雙柱液壓式汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 目 錄 1緒論 1 2液壓舉升機(jī)概述概述 1 2.1舉升機(jī)的介紹 1 2.2舉升機(jī)的作用 1 2.3舉升機(jī)的種類 2 3液壓系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn) 3 3.1液壓系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用 3 3.2液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 4 4液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與要求 5 4.1設(shè)計(jì)步驟 5 4.2設(shè)計(jì)要求 5 5制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 6 5.1基本方案 6 5.1.1調(diào)速方案的選擇 6 5.1.2壓力控制方案 6 5.1.3順序動(dòng)作方案 6 5.1.4選擇液壓動(dòng)力源 7 5.2繪制液壓系統(tǒng)圖 7 6雙柱液壓式汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn) 7 6.1液壓系統(tǒng)

2、的工作原理 7 6.2液壓系統(tǒng)的工作特點(diǎn) 9 7液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定及工況分析 9 7.1升降機(jī)的工藝參數(shù) 9 7.2工況分析 10 8 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算 10 8.1初步估算系統(tǒng)工作壓力 10 8.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 10 8.2.1液壓缸的作用力 10 8.2.2缸筒內(nèi)徑的確定 11 8.2.3活塞桿直徑的確定 11 8.2.4液壓缸壁厚的確定 13 8.2.5液壓缸的流量 14 8.3速度和載荷計(jì)算 14 8.3.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 14 8.3.2速度計(jì)算及速度變化規(guī)律 15 8.3.3執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律 16 9

3、液壓元件的選擇及計(jì)算 17 9.1液壓泵的選擇 17 9.1.1泵的額定流量 17 9.1.2泵的最高工作壓力 18 9.1.3確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率 18 9.2選擇電機(jī) 20 9.3連軸器的選用 20 9.4 控制閥的選用 21 9.4.1 壓力控制閥 21 9.4.2 流量控制閥 22 9.4.3 方向控制閥 22 9.5 管路，過濾器選擇計(jì)算 22 9.5.1 管路 23 9.5.2 過濾器的選擇 24 9.6 輔件的選擇 24 9.6.1溫度計(jì)的選擇 24 9.6.2壓力表選擇 25 9.6.3油箱 25 10 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 25 10.1

4、系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 26 10.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 27 總 結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 1 緒 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)我們機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生，所掌握的專業(yè)知識而編寫的。它突出了液壓技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣控制的有機(jī)地融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體。本文主要介紹音樂池升降臺的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、液壓系統(tǒng)的工作原理及各種液壓元件的選用。近年來，我國汽車業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是轎車行業(yè)。多年來轎車進(jìn)入普通家庭的夢想已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。汽車維修行業(yè)也隨之得到大力發(fā)展，

5、各種維修設(shè)備的需求迅速擴(kuò)大，汽車舉升機(jī)是維修廠的必備品，也是重要的維修機(jī)械。 汽車舉升機(jī)的作用是將維修的汽車水平提升到合適的高度，以便于維修工人在汽車底盤下方對汽車進(jìn)行維修。汽車舉升機(jī)一般分為雙柱和四柱兩種。無論哪一種，都要求其能夠從兩側(cè)將汽車水平同步舉升，不能發(fā)生側(cè)偏。而汽車底盤下方必須為空的，以方便工人進(jìn)行維修作業(yè)。這就要求汽車舉升機(jī)兩側(cè)的舉升裝置必須是分離的，而兩側(cè)上升或下降又必須是完全同步的。由于汽車的重量一般都較大，而且升降時(shí)要求非常平穩(wěn)，所以汽車舉升機(jī)一般都采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)就雙柱液壓式汽車舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2 液壓舉升機(jī)概述概述 2.1舉升機(jī)的介紹

6、 液壓舉升機(jī)是用于汽車維修行業(yè)的汽車修理機(jī)械。汽車舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，整車大修及修保養(yǎng)，都離不開液壓汽車舉升機(jī)，隨著我國汽車銷售量的增加液壓汽車舉升機(jī)作為汽車維修的重要工具，需求量也大大增加。 汽車舉升機(jī)是指汽車維修行業(yè)用于汽車舉升的汽保設(shè)備。舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它，，其產(chǎn)品性質(zhì)、質(zhì)量好壞直接影響維修人員的人身安全。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機(jī)。 2.2舉升機(jī)的作用 汽車舉升機(jī)的作用是將維修的汽車水平提升到合適的高度

7、，以便于維修工人在汽車底盤下方對汽車進(jìn)行維修。 2.3舉升機(jī)的種類 隨著近幾年國內(nèi)汽修工具舉升機(jī)行業(yè)的發(fā)展，無論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)還是售后服務(wù)方面，都進(jìn)行了很多的改進(jìn)，銷量也大大提高。國外品牌盡管價(jià)格較高，但依靠其產(chǎn)品質(zhì)量好、性能穩(wěn)定、設(shè)備操作簡單，在經(jīng)銷商中建立了良好的口碑。 　 舉升機(jī)按照功能和形狀來分，一般可分為，兩柱，四柱，剪式三大類。 　　 1雙柱液壓式汽車舉升機(jī)，如圖1-1。 用于舉升小型重量不超過3000kg的汽車 圖1-1 2四柱液壓式汽車舉升機(jī)，如圖1-2。 用于舉升大中型汽車 圖1-2 3剪式液壓舉升機(jī)，如圖1-3。 用于舉升小

