畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-液壓升降叉車(chē)設(shè)計(jì)

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1、 第1章 緒 論 中型運(yùn)輸叉車(chē)屬于物料搬運(yùn)作業(yè)的重要設(shè)備一種，其在物流管理中的作用日趨重要，是實(shí)現(xiàn)物流機(jī)械化作業(yè)，降低施工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要工具。叉車(chē)因其具有輕巧靈活、易操作、回轉(zhuǎn)半徑小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用于車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、站臺(tái)、貨場(chǎng)等處。是短距輕小物品的一種方便而經(jīng)濟(jì)的搬運(yùn)工具。在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中,應(yīng)用叉車(chē)的主要目的,一是解決生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，二是改善勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品成本。因此對(duì)中型運(yùn)輸叉車(chē)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求，要求叉車(chē)成本低,品種多樣化，零件、部件系列化、通用

2、化、標(biāo)準(zhǔn)化，性能穩(wěn)定可靠，以保證工人的操作安全、方便，工作的時(shí)候穩(wěn)定可靠。 針對(duì)上述要求，在設(shè)計(jì)中采用了合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的液壓技術(shù)，滿足了升降機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)功能要求，比較理想的解決了貨叉升降及定位的問(wèn)題。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 1.1 中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)的概述 中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)在物料搬運(yùn)作業(yè)應(yīng)用很廣的一種起重和運(yùn)輸設(shè)備，其主要組成部分包括貨叉、立柱、手動(dòng)泵、液壓缸、底座、萬(wàn)向輪、鏈輪鏈條等。貨叉的升降由手動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液壓缸，再由液壓缸驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條完成，可以在起升高度范圍內(nèi)的任何位置停止。 手動(dòng)泵升降液壓運(yùn)輸叉車(chē)裝有萬(wàn)向輪，在作業(yè)點(diǎn)需變動(dòng)時(shí)可靈活移動(dòng)。

3、為保證工人操作安全、方便，立柱上裝有防護(hù)欄桿。叉車(chē)起始高度為0.05m，最大高度為1.05m，凈升高度為1m。 1.2中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)的組成和原理 1.2.1中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)的組成 中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)分為原動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、工作裝置和輔助裝置四大結(jié)構(gòu)。原動(dòng)裝置為手動(dòng)泵，提供基本的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。工作裝置為貨叉，是具體功能的執(zhí)行系統(tǒng)。由于貨叉要能上下升降，停留自鎖，而原動(dòng)裝置手動(dòng)泵運(yùn)動(dòng)方式單一，所以需用傳動(dòng)裝置液壓缸、鏈輪鏈條將原動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力等進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳遞給工作機(jī)構(gòu)貨叉，以適用工作機(jī)的需要。為了滿足移動(dòng)、穩(wěn)定、安全等方面的需要，還需設(shè)置萬(wàn)向輪、防護(hù)欄桿等輔助裝置。 1.2.2 中型液壓

4、運(yùn)輸叉車(chē)的原理 1.2.2.1 原動(dòng)裝置 圖1-1為原動(dòng)裝置手動(dòng)泵的工作原理圖： 圖1-1 為使重物不斷地上升，達(dá)到一定的高度，手動(dòng)泵6應(yīng)不斷向液壓缸3供油，以充滿大活塞升起的空間。如圖所示，當(dāng)用手向下壓杠桿時(shí)，手動(dòng)泵6下部將產(chǎn)生一個(gè)壓力，以等值傳遞到液壓缸3的柱塞4的作用面上，使柱塞4受到一個(gè)力的作用，將重物頂起。為使重物升起一定的高度，就要在連通手動(dòng)泵6下部和液壓缸3的油管中設(shè)置一單向閥7，使油液不能由手動(dòng)泵6傳遞到液壓缸3。同時(shí)，手動(dòng)泵6上部體積變大，形成真空，油箱1中的油液在大氣壓的作用下，通過(guò)單向閥8被吸入到手動(dòng)泵6上部。當(dāng)抬起杠桿時(shí)，手動(dòng)泵6下部體積變大，形成真空，油

5、箱1中的油液在大氣壓的作用下，通過(guò)單向閥9被吸入到手動(dòng)泵6下部。而手動(dòng)泵6上部將產(chǎn)生一個(gè)壓力，以等值傳遞到液壓缸3的柱塞4的作用面上，使柱塞4受到一個(gè)力的作用，將重物頂起。為使重物升起一定的高度，就要在連通手動(dòng)泵6下部和液壓缸3的油管中設(shè)置一單向閥7，使油液不能由手動(dòng)泵6傳遞到液壓缸3。這樣反復(fù)拉壓活塞5，就可使重物升降臺(tái)不斷上升，一直達(dá)到要求高度。 1.2.2.2 傳動(dòng)裝置 液壓缸能舉起載重的升降平臺(tái)原理如圖所示： 在兩個(gè)互相連通的密封液壓缸中裝有油液，液壓缸的上部裝有小活塞1和大活塞2，他們的面積分別為和，并于大活塞上放一重物W。如果在小活塞上加一外力，則小液壓缸中油液的壓力P=，

6、根據(jù)帕斯卡原理，這一壓力將傳遞到液壓缸中所有各點(diǎn)，因此也傳遞到大液壓缸中去，這時(shí)大活塞也受到一個(gè)壓力P的作用，大活塞受到的總作用力為 圖1-2 如果足以克服重物W所產(chǎn)生的外力，就可將重物抬起。由此可見(jiàn)，兩活塞面積之比越大，大活塞升起重物的能力越大，也就是說(shuō)，在小活塞上加不大的力，大活塞就可得到較大的作用力，將重物W舉起，這就是傳動(dòng)裝置液壓缸的工作原理。 1.2.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用 1.2.3.1 液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn) 1. 借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。執(zhí)行元件可以布置得離原動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)，方位也不受限制，而且外形美觀大方。 2. 液壓

7、傳動(dòng)與電傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相比，有重量輕，體積小的突出特點(diǎn)。如液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的十分之一。 3. 可方便實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大。 4. 液壓傳動(dòng)與電傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相比，有慣性小，響應(yīng)速度高的特點(diǎn)。 5. 液壓系統(tǒng)可借助安全閥等可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，同時(shí)以油作介質(zhì)時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間可自行潤(rùn)滑，故使用壽命長(zhǎng)。 6. 液壓傳動(dòng)借助各種控制閥，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行自動(dòng)化。 1.2.3.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 1. 由于液體流動(dòng)的阻力損失和泄露較大，因此液壓傳動(dòng)的效率較低，一般為75%~80%左右。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且當(dāng)附近有火種存在時(shí)，還可能引起火

