龙门双柱式液压举升机液压系统设计【3张CAD图纸+毕业论文】

龙门双柱式液压举升机液压系统设计32页 14000字数+论文说明书+任务书+3张CAD图纸【详情如下】任务书.doc油压缸工作原理图.doc液压举升机举升装置装配图.dwg液压原理图.dwg龙门双柱式液压举升机液压系统设计论文.doc龙门双柱式液压举升机装配图.dwg目 录摘要1第1章  总体设计21  升举机的概述22  技术特点2第2章  液压系统的传动计算31  液压系统的设计步骤与设计要求 32  载荷的组成和计算 43  初选系统工作压力 64  计算液压缸的主要结构尺寸 65  绘制液压系统工况图 9第3章  制定基本方案和绘制液压系统图111  制定基本方案112  绘制液压系统图11第4章  液压元件的选择与专用件设计141  液压泵的选择142  液压阀的选择153  管道尺寸的确定154  液压缸主要零件的结构、材料及技术要求155  液压缸结构参数的计算186  液压缸的连接计算 197  活塞杆稳定性验算及强度校核21第5章  UP液压动力包与液压油的选择221  UP液压动力包232  液压油的选择27第6章  钢丝绳的选择计算 281  钢丝绳的计算282  钢丝绳的选择28第7章  总  结  31谢  辞  32参考文献33摘要双柱式举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把整车装备重量不大于3吨的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。   本课题探讨的是适用于社区汽车维修服务的一种新型汽车维修平台。这种汽车维修平台是适用四轮汽车维修使用的一种现代液压技术专用产品. 双柱型汽车维修液压同步升降平台作为一种液压技术新产品开发设计研究 ,是利用现代液压技术和计算机控制技术来改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量。关键词  升举机  液压执行元件  起重链  槽轮  钢丝绳 第1章  总体设计1.1 举升机的概述举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。过去汽车维修，大多采用地沟作业，工作空间狭小，积油积水后排出困难，沟内阴暗，需人工采光，通风不良，工作起来极其不便。目前市场上的举升机有如下两种类型：双柱式举升机和四柱式举升机。双柱式举升机用于不大于5吨的中小型车辆的举升；四柱式举升机大多用于大型车辆的举升。在我国汽车的需求量日益增加、对汽车修理、保养要求越来越高,因此,根据生产的实际需要,设计并应用双柱型汽车保修液压多级同步定位举升机在汽车保修、保养工作中迈出重要一步。对液压传动系统分析液压传动在双柱型举升机上的应用,主要是利用密闭工作容积内液压能的变化来传递动力。轿车维修用双柱液压升举机,使用的是双液压缸同步设计，通过双液压缸驱动；动力强劲平稳；钢丝绳辅助平衡；液压、机械多重保险装置；安全可靠，美观整洁，操作简便，电压：220V-380V；顶车重量：3000KG；托举高度：2m。1.2  技术特点1.2.1 举升机液压系统采用定量液压泵油源，有利于减少能耗和系统发热。1.2.2 同步液压缸采用分流集流阀控制同步，基本满足液压缸的同步要求；两极液压控制单向阀实现液压缸举升后的锁定，举升停位安全可靠。经过调研了解到，国内市场对于维修用升举机的需求量比较大，考虑到国内的特点，从实用角度出发，确定如下方案：1.考虑到大多数维修是屋内作业，野外作业有，但是少，故采用两立柱升举，尽量在满足升举条件的情况下，节省空间。2.为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置。3.由于升举的同时，两个同步液压缸的设计不可能完全一样，将导致升举的同时车会发生倾斜，故采用钢丝绳平稳系统，以消除该影响。4.链传动可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。能在低速，重载和高温条件下及尘土大的情况下工作。能够保证准确的传动比，传递功率较大，并且作用在轴上的力 较小。传动效率高。5.在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适用于整体或解体搬运尽量做到标准化，通用化，系列化。  第7章  总结毕业设计是我们从学生走向工作岗位重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。期间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了举升机的用途及工作原理，熟悉了举升机的设计步骤，锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己所学知识的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为中国的机械行业添上自己的微薄之力。谢辞此次毕业设计的圆满完成，我要首先感谢我这次毕业设计的导师，他在我的毕业设计期间给与了我无私的帮助和指导，让我少走了很多弯路，学到了很多宝贵的知识。同时我也要感谢教研室其他所有的老师，三年时光转瞬即逝，是你们把我从一个对设计几乎一无所知的新生培养成为一个具有一定的设计思想和设计能力的工业设计毕业生，我能完成此次毕业设计，得益于所有老师这三年来对我的辛勤教育，我将在以后的学习生活中，时刻严格要求自己，更加的刻苦努力，决不辜负老师们的教育培养。