8、型汽車 如圖1-3 3液壓系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn) 3.1液壓系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用 液壓傳動(dòng)相對于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門新技術(shù)。自1795年制成第一臺水壓機(jī)起，液壓技術(shù)就進(jìn)入了工程領(lǐng)域，1906年開始應(yīng)用于國防戰(zhàn)備武器。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要反應(yīng)快和精度高的自動(dòng)控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代以后，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷地對液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)相應(yīng)也得到了很大發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)得到普遍應(yīng)用。近年來液壓技術(shù)已

9、廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預(yù)測及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓技術(shù)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。目前，液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲和高度集成話等方向發(fā)展；同時(shí)，減小元件的重量和體積，提高元件壽命，研制新的傳動(dòng)介質(zhì)以及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著成果。 解放前，我國經(jīng)濟(jì)落后，液壓工業(yè)完全是空白。解放后，我國經(jīng)濟(jì)獲得迅速發(fā)展，液壓工業(yè)也和其它工業(yè)一樣，發(fā)展很快。20世紀(jì)50年代就開始生產(chǎn)各種通用液壓元件。當(dāng)前，我國已生產(chǎn)出許多新型和自行設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液脈沖馬達(dá)以及其它新型液

10、壓元件等。但由于過去基礎(chǔ)薄弱，所生產(chǎn)的液壓元件，在品種與質(zhì)量等方面和國外先進(jìn)水平相比，還存在一定差距，我國液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見，液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)部門中的用應(yīng)，也將會(huì)越來越廣泛。 現(xiàn)代機(jī)械一般多是機(jī)械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個(gè)綜合體。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)工作中占有重要的地位。 3.2液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) （1）傳動(dòng)平穩(wěn) 在液壓傳動(dòng)裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝

11、置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會(huì)引起振動(dòng)扣撞擊，使傳動(dòng)十分平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應(yīng)用在要求傳動(dòng)平穩(wěn)的機(jī)械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動(dòng)。 （2）質(zhì)量輕體積小 重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動(dòng)作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動(dòng)控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機(jī)在采用液壓傳動(dòng)后，比采用機(jī)械傳動(dòng)時(shí)的質(zhì)量減輕了1t。 （3）承載能力大 液壓傳動(dòng)易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。一般采用礦

12、物油作為工作介質(zhì)，相對運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長。 （4）容易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速 在液壓傳動(dòng)中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實(shí)現(xiàn)無級凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達(dá)2000：1，很容易獲得極低的速度。 （5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護(hù)措施，能夠自動(dòng)防止過載，避免發(fā)生事故。 （6）液壓元件能夠自動(dòng)潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動(dòng)裝置能自動(dòng)潤滑，因此元件的使用壽命較長。 （7）容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作 采用液壓傳動(dòng)能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件． （8）簡化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動(dòng)可大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零

13、部件數(shù)目。 （9）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。目前，液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床和自動(dòng)線上應(yīng)用得很普遍。 （10）便于實(shí)現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列比、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化．也易于設(shè)計(jì)和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與要求 4.1設(shè)計(jì)步驟 （1）明確設(shè)計(jì)方案；

14、

15、 （2）確定液壓執(zhí)行元件的形式； （3）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； （4）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； （5）選擇液壓元件； （6）

16、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； （7）繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 4.2設(shè)計(jì)要求 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在雙柱液壓式汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中主要是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的，往往要同時(shí)進(jìn)行，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動(dòng)、循環(huán)要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。 本舉升機(jī)對液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可以總結(jié)如下： 舉升機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，手動(dòng)控制，舉升機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)由液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為雙臂的起降，其工作負(fù)載變化范圍為0-3000Kg，負(fù)載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運(yùn)行的升降速度：0.05-0.1m/s; 機(jī)械同步誤差：2mm機(jī)械定位誤差：

17、1m液壓執(zhí)行元件有兩組液壓缸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性優(yōu)良，適用于小型汽車的舉升，工作精度要求一般。 5 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 5.1基本方案 5.1.1調(diào)速方案的選擇 調(diào)速方案對液壓系統(tǒng)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。 常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本舉升機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流啟動(dòng)沖擊小，回油節(jié)流常用于有負(fù)

18、載的場合，旁路節(jié)流多用于高速。節(jié)流調(diào)速一般采用開試循環(huán)形式，在開試系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，在排回油箱。開試回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。節(jié)流調(diào)速回路具有以下特點(diǎn)：承載能力好、成本低、調(diào)速范圍大、適用于小功率、輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差、效率低、發(fā)熱大。節(jié)流調(diào)速適合舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)的調(diào)速方案，故選擇節(jié)流調(diào)速、回路效率低、功率損失大。 5.1.2壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級連續(xù)或無級連續(xù)調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。