8、災(zāi)和爆炸事故。 2. 工作時(shí)受溫度變化的影響大。溫度變化引起液體粘性變化，隨之泄露發(fā)生變化。 3. 噪聲較大。 4. 液壓元件制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴；使用維修要求有較高的技術(shù)水平和一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。 5. 對(duì)污染敏感。污染的液壓油會(huì)使液壓元件磨損和堵賽，性能變壞，壽命縮短，甚至損壞。 1.2.3.3 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用 近三十年來(lái)，由于加工工藝上的飛快進(jìn)步和液壓傳動(dòng)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在很多部門(mén)都采用了液壓傳動(dòng)。 由于他有無(wú)級(jí)調(diào)速和傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，在磨床工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)上用得較早。接著又在插、拉、刨、銑等機(jī)床上得到應(yīng)用；因其布置方便并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在組合機(jī)床上用得較廣。由于液壓執(zhí)行元

9、件的推力比較大、操縱方便、布置靈活，液壓和電器配合易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控，在冶金設(shè)備、礦山機(jī)械、鉆探機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及飛機(jī)和軍艦上的許多控制機(jī)構(gòu)都普遍采用著液壓傳動(dòng)。由此預(yù)見(jiàn)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)將會(huì)在許多工業(yè)部門(mén)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.3.1 我國(guó)叉車(chē)行業(yè)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 我國(guó)叉車(chē)工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代末，當(dāng)時(shí)主要仿制前蘇聯(lián)產(chǎn)品。從70年代后期到80年代中期，全行業(yè)先后組織了2次聯(lián)合設(shè)計(jì)，各叉車(chē)生產(chǎn)廠紛紛引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，如北京叉車(chē)總廠引進(jìn)日本三菱1～５t內(nèi)燃平衡重叉車(chē)技術(shù)，大連叉車(chē)總廠引進(jìn)日本三菱10～40t內(nèi)燃平衡重叉車(chē)和

10、集裝箱叉車(chē)技術(shù)，天津叉車(chē)總廠引進(jìn)保加利亞巴爾干車(chē)輛公司1.25～6.3t內(nèi)燃叉車(chē)技術(shù)，杭州叉車(chē)總廠引進(jìn)西德O&K公司靜壓傳動(dòng)叉車(chē)、越野叉車(chē)和電動(dòng)叉車(chē)技術(shù)，合肥叉車(chē)總廠、寶雞叉車(chē)公司引進(jìn)日本TCM株式會(huì)社1～10t叉車(chē)技術(shù)，湖南叉車(chē)公司引進(jìn)英國(guó)普勒班機(jī)械公司內(nèi)燃防爆裝置技術(shù)。自90年代開(kāi)始，一些骨干企業(yè)在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上積極對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新和系列化，因此目前國(guó)產(chǎn)叉車(chē)的技術(shù)水平參差不齊。其中，電動(dòng)叉車(chē)因受基礎(chǔ)技術(shù)落后的制約，整體水平與世界先進(jìn)水平差距很大，每年仍要進(jìn)口價(jià)值近2億美元的叉車(chē)產(chǎn)品。中國(guó)叉車(chē)能否逐鹿國(guó)際市場(chǎng)，并在與世界強(qiáng)手的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，將依賴于叉車(chē)整體技術(shù)水平的提高，特別是

11、電動(dòng)叉車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展。 ? 1.3.2 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)分析 與預(yù)測(cè)全球約有250家叉車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)量保持在50萬(wàn)臺(tái)左右。由于競(jìng)爭(zhēng)的加劇，同20世紀(jì)80年代比，世界叉車(chē)工業(yè)出現(xiàn)了銷(xiāo)售額增長(zhǎng)而利潤(rùn)減少的反?，F(xiàn)象。一方面，為降低成本，叉車(chē)巨頭紛紛在發(fā)展中國(guó)家建廠。例如，在中國(guó)建有廈門(mén)林德、安徽TCM、北京漢拿、湖南德士達(dá)、煙臺(tái)大宇重工、上海海斯特等。這些公司把具有世界20世紀(jì)90年代中期先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)帶到國(guó)內(nèi)，促進(jìn)了我國(guó)叉車(chē)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也造成了很大的沖擊。另一方面，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用越來(lái)越明顯，叉車(chē)普及率越來(lái)越高，已從過(guò)去單一的港口碼頭

12、進(jìn)入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。目前我國(guó)叉車(chē)的保有量約18萬(wàn)臺(tái)，實(shí)際年潛在需求量約10萬(wàn)臺(tái)，而實(shí)際年銷(xiāo)售量?jī)H3萬(wàn)臺(tái)左右，可見(jiàn)中國(guó)的叉車(chē)市場(chǎng)是巨大的。 隨著人們對(duì)環(huán)境污染危害的深刻認(rèn)識(shí)，環(huán)保已成為世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，環(huán)保型叉車(chē)將成為市場(chǎng)主流；其次，自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、大型超市的紛紛建立，刺激了對(duì)室內(nèi)搬運(yùn)機(jī)械需求的增長(zhǎng)，高性能電動(dòng)叉車(chē)、前移式叉車(chē)、窄巷道叉車(chē)等各類(lèi)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械迅速發(fā)展是未來(lái)叉車(chē)市場(chǎng)的又一特征；另外，全球經(jīng)濟(jì)一體化必將帶來(lái)全球工業(yè)的國(guó)際化，使得各國(guó)間及國(guó)內(nèi)貿(mào)易大幅上升。有資料表明全世界集裝箱吞吐量每年以30%左右的速度遞增。貿(mào)易的增加將推動(dòng)現(xiàn)代集裝箱搬運(yùn)與堆垛設(shè)備的高速發(fā)展。 1.3.3

13、 現(xiàn)代叉車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 1 .產(chǎn)品的系列化與多樣化 根據(jù)美國(guó)工業(yè)車(chē)輛協(xié)會(huì)的分類(lèi)法，叉車(chē)分(1、2、3、4、5、6和7)7大類(lèi)，分別為電動(dòng)乘駕式叉車(chē)、電動(dòng)窄巷道叉車(chē)、電動(dòng)托盤(pán)搬運(yùn)車(chē)、內(nèi)燃平衡重式實(shí)心胎叉車(chē)、內(nèi)燃平衡重式充氣胎叉車(chē)、電動(dòng)與內(nèi)燃乘駕式拖車(chē)和越野叉車(chē)。各叉車(chē)公司皆以產(chǎn)品種類(lèi)、系列的多樣化去充分適應(yīng)不同用戶、不同工作對(duì)象和不同工作環(huán)境的需要，并不斷推出新結(jié)構(gòu)、新車(chē)型，以多品種小批量滿足用戶的個(gè)性化要求。 2 .綠色化推動(dòng)叉車(chē)動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展叉車(chē)分內(nèi)燃叉車(chē)和電動(dòng)叉車(chē)。內(nèi)燃叉車(chē)以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，功率強(qiáng)勁，使用范圍廣，缺點(diǎn)是排氣和噪聲污染環(huán)境，有害人類(lèi)健康。電動(dòng)叉車(chē)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)廢