我还要感谢我的所有同学们，无论是三年的学习生活还是在最后的毕业设计中，他们都给了我很多无私的帮助，让我幸福快乐的走过了大学土土三年、完成了毕业设计。祝愿我们都能在机械行业的天空下创造出自己的新天地。 届学生毕业设计（论文）前期工作材料理工类题 目 : 龙门双柱式液压举升机液压系统设计 学 院 ：机械工程学院 专 业 班 级 ：机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 ：学 号：指 导 教 师 ：张贤（讲师） 材 料 目 录序 号 名 称 数 量 备 注1 毕业设计(论文) 选题、审题表 12 毕业设计(论文) 任务书 13 毕业设计(论文) 开题报告含文献综述 14 毕业设计(论文) 中期检查表 15 毕业设计(论文) 外文资料翻译含原文 1学院意见：学院（公章 ）年 月 日年 月毕业设计（论文）选题、审题表申报课题名称 龙门双柱式液压举升机液压系统设计指导教师 专业技术职 务A B C D E A B C D课题性质 课题来源 大 适中 小 难 一般 易课题预计工作量 课题预计难易程度 课题简介汽车举升机在汽车维修行业是最重要，最基本的工具之一，是将汽车从一个高度提升至另一高度进行维修的设备，液压举升机主要工作任务把汽车从一楼举升至二楼，举升位置自动控制，可以多地控制，开启时举升动作位置自动控制。课题的设计需要完成汽车举升机的液压系统设计，包括集成块设计和液压泵站设计。课题的完成能够使学生在机械结构设计和液压系统设计方面得到锻炼。设计 (论文)要 求（包括应具备的条件）1、该课题的完成需要学生了解举升机的功能和工作原理；2、具备一定的机械结构、液压系统和电气控制系统设计能力。能够根据举升机的功能设计出相应的机械结构和液压系统；3、所设计的液压系统应该具有实用性，在实现相应功能的基础上，运行安全可靠；4、本课题设计所要求的场地、相关技术资料已基本具备，可以满足课题设计的要求。系审定意见：系主任(签名)： 年 月 日注：1. 该表作为毕业生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经系有关人员讨论，负责人签名后生效。2. 有关内容的填写见填表说明，并在表中相应栏内打“ ”。3. 课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。4. 填表说明：（1）该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由 2 名及 2 名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题） ，并且在“设计（论文）要求”一栏中加以体现；（2） “课题性质”一栏， A.工程设计，B.理论研究，C.实验研究，D.计算机软件，E.综合论文；（3） “课题来源”一栏：A.指导教师的科研课题，B. 指导教师收集的科研和生产实际中的课题，C.学生在科学活动和工程实践中自立的课题， D.自拟课题；（4） “课题简介”一栏：主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、意义。5. “设计（论文）要求（包括应具备的条件） ”一栏：主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事该课题必须应具备的基本条件(如仪器设备、场地、文献资料等) 。 毕业设计（论文）任务书题 目 龙门双柱式液压举升机液压系统设计 学 院 机械工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号： 1.毕业设计（论文）应达到的目的毕业设计是大学学习的最后一个综合性实践教学环节。通过设计要求学生综合运用所学的理论、专业知识，对实际问题进行分析、研究，并完成相应的产品设计。（1）掌握机械产品设计的一般步骤和常用方法；（2）调查研究、中外文献资料的查阅及综合分析的能力；（3）锻炼学生综合所学知识和技能，独立分析问题和解决问题的能力；（4）训练学生正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题，撰写科技论文和技术报告的能力；（5）通过计算机绘图撰写论文等工作，提高学生的计算机应用能力；（6）培养学生严谨的科学态度和促进创新能力的提高。2.毕业设计（论文）的内容和要求包括原始数据、技术要求、工作要求等汽车举升机是将汽车从一个高度提升至另一高度进行维修的设备，液压举升机主要工作任务把汽车从一楼举升至二楼，举升位置自动控制，可以多地控制，开启时举升动作位置自动控制。课题的设计需要完成汽车举升机的液压系统设计，包括集成块设计和液压泵站设计。液压举升机主要工作任务把汽车从一楼举升至二楼，举升位置自动控制，可以多地控制，开启时举升动作位置自动控制。主要技术参数如下：举升高度38m ；上升时速度006ms ；下降时速度004ms；最大举升质量3吨。1、认识齿轮淬火机床能实现的功能和工作原理；2、设计相应的液压系统原理图，选择液压元件；3、设计集成块零件图、油箱的设计计算；4、设计液压泵站装配图；5、完成零件图的计算机绘制；6、设计说明书一份。淮海工学院毕业设计（论文）任务书3.