车载式双叉液压升降机的设计-剪叉式液压升降平台车【含UG三维及7张CAD图带开题报告-独家】.zip
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双叉液压升降机的设计摘 要该设计的题目是设计出一个高度不低于5M,并能承受100050Kg的升降机。所以经过选择,我选用了液压系统升降机。因为液压升降机的升降性能十分的好。在设计中,主机根据升降台工作时的主要工作部件进行大概估算设计。控制部分主要设计控制电路图。同时我还参照了液压车的设计,结合液压车数据进行合理的选型计算。关键词:液压系统 升降机 执行元件AbstractThe title of the design is to design a lift that is not less than 5M and can withstand 1000 + 50Kg. So after choosing, I chose the hydraulic lift. It mainly includes three parts: the selection of the main engine parameters, the design of the control part and the design of the hydraulic system. In this design, I will design the hydraulic system as the main design, and the main engine will estimate the design according to the main working parts of the lifting platform. The control part mainly designs the control circuit diagram. At the same time, referring to the design of the existing hydraulic truck, combined with the data of hydraulic vehicle, the reasonable type selection calculation is carried out. Keywords: Elevator Hydraulic system Actuating element目 录摘要iAbstractii1 绪论12 升降机的结构和运动原理22.1 升降机的结构形式与运动原理22.1.1 机械结构形式22.2 升降机的机械结构和零件参数22.2.1 升降机的结构参数的选择和确定33 执行元件类型和数量43.1 执行类型43.2 执行元件的数量44 液压系统的主要参数54.1 系统压力的初步确定54.2 液压执行元件的主要参数54.2.1 液压缸的作用力54.2.2 缸筒内径的确定64.2.3 液压缸壁厚,最小导向长度,液压缸长度确定65 液压系统方案的选择和论证85.1 油路循环方式、的分析和选择85.2 开式系统油路组合方式的分析选择85.3 调速方案的选择85.4 液压系统原理图的确定96 液压元件的选择计算及其连接106.1 油泵和电机选择106.1.1 泵的额定流量和额定压力106.1.2 电机功率的确定116.1.3 连轴器的选用126.2 控制阀的选用126.2.1 压力控制阀136.2.2 流量控制阀136.2.3 方向控制阀136.3 管路,过滤器,其他辅助元件的选择计算146.3.1 管路146.3.2 过滤器的选择156.3.3 辅件的选择156.4 液压元件的连接156.4.1 液压装置的总体布置156.4.2 液压元件的连接156.5 油箱的容积167 液压系统性能验算17结论23致谢24参考文献2541 绪论1854年,奥蒂斯把发明了第一台升降机。升降机仅仅下降了五六厘米。到19世纪末,升降机常见于办公室和套房公寓里。电动的和液压的两种机械装置都用于推动升降厢。经过上百年的发展,升降机的技术已经相当的成熟了。在本次设计中,我主要设计的是液压升降机。液压降机不但升降性能好而且升降时平衡稳定。液压升降机可以容易控制升降速度且跟其他升降机比更容易实现自动化。而且它还更易于实现过载保护。他的液压元件都标准化了,设计起来更加的方便,快捷。但是液压技术还有许多的缺点,需要我们慢慢的取完善,例如液压传动过程中,有许多能量损失了。液压容易泄漏会污染环境,液压元件精度高造价昂贵,出现故障不容易找到。