龍門雙柱式液壓舉升機液壓系統(tǒng)設計【3張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

龍門雙柱式液壓舉升機液壓系統(tǒng)設計32頁 14000字數(shù)+論文說明書+任務書+3張CAD圖紙【詳情如下】任務書.doc油壓缸工作原理圖.doc液壓舉升機舉升裝置裝配圖.dwg液壓原理圖.dwg龍門雙柱式液壓舉升機液壓系統(tǒng)設計論文.doc龍門雙柱式液壓舉升機裝配圖.dwg目 錄摘要1第1章  總體設計21  升舉機的概述22  技術特點2第2章  液壓系統(tǒng)的傳動計算31  液壓系統(tǒng)的設計步驟與設計要求 32  載荷的組成和計算 43  初選系統(tǒng)工作壓力 64  計算液壓缸的主要結構尺寸 65  繪制液壓系統(tǒng)工況圖 9第3章  制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖111  制定基本方案112  繪制液壓系統(tǒng)圖11第4章  液壓元件的選擇與專用件設計141  液壓泵的選擇142  液壓閥的選擇153  管道尺寸的確定154  液壓缸主要零件的結構、材料及技術要求155  液壓缸結構參數(shù)的計算186  液壓缸的連接計算 197  活塞桿穩(wěn)定性驗算及強度校核21第5章  UP液壓動力包與液壓油的選擇221  UP液壓動力包232  液壓油的選擇27第6章  鋼絲繩的選擇計算 281  鋼絲繩的計算282  鋼絲繩的選擇28第7章  總  結  31謝  辭  32參考文獻33摘要雙柱式舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設備。   本課題探討的是適用于社區(qū)汽車維修服務的一種新型汽車維修平臺。這種汽車維修平臺是適用四輪汽車維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術專用產(chǎn)品. 雙柱型汽車維修液壓同步升降平臺作為一種液壓技術新產(chǎn)品開發(fā)設計研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術和計算機控制技術來改善日益興旺發(fā)達的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動者的工作條件,降低勞動強度和維修成本, 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務質(zhì)量。關鍵詞  升舉機  液壓執(zhí)行元件  起重鏈  槽輪  鋼絲繩 第1章  總體設計1.1 舉升機的概述舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設備。過去汽車維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風不良，工作起來極其不便。目前市場上的舉升機有如下兩種類型：雙柱式舉升機和四柱式舉升機。雙柱式舉升機用于不大于5噸的中小型車輛的舉升；四柱式舉升機大多用于大型車輛的舉升。在我國汽車的需求量日益增加、對汽車修理、保養(yǎng)要求越來越高,因此,根據(jù)生產(chǎn)的實際需要,設計并應用雙柱型汽車保修液壓多級同步定位舉升機在汽車保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。對液壓傳動系統(tǒng)分析液壓傳動在雙柱型舉升機上的應用,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來傳遞動力。轎車維修用雙柱液壓升舉機,使用的是雙液壓缸同步設計，通過雙液壓缸驅(qū)動；動力強勁平穩(wěn)；鋼絲繩輔助平衡；液壓、機械多重保險裝置；安全可靠，美觀整潔，操作簡便，電壓：220V-380V；頂車重量：3000KG；托舉高度：2m。1.2  技術特點1.2.1 舉升機液壓系統(tǒng)采用定量液壓泵油源，有利于減少能耗和系統(tǒng)發(fā)熱。1.2.2 同步液壓缸采用分流集流閥控制同步，基本滿足液壓缸的同步要求；兩極液壓控制單向閥實現(xiàn)液壓缸舉升后的鎖定，舉升停位安全可靠。經(jīng)過調(diào)研了解到，國內(nèi)市場對于維修用升舉機的需求量比較大，考慮到國內(nèi)的特點，從實用角度出發(fā)，確定如下方案：1.考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。2.為了減少噪音及其達到升降的平穩(wěn)性采用液壓動力升舉裝置。3.由于升舉的同時，兩個同步液壓缸的設計不可能完全一樣，將導致升舉的同時車會發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。4.鏈傳動可以在兩軸中心距較遠的情況下傳遞運動和動力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準確的傳動比，傳遞功率較大，并且作用在軸上的力 較小。傳動效率高。5.在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適用于整體或解體搬運盡量做到標準化，通用化，系列化。  第7章  總結畢業(yè)設計是我們從學生走向工作崗位重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。期間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了舉升機的用途及工作原理，熟悉了舉升機的設計步驟，鍛煉了設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己所學知識的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己 成為一個對社會有所貢獻的人，為中國的機械行業(yè)添上自己的微薄之力。謝辭此次畢業(yè)設計的圓滿完成，我要首先感謝我這次畢業(yè)設計的導師，他在我的畢業(yè)設計期間給與了我無私的幫助和指導，讓我少走了很多彎路，學到了很多寶貴的知識。同時我也要感謝教研室其他所有的老師，三年時光轉(zhuǎn)瞬即逝，是你們把我從一個對設計幾乎一無所知的新生培養(yǎng)成為一個具有一定的設計思想和設計能力的工業(yè)設計畢業(yè)生，我能完成此次畢業(yè)設計，得益于所有老師這三年來對我的辛勤教育，我將在以后的學習生活中，時刻嚴格要求自己，更加的刻苦努力，決不辜負老師們的教育培養(yǎng)。我還要感謝我的所有同學們，無論是三年的學習生活還是在最后的畢業(yè)設計中，他們都給了我很多無私的幫助，讓我幸?？鞓返淖哌^了大學土土三年、完成了畢業(yè)設計。祝愿我們都能在機械行業(yè)的天空下創(chuàng)造出自己的新天地。 - 1 - 目 錄 摘要 1 第 1 章 總體設計 2 1 升舉機的概述 2 2 技術特點 2 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動計算 3 1 液壓系統(tǒng)的設計步驟與設計要求 3 2 載荷的組成和計算 4 3 初選系統(tǒng)工作壓力 6 4 計算液壓缸的主要結構尺寸 6 5 繪制液壓系統(tǒng)工況圖 9 第 3 章 制定 基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 11 1 制定基本方案 11 2 繪制液壓系統(tǒng)圖 11 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設計 14 1 液壓泵的選擇 14 2 液壓閥的選擇 15 3 管道尺寸的確定 15 4 液壓缸主要零件的結構、材料及技術要求 15 5 液壓缸結構參數(shù)的計算 18 6 液壓缸的連接計算 19 7 活塞桿穩(wěn)定性驗算及強度校核 21 第 5 章 壓動力包與液壓油的選擇 22 - 2 - 1 壓動力包 23 2 液壓油的選擇 27 第 6 章 鋼絲繩的選擇計算 28 1 鋼絲繩的計算 28 2 鋼絲繩的選擇 28 第 7 章 總 結 31 謝 辭 32 參考文獻 33 - 3 - 摘要 雙柱式舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于 3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設備。 本課題探討的是適用于社區(qū)汽車維修服務的一種新型汽車維修平臺。這種汽車維修平臺是適用四輪汽車維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術專用產(chǎn)品 . 雙柱型汽 車維修液壓同步升降平臺作為一種液壓技術新產(chǎn)品開發(fā)設計研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術和計算機控制技術來改善日益興旺發(fā)達的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動者的工作條件 ,降低勞動強度和維修成本 , 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務質(zhì)量。 關鍵詞 升舉機 液壓執(zhí)行元件 起重鏈 槽輪 鋼絲繩 - 4 - 第 1 章 總體設計 升機的概述 舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設備。過去汽車 維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風不良，工作起來極其不便。 目前市場上的舉升機有如下兩種類型：雙柱式舉升機和四柱式舉升機。雙柱式舉升機用于不大于 5噸的中小型車輛的舉升；四柱式舉升機大多用于大型車輛的舉升。 在我國汽車的需求量日益增加、對汽車修理、保養(yǎng)要求越來越高 ,因此 ,根據(jù)生產(chǎn)的實際需要 ,設計并應用雙柱型汽車保修液壓多級同步定位舉升機在汽車保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。對液壓傳動系統(tǒng)分析液壓傳動在雙柱型舉升機上的應用 ,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來傳 遞動力。 轎車維修用雙柱液壓升舉機 ,使用的是雙液壓缸同步設計，通過雙液壓缸驅(qū)動；動力強勁平穩(wěn)；鋼絲繩輔助平衡；液壓、機械多重保險裝置；安全可靠，美觀整潔，操作簡便，電壓： 220車重量： 3000舉高度： 2m。 技術特點 升機液壓系統(tǒng)采用定量液壓泵油源，有利于減少能耗和系統(tǒng)發(fā)熱。 步液壓缸采用分流集流閥控制同步，基本滿足液壓缸的同步要求； 兩極液壓控制單向閥實現(xiàn)液壓缸舉升后的鎖定，舉升停位安全可靠。 經(jīng)過調(diào)研了解到，國內(nèi)市場對于維修用升舉機的需求量比 較大，考慮到國內(nèi)的特點，從實用角度出發(fā)，確定如下方案： 1. 考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。 2. 為了減少噪音及其達到升降的平穩(wěn)性采用液壓動力升舉裝置。 - 5 - 3. 由于升舉的同時，兩個同步液壓缸的設計不可能完全一樣，將導致升舉的同時車會發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。 4. 鏈傳動可以在兩軸中心距較遠的情況下傳遞運動和動力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準確的傳動比，傳遞功率較大，并且作用在軸上的力 較小。傳動效率高。 5. 在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適用于整體或解體搬運盡量做到標準化，通用化，系列化。 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動計算 壓系統(tǒng)的設計步驟與設計要求 液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓傳動系統(tǒng)的設計要同主機的總體設計同時進行。著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結構簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。 計步驟 液壓系統(tǒng)的設計步驟并無嚴格的順序，各步驟間往往要相互 穿插進行。一般來說，在明確設計要求之后，大致按如下步驟進行。 1. 確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2. 進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3. 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4. 選擇液壓元件； 5. 液壓系統(tǒng)的性能驗算； 6. 繪制工作圖，編制技術文件。 計要求 - 6 - 設計要求是進行每項工程設計的依據(jù)。在制定基本方案并進一步著手液壓系統(tǒng)各部分設計之前，必須把設計要求以及與該設計內(nèi)容有關的其他方面了解清楚。 1. 主機的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2. 液壓 系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關系如何； 3. 