19、在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。所以升降臺的壓力控制由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。 5.1.3順序動(dòng)作方案 主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作

20、部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動(dòng)作。使用分流閥，既可以使兩個(gè)液壓缸的進(jìn)油流量相等，也可以使兩缸的回油量相等，從而液壓缸往返均同步。為滿足兩個(gè)液壓缸的流量需要，本回路即是。分流集流閥亦只能保證速度同步，同步精度一般為2～5% 。按下上升啟動(dòng)兩個(gè)液壓缸同步上升，液壓缸上升到上限位置碰到行程開關(guān)換向閥換中位，系統(tǒng)壓力保持不變。按下下降按鈕兩個(gè)液壓缸同步下降，下降到下限位置碰到行程開關(guān)換向閥換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。 5.1.4選擇液壓動(dòng)力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。由于機(jī)械作用

21、，油泵在其進(jìn)油口產(chǎn)生局部真空。油液在大氣壓力的作用下通過進(jìn)油口進(jìn)入油泵內(nèi)部。油液再推動(dòng)油液進(jìn)入液壓系統(tǒng)。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。 5.2繪制液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)上述分析，可以基本擬訂本次所設(shè)

22、計(jì)的液壓控制系統(tǒng)的原理圖 6雙柱液壓式汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn) 6.1液壓系統(tǒng)的工作原理 舉升機(jī)的液壓回路如圖1所示，共部分組成：升降回路，補(bǔ)油回路和機(jī)械鎖回路。 機(jī)械鎖回路機(jī)械鎖回路由油缸1油、缸2和兩位三通閥3組成，油缸1控制左舉升臂機(jī)械鎖的開合，油缸2控制右舉升臂機(jī)械鎖的開合，當(dāng)兩位三通閥3處于圖示右位工作時(shí)，兩油缸下腔與油箱直接相通，腔內(nèi)油壓為0。油缸活塞在腔內(nèi)彈簧和機(jī)械鎖動(dòng)齒條自重的作用下收回，機(jī)械鎖閉合，舉升機(jī)的舉升臂被鎖住，不能移動(dòng)。此時(shí)，工人可以進(jìn)行各種維修工作，當(dāng)電磁鐵YA1得電，兩位三通閥3左位工作，壓力油進(jìn)入液壓缸1,2的下腔，驅(qū)動(dòng)

23、活塞向上移動(dòng)，將機(jī)械鎖打開，此時(shí)舉升臂可以自由的上升或下降。升降回路，升降回路由左升降液壓缸13、右升降液壓缸14、三位四通換向閥6以及節(jié)流閥8、單向閥9組成，其中，液壓缸13和14分別驅(qū)動(dòng)舉升機(jī)的左右兩個(gè)舉升臂升降，兩缸串聯(lián)，缸13的上腔與缸14的下腔直接相連。在無泄漏的情況下，活塞上升時(shí)，左缸13上腔流出的液壓油全部流入右缸14的下腔，而在下降時(shí)，缸14下腔流出的液壓油全部流入缸13的上腔。這樣，兩缸的活塞就會(huì)同時(shí)升降。如果兩油缸內(nèi)徑及活塞桿直徑設(shè)計(jì)合理，就會(huì)使兩缸活塞完全同步地上升或下降，舉升機(jī)的兩個(gè)舉升臂也就始終處于相同的高度。 液壓缸13、14活塞的升降由三位四通換向閥6控制，當(dāng)電

24、磁鐵YA2得電時(shí)，換向閥6處于左位，液壓油經(jīng)過單向閥9驅(qū)動(dòng)油缸13和14的活塞同步上升，舉升臂把汽車舉起，當(dāng)電磁鐵YA3得電時(shí)換向閥6處于右位，液壓油驅(qū)動(dòng)油缸13和14的活塞同步下降，缸13下腔排出液壓油經(jīng)節(jié)流閥8流回油箱，舉升臂將汽車放下，此處，單向閥9和節(jié)流閥8的作用是當(dāng)舉升臂推動(dòng)汽車上升時(shí)，液壓油經(jīng)單向閥9大量流入缸13的下腔，以較快的速度推動(dòng)活塞上升；而當(dāng)修理完畢，將汽車放下時(shí)，缸13的下腔流出的液壓油需經(jīng)過節(jié)流閥8流回油箱，形成節(jié)流閥出口調(diào)速回路，節(jié)流閥的節(jié)流及背壓作用可以防止舉升機(jī)在汽車重力和舉升臂自重的作用下過快下降，避免發(fā)生事故。當(dāng)YA2和YA3都不得電時(shí)，換向閥6處于中位，此