但是这些都可以通过有效措施来减少损害。我国的液压技术是在最近才发展起来的。这些年来,我国通过不断的发展和引进外国技术,我国的液压机是有很大的提升。但是我国在液压技术上还有很大的不足,需要我们慢慢的去去摸索。在本次设计中,我按照老师要求一步一步进行设计,在此期间,我得到了老师和同学们的帮助,终于完成了这份设计。所以我向他们表达诚挚的谢意。2 升降机的结构和运动原理2.1 升降机的结构形式与运动原理2.1.1 机械结构形式我通过参考了国内外升降机的种类和尺寸,决定了设计的升降机选用单双叉机构,这个升降机有两个完全相同的液压缸做着同步运动,让升降机上升和下降。其基本结构形式为:图2.1升降机的基本结构形式2.2 升降机的机械结构和零件参数2.2.1 升降机的结构参数的选择和确定 因为该升降机的要求是高度不低于5m,且能承受1000kg以上的物品,对比升降机的所有种类,我选择了液压系统控制的液压升降机。本升降机为是存液压结构,通过液压系统来控制升降机升降 根据升降台的的基本运动原理和工艺参数来确定升降连杆的长度和截面样子,液压缸的工作行程. 因为这个升降台的最低上升高度为5m,所以理论上支架高度必须大于1.67m。为了方便我们计算和升降机的画图,我们就取升降连杆为2.5m长。升降平台和底座的长度为3m,宽度为1.5m。3 执行元件类型和数量 3.1 执行类型类型的选择:运动形式往复直线运动回转运动往复摆动短行程长行程高速低速摆动液压马达执行元件类型活塞缸柱塞缸液压马达和丝杠螺母机构高速液压马达低速液压马达 根据上表的情况,我们要选活塞缸作为我们的执行元件。结合本升降机的特性。我选用了双规作用活塞杆无缓冲式液压缸这个类型的液压缸。他的符号是:图3.1 液压缸3.2 执行元件的数量 数量:本升降机采用了两个完全相同的液压缸做着同步运动,所以为两个。4 液压系统的主要参数4.1 系统压力的初步确定 液压缸的有效工作压力可以根据下表确定:牵引力F(KN)55-1010-2020-3030-5050工作压力P(Mpa)0.8-11.5-22.5-33-44-55-7 由于液压缸推力即位10KN,根据上表,可以初步确定液压缸的工作压力为2Mpa 4.2 液压执行元件的主要参数4.2.1 液压缸的作用力该升降机升降时,液压缸所作的力都是向上的推力,没有向下的拉力。在计算时,我们只需要计算液压缸向上的推力就行了。回路特点背压值进油路的调速1-210进油路调速回路液装压阀2-510回油路调速6-10104.2.2 缸筒内径的确定为了使活塞杆和活塞与其他零件配合的更加方便液压缸的内径一般选用标间。这是因为这些零件现在都已经标准划,有专门的尺寸和规格。这样选让我们的机械设计更加方便。4.2.3 液压缸壁厚,最小导向长度,液压缸长度确定1.液压缸壁厚确定根据液压缸结构和工艺要求,液压缸壁厚一般按薄壁筒计算2.最小导向长度 活塞的最小导向长度H是活塞杆全部伸到外面时,导向滑动面中点到活塞支撑面的距离,最小导向长度符号为H。如果H过小,那么液压缸的初始挠度就会变大。我们在设计中必须要设计最小导向长度。对一般的液压缸,液压缸的行程为l,缸筒直径为D时,最小导向长是为200cm 图4.1液压缸运动示意图活塞的宽度一般取A=(0.6-0.1)D。导向长度滑动长度为B。当D小于80mm时,一般B=(0.6-0.1)D。在D=80mm时,一般A=(0.6-0.1)d。当导向长度不够长时,最好别过分的增大A和B,我们可以加个隔套,隔套的作用是可以增加导向长度。隔套长度是由最小到导向长度来确定的。5 液压系统方案的选择和论证5.1 油路循环方式、的分析和选择油路循环方式又开式和闭式,他们的特点及相互比较在下图所示:图5.1开式与闭式的比较对比上面两种方式的好坏,我选择了开式系统。因为这个升降机主机和液压泵要分开安装。而且这个升降机的空间足够大,放油箱是够的。开式系统刚好能满足上面的要求。5.2 开式系统油路组合方式的分析选择开式系统按照油路的不同连接方式可以分为串联,并联,独联,还有它们的组合复联。经过了对比,我选择了串联。这样做的好处在是多个液压元件同时动作时,他的速度不会变化。在轻载的时候,多个轻载元件能一起工作。5.3 调速方案的选择常用的调速方案有三种:节流调速回路,容积调速回路和容积节流调速回路。本升降机采用了节流调速回路,原因是这个回路有以下优点:承载能力好,成本低,调速范围大。它适用于小功率,轻载或中低压系统。但是他的速度刚度差,效率低,发热大。 