毕业设计（论文）的成果要求包括图表、实物等硬件要求液压系统原理图一张，并选择液压元件； 液压集成块零件图二张；液压泵站装配图一张；外文资料翻译一篇。至少阅读三篇以上专业外文资料，并完成 10000 印刷符号（或译出 3000 汉字）以上的译文；设计说明书一份；说明书不少于 30 页，并附有 300 汉字左右的中文摘要及对应的外文摘要。有关撰写的格式及标准按照本科生毕业设计（论文）撰写规范执行。4.主要参考文献1成大先.机械设计手册（3 版）.第 4 卷.北京：化学工业出版社，19992王中发.实用机械手册.北京：北京理工大学出版社，19983杨培元,朱福元. 液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，20064王之栎，王大康. 机械设计综合课程设计. 北京：机械工业出版社，19915许福玲.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，20026周恩涛.液压系统设计元器件选型手册.北京：机械工业出版社，2007.87蔡春源.机械零件设计手册液压传动和气压传动.东北：冶金工业出版社，19798张世伟，朱福元.液压系统的计算与结构设计.宁夏：人民出版社，1986.79张利平.液压气动系卫江设计手册.北京：机械工业出版社，1997.610大连理工大学工程画教研室.机械制图(第五版).北京：高等教育出版社，2003.8 11卫江.龙门双柱式液压举升机的液压系统建模仿真与控制研究D. 中国优秀硕士学位论文全文数据库，2008， （12）淮海工学院毕业设计（论文）任务书5.毕业设计（论文）工作进度计划序号 起 迄 日 期 工 作 内 容1 熟悉课题内容，搜集文献资料。2 完成开题报告、外文资料翻译工作。 3 设计液压系统原理图。4 绘制总装图和零件图。5 设计液压集成块图。确定液压元件的主要参数，并选择液压元件和电器元件。6 编写整理设计说明书。7 教师批阅，图纸、说明书修改，整理资料。8 答辩准备及答辩。指导教师 日 期： 年 月 日系审查意见：系主任(签名)： 年 月 日学生毕业设计（论文）中期检查表题 目 （楷体四号下同）学生毕业设计(论文) 工作材料学 院 机械工程学院专业班级 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号：有 有毕业（设计）论文任务书 无 开题报告 无符 合规范化的要求 外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 优 良 中 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差中期成绩毕 业(设计)论 文调 整情 况指导教师（签名） 年 月 日系意见 系主任（签名） 年 月 日油压缸工作原理图 - 1 - 目 录 摘要 1 第 1 章 总体设计 2 1 升举机的概述 2 2 技术特点 2 第 2 章 液压系统的传动计算 3 1 液压系统的设计步骤与设计要求 3 2 载荷的组成和计算 4 3 初选系统工作压力 6 4 计算液压缸的主要结构尺寸 6 5 绘制液压系统工况图 9 第 3 章 制定 基本方案和绘制液压系统图 11 1 制定基本方案 11 2 绘制液压系统图 11 第 4 章 液压元件的选择与专用件设计 14 1 液压泵的选择 14 2 液压阀的选择 15 3 管道尺寸的确定 15 4 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 15 5 液压缸结构参数的计算 18 6 液压缸的连接计算 19 7 活塞杆稳定性验算及强度校核 21 第 5 章 压动力包与液压油的选择 22 - 2 - 1 压动力包 23 2 液压油的选择 27 第 6 章 钢丝绳的选择计算 28 1 钢丝绳的计算 28 2 钢丝绳的选择 28 第 7 章 总 结 31 谢 辞 32 参考文献 33 - 3 - 摘要 双柱式举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备 ,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把整车装备重量不大于 3吨的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。 本课题探讨的是适用于社区汽车维修服务的一种新型汽车维修平台。这种汽车维修平台是适用四轮汽车维修使用的一种现代液压技术专用产品 . 双柱型汽 车维修液压同步升降平台作为一种液压技术新产品开发设计研究 ,是利用现代液压技术和计算机控制技术来改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件 ,降低劳动强度和维修成本 , 提高汽车维修保养整体服务质量。 关键词 升举机 液压执行元件 起重链 槽轮 钢丝绳 - 4 - 第 1 章 总体设计 升机的概述 举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备 ,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。过去汽车 维修，大多采用地沟作业，工作空间狭小，积油积水后排出困难，沟内阴暗，需人工采光，通风不良，工作起来极其不便。 目前市场上的举升机有如下两种类型：双柱式举升机和四柱式举升机。