14、氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn)，是室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具，但其受蓄電池容量限制，功率小，作業(yè)時(shí)間短。未來(lái)叉車(chē)將廣泛采用電子燃燒噴射和共軌技術(shù)。 3 .節(jié)能和機(jī)電液一體化高新技術(shù)的應(yīng)用微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)提高叉車(chē)業(yè)整體水平，實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能，以及保證整機(jī)及系統(tǒng)的安全性、控制性和自動(dòng)化水平的作用將更加明顯，使電子與機(jī)械、電子與液壓的結(jié)合更加密切。未來(lái)叉車(chē)的發(fā)展在于其電子技術(shù)的應(yīng)用水平。 4 .運(yùn)用人類(lèi)功效學(xué)原理，追求操縱舒適性各叉車(chē)公司不斷優(yōu)化改進(jìn)叉車(chē)人機(jī)界面，使操縱簡(jiǎn)便省力、迅速準(zhǔn)確，充分發(fā)揮人機(jī)效能。 5 .工業(yè)造型設(shè)計(jì)近年來(lái)各大企業(yè)皆推出了外觀造型令人注目的

15、新車(chē)型，體現(xiàn)了叉車(chē)造型轎車(chē)化的發(fā)展趨勢(shì)。流線型、大圓弧過(guò)渡加之明快協(xié)調(diào)的色彩搭配。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型、快速成型等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段和先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)用，叉車(chē)造型將越來(lái)越具有新意和特色。 6 .重視叉車(chē)的安全可靠性與可維護(hù)性 保證駕駛員的安全一直是叉車(chē)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。 7 .集裝箱叉車(chē)與集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的發(fā)展目前，集裝箱搬運(yùn)與堆垛設(shè)備的主要生產(chǎn)商集中在歐洲，如瑞典的Kalmar、SMV，意大利的Belotti、CVS、Fantuzzi，法國(guó)的PPM，芬蘭的SISU Valmet，德國(guó)的Linde等。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)集裝箱叉車(chē)的僅有1家，而生產(chǎn)正面吊運(yùn)機(jī)吊具的也僅有2

16、家，主要依賴進(jìn)口。集裝箱叉車(chē)仍是所有集裝箱港口、碼頭、中轉(zhuǎn)站搬運(yùn)與堆垛空箱必不可少的設(shè)備，且堆垛層數(shù)有不斷增加的趨勢(shì)。用于搬運(yùn)與堆垛20和40英尺重箱的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)，因其視野好，可跨越箱列吊運(yùn)，具有堆垛第2、第3列集裝箱的功能，運(yùn)行平穩(wěn)，將逐漸取代重箱集裝箱叉車(chē)。 因此，從目前國(guó)內(nèi)情況看，叉車(chē)產(chǎn)品和叉車(chē)行業(yè)依然處于發(fā)展期，產(chǎn)品技術(shù)仍需發(fā)展完善；產(chǎn)品使用范圍和使用量尚未得到足夠拓展；市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的產(chǎn)業(yè)自然調(diào)整仍處于初級(jí)階段；客戶使用意識(shí)和企業(yè)研發(fā)意識(shí)、能力依然落后。發(fā)達(dá)國(guó)家的用戶和企業(yè)考慮的是如何把叉車(chē)用得更好，尋求更好的解決方案，而我國(guó)很多客戶還在叉車(chē)和人工搬運(yùn)間左右為難。 從全球叉

17、車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期角度分析，目前國(guó)際市場(chǎng)已處在成熟期，市場(chǎng)增速已經(jīng)放緩。為了尋找新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，國(guó)際叉車(chē)業(yè)巨頭逐漸將目光轉(zhuǎn)向中國(guó)這個(gè)世界叉車(chē)業(yè)最具潛力的市場(chǎng)。目前日本的市場(chǎng)很發(fā)達(dá)，而我國(guó)有一個(gè)很好的發(fā)展前景。 1.4 課題的主要任務(wù)及研究方法 1.4.1課題的主要任務(wù) （一）課題的任務(wù)是：設(shè)計(jì)一臺(tái)用于安裝、維修、運(yùn)輸、清潔、建筑等方面的中型升降搬運(yùn)叉車(chē)，完成總裝圖和規(guī)定的零部件圖,并撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告,翻譯相關(guān)英文資料，用CAD作設(shè)計(jì)圖紙不少于3張零號(hào)圖紙的圖紙量，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 要求:方案可行，結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并滿足以下給定的設(shè)計(jì)技術(shù)條件。 1) 載重量：≤350kg

18、 5) 整車(chē)重量：≤120kg 2) 貨叉起始高度：≤0.05m 6) 升降時(shí)間：≤150s 3) 貨叉最大高度： 1.05m 7) 貨叉升降能自鎖 4) 貨叉凈升高度：1m 8) 整車(chē)移動(dòng)靈活，工作是能穩(wěn)定 （二）知識(shí)要求 學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問(wèn)題。通過(guò)學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐，使得理論認(rèn)識(shí)深化、知識(shí)領(lǐng)域擴(kuò)展、專(zhuān)業(yè)技能延伸。 （三）能力要求 學(xué)生應(yīng)能依據(jù)課題任務(wù)，進(jìn)行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書(shū)；掌握有關(guān)

19、工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫(xiě)技術(shù)文件的能力；掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法，具有分析與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。 （四）素質(zhì)要求 學(xué)生應(yīng)能樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，有嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹(shù)立正確的工程意識(shí)與經(jīng)濟(jì)意識(shí)，樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)與全局觀點(diǎn)。 1.４.2 課題研究方法、步驟和措施 （一）研究方法 對(duì)于一個(gè)給定的工程問(wèn)題，為得到有充分科學(xué)依據(jù)的解決辦法，需要具有豐富的工程科學(xué)知識(shí)。然而一個(gè)有充分科學(xué)依據(jù)的解決辦法，并不一定有益于人類(lèi)，評(píng)價(jià)一個(gè)工程問(wèn)題的解決辦法是否對(duì)人類(lèi)有益，還需要有社會(huì)科學(xué)和人文

