 如此反复的拔、压顶杆几次, 以排除空气，若做完上述检查后, 拧紧加油孔油塞和回油阀, 再试空顶若此时顶杆仍不能上升, 应该将千斤顶放平, 拆去回油阀, 检查阀与座的接触的情况是否良好, 若有脏物, 应予清理干净，若有不平应予更换。最后检查进油阀门是否密封良好,顶杆密封圈有无受损或脱落, 若有则及时的更换。 4漏油。千斤顶的漏油部位多在座和筒体的结合处、顶杆周围、加油孔的固定油塞处、回油阀的锁紧螺纹处、压杆的周围等。漏油原因多为密封垫圈受损应及时的更换 。总之，在液压千斤顶使用时，只要做到以上几点就可避免液压千斤顶发生故障，同时也要注意对液压油经常更换，防止形成一定的污垢，对千斤顶造成影响。33