5.4 液压系统原理图的确定初步拟定液压系统原理图如下所示;见下图: 图5.2液压系统原理图6 液压元件的选择计算及其连接6.1 油泵和电机选择6.1.1 泵的额定流量和额定压力1.泵的额定流量泵的输出的流量一般是由系统所需要的最大流量和泄漏量来决定 式中: 泵的输出流量 K 系统泄漏系数 一般取K= 1.1-1.3 液压缸实际需要的最大流量 n 执行元件个数代入数据: 在计算中我们一边是取溢流阀的最小流量值,一般为: 2. 泵的最高工作压力泵的工作压力应该根据液压缸的工作压力来确定 式中: 泵的工作压力 Pa 执行元件的最高工作压力 Pa 进油路和回油路总的压力损失。一般去0.5Pa。代入数据: 因为液压系统的动态压力及油泵的是由使用寿命的。在油泵的选择时,我们选择的一般额定压力比工作压力大25%60%左右。所取的额定压力为4。6.1.2 电机功率的确定电机的选择主要依据液压泵的输出功率。由于在能量传递的工程中存在损失,所以为了能量能够足够的传递液压泵需要输入功率比输出功率大。液压泵的输入功率为: 式中: P 液压泵的实际最高工作压力 Pa q 液压泵的实际流量 液压泵的输入功率 理论液压泵输出的流量 液压泵的总效率 液压泵的机械效率 换算系数代入数据: 电机的功率也可以在书上找。根据机械设计手册,可以查到电机的驱动功率是4。本设计以技术手册的数据为标准 ,取电机的功率为4。根据上述计算过程,现在可以进行电机的选取,本液压系统为一般液压系统,通常选取三相异步电动机就能够满足要求,初步确定电机的功率和相关参数如下: 型号:额定功率:4满载时转速: 电流: 效率: 85.5% 净重: 45Kg 额定转矩:电机的安装形式为 型,其参数为:基座号:112M 极数:4 国际标准基座号:液压泵为三螺杆泵,其参数如下:规格: 标定粘度: 10转速: 2900压力: 4 流量: 26.6功率: 4吸入口直径: mm 25排出口直径: mm 20重量: Kg 11允许吸上真空高度: m() 5 6.1.3 连轴器的选用连轴器的选择应根据负载情况,计算转矩,轴端直径和工作转速来选择。计算转矩由下式求出: 式中: 需用转矩,见各连轴器标准 驱动功率 工作转速 工况系数 取为1.5 据此可以选择连轴器的型号如下: 名称: 挠性连轴器弹性套柱销连轴器6.2 控制阀的选用液压系统应尽可能多的由标准液压控制元件组成。液压控制元件的主要选择是看及该阀的最大流量以及这个元件所在油路的最大压力。6.2.1 压力控制阀选用的型号为DBDS6G10最低调节压力是5MPa。 它的流量为40L/min。它的介质温度: 6.2.2 流量控制阀流量控制阀的选用原则如下: 压力:系统压力的变化必须在阀的额定压力之内。流量:通过流量控制阀的流量应小于该阀的额定流量。测量范围:流量控制阀的流量调节范围必须大于系统要求的流量范围。同时,选择调速阀和节流阀的时,选用的阀的最小稳定流量也应满足执行元件的最低稳定速度要求。这个升降机的液压系统中,流量控制阀有两种类型的阀,分别是分流阀和单向分流阀。 单向分流阀的型号是:型号: FDL-B10H 公称通径:10mm公称流量: P,O口 40L/min A,B口 20L/min连接方式:管式连接 重量:4Kg 分流阀的型号为:FL-B10 其余参数与单向分流阀相同。6.2.3 方向控制阀方向控制阀的选用原则如下:压力:液压系统的最大压力应低于阀的额定压力流量:流经方向控制阀最大流量一般不大于阀的流量。滑阀机能:滑阀机能之换向阀处于中位时的通路形式。操纵方式:选择合适的操纵方式,如手动,电动,液动等。在该系统中,方向控制阀是指电磁换向阀。所选择的换向阀型号如下:型号:4WE5E5OF 额定流量:15L/min 消耗功率:26KW 电源电压:工作压力:A.B.P腔 T腔: 重量:1.4Kg6.3 管路,过滤器,其他辅助元件的选择计算6.3.1 管路本设计中只计算主管路中油管的尺寸。1.吸油管尺寸油管的直径由管内也提到流速而定,其公式为: 式中: d 油管直径 mm Q 油管内液体的流量 油管内的允许流速 对吸油管,取 ,本设计中取: 代入数据: 取圆整值为: 2.回油管尺寸回油管尺寸与上述计算过程相同:,取为代入数据:取圆整值为: 3.压力油管压力油管: ,本设计中取为:代入数据:取圆整值为:4.油管壁厚:我们选用橡胶软管,因为它装配方便,能吸收液压系统中的冲击和振动。它采用的橡胶软管其规格如下:内径: 10mm外径: 型 17.519.7mm工作压力:型 16最小弯曲半径:130mm6.3.2 过滤器的选择根据本升降机的规格和液压系统特点,我选用的过滤器是烧结式过滤器,型号及具体参数如下所示: 型号: 流量: 过滤精度: 接口尺寸: 工作压力: 压力损失: 6.3.3 辅件的选择1.