液壓驅(qū)動機構的運動形式，運動速度； 4. 各動作機構的載荷大小及其性質(zhì)； 5. 對調(diào)速范圍、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 6. 自動化程序、操作控制方式的要求； 7. 對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8. 對效率、成本等方面的要求。 荷的組成和計算 通過工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過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)是壓力和流量， 它們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結構尺寸。 壓缸的載荷組成與計算 圖 2示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。各有關參數(shù)標注圖上，其中 右 圖 2壓系統(tǒng)計算簡圖 - 7 - 作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷 軌的摩擦力 a。 （ 1）工作載荷 見的工作載荷有作用于活塞桿 軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向如與活塞運動方向相同為負，相反為正。 （ 2）導軌摩擦載荷 于平導軌 （ 1） 對于 （ 2） 式中 G 運動部件所受的重力（ N）； 外載荷作用于導軌上的正壓力（ N）； 摩擦系數(shù)，見表 1； 般為 90 。 （ 3）慣性載荷 2擦系數(shù) 導軌類型 導軌材料 運動狀態(tài) 摩擦系數(shù) 滑動導軌 鑄鐵對鑄鐵 起動時 速（ s) 速（ s） 動導軌 鑄鐵對滾柱（珠） 火鋼導軌對滾柱 壓導軌 鑄鐵 中 g 重力加速度； g= 速度變化量（ m/s）； - 8 - t 起動或制動時間（ s）。一般機械 t=輕載低速運動部件取小值，對重載高速部件取大值。行走機械一般取 =1.5 m/ 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 起 動 加 速 時 g+a （ 4） 穩(wěn) 態(tài) 運 動 時 g+ （ 5） 減 速 制 動 時 g+ （ 6） 工作載荷 該階段沒有工作，則 。 除外載荷 用于活塞上的載荷 處的摩擦阻力 于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計算，一般估算為 （ 7） 式中 m 液壓缸的機械效率，一般取 （ 8） 壓馬達載荷力矩的組成與計算 （ 1）工作載荷力矩 見的載荷力矩有被驅(qū)動輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等。 （ 2）軸頸摩擦力矩 f= （ 9） 式中 G 旋轉(zhuǎn)部件施加于軸勁上的徑向力（ N）； 摩擦系數(shù)， 參考表 1選用； r 旋轉(zhuǎn)軸的半徑（ m）。 （ 3）慣性力矩 9 - （ 10） 式中 角加速度（ 角速度變化量（ s）； t 起動或制動時間（ s）； J 回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量（ kgm 2）。 起動加速時 （ 11） 穩(wěn)定運行時 （ 12） 減速制動時 （ 13） 計算液壓馬達載荷轉(zhuǎn)矩 m（ m= （ 14） 根據(jù)液壓缸或液壓馬達各階段的載荷，繪制出執(zhí)行元件的載荷循環(huán)圖，以便進一步選擇系統(tǒng)工作壓力和確定其他有關參數(shù)。 初選系統(tǒng)工 作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表 2和表 3。 - 10 - 算液壓缸的主要結構尺寸 液壓缸有關設計參數(shù)見圖 2。圖 活塞桿受壓時 （ 15） 活塞桿受壓時 （ 16） 式中 無桿腔活塞有效作用面積（ 有桿腔活塞有效作用面積（ 液壓缸工作腔壓力（ 液壓缸回油腔壓力（ 即背壓力。其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時可參照表2動連接時要另行考慮； D 活塞直徑（ m）； d 活塞桿直徑（ m）。 右 圖 2壓缸主要設計參數(shù) 表 2載荷選擇工作壓力 載荷 / 5 5 10 10 20 20 30 30 50 50 - 11 - 工作壓力 / 1 2 3 3 4 4 5 5 表 2種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機械類型 機床 家業(yè)機械 小型工程機械 建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機 大中型挖掘機 重型機械 起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門創(chuàng)床 拉床 工作壓力/2 3 5 2 8 8 10 10 18 20 32 表 4 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 /單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設置有背壓閥的系統(tǒng) 補油泵的閉式回路 油路較復雜的工程機械 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計 一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為 （ 17） 運用式（ 17）須事先確 定 2的關系，或是活塞桿徑 的關系，令桿徑比 =d/D ，其比值可按表 5和表 6選取。 （ 18） 采用差動連接時， 1/ 2=（ 。如果求往返速度相同時，應取 d= 對行程與活塞桿直徑比 l/d 10的受壓柱塞或活塞桿， 還要做壓桿穩(wěn)定性驗算。 當工作速度很低時，還須按最低速度要求驗算液壓缸尺寸 - 12 - 式中 A 液壓缸有效工作面積（ 系統(tǒng)最小穩(wěn)定流量（ m3/s），在節(jié)流調(diào)速中取決于回路中所設調(diào)速閥或節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。容積調(diào)速中決定于變量泵的最小穩(wěn)定流量。 運動機構要求的最小工作速度（ m/s）。 如果液壓缸的有效工作面積 應按最低穩(wěn)定速度確定液壓缸的結構尺寸。 另外，如果執(zhí)行元件安裝尺寸受到限制，液壓缸的缸徑及活塞桿的直徑須事先確定時，可按載荷的要求和液壓缸的結構尺寸來確定系統(tǒng)的工作壓力。 