25、時(shí)，油缸13和14的活塞位置被鎖定，不能移動(dòng)。相對應(yīng)兩舉升臂也就停止不動(dòng)。 補(bǔ)油回路假如液壓油無泄漏，而油缸的設(shè)計(jì)和制造精度有達(dá)到要求的話，以上回路足以保證兩舉升臂的同步上升和下降。但由于泄漏不可避免，油缸和活塞之間，兩油缸之間的管路聯(lián)接等處，都會(huì)產(chǎn)生一定的泄漏，壓力越大，使用時(shí)間越長，泄漏就會(huì)越厲害，由于液壓油的泄漏，兩活塞的移動(dòng)必將產(chǎn)生誤差。隨著時(shí)間的推移，誤差不斷累積當(dāng)累積達(dá)到一定程度，就會(huì)超出兩舉升臂允許的高度誤差。為了使兩舉升臂能夠長時(shí)間的同步運(yùn)行，必須消除這種同步誤差，由于誤差主要是由液壓油泄漏引起的，所以我們設(shè)計(jì)了補(bǔ)油回路。 補(bǔ)油回路由兩個(gè)二位三通電磁閥10和11、液位單向閥

26、12、溢流閥7及行程開關(guān)15和16組成。行程開關(guān)15和16安裝在舉升機(jī)兩側(cè)舉升臂行程的最上端。當(dāng)換向閥6的左位工作，油缸13和14的活塞在液壓油的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)上升，假若兩活塞完全同步，同時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，兩行程開關(guān)同時(shí)接通，補(bǔ)油回路不工作，若液壓缸13的活塞首先到達(dá)最高點(diǎn)，行程開關(guān)15被接通，但缸14卻未到達(dá)頂點(diǎn)，開關(guān)16仍處于斷開狀態(tài)，則電磁鐵YA4得電，二位三通電磁閥10右位工作，液壓油通過電磁閥10和液控單向閥12想液壓缸14下腔補(bǔ)油，使缸14的活塞繼續(xù)上行，直到到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，行程開關(guān)16被接通，電磁鐵YA2和YA4同時(shí)失電，三位四通閥6回到中位，二位三通閥10也返回左位，液控單向閥12閉合，

27、補(bǔ)油結(jié)束。反之，若缸14活塞首先到達(dá)行程的最高點(diǎn)，而缸13活塞還未到達(dá)時(shí)，行程開關(guān)16導(dǎo)通但15處于斷開狀態(tài)，電磁閥YA5得電，其上位工作，壓力油通過閥11通至液控單向閥12的控制口，將單向閥12打開。此時(shí)，缸13活塞繼續(xù)上行，其上腔多余的液壓油通過液控單向閥12和換向閥10的左位以及溢流閥7排入油箱。當(dāng)缸13活塞到達(dá)其行程上端，行程開關(guān)15接通時(shí)，YA5和YA2同時(shí)失電，閥6回到中位，閥11恢復(fù)下位，液控單向閥12關(guān)閉，補(bǔ)油結(jié)束，此處溢流閥7的作用是產(chǎn)生一定的背壓，避免液控單向閥12打開時(shí)因缸14下腔直接連通油箱而可能產(chǎn)生的右升降臂在重力作用下下降的情況。 由于左右兩缸在結(jié)構(gòu)上是分離的，兩

28、缸之間封閉腔具有一定的體積，當(dāng)舉升機(jī)負(fù)重上升時(shí)，兩缸之間封閉腔內(nèi)的壓力會(huì)突然增加，由于油液具有可壓縮性，此封閉腔體積會(huì)有所減少，使左缸的開始位置上升時(shí)就會(huì)高于右缸，產(chǎn)生一定高度誤差，但因?yàn)橛鸵旱目蓧嚎s性小，兩缸之間產(chǎn)生的高度誤差也很小，又因?yàn)榕e升機(jī)對兩舉升臂間的高度誤差要求不高，而且兩舉升臂間的跨度又較大，所以因油液壓縮而產(chǎn)生的兩缸間高度差對舉升機(jī)的正常工作不會(huì)產(chǎn)生任何影響。假如對兩缸之間的誤差要求較高的話，可以在起始位置加裝兩個(gè)行程開關(guān)，控制補(bǔ)油回路工作進(jìn)行補(bǔ)油即可。 6.2液壓系統(tǒng)的工作特點(diǎn) 雙油缸驅(qū)動(dòng),板式鏈承載負(fù)荷,安全系數(shù)大， 雙保險(xiǎn)機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu),確保舉升時(shí)安全。設(shè)有補(bǔ)油回路，

29、直接避免了可能產(chǎn)生的升降臂在重力情況下下降的情況。經(jīng)濟(jì)效益好、結(jié)構(gòu)簡單、操作維護(hù)方便。 7 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定及工況分析 7.1升降機(jī)的工藝參數(shù) 本設(shè)計(jì)升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為： 舉升重量 3000kg 總高度 2608mm 舉升高度 1800mm 托盤距地面最小高度 110mm 電機(jī)功率 2.2kw 全行程上升下降時(shí)間 50~60s 電壓 380v/50Hz 機(jī)器總重 650kg 7.2工況分析 通過工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作工程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)，液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量