20、科學(xué)方面的知識(shí)；工程問(wèn)題的解決涉及社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)等方面的諸多因素。 工程問(wèn)題的解決，需要回答下述五個(gè)基本問(wèn)題： 1) “能不能做”是工程問(wèn)題得以解決的前提，通過(guò)理論研究和實(shí)踐分析，回答給定的工程問(wèn)題在技術(shù)上是否可能實(shí)現(xiàn)。 2) “會(huì)不會(huì)做”是工程問(wèn)題得以解決的核心。通過(guò)工程技術(shù)研究與工程設(shè)計(jì)，確定工程實(shí)現(xiàn)的主要方法與途徑。 3) “值不值得做”是工程問(wèn)題得以解決的必要條件。任何工程問(wèn)題的解決均應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，從而確定工程問(wèn)題的解決是否具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 4) “允不允許做”是工程問(wèn)題得以解決的最重要的外部約束條件；任何工程問(wèn)題的解決均應(yīng)通過(guò)法律、法規(guī)進(jìn)行認(rèn)定

21、。凡違反環(huán)境保護(hù)法的工程項(xiàng)目，即使在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上能夠圓滿解決，這個(gè)工程項(xiàng)目也不能實(shí)施。 5) “是復(fù)現(xiàn)還是創(chuàng)新”是工程問(wèn)題得以解決的生命力之所在，創(chuàng)新是解決工程問(wèn)題的靈魂。沒(méi)有創(chuàng)新而只有模仿的設(shè)計(jì)不具備競(jìng)爭(zhēng)力，因而沒(méi)有生命力。 根據(jù)以上解決工程問(wèn)題的指導(dǎo)思想，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)有條件和要求，確定本課題的研究方法如下：對(duì)該課題的內(nèi)容進(jìn)行理論研究和技術(shù)分析，通過(guò)實(shí)踐考察和查閱資料，解決作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的這一工程實(shí)際問(wèn)題。 （二）研究步驟和措施 1)熟悉課題，查找資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告:為了搞好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了大量有關(guān)叉車(chē)設(shè)計(jì)、叉車(chē)制造、叉車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、汽車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、起重設(shè)備使用與維修(有關(guān)

22、千斤頂?shù)? 、液壓與氣壓傳動(dòng)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的資料，也實(shí)地參觀考察了幾個(gè)使用叉車(chē)的工廠，并著重學(xué)習(xí)了液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，通過(guò)學(xué)習(xí),了解并掌握了設(shè)計(jì)所需要的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。 2)總體方案擬訂、力學(xué)分析: 仔細(xì)參祥所查閱的資料，分析綜合重點(diǎn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。運(yùn)用CAD或PRO/E等軟件進(jìn)行叉車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和進(jìn)行力學(xué)分析。 3)叉車(chē)設(shè)計(jì): 運(yùn)用CAD等軟件進(jìn)行叉車(chē)總裝圖和零部件設(shè)計(jì)。 4)整理資料,撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備畢業(yè)答辯: 按湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，擬定出方案.在設(shè)計(jì)過(guò)程中?；ハ嘤懻?，互幫互助，遇到難解的問(wèn)題，向指導(dǎo)老師請(qǐng)教。充分體現(xiàn)現(xiàn)

23、代解決工程問(wèn)題的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精。 第2章 中型運(yùn)輸叉車(chē)的方案設(shè)計(jì) 2.1 中型運(yùn)輸叉車(chē)設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)和選擇 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求：最后確定了兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，方案一是手動(dòng)泵式運(yùn)輸叉車(chē)如圖2-1，方案二是蝸輪蝸桿式運(yùn)輸叉車(chē)如圖2-2。 圖2-1 方案一：手動(dòng)泵運(yùn)輸叉車(chē)原理圖 本設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行元件可以布置得離原動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)，方位也不受限制，而且外形美觀大方；有重量輕，體積小的突出特點(diǎn)；可方便實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大；有慣性小，響應(yīng)速度高的特點(diǎn)；液壓系統(tǒng)可借助安全閥等可

24、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，同時(shí)以油作介質(zhì)時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間可自行潤(rùn)滑，故使用壽命長(zhǎng)；液壓傳動(dòng)借助各種控制閥，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行自動(dòng)化。 方案二的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)效率較高；沒(méi)有溫度變化影響；機(jī)械傳動(dòng)零部件使用無(wú)污染，使用壽命高；承載力大等特點(diǎn)。 根據(jù)現(xiàn)在市場(chǎng)需求和發(fā)展方向來(lái)看，我選擇了方案一作為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。 圖1-3 方案2：蝸輪蝸桿式運(yùn)輸叉車(chē)原理圖 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 3.1 液壓缸主要尺寸的確定 3.1.1 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸的壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類(lèi)型來(lái)確定。查《

25、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-1，可選工作壓力P為4MPa。 3.1.2 液壓缸柱塞桿直徑d的確定 由于液壓缸為單柱塞桿液壓缸。如圖可知，可列方程式： 式中 P──液壓缸工作壓力。 d/D──柱塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，可按表2-3選取為0.8。 F──工作循環(huán)中最大的外負(fù)載。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，貨叉上總負(fù)載350Kg，再由鏈條傳遞到液壓缸柱塞桿的拉力F約為13KN —— 液壓缸密封處的摩擦力，由液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)行估算。 式中為液壓缸的機(jī)械效率，一般=0.9~0.97 將代人式（2-1），可求得=13.8KN 將以上以知

26、條件代人（2-1）式中求得 由計(jì)算所得d值分別按表2-4、表2-5查得相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑。取D=63mm，d=50mm。 3.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 δ≥ 式中δ　　 液壓缸壁厚（m） 　 液壓缸內(nèi)徑為0.063（m） ── 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍 （MPa）; 即41.5=6 ──缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為高強(qiáng)度鑄鐵：＝60MPa 根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，取液壓缸的壁厚為15mm。 則液壓缸外徑D1≥D+2δ=63+215＝93mm 3.1.4 液壓缸工作行程的確定

27、液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定。因執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程為1000mm。所以液壓缸工作行程取500mm。 3.1.5 液壓缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求 式中H─────液壓缸的最大行程； D─────液壓缸的內(nèi)徑。 所以=56.5mm 3.1.6 液壓缸缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般液壓缸的缸

28、體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20~30倍。 缸體長(zhǎng)度取 L=400mm 3.1.7 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （一）缸體與缸蓋的連接形式 考慮到法蘭連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易加工、便于裝拆、強(qiáng)度較大、能承受高壓。所以缸體與缸蓋連接選擇法蘭連接。 （二）柱塞桿與柱塞的連接結(jié)構(gòu) 考慮到半環(huán)連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，不易松動(dòng)?？蓱?yīng)用于壓力高、負(fù)荷大的場(chǎng)合。所以選折半環(huán)連接。 （三）柱塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 選折導(dǎo)向套導(dǎo)向。導(dǎo)向套與柱塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。蓋與桿的密封常用Y形及V