双柱式举升机用于不大于 5吨的中小型车辆的举升；四柱式举升机大多用于大型车辆的举升。 在我国汽车的需求量日益增加、对汽车修理、保养要求越来越高 ,因此 ,根据生产的实际需要 ,设计并应用双柱型汽车保修液压多级同步定位举升机在汽车保修、保养工作中迈出重要一步。对液压传动系统分析液压传动在双柱型举升机上的应用 ,主要是利用密闭工作容积内液压能的变化来传 递动力。 轿车维修用双柱液压升举机 ,使用的是双液压缸同步设计，通过双液压缸驱动；动力强劲平稳；钢丝绳辅助平衡；液压、机械多重保险装置；安全可靠，美观整洁，操作简便，电压： 220车重量： 3000举高度： 2m。 技术特点 升机液压系统采用定量液压泵油源，有利于减少能耗和系统发热。 步液压缸采用分流集流阀控制同步，基本满足液压缸的同步要求； 两极液压控制单向阀实现液压缸举升后的锁定，举升停位安全可靠。 经过调研了解到，国内市场对于维修用升举机的需求量比 较大，考虑到国内的特点，从实用角度出发，确定如下方案： 1. 考虑到大多数维修是屋内作业，野外作业有，但是少，故采用两立柱升举，尽量在满足升举条件的情况下，节省空间。 2. 为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置。 - 5 - 3. 由于升举的同时，两个同步液压缸的设计不可能完全一样，将导致升举的同时车会发生倾斜，故采用钢丝绳平稳系统，以消除该影响。 4. 链传动可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。能在低速，重载和高温条件下及尘土大的情况下工作。能够保证准确的传动比，传递功率较大，并且作用在轴上的力 较小。传动效率高。 5. 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适用于整体或解体搬运尽量做到标准化，通用化，系列化。 第 2 章 液压系统的传动计算 压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互 穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1. 确定液压执行元件的形式； 2. 进行工况分析，确定系统的主要参数； 3. 制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4. 选择液压元件； 5. 液压系统的性能验算； 6. 绘制工作图，编制技术文件。 计要求 - 6 - 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1. 主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等； 2. 液压 系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3. 液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4. 各动作机构的载荷大小及其性质； 5. 对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 6. 自动化程序、操作控制方式的要求； 7. 对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8. 对效率、成本等方面的要求。 荷的组成和计算 通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量， 它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 压缸的载荷组成与计算 图 2示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注图上，其中 右 图 2压系统计算简图 - 7 - 作用在活塞杆上的外部载荷包括工作载荷 轨的摩擦力 a。 （ 1）工作载荷 见的工作载荷有作用于活塞杆 轴线上的重力、切削力、挤压力等。这些作用力的方向如与活塞运动方向相同为负，相反为正。 （ 2）导轨摩擦载荷 于平导轨 （ 1） 对于 （ 2） 式中 G 运动部件所受的重力（ N）； 外载荷作用于导轨上的正压力（ N）； 摩擦系数，见表 1； 般为 90 。 （ 3）惯性载荷 2擦系数 导轨类型 导轨材料 运动状态 摩擦系数 滑动导轨 铸铁对铸铁 起动时 速（ s) 速（ s） 动导轨 铸铁对滚柱（珠） 火钢导轨对滚柱 压导轨 铸铁 中 g 重力加速度； g= 速度变化量（ m/s）； - 8 - t 起动或制动时间（ s）。一般机械 t=轻载低速运动部件取小值，对重载高速部件取大值。行走机械一般取 =1.5 m/ 以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷 起 动 加 速 时 g+a （ 4） 稳 态 运 动 时 g+ （ 5） 减 速 制 动 时 g+ （ 6） 工作载荷 该阶段没有工作，则 。 除外载荷 用于活塞上的载荷 处的摩擦阻力 于各种缸的密封材质和密封形成不同，密封阻力难以精确计算，一般估算为 （ 7） 式中 m 液压缸的机械效率，一般取 （ 8） 压马达载荷力矩的组成与计算 （ 1）工作载荷力矩 见的载荷力矩有被驱动轮的阻力矩、液压卷筒的阻力矩等。 （ 2）轴颈摩擦力矩 f= （ 9） 式中 G 旋转部件施加于轴劲上的径向力（ N）； 摩擦系数， 参考表 1选用； r 旋转轴的半径（ m）。 （ 3）惯性力矩 9 - （ 10） 式中 角加速度（ 角速度变化量（ s）； t 起动或制动时间（ s）； J 回转部件的转动惯量（ kgm 2）。 起动加速时 （ 11） 稳定运行时 （ 12） 减速制动时 （ 13） 计算液压马达载荷转矩 m（ m= （ 14） 根据液压缸或液压马达各阶段的载荷，绘制出执行元件的载荷循环图，以便进一步选择系统工作压力和确定其他有关参数。 初选系统工 作压力 压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看出不经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。具体选择可参考表 2和表 3。 - 10 - 算液压缸的主要结构尺寸 液压缸有关设计参数见图 2。图 活塞杆受压时 （ 15） 活塞杆受压时 （ 16） 式中 无杆腔活塞有效作用面积（ 有杆腔活塞有效作用面积（ 液压缸工作腔压力（ 液压缸回油腔压力（ 即背压力。其值根据回路的具体情况而定，初算时可参照表2动连接时要另行考虑； D 活塞直径（ m）； d 活塞杆直径（ m）。 右 图 2压缸主要设计参数 表 2载荷选择工作压力 载荷 / 5 5 10 10 20 20 30 30 50 50 - 11 - 工作压力 / 1 2 3 3 4 4 5 5 表 2种机械常用的系统工作压力 机械类型 机床 家业机械 小型工程机械 建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 磨床 组合机床 龙门创床 拉床 工作压力/2 3 5 2 8 8 10 10 18 20 32 表 4 执行元件背压力 系统类型 背压力 /单系统或轻载节流调速系统 油路带调速阀的系统 油路设置有背压阀的系统 补油泵的闭式回路 油路较复杂的工程机械 3 回油路较短，且直接回油箱 可忽略不计 一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为 （ 17） 运用式（ 17）须事先确 定 2的关系，或是活塞杆径 的关系，令杆径比 =d/D ，其比值可按表 5和表 6选取。 （ 18） 采用差动连接时， 1/ 2=（ 。如果求往返速度相同时，应取 d= 对行程与活塞杆直径比 l/d 10的受压柱塞或活塞杆， 还要做压杆稳定性验算。 当工作速度很低时，还须按最低速度要求验算液压缸尺寸 - 12 - 式中 A 液压缸有效工作面积（ 系统最小稳定流量（ m3/s），在节流调速中取决于回路中所设调速阀或节流阀的最小稳定流量。容积调速中决定于变量泵的最小稳定流量。 运动机构要求的最小工作速度（ m/s）。 如果液压缸的有效工作面积 应按最低稳定速度确定液压缸的结构尺寸。 另外，如果执行元件安装尺寸受到限制，液压缸的缸径及活塞杆的直径须事先确定时，可按载荷的要求和液压缸的结构尺寸来确定系统的工作压力。 液压缸直径 D 和活塞杆直径 与标准液压缸参数相近，最好选用国产标准液压缸，免于自行设计加工。常用液压缸内径及活塞杆直径见表 7和表 8。 表 2工作压力选取 d/D 工作压力 /d/D 2速比要求确定 d/D 2/ 1 d/D ： 1 无杆腔进油时活塞运动速度； 2 有杆腔进油时活塞运动速度。 表 2用液压缸内径 D（ 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 表 2塞杆直径 d（ 速比 缸径 40 50 63 80 90 100 110 - 13 - 2 28 35 45 50 55 63 3 45 50 60 70 80 速比 缸径 125 140 160 180 200 220 250 0 80 90 100 110 125 140 2 90 100 110 125 140 制液压系统工况图 工况图包括压力循环图、流量循环图和功率循环图。它们是调整系统参数、选择液压泵、阀等元件的依据。 1）压力循环图 （ 通过最后确定的液压执行元件的结构尺寸，再根据实际载荷的大小，倒求出液压执行元件在其动作循环各阶段的工作压力，然后把它们绘制成（ 。 2）流量循环图 （ 根据已确定的液压缸有效工作面积或液压马达的排量，结合其运动速度算出它在工作循环中每一阶段的实际流量，把它绘制成（ 。若系统中有多个液压执行元件同时工作，要把各自的流量图叠加起来绘出总的流量循环图。 3）功率循环图 （ 绘出压力循环图和总流量循环图后，根据 P=可绘出系 统的功率循环图。 - 14 - 第 3 章 制定基本方案和绘制液压系统图 制定基本方案 定调速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。 方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调整方式有节流调速、容积调 速以及二者的结合 容积节流调速。 节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。 容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。 容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。 