30、，他們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)選擇液壓元件的主要依據(jù)，壓力取決于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。- 8 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算 8.1初步估算系統(tǒng)工作壓力 液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定： 表8-1 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系 牽引力F（能） <5 5～10 10～20 20～30 30～50 >50 工作壓P(MPa） <0.8～10 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 表8-2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)床類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 液壓機(jī) 小型工程機(jī)械 大型挖掘機(jī)械 磨床 組合機(jī)床

31、龍門機(jī)床 拉床 建筑工程 重型機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 起重運(yùn)輸機(jī)械 工作壓\MPa 0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～18 20～32 由于該液壓缸的推力即牽引力為10KN，根據(jù)上面兩個(gè)表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa。 8.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 8.2.1液壓缸的作用力 液壓缸的作用力及時(shí)液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺工作時(shí)液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力： F= 式中： p—液壓缸的工作壓力 Pa 取p= D— 活塞內(nèi)徑 m ，

32、0.09m —液壓缸的效率，0.95 代入數(shù)據(jù): F = F = 10.3KN 即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力為10.3KN。 8.2.2缸筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下： 要求活塞無桿腔的推力為F時(shí)，其內(nèi)徑為： 式中： D 活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m F —無桿腔推力，N

33、 P —工作壓力，MPa —液壓缸機(jī)械效率，0.95 代入數(shù)據(jù)： D= =0.083m D= 83mm 取圓整值為 D=90mm 液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。 8.2.3活塞桿直徑的確定 （1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來確定 受拉時(shí)： 受壓時(shí)：

34、 該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa ,取 。 （2）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行： 式中： F—活塞桿的推力，N d—活塞桿直徑，m —材料的許用應(yīng)力，MPa 活塞桿用45號鋼 代入數(shù)據(jù)：

35、 =6.3MPa < 故活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。 （3）穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長比為： 時(shí)， 在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為： 將上述值代入式中得： 故校核采用的式子為： 式中： n=1 安裝形式系數(shù) E—活塞桿材料的彈性模量，鋼材取 J—活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

36、， L—計(jì)算長度，1.06m， 代入數(shù)據(jù)： =371KN 其穩(wěn)定條件為： 式中： —穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2—4 取=3 F—液壓缸的最大推力 ， N 代入數(shù)據(jù)： =123KN 故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。 8.2.4液壓缸壁厚的確定 液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計(jì)算，壁厚由下式確定： 式中： D—液壓缸內(nèi)徑 ，m —缸

37、體壁厚， cm —液壓缸最高工作壓力， Pa 一般取=（1.2-1.3）p —缸體材料的許用應(yīng)力 ，鋼材取 代入數(shù)據(jù)： 考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚。 8.2.5液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時(shí)，除去在形程開始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計(jì)算如下： 式中： A—活塞的有效工作面積 對于無桿腔 —活塞的容積效率 采用彈形密封圈時(shí)=1，采用活塞環(huán)時(shí)

38、 =0.98 為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度 m/s 代入數(shù)據(jù)： 即液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為，以其最小運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為。 8.3速度和載荷計(jì)算 8.3.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 類型選擇： 表8-3 執(zhí)行元件類型的選擇 運(yùn)動(dòng)形式 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 往復(fù)擺動(dòng) 短行程 長行程 高速 低速 擺動(dòng)液 壓馬達(dá) 執(zhí)行元件的類型 活塞缸 柱塞缸 液壓馬達(dá)和絲杠螺母機(jī)構(gòu) 高速液壓馬達(dá)

39、低速液壓馬達(dá) 根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸，再根據(jù)其運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸。 數(shù)量：故其采用的液壓缸數(shù)量為2個(gè)完全相同的液壓缸，其運(yùn)動(dòng)完全是同步的，但其精度要求不是很高。 安裝位置：在舉升機(jī)的一側(cè)。 8.3.2速度計(jì)算及速度變化規(guī)律 參考國內(nèi)舉升機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知。最大起升高度為1800mm時(shí)，其平均起升時(shí)間為45s，就是從液壓缸活塞開始運(yùn)動(dòng)到活塞行程末端所用時(shí)間大約為45s，設(shè)本舉升機(jī)的最小升降時(shí)間為40s,最大升降時(shí)間為50s。 由此便可以計(jì)算執(zhí)行元件的速度v: 式中： v—執(zhí)行元件的速度

40、， m/s L—液壓缸的行程，m t—時(shí)間，s 當(dāng) 時(shí)： =0.01325 當(dāng) 時(shí)： 液壓缸的速度在整個(gè)行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運(yùn)行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時(shí)，有一個(gè)減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說舉升機(jī)在整個(gè)工作過程中無明顯的加減速階段，其運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。 8.3.3執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律 執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn)行，因此在次計(jì)算油缸的總