29、形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。 （四）液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) （1）液壓缸的安裝形式 根據(jù)安裝位置和工作要求選折前后腳架安裝形式。 （2）液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定 液壓缸的進(jìn)、出油口，布置在缸體上。由于液壓缸無(wú)專(zhuān)用的排氣裝置，進(jìn)、出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。形式選用螺孔連接。油口尺寸為6mm。 3.1.8 油缸穩(wěn)定性和柱塞桿的強(qiáng)度的計(jì)算 由于油缸行程S10D，采用等截面計(jì)算法計(jì)算柱塞桿的強(qiáng)度。 [kgf] 為了保證柱塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，柱塞桿上的推力P要求比穩(wěn)定極限力小，其關(guān)系為： [kgf] 結(jié)論： 油缸零件的連

30、接計(jì)算 這里缸體與缸蓋的連接采用法蘭及螺釘連接。 缸體與缸蓋用法蘭及螺釘連接（如圖） 螺紋處的拉應(yīng)力： [] 圖3.1 螺紋處的剪應(yīng)力(取=0.12)： [] 合成應(yīng)力： y 3.1.9 液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 零件名稱 材料 主要表面粗糙度 技術(shù)要求 缸體 灰鑄鐵 HT200 液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 （1）內(nèi)徑用H8~H9的配合 （2）內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差支半 （3）缸體端面T對(duì)軸線的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm （4）缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用6H級(jí)精度 （5）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)

31、徑表面可以鍍0.03~0.04mm厚的硬鉻，再進(jìn)行拋光，缸體外涂耐腐蝕油漆。 柱塞桿 45鋼 外圓柱面粗糙度 為 （1）材料熱處理：調(diào)質(zhì)20~25HRC （2）外徑d和d2的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半 （3）d2對(duì)d的徑向跳動(dòng)不大于0.01mm （4）活塞桿與導(dǎo)向套采用H8/f7配合，與活塞的連接采用H8/h8配合 缸蓋 灰鑄鐵 配合表面粗糙度為 （1）配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半 （2）d2、d3對(duì)D的徑向跳動(dòng)不大于0.03mm （3）端面A、B對(duì)孔軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm 導(dǎo)向套 球墨鑄鐵 導(dǎo)向表面粗糙度為 （1）

32、導(dǎo)向套的長(zhǎng)度一般取活塞桿長(zhǎng)度的60%~100% （2）外徑與內(nèi)孔的同軸度公差不大于內(nèi)孔公差之半 第4章 手動(dòng)泵的設(shè)計(jì) 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，是能量轉(zhuǎn)換元件，它們由原動(dòng)機(jī)（人力、電動(dòng)機(jī)等）驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力再輸出到系統(tǒng)中去，為執(zhí)行元件提供動(dòng)力。是液壓系統(tǒng)的核心元件，其性能好壞將直接影響到系統(tǒng)是否能正常工作。 4.1 主要性能參數(shù)的確定 4.1.1 手動(dòng)泵壓力的確定 泵的吸人壓力由人力提供 由杠桿原理得 =150 4.1.2 手動(dòng)泵排量q和流量Q的確定

33、 手動(dòng)泵的活塞上或下移動(dòng)一次，由幾何尺寸計(jì)算得到的排出液體的體積叫泵的排量。 手柄上抬或下壓一次的時(shí)間為4秒，即手動(dòng)泵的柱塞上或下移動(dòng)一次的時(shí)間為4秒。由給定條件：升降時(shí)間150s。取升降時(shí)間為128秒。 那么在一次上升或下降過(guò)程中，手動(dòng)泵的手柄要上抬和下壓的總共次數(shù)n=64/4=16（次）。也就是說(shuō)，手動(dòng)泵的手柄上抬和下壓16次能將油液注滿液壓缸并推動(dòng)液壓缸的柱塞單向走完500mm的行程。由此可知，手動(dòng)泵的排量為液壓缸的容積除以16。 即q=/16===306640 泵的平均理論流量與排量的關(guān)系式如下： ＝nq 式中　n───泵的轉(zhuǎn)速 　　　q───泵的排量 ＝nq＝1/

34、4306640=76660 4.1.3. 手動(dòng)泵的功率 泵的輸入功率＝2250／4=562.5w 4.2 手動(dòng)泵主要尺寸的確定 4.2.1 手動(dòng)泵的內(nèi)徑D的確定 根據(jù)帕斯卡原理：壓強(qiáng)相等 即 式中 ──── 手動(dòng)泵的工作壓力，為2250N ──── 液壓缸最大工作負(fù)載，為9000 N 液壓缸的最大工作負(fù)載是指工作機(jī)構(gòu)在滿負(fù)荷情況下，以一定的速度起動(dòng)時(shí)對(duì)液壓缸產(chǎn)生的總阻力，即=9000 N 式中 ：工作機(jī)構(gòu)的重荷、自重等對(duì)液壓缸產(chǎn)生的作用力 ：工作機(jī)構(gòu)在滿載荷下起動(dòng)時(shí)

35、的靜磨檫力。 ：工作機(jī)構(gòu)在滿載荷下起動(dòng)時(shí)的慣性力 ────手動(dòng)泵的內(nèi)徑 ────液壓缸的內(nèi)徑 ────液壓缸活塞桿的直徑 所以 40 mm 4.2.2 手動(dòng)泵行程的確定 根據(jù)方程式 式中 ────手動(dòng)泵的內(nèi)徑40mm ────手動(dòng)泵的行程 ────手動(dòng)泵的排量306640 所以 =/=306640/=51mm 取行程=55mm。 4.2.3 手動(dòng)泵壁厚和外徑的計(jì)算 壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 δ≥ 式中δ　　 手動(dòng)泵壁厚（m） 　

36、 手動(dòng)泵內(nèi)徑為0.04（m） ── 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25~1.5)倍（MPa）; 即41.5=6 ──缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為高強(qiáng)度鑄鐵：＝60MPa 根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，取手動(dòng)泵的壁厚為4mm。 則手動(dòng)泵外徑D≥D+2δ=40+24＝50mm。 4.2.4 手動(dòng)泵最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求 式中H─────手動(dòng)泵的最大行程； D─────手動(dòng)泵的內(nèi)徑。 所以