节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。进油节流起动冲击较小，回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。 调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。 节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体 积大，容易混入空气。 容积调速大多采用闭式循环形式。闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差。 - 15 - 定压力控制方案 液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。 在有些液压系统中，有时需要流量不大的高压油，这时可考虑用增压回路 得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。 在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。 定顺序动作方案 主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀 或直接压下行程阀来控制接续的动作。行程开关安装比较方便，而用行程阀需连接相应的油路，因此只适用于管路联接比较方便的场合。 另外还有时间控制、压力控制等。例如液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。压力控制多用在带有液压夹具的机床、挤压机压力机等场合。当某一执行元件完成预定动作时，回路中的压力达到一定的数值，通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过，来启动下一个动作。 择液压动力源 液压系统的工作介质完全由液压源 来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。 为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。 - 16 - 油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有 粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。 制液压系统图 整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率。 为便于液压系统的维护和监测，在系统中的主要路段要装设必要的检测元件（ 如压力表、温度计等）。 大型设备的关键部位，要附设备用件，以便意外事件发生时能迅速更换，保证主要连续工作。 各液压元件尽量采用国产标准件，在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。 系统图中应注明各液压执行元件的名称和动作，注明各液压元件的序号以及各电磁铁的代号，并附有电磁铁、行程阀及其他控制元件的动作表。 - 17 - 第 4 章 液压元件的选择与专用件设计 液压泵的选择 首先根据设计要求和系统工况确定泵的类型，然后 根据液压泵的最大供油量和系统工作压力来选择液压泵的规格。 1. 液压泵的最高供油压力 lp （ 1） 式中： p 执行元件的最高工作压力； 进油路上总的压力损失。 如系统在执行元件停止运动时才出现最高工作压力，则 0 ；否则，须计算出油液流过进油路上的控制、调节元件和管道的各项压力损失，初算时可凭经验进行估计， 复杂系统取 2. 确定液压泵的最大供油量 液压泵的最大供油量为 p （ 2） 式中： k 系统的泄漏修正系数 (一般取k=流量取小值，小流量取大值； 同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。 如果液压泵的供油量是按工进工况选取时，其供油量应考虑溢流阀的最小流量。 3. 选择液压泵的规格型号 液压泵的规格型号按计算值在产品样本选取，为了使液压泵工作安全可靠，液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可比工作压力高 25% 60%。泵的额定流量则宜与 当，不要超过太多，以免造成过大的功率损失。 4. 选择驱动液压泵的电动机 驱动液压泵的电动机根据驱动功率和泵的转速来选择。 在整个 工作循环中，泵的压力和流量在较多时间内皆达到最大工作值时，驱动泵的电动机功率 ( - 18 - （ 3） 式中： p 液压泵的总效率，数值可见产品样本。 限压式变量叶片泵的驱动功率，可按泵的实际压力流量特性曲线拐点处的功率来计算。 在工作循环中，泵的压力和流量变化较大时，可分别计算出工作循环中各个阶段所需的驱动功率，然后求其均方根值即可。 在选择电动机时，应将求得的功率值与各工作阶段的最大功率值比较，若最大功率符合电动机短时超载 25%的范围，则按平均功率选择电动机；否则应按最大功率选择电动机。 压阀的选择 1. 阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。 控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有 20%以内的短时间过流量。 