41、阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削力，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力，密封裝置的摩擦阻力，起動(dòng)制動(dòng)或換向過程中的慣性力，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力： （1）切削力。根據(jù)其概念：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力，在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力： 其計(jì)算式為： （2）摩擦力。各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無潤滑的鋼-鋼之間的接觸摩擦，取， 其具體計(jì)算式為： （3）密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計(jì)算： O形密封圈： 液壓缸的推力 Y形密封圈：

42、 f—摩擦系數(shù)，取 p—密封處的工作壓力, Pa d—密封處的直徑 , m —密封圈有效高度, m 密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，一般取 （4）運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。 其計(jì)算式為： 式中： G—運(yùn)動(dòng)部件的總重力 , N g —重力加速度, —啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量,m/s —起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間,s 對于行走機(jī)械取，本設(shè)計(jì)中取值為 （5）背壓力。背壓力在此次計(jì)算中忽略

43、，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。 由上述說明可以計(jì)算出液壓缸的總阻力為： = =(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x9.8 +(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500)x9.8x0.05 =40KN 液壓缸的總負(fù)載為40KN，該系統(tǒng)中共有兩個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為20KN。 該舉升機(jī)的額定載荷為3000Kg ，其負(fù)載變化范圍為0—3000Kg，在工作過程中無沖擊負(fù)載的

44、作用，負(fù)載在工作過程中無變化，也就是該升降臺受恒定負(fù)載的作用。 9 液壓元件的選擇及計(jì)算 液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過濾器等。有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機(jī)的要求進(jìn)行液壓元件的選擇計(jì)算。 9.1液壓泵的選擇 液壓泵是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化裝置，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的動(dòng)力元件。為液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓液。液壓泵的性能好壞直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性 9.1.1泵的額定流量 泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來確定： 式中：

45、 —泵的輸出流量 ， K—系統(tǒng)泄漏系數(shù) ，一般取K= 1.1-1.3 —液壓缸實(shí)際需要的最大流量 ， n—執(zhí)行元件個(gè)數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 對于工作過程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時(shí)，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般?。? 9.1.2泵的最高工作壓力 泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定，即 式中： —泵的工作壓力 ，Pa —執(zhí)行元件的最高工作壓力，Pa —進(jìn)油路和回油路總的壓力損失。 初算時(shí)，

46、節(jié)流調(diào)速和比較簡單的油路可以取 ,對于進(jìn)油路有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取。 代入數(shù)據(jù)： 考慮到液壓系統(tǒng)的壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時(shí)，其額定壓力比工作壓力大25%--60% ，即泵的額定壓力為3.125--4.0，取其額定壓力為4。 9.1.3確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率 ①當(dāng)液壓泵的壓力和流量比較衡定時(shí)，所需功率為： p=pBqB/103ηB (kW) 式中：pB為液壓泵的最大工作壓力(N/m2)；qB為液壓泵的流量(m3/s)；ηB為液壓泵的總效率，各種形式液壓泵的總效率可參考表9-1估取，液壓泵規(guī)格大，取大值，反之取小值

47、，定量泵取大值，變量泵取小值。 表9-1 液壓泵的總效率 液壓泵的類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 0.6～0.7 0.65～0.8 0.6～0.75 0.8～0.85 ②在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量有顯著變化時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其平均值，即 p= 式中：t1，t2，…，tn為一個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間(s)；P1，P2，…，Pn為一個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的功率(kW)。 按上述功率和泵的轉(zhuǎn)速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，再進(jìn)行驗(yàn)算，使電動(dòng)機(jī)發(fā)出最大功率時(shí)，其超載量在

48、允許范圍內(nèi)。 ③電機(jī)的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊找，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三版，第五卷，可以查得電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為4KW，本設(shè)計(jì)以技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn) ，取電機(jī)的功率為4KW 根據(jù)上面所計(jì)算的最大壓力pB和流量qB，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與PB和qB相當(dāng)?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號。 上面所計(jì)算的最大壓力pB是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過程中存在著過渡過程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力pB應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%～60%，使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。若系統(tǒng)屬于高壓范圍，壓力儲(chǔ)備取小值；若系統(tǒng)屬于中低壓范圍，壓力儲(chǔ)備取大值。根據(jù)上述計(jì)算最終選取三螺桿泵： 液壓泵為三螺桿泵，其

49、參數(shù)如下： 規(guī)格： 標(biāo)定粘度： 10 轉(zhuǎn)速： 2900 壓力： 4 流量： 26.6 功率： 4 吸入口直徑： mm 25 排出口直徑： mm 20 重量： Kg 11 允許吸上真空高度： m() 5 制造廠： 上海機(jī)床廠 說明： 三螺桿泵的使用、安裝、維護(hù)要求。 使用要求：一般用于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用20號液壓油或40號液壓油，其粘度范圍為之間。 安裝要