37、=22.5mm 4.2.5 手動(dòng)泵缸體長(zhǎng)度的確定 手動(dòng)泵缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端缸蓋的厚度。一般手動(dòng)泵的缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20~30倍。 缸體長(zhǎng)度取 L=148mm。 4.2.6 手動(dòng)泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手動(dòng)泵主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （一） 缸體與缸蓋的連接形式 考慮到法蘭連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易加工、便于裝拆、強(qiáng)度較大、能承受高壓。所以缸體與缸蓋連接選擇法蘭連接。 （二）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 考慮到半環(huán)連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，不易松動(dòng)。可應(yīng)用于壓力高、負(fù)荷大的場(chǎng)合。所以選折半環(huán)連接。 （三）活塞

38、桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 選折端蓋直接導(dǎo)向。端蓋與活塞桿直接接觸導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但磨損后只能更換整個(gè)端蓋。蓋與桿的密封常用O型、Y型密封圈。 （四）手動(dòng)泵的安裝連接結(jié)構(gòu) （1）手動(dòng)泵的安裝形式 根據(jù)安裝位置和工作要求，將手動(dòng)泵置于油箱內(nèi)，泵的頭部與油箱蓋用螺釘緊固連接。 （2）手動(dòng)泵進(jìn)、出油口形式及大小的確定 手動(dòng)泵的進(jìn)、出油口，布置在缸體上。由于此手動(dòng)泵為雙向手動(dòng)泵，總共有四個(gè)進(jìn)出油口，頂端布置一進(jìn)油口和一出油口，底端布置一進(jìn)油口和一出油口。底端的進(jìn)出油口設(shè)置在底蓋上。 4.2.7 手動(dòng)泵主要零件的材料和技術(shù)要求 零件名稱 材料 主要表面粗糙度 技術(shù)要求 缸體 灰

39、鑄鐵 HT200 液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 （1）內(nèi)徑用H8~H9的配合 （2）內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差支半 （3）缸體端面T對(duì)軸線的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm （4）缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用6H級(jí)精度 （5）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可以鍍0.03~0.04mm厚的硬鉻，再進(jìn)行拋光，缸體外涂耐腐蝕油漆。 活塞 45鋼 活塞外圓柱表面粗糙度為 （1）外徑D的圓度、圓柱度不大于外徑公差之半 （2）外徑D對(duì)內(nèi)孔d1的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差之半 （3）缸體端面T對(duì)軸線的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm （4）活塞外徑用橡膠

40、密封圈密封時(shí)可取f7~f9配合，內(nèi)孔與活塞桿的配合可取H8 活塞桿 45鋼 外圓柱面粗糙度為 （1）材料熱處理：調(diào)質(zhì)20~25HRC （2）外徑d和d2的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半 （3）d2對(duì)d的徑向跳動(dòng)不大于0.01mm （4）活塞桿與導(dǎo)向套采用H8/f7配合，與活塞的連接采用H8/h8配合 缸蓋 球墨鑄鐵 配合表面粗糙度為 （1）配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半 （2）d2、d3對(duì)D的徑向跳動(dòng)不大于0.03mm （3）端面A、B對(duì)孔軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm 4.3液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算校核 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下

41、進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及連接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確卻的計(jì)算液壓回路各段壓力損失及系統(tǒng)效率等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其它必要的措施。 1) 液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失△p1,管路的局部壓力損失△p2和閥類(lèi)元件的局部損失△p3,總的壓力損失為 △p=△p1+△p2+△p3 △p1= pa △p2= pa 式中 l-----管道的長(zhǎng)度 m d-----管道內(nèi)徑 m v--

42、---液流平均速度 m/s ρ----液壓油密度 λ----沿程阻力系數(shù) ξ----局部阻力系數(shù) λξ的具體值可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》31篇第5章有關(guān)內(nèi)容 代入數(shù)據(jù)有 式中 Qn-----閥的額定流量 Q------通過(guò)閥的額定流量 m3／s △pn-----閥的額定壓力損失 pa（可從產(chǎn)品樣品中查到） 對(duì)于泵到執(zhí)行元件間壓力損失，如果計(jì)算出的△p比選泵時(shí)的估計(jì)的管路損失大的多時(shí)，應(yīng)該重新調(diào)整泵及其他元件的規(guī)格尺寸及參數(shù)。 系統(tǒng)的調(diào)整壓力 PT≥p1+△p 式中 PT-

43、----液壓泵的工作壓力或支路的調(diào)整壓力 2)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 (1)計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。本液壓系統(tǒng)功率損失主要有以下幾種形式： a. 液壓泵的功率損失 W 式中 Tt-----工作循環(huán)周期 s z------投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù) pri-----液壓泵的輸入功率 W ηp----各臺(tái)液壓泵的總效率 ti------第i臺(tái)工作時(shí)間 s b. 液壓執(zhí)行元件的功率損失 W 式中 M-----液壓執(zhí)

44、行元件的數(shù)量 prj-----液壓執(zhí)行元件的輸入功率 W -----液壓執(zhí)行元件的效率 ------第j個(gè)執(zhí)行元件的工作時(shí)間 s c. 溢流閥的功率損失 W 式中 -----溢流閥的調(diào)整壓力 pa ------經(jīng)溢流閥流回油箱的流量 m3／s d. 液流油液流經(jīng)閥或管道的功率損失 ph3=△pQ W 式中 △p -----通過(guò)閥或管道的壓力損失 pa Q--------通過(guò)閥或管道的流量 m3／s

45、 由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 ph3 = ph1 + ph2+ ph3+ ph4 W 這一計(jì)算式適用于回路比較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)。 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率 液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長(zhǎng)，也應(yīng)考慮管路表面散熱。 phc=(K1A1+K2A2) △t W 式中 K1 -------油箱散熱系數(shù) 見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表37-5-13 K2-------管路散熱系數(shù) 見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表37-5-14 A1 A2-------分別為油箱、管道的散熱面積 m2

46、△t-------油溫與環(huán)境溫度之差 ○C 若系統(tǒng)達(dá)到平衡，則 phr=phc ,油溫不在升高，此時(shí)，最大溫差 。C 環(huán)境溫度為T(mén)0，則油溫T= T0 +△T0。如果計(jì)算出的油溫不超過(guò)該液壓設(shè)備允許的最高溫（各種機(jī)械允許由溫見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表37-5-15），則設(shè)計(jì)可行。顯然，本液壓系統(tǒng)的有溫正常，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量 初步設(shè)計(jì)油箱的尺寸為60mm×40mm×30mm 在初步確定油箱容積的情況下，驗(yàn)算其散熱面積是否滿足要求，當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出之后，可根據(jù)散熱的要求確定油箱的容積。 由最大溫差的計(jì)算公式可得油箱的散熱面積為