2. 阀的型式，按安装和操作方式选择。 道尺寸的确定 1. 管道内径计算 （ 4） 式中 Q 通过管道内的流量（ m3/s）； 管内允许流速（ m/s） ，见表 10。 计算出内径 d 后，按标准系列选取相应的管子。 2. 管道壁厚 的计算 （ 5） 表 4许流速推荐值 - 19 - 管道 推荐流速 /（ m/s） 液压泵吸油管道 般常取 1以下 液压系统压油管道 3 6，压力高，管道短，粘度小取大值 液压系统回油管道 中 p 管道内最高工作压力（ d 管道内径（ m）； 管道材料的许用应力（ = ； b 管道材料的抗拉强度（ n 安全系数，对钢管来说， p 7 n=8； p ，取 n=6； p n=4。 压缸主要零件的结构及 几何尺寸 液压缸主要的结构 1、典型液压缸的结构空心活塞式液压缸如 上 图所示。它由缸筒 10，活塞 8，活塞杆 1、 15，缸盖 18、 24，密封圈 4、 7、 17，导向套 6、 19，压板 11、 20等主要零件组成。这种液压缸活塞杆固定，缸筒带动工作台作往复运动。活塞用锥销 9、 22与空心活塞杆连接，并用堵头 2堵死活塞杆的一头。缸筒- 20 - 两端外圆上套有钢丝环 12、 21，用于阻止压板 11、 20向外移动，从而通过螺栓将缸盖 18、 24与压板相连（图中没有画出），并把缸盖压紧在缸筒的两端。为了减少泄漏，在液压缸中可能发生泄漏的结合面安放了密封圈和纸垫。空心活塞杆和其上的油口 a、 油口。当缸筒移动到左、右终端时，油口 a、 成回油阻力逐渐增大，对运动部件起到制动缓冲作用。在缸盖上设有与排气阀（图中没有画出）相连的排气孔 5、 14，可以排出液压缸中的空气，使运动更加平稳。 从上面所述的液压缸典型结构中可以看到，液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分，分述如下。 (1)缸筒和缸盖。 一般来说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力 p 10用铸铁； p 20，使用无缝钢管； p 20，使用铸钢或锻钢。缸筒和 缸盖的常见结构形式有 (a)法兰连接式 (b)半环连接式 (c)螺纹连接式 (d)拉杆连接式 (e)焊接连接式 (2)活塞与活塞杆。 可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体，这是最简单的形式。但当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。 下面是几种常见的活塞与活塞杆的连接形式。 (a)活塞与活塞杆之间采用螺母连接，它适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。 (b)卡环式连接方式。活塞杆上开有一个环形 槽，槽内装有两个半圆环以夹紧活塞，半环由轴套套住，而轴套的轴向位置用 (c)径向销式连接结构， 用锥销把 活塞固连在活塞杆上。这种连接方式特别 适用于双出杆式 活塞。 (3)密封装置。 液压缸中常见的密封装置有 (a)间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。 (b)为摩 擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环 (尼龙或其他高分子材料制成 )在 O 形密封圈弹力作用 下贴紧缸壁 而防止泄漏。这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。 (c)密封圈 (O 形圈、 V 形圈等 )密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。 - 21 - 对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易 把 脏物 带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。 (4)缓冲装置。 液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设置缓冲装置。 缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。 当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时， 孔中的液压油只能通过间隙排出，使活塞速度降低。由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，起缓冲作用。当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经节流阀排出，由于节流阀是可调的，因此缓冲作用也可调节，但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点。在缓冲柱塞上开有三角槽，随着柱塞逐渐进入配合孔中，其节流面积越来越小，解决了在行程最后阶段缓冲作用过弱的问题。 (5)放气装置。 液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把 缸 中和系统中 的空气排出。一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走，也可在最高处设置放气孔或专门的放气阀 . 