50、求：電機(jī)與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求，（用千分表檢查連軸器的一個(gè)端面，其跳動(dòng)量不得大于0.03mm，徑向跳動(dòng)不得大于0.05mm.）,當(dāng)每隔轉(zhuǎn)動(dòng)連軸器時(shí)，將一個(gè)聯(lián)軸節(jié)作徑向移動(dòng)時(shí)應(yīng)感覺輕快。泵的進(jìn)油管道不得過長，彎頭不宜過多，進(jìn)油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可用40目到60目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有100mm,以免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于500mm。 維護(hù)要求：為保護(hù)泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。 9.2選擇電機(jī) 根據(jù)上述計(jì)算過程，現(xiàn)在可以進(jìn)行電機(jī)的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常

51、選取三相異步電動(dòng)機(jī)就能夠滿足要求，初步確定電機(jī)的功率和相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 額定功率：4 滿載時(shí)轉(zhuǎn)速： 電流： 效率： 85.5% 凈重： 45Kg 額定轉(zhuǎn)矩： 電機(jī)的安裝形式為 型，其參數(shù)為： 基座號：112M 極數(shù)：4 國際標(biāo)準(zhǔn)基座號： 9.3連軸器的選用 連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。 計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 式中： —需用轉(zhuǎn)矩，見各連軸器標(biāo)準(zhǔn) ， —驅(qū)動(dòng)功率，

52、 —工作轉(zhuǎn)速， —工況系數(shù)， 取為1.5 代入數(shù)據(jù)： 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 名稱： 撓性連軸器彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： 許用轉(zhuǎn)速： 4700r/min 軸孔直徑： 軸孔長度： Y型： L=42mm ， D=95mm 重 量： 1.9Kg 9.4 控制閥的選用 液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實(shí)際流量，下面根據(jù)該原則依次進(jìn)行壓力控制閥，流

53、量控制閥和換向閥的選擇。 9.4.1 壓力控制閥 壓力控制閥的選用原則 壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。 壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。 流量：通過壓力控制閥的實(shí)際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。 結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種，直動(dòng)型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動(dòng)裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動(dòng)型溢流閥，先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動(dòng)閥低一些，調(diào)壓精度比直動(dòng)閥高，廣泛應(yīng)用

54、于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。 此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價(jià)格，使用壽命，維護(hù)方便性，貨源情況等。 根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動(dòng)型壓力閥，再根據(jù)發(fā)的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇DBD式直動(dòng)式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下： 型號：DBDS6G10 最低調(diào)節(jié)壓力：5MPa 流量： 40L/min 介質(zhì)溫度： 9.4.2 流量控制閥 流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。 流量：通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)

55、范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。 該升降機(jī)液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單節(jié)分流閥，單節(jié)分流閥的規(guī)格和型號如下： 型號： FDL-B10H 公稱通徑：10mm 公稱流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min 連接方式：管式連接 重量：4Kg 分流閥的型號為：FL-B10 其余參數(shù)與單節(jié)分流閥相同。 9.4.3 方向控制閥 方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額

56、定壓力 流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 滑閥機(jī)能：滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實(shí)現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下： 型號：4WE5E5OF 額定流量：15L/min 消耗功率：26KW 電源電壓： 工作壓力：A.B.P腔 T腔： 重量：1.4Kg 9.5 管路，過濾器選擇計(jì)算 9.5.1 管路 管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可

57、以分為： 主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實(shí)現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱. 控制管路：用來實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。 本設(shè)計(jì)中只計(jì)算主管路中油管的尺寸。 （1）吸油管尺寸 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑d由下式確定： 式中： d—油管直徑，mm Q—油管內(nèi)液體的流量， —油管內(nèi)的允許流速， 對吸油管，取 ，本設(shè)計(jì)中?。? 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： （2）回油管尺寸

58、 回油管尺寸與上述計(jì)算過程相同：，取為 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： （3）壓力油管 壓力油管： ，本設(shè)計(jì)中取為： 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： （4）油管壁厚： 舉升機(jī)系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動(dòng)，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下： 內(nèi)徑： 10mm 外徑： 型，17.5-19.7mm 工作壓力：型，16 最小彎曲半徑：130mm 9.5.2 過濾器的選擇 過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： (1)具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大

59、于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。 (2)過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如表（9-2）所示： 表 9-2 過濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系 系統(tǒng)類型 一般液壓系統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 壓力MPa <7 >7 35 過濾精度 <25-20 <25 <10 <5 （3）濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，過濾器的實(shí)際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力。 （4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。 根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結(jié)

60、式過濾器，其型號及具體參數(shù)如下所示： 型號： 流量： 過濾精度： 接口尺寸： 工作壓力： 壓力損失: 生產(chǎn)廠:上海粉末冶金廠 9.6 輔件的選擇 9.6.1溫度計(jì)的選擇 液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計(jì)來顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，接觸式溫度計(jì)有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 測量范圍：，， 名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計(jì) 9.6.2壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選