47、m2 如不考慮管道散熱該式可簡(jiǎn)化為 m2 A1 =2.2÷30÷16=0.045 m3 <0.6×0.4×0.3=0.072 m3 通過(guò)計(jì)算比較，本液壓系統(tǒng)顯然不必增設(shè)其他散熱措施。 33 第5章 液壓輔件 液壓系統(tǒng)的輔件包括密封件、油管及管接頭、濾油器、油箱等。這些元件，從液壓傳動(dòng)的工作原理來(lái)看是起輔助作用的，但從保證液壓系統(tǒng)有效的傳遞力和運(yùn)動(dòng)以及提高液壓系統(tǒng)其他工作指標(biāo)來(lái)看，他們卻是非常重要的。經(jīng)驗(yàn)證明，它們對(duì)液壓系統(tǒng)和元件的正常工作、工作效率、使用壽命等影響極大。 5.1 密封件 漏油是液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的毛病之

48、一，密封是防止漏油的最有效和最主要的方法。漏油不僅會(huì)降低容積效率使系統(tǒng)發(fā)熱，而且向元件外部漏出的油液，還會(huì)弄臟設(shè)備，污染環(huán)境。 密封過(guò)緊時(shí)，雖能防止漏油，但對(duì)動(dòng)密封卻會(huì)引起很大的摩擦損失，降低機(jī)械效率，并會(huì)使密封件的壽命降低。因此密封松緊要適當(dāng)，以使總效率最高。 5.1.1 O形密封圈 O形密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠環(huán)，它可用于固定密封和動(dòng)密封。為了減少或避免運(yùn)動(dòng)時(shí)O形密封圈發(fā)生扭曲和變形，用于動(dòng)密封的O形密封圈 的斷面直徑較用于固定密封的斷面直徑大。一般動(dòng)密封用的O形密封圈也可用于固定密封。 當(dāng)O形密封圈用于動(dòng)密封時(shí)，可采用內(nèi)徑密封和外徑密封兩種形式；用于固定密封時(shí)，可

49、采用端面密封、角密封、圓柱密封。 5.1.2 Y形橡膠密封圈 Y形橡膠密封圈，用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，工作壓力可達(dá)140帕，壓力波動(dòng)大時(shí)要加支承環(huán)以免產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。Y形橡膠密封圈具有摩擦系數(shù)小，安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是在速度高、壓力變化大的場(chǎng)合易產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 5.1.3 防塵圈 防塵圈用以刮除活塞桿上的泥土，以防進(jìn)入液壓件內(nèi)部。在灰塵較多的環(huán)境中工作的液壓缸，其活塞桿與缸蓋之間除裝密封圈外一般還要裝設(shè)防塵圈。防塵圈的形式很多，分為骨架式和無(wú)骨架式兩種。 5.2 油管和管接頭 液壓系統(tǒng)用油管來(lái)傳送工作液體，用管接頭把油管或油管與元件連接起來(lái)。油管和接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、良好的密封，并且壓

50、力損失要小、拆裝方便。 5.2.1 油管材料和種類(lèi) 液壓系統(tǒng)中的油管主要采用冷拔無(wú)縫鋼管、紫銅管和耐油橡膠軟管，有時(shí)用一些塑料管和尼龍管。油管材料的選擇主要根據(jù)工作壓力、運(yùn)動(dòng)要求和部件位置關(guān)系等條件進(jìn)行。 無(wú)縫鋼管耐壓高變形小，耐油性、抗腐蝕性亦較好。裝配時(shí)不易彎曲，裝配后能長(zhǎng)久保持原形，所以在中高壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 橡膠軟管可用于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件間的連接，能吸收液壓系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)，裝配方便。但軟管制造困難，壽命短，成本高，剛性差，緊固連接一般不用。橡膠軟管分為高壓管和低壓管兩種，高壓管用夾有鋼絲的耐油橡膠制成，鋼絲有交叉編織和纏繞兩種，一般有2~3層。鋼絲層數(shù)越多，管徑越小，耐

51、壓力越高。 紫銅管較易彎曲，安裝方便，且管壁光滑，摩擦阻力小。但耐壓力低，抗振能力弱，只適用于中、低壓油路。由于銅和油接觸能加速氧化，且銅材較缺，故應(yīng)盡量不用或少用銅管，通常只限于用作儀表和控制裝置的小直徑油管。 5.2.2 管接頭 對(duì)于直徑較小的油管，目前普遍采用管接頭連接，其形式很多，常用的有焊接管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口薄管接頭等。 軟管與金屬管或軟管與元件之間的連接，都采用軟管接頭，其形式也很多，目前常用的有可拆式和扣壓式兩種。 5.2.3 油管的安裝 油管安裝不合理時(shí)，不僅會(huì)給安裝檢修帶來(lái)麻煩，而且會(huì)造成過(guò)大的壓力損失或出現(xiàn)振動(dòng)、噪音等不良現(xiàn)象。 安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾

52、點(diǎn)： 1. 管路應(yīng)盡量短，布置整齊，轉(zhuǎn)彎少，避免太小的轉(zhuǎn)彎半徑，并保證管路有必要的伸縮變形余地。規(guī)定硬管彎曲半徑大于其直徑的3倍，管徑小時(shí)還應(yīng)取大。布置接頭時(shí)要保證拆裝方便，系統(tǒng)中的主要管道或輔助件應(yīng)能單獨(dú)拆裝而不影響其他元件。 2.管路最好平行布置，少交叉，平行或交叉的油管間至少有10毫米的間隙，以防接觸振動(dòng)，并給安裝管接頭留有足夠的空間。 3. 對(duì)安裝前的管子以及貯存不當(dāng)而造成管子內(nèi)部銹蝕的管子，一般要用20%的硫酸或鹽酸進(jìn)行酸洗，酸洗后用10%的蘇打水中和，再用溫水洗凈后，進(jìn)行干燥涂油，并作豫壓試驗(yàn)，確認(rèn)合格后再安裝。 5.3 液壓油箱 液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油

53、中的雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散熱的作用。油箱分開(kāi)式、隔離式和壓力式三種，前者液面直接和大氣相通，后兩者則不然。 油箱的容積必須保證在設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)中的油液在自重作用下能全部返回油箱。為了能很好的沉淀雜質(zhì)和分離空氣，油箱的有效容積通常要大于泵每分鐘流量的3倍，通常低壓系統(tǒng)取每分鐘流量的2~4倍。 第6章 其它零件的設(shè)計(jì)與選用 6.1 車(chē)架導(dǎo)軌上的軸承的選用 由于車(chē)架導(dǎo)軌上的軸承主要是起導(dǎo)向輪作，只受到徑向力作用，而且受力不大，所以選用深溝球軸承，軸徑為40mm。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-3。 選用重窄