压缸主要的几何尺寸 1 液压缸内径 F=04N，活塞杆在受压状态，由公式： 式中 F=04N 作腔压力 42 液压缸回油腔压力 ,因为回油直接进入油箱 ,压力较低 ,可视其为零。 =d/D d 活塞杆直径 D 活塞直径 整并取标准系列值得 00=100 机械设计手册第五册 活塞杆 直径 据速度比的要求条件来确定活塞杆直径，由公式 =1 - 22 - 活塞杆伸出速度 活塞杆缩入速度 稳定 性 好，安全。 第 5 章 压动力包与液压油的选择 压动力包 - 29 - 压油的选择 择液压油的品种 各种液压油都有其特性，选用液压油主要是依据液压系统的工作环境、工况条件及液压油的特性，选择合适的液压油品种和粘度。 压力范围 下 使用温度 50 以下 50 以下 50 80 80 100 室内固定液压设备 M M 露天、寒冷和严寒区 S S S 地下、水上 M M 温热源或明火附近 - 30 - 一般而言，齿轮泵对液压油的抗磨要求比叶片泵、柱塞泵低，因此齿轮泵可选用 叶片泵、柱塞泵一般则选用 。 含锌油在钢钢磨擦体上性能很好，但由于含有硫（ P S）对铜、银敏感，因此在含有铜、银材质部 件的系统不能用，水易侵入的系统也尽量少用。 无灰抗磨油（ S P N）系具有优良的水解安定性、破乳化性或可滤性，使用范围较广，因含有硫，对铜、银材质部件系统不适应。 仅含磷的液压油是具有中负荷水平的抗磨液压油，其水解安定性、破乳化性、可滤性也不错，由于不含硫所以对银系统无伤害。 液压系统中有铝元件，则不能选用碱性液压油。 压油粘度的选择 在选择完品种后，需要确定其使用粘度级别。粘度选择太大，液压传动损失大，系统效率低，油泵吸油困难。粘度太小，油泵内渗漏量大，容积损失增加，同样会 使系统效率降低。因此必须针对系统、环境选择一个适宜的粘度，使系统在容积效率和机械效率间求得最佳的平衡。 液压油的粘度选择主要取决于启动、系统工作温度和所用泵的类型。一般中、低压室内固定液压系统的工作温度比环境温度高 30 40 。在此温度下，液压油应具有较好的粘度，粘度过低会加大磨损。一般要求粘度指数在 90 以上。而在户外高压机械的液压系统中（大于 20作温度要比环境温度高 50 60 ，为减少渗漏，工作粘度最好在 25s。同时，考虑到户外温差变化大，因此要求液压油有较好的粘温性能，粘度指数一般应 在 130以上。为防止泵的磨损，还需要限制最低粘度。 第 6 章 钢丝绳的选择计算 钢丝绳的选择 及计算 ： 经常性作业中，以提升矿石作业载荷最重，故以此条件选择钢丝绳。根据箕斗型号，决定选用四绳摩擦提升机， n=4；采用两根尾绳， n=属非金属矿山安全规程，钢丝绳安全系数。 （ 1）钢丝绳最大终端荷载 （ 2）钢丝绳悬垂长度 - 31 - 式中， 钢丝绳悬垂长度， m； 井架高度，预选井架高度为 40m； 装载高度，取 20m； 井深，为 822m； 尾绳环高度， m； g+过卷高度。当提升速度大于 10m/s 时， 小于 10m，取 0m,0+ （ 3）每根首绳每米重量 首绳选用 4V39 类钢丝绳（合成纤维芯），钢丝绳主要参数： 钢丝绳公称直径： 24丝绳参考重量： m 钢丝绳最小破断拉力： 388 4）首绳安全系数 钢丝绳安全系数符合要求。 （ 5）尾绳 选用 3V37(b)类钢丝绳（合成纤维芯） 钢丝绳主要参数： 直径 34尾绳每米重量差 =4m 尾绳安全系数符合要求。 （ 5）提升机的选择 1）主导轮直径 2）钢丝绳最大净张力 - 32 - 3）钢丝绳最大净张力差计算 第 7 章 总结 毕业设计是我们从学生走向工作岗位重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。期间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。 通过这次实践，我了解了举升机的用途及工作原理，熟悉了举升机的设计步骤，锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实 际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。 毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。 但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。 这次实践是对自己所学知识的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为中国 的机械行业添上自己的微薄之力。 谢辞 此次毕业设计的圆满完成，我要首先感谢我这次毕业设计的导师，他在我的毕业设计期间给与了我无私的帮助和指导，让我少走了很多弯路，学到了很多宝贵的知识。 同时我也要感谢教研室其他所有的老师， 三 年时光转瞬即逝，是你们把我从一个对设计几乎一无所知的新生培养成为一个具有一定的设计思想和设计能力的工业设计毕业生，我能完成此次毕业设计，得益于所有老师这 三 年来对我的辛勤教育，我将在以后的学习生活中，时刻严格要求自己，更加的刻苦努力，决不辜负老师们的教育培养。 我还要感谢我的所有同学们，无 论是 三 年的 学习 生活还是在最后的毕业设计中，他们都给了我很多无私的帮助，让我幸福快乐的走过了大学 土土三 年、 完成 了毕业设计。 祝愿我们都能在 机械行业 的天空下创造出自己的新天地 。