61、擇如下： 型號：Y-60 測量范圍： 名稱：一般彈簧管壓力表 生產(chǎn)廠：上海宜川儀表廠 9.6.3油箱 油箱在系統(tǒng)中的主要功能為：儲(chǔ)存系統(tǒng)所需要的足夠的油液;散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的一部分熱量，分離油液中的氣體及沉淀污物。 油箱容積的確定是設(shè)計(jì)油箱的關(guān)鍵，油箱的容積應(yīng)能保證當(dāng)系統(tǒng)有大量供油而無回油時(shí)。最低液面應(yīng)在進(jìn)口過濾器之上，保證不會(huì)吸入空氣，當(dāng)系統(tǒng)有大量回油而無供油時(shí)或系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，油液返回油箱時(shí)，油液不致溢出。 初始設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)使用情況，按照經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱容積： 式

62、中: —油箱的容積 ， —液壓泵的流量， —經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見下表: 表9-3經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)械 1—2 2—4 5—7 6—12 10 本升降機(jī)為為中壓系統(tǒng)，取=5，則油箱的容量可以確定為: 10 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)性能估算的目的在于評估設(shè)計(jì)質(zhì)量。估算內(nèi)容一般包括：系統(tǒng)壓力損失，系統(tǒng)效率，系統(tǒng)發(fā)熱與溫升，液壓沖擊等。對于大多數(shù)要求一般的系統(tǒng)來講，只采用一些簡化公式進(jìn)行驗(yàn)算，定性說明情況。 10.1

63、系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 系統(tǒng)壓力損失包括管道內(nèi)沿程損失和局部損失以及法類元件的局部損失之和，計(jì)算時(shí)不同的工作階段要分開來計(jì)算，回油路上的壓力損失要折算到進(jìn)油路上去，因此某一階段的系統(tǒng)總的壓力損失為： 式中： —系統(tǒng)進(jìn)油路的壓力總損失 —系統(tǒng)回油路的壓力總損失 現(xiàn)在根據(jù)上式計(jì)算液壓系統(tǒng)工作過程中壓力損失。 液壓油在管內(nèi)的流速： 根據(jù)油管尺寸的計(jì)算項(xiàng)目，取 則雷諾數(shù)： 可見液流為層流。 摩擦阻力系數(shù)： 管子當(dāng)量長度及總長度：標(biāo)準(zhǔn)彎頭2個(gè) 所以：

64、 進(jìn)油路的壓力損失為： 各閥的壓力損失為： 分流閥： 0.6 換向閥為：0.04 油路的總壓力損失為： 由此得出液壓系統(tǒng)泵的出口壓力為： 油箱中油液的溫度一般推薦為30-50，最高不超過65，最低不低于15，對于工具機(jī)及其它裝置，工作溫度允許在40-55。 10.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 （1）液壓泵的功率損失： 式中： P—液壓泵的輸入功率，KW —液壓泵的實(shí)際輸出壓力，Pa

65、 —液壓泵的實(shí)際輸出流量， —液壓泵的效率，該系統(tǒng)中為螺桿泵， 代入數(shù)據(jù)： （2） 閥的功率損失 其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥時(shí)的損失為最大： 式中： P—溢流閥的調(diào)整壓力，Pa q—經(jīng)過溢流閥流回油箱的流量， 代入數(shù)據(jù)： （3） 管路及其它功率損失 此項(xiàng)損失包括很多復(fù)雜因素，由于其值較小，加上管路散熱等原因，在計(jì)算時(shí)常予以忽略，一般可取全部能量的0.03-0.05，即

66、 取 （4）系統(tǒng)的總功率損失為： 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)，主要用于舉升汽車。液壓舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)完成一個(gè)完整的工作循環(huán)上升、停止、下降、停止的工作過程，實(shí)現(xiàn)2個(gè)液壓缸同步運(yùn)行。本設(shè)計(jì)采用等量分流閥與單項(xiàng)節(jié)流閥串聯(lián)，從而提高了2個(gè)液壓缸同步的精度，滿足維修工人對舉升機(jī)的使用要求。 當(dāng)我初涉設(shè)計(jì)時(shí)，主、客觀問題層出不窮，按著設(shè)計(jì)計(jì)劃，設(shè)計(jì)思路有序地進(jìn)行，圍繞升降機(jī)該題目，既了解了舉升機(jī)的有關(guān)規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識，加強(qiáng)了自己的專業(yè)，拓寬了知識面。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要感謝劉麗芝老師的悉心指導(dǎo)，在我學(xué)習(xí)和進(jìn)行論文設(shè)計(jì)過程中，時(shí)刻受到劉老師的教誨、鼓勵(lì)和關(guān)懷，使我受益非淺。在課題的研究、論文的撰寫、設(shè)計(jì)方案的確定等方面，劉老師始終給予了極大的幫助。在劉老師的悉心指導(dǎo)和幫助下，才使得本次畢業(yè)設(shè)計(jì)基本按題目要求完成任務(wù)，謹(jǐn)此向劉老師表示深深的謝意和敬意，也同時(shí)感謝各位同學(xué)的幫助和支持。 我還要感謝在大學(xué)學(xué)