54、（3）系列滾動(dòng)軸承6408GB276-89軸承。 6.2 鏈輪及起重鏈計(jì)算和和選用 6.2.1 鏈條的計(jì)算和選擇 根據(jù)最大工作負(fù)荷及安全系數(shù)計(jì)算鏈條的破壞載荷，以來(lái)選擇鏈條。 參考[文獻(xiàn)2]（5-2）公式 式中——破壞載荷 ——鏈條最大工作負(fù)荷 ——安全系數(shù) 鏈條的最大工作負(fù)荷 按[文獻(xiàn)2]表5-68查得安全系數(shù)=4。 所以破壞載荷39204=15680N 查表5-72，選用LH122280 GB6074-85 節(jié)距，板數(shù)結(jié)合，整鏈鏈節(jié)數(shù)63節(jié)的板式鏈。 6.2.2 鏈輪的計(jì)算和選擇 參考[文獻(xiàn)7]鏈輪設(shè)計(jì)部分 d=p/sin(180°/Z)=PK

55、d——分度圓直徑 P——節(jié)距 K——分度圓直徑系數(shù) Z——齒數(shù) 齒數(shù)范圍從6～40，優(yōu)先采用8，10，12，16和24 已知配用鏈條的主要參數(shù) ISO 鏈號(hào) 節(jié)距 p/mm 排距 Pt/mm 滾子外徑d1max/mm 內(nèi)鏈節(jié)寬b1min/mm 銷(xiāo)軸直徑d2max/mm 內(nèi)鏈板高度h2max/mm 抗拉載荷（單排）FQlim/N 每米質(zhì)量（單排）q/（kg/m） 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55600 2.60 查表鏈輪分度圓直徑系數(shù)表知K=3.2361，設(shè)齒數(shù)Z=10. 所以分

56、度圓直徑d=p/sin(180°/Z)=PK=25.43.2361=82.2mm 查表得最小作用角，最大作用角。 齒頂圓直徑mm， 齒根圓直徑 分度圓弦齒高 鏈輪采用45鋼，經(jīng)淬火、回火熱處理，齒面硬度要求45-50HRC 6.3 設(shè)計(jì)機(jī)械裝置，編制技術(shù)文件 1）液壓裝置總體布局 根據(jù)機(jī)床的總體布局，把液壓系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)成集中式。將整個(gè)液壓系統(tǒng)的油源、控制閥部分獨(dú)立設(shè)置于主機(jī)之內(nèi)，組成液壓站， 2）液壓閥的配置形式 方向控制閥安裝在機(jī)床上，便于操作控制，其余的部件采用集中式配置，安裝在機(jī)身上，使之結(jié)構(gòu)緊湊、安

57、裝方便。 3）繪制正式工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件 整機(jī)裝配圖，部裝圖和零件圖見(jiàn)圖紙資料。 結(jié) 論 1、本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)用于安裝、維修、運(yùn)輸、清潔、建筑等方面的手動(dòng)泵運(yùn)輸叉車(chē)，相對(duì)其他運(yùn)輸叉車(chē)，它用手動(dòng)，一人即可操作，操作方便。 2、該運(yùn)輸叉車(chē)用手動(dòng)泵作為原動(dòng)裝置，貨叉的升降由手動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液壓缸，再由液壓缸驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條完成，可以在起升高度范圍內(nèi)的任何位置停止。 3、采用液壓傳動(dòng)，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。有重量輕，體積小的突出特點(diǎn)。能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會(huì)因環(huán)境變化影響傳動(dòng)及控制性能。 4、中型液壓運(yùn)輸叉車(chē)裝有萬(wàn)向輪，在

58、作業(yè)點(diǎn)需變動(dòng)時(shí)可靈活移動(dòng)。  參 考 文 獻(xiàn) [1]王中發(fā)主編.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 [2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1979 [3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫(xiě)組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987 [4]王昆等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1996 [5]機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)研究院編寫(xiě)組編.集裝單元化貯運(yùn)機(jī)具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985 [6]何存興主編.液壓元件.天津： 機(jī)械工業(yè)出版社，1978 [7]徐灝等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第4卷.機(jī)械工業(yè)出版社，1991

59、 [8]溫松明等主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).湖南大學(xué)出版社，2000 [9]陳裕川等主編.焊接工藝評(píng)定手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [10]徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社,2004 [11]姜繼海等主編.液壓與氣壓傳動(dòng).高等教育出版社,2003 [12]東北工學(xué)院機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).冶金工業(yè)出版社,1989 [13]雷天覺(jué)主編.液壓工程手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1990 [14]機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組編.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制圖應(yīng)用示例圖冊(cè).國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社,1985 [15]劉小年 范東英 胡競(jìng)詳主編.機(jī)械設(shè)計(jì)制圖簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社 [16]Fred

60、E.Meyers Matthew P.Stephens.制造設(shè)施設(shè)計(jì)和物料搬運(yùn).清華大學(xué)出版社,2002 [17]郭芝俊等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)便覽.天津科學(xué)技術(shù)出版社,1988 致 謝 在本文即將完成之際，謹(jǐn)向所有幫助、支持過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友表示最真誠(chéng)的感謝! 在這里我首先要感謝我的導(dǎo)師xx老師，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在他的悉心指導(dǎo)下完成的。在我完成課題期間，楊老師在各方面給了我很大的支持和幫助。x老師對(duì)我的嚴(yán)格要求，使我明白了在機(jī)械設(shè)計(jì)上來(lái)不得半點(diǎn)馬虎，必須專(zhuān)心思考并持之以恒。他豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，獨(dú)特的學(xué)術(shù)見(jiàn)解，孜孜不倦的進(jìn)取精神和寬厚待人的風(fēng)范是值得我一輩子學(xué)習(xí)的。他幫我掌握了課題的研究方法和過(guò)程，鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)能力，陪養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。他教會(huì)了我如何查找資料，為以后學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。至此在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，特向x老師致以最真摯的感謝和崇高的敬意。 感謝系部所有老師給我的支持和鼓勵(lì)，為作者的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了諸多方便和幫助。 感謝所有幫助和協(xié)作過(guò)我的同學(xué)。 感謝父母和親人這些年的關(guān)懷和熱愛(ài)，使我能順利的完成大學(xué)學(xué)業(yè)。 感謝所有在大學(xué)里幫助和鼓勵(lì)過(guò)我的人，祝愿你們幸福，平安。