温度计的选择本升降机选用接触时温度计来测量温度,接触式温度计分为膨胀式和压力式。我选用膨胀式,其相关参数如下:型号: 2.压力表选择 压力表安装于便于观察的地方。其选择如下: 型号:Y-60 测量范围: 名称:一般弹簧管压力表6.4 液压元件的连接6.4.1 液压装置的总体布置我选用了集中式布置作为本升降机的布置方式。这种布置是将液压系统的油源、控制及调节装置至于主机之外,构成独立的液压站。这种布置方式主要用于固定式液压设备。他的优点是装配、维修方便。6.4.2 液压元件的连接液压元件的连接有:管式连接、板式连接,集中式连接三种。这里介绍整体式连接中的整体式阀板。它是本液压系统中将要采用的连接方式。整体式阀板的油路的优点是可靠性好,应用较多。6.5 油箱的容积初始设计时,可依据使用情况,按照经验公式确定油箱容积: 式中: 油箱的容积 液压泵的流量 经验系数 见下表:表6.1油箱容积本升降机为为中压系统,取=5,则油箱的容量可以确定为: 7 液压系统性能验算液压系统性能估算的目的在于评估设计质量。对于大多数要求一般的系统来讲,只采用一些简化公式进行验算,定性说明情况。1.系统压力损失验算 系统压力损失有管道内沿程损失。还有局部损失以及法类元件的局部损失之和。所以我们要分开计算,因此某一阶段的系统总的压力损失为: 式中: 系统进油路的压力总损失 系统回油路的压力总损失 现在根据上式计算液压系统工作过程中的压力损失。液压油在管内的流速:根据油管尺寸的计算项目,取可见液流为层流。管子当量长度及总长度:标准弯头2个所以: 各阀的压力损失为:分流阀: 0.6换向阀为:0.04油路的总压力损失为:由此得出液压系统泵的出口压力为: 2.系统的总效率验算液压泵的总效率与液压泵的总效率,回路总效率及执行元件的效率有关,其计算式为: 同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量的乘积之和 同时供油的液压泵的工作压力与输出流量乘积之和根据上式得:48.5%液压系统总效率为: 致 谢这次的毕业设计是在老师的悉心指导下完成的。从课题的选择、设计到论文的撰写以至最终定稿,期间遇到很多很多问题,都得到了老师全力细心的指导。在此,向老师表示衷心的感谢! 感谢机械系的所有老师和领导多年来对我的培养、帮助,使本人在本科学习中不仅学到了必备的专业知识技能和思考解决问题的方法,还学到了严谨治学的科研精神和积极进取的人生态度。谢谢各位老师的精心培养,热心帮助和鼓励。 感谢老师所带毕业设计小组的所有同学,正是大家衷心的鼓励和热情的帮助,才使我能够顺利地完成本次设计。 同时,感谢机械专业的所有同学,给我创造了一个团结进取,充满温暖,充满爱的大集体,使我快乐而且充实地渡过了人生中最美好的大学时光。参考文献1雷天觉.新编液压工程手册M. 北京:北京理工大学出版社,2013:44-48.2黄宏甲,黄谊,王积伟. 液压与气压传动M. 北京:机械工业出版社,2011:123-124.3 刘连山.流体传动与控制M. 北京:人民交通出版社,2012:223-227.4 张利平,邓钟明.液压气动系统设计手册J.北京:机械工业出版社,2013,(02):12-18.5 成大先.机械设计手册M. 化学工业出版社,2012:15-18.6 成大先.机械设计手册M.化学工业出版社,2013:33-35.7 路甬祥.液压气动设计手册M.北京:机械工业出版社,2014:55-57.8 张景松.流体力学M.中国矿业大学出版社,2014:22-28.9 张景松.流体机械M.中国矿业大学出版社,2010:156-158.10 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海:上海科技技术出版社,2011:15-18.11 王丰.机电传动控制M.中国计量出版社,2012:17-25.12 王积伟.液压与气压传动M.机械工业出版社,2010:12-18.13 王启平.机床夹具设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010:18-20.14 韩成石等.液压传动与控制技术M.北京:煤炭工业出版社,2014:66-67.15 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