液壓缸直徑 D 和活塞桿直徑 與標準液壓缸參數(shù)相近，最好選用國產(chǎn)標準液壓缸，免于自行設計加工。常用液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑見表 7和表 8。 表 2工作壓力選取 d/D 工作壓力 /d/D 2速比要求確定 d/D 2/ 1 d/D ： 1 無桿腔進油時活塞運動速度； 2 有桿腔進油時活塞運動速度。 表 2用液壓缸內(nèi)徑 D（ 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 表 2塞桿直徑 d（ 速比 缸徑 40 50 63 80 90 100 110 - 13 - 2 28 35 45 50 55 63 3 45 50 60 70 80 速比 缸徑 125 140 160 180 200 220 250 0 80 90 100 110 125 140 2 90 100 110 125 140 制液壓系統(tǒng)工況圖 工況圖包括壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它們是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵、閥等元件的依據(jù)。 1）壓力循環(huán)圖 （ 通過最后確定的液壓執(zhí)行元件的結構尺寸，再根據(jù)實際載荷的大小，倒求出液壓執(zhí)行元件在其動作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把它們繪制成（ 。 2）流量循環(huán)圖 （ 根據(jù)已確定的液壓缸有效工作面積或液壓馬達的排量，結合其運動速度算出它在工作循環(huán)中每一階段的實際流量，把它繪制成（ 。若系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件同時工作，要把各自的流量圖疊加起來繪出總的流量循環(huán)圖。 3）功率循環(huán)圖 （ 繪出壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，根據(jù) P=可繪出系 統(tǒng)的功率循環(huán)圖。 - 14 - 第 3 章 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。 速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào) 速以及二者的結合 容積節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，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。此種調(diào)速方式結構簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結構比較復雜。 節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結構簡單，散熱性好，但油箱體 積大，容易混入空氣。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結構緊湊，但散熱條件差。 - 15 - 定壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(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。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作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路 得到高壓，而不用單設高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。 定順序動作方案 主機各執(zhí)行機構的順序動作，根據(jù)設備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構的順序動作多采用行程控制，當工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥 或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關安裝比較方便，而用行程閥需連接相應的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。 另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。當某一執(zhí)行元件完成預定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。 擇液壓動力源 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。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，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。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。對長時間所需流量較小的情況，可增設蓄能器做輔助油源。 - 16 - 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有 粗過濾器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 制液壓系統(tǒng)圖 整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結構簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設必要的檢測元件（ 如壓力表、溫度計等）。 大型設備的關鍵部位，要附設備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標準件，在圖中要按國家標準規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設計的非標準元件可用結構原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表。 - 17 - 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設計 液壓泵的選擇 首先根據(jù)設計要求和系統(tǒng)工況確定泵的類型，然后 根據(jù)液壓泵的最大供油量和系統(tǒng)工作壓力來選擇液壓泵的規(guī)格。 1. 液壓泵的最高供油壓力 lp （ 1） 式中： p 執(zhí)行元件的最高工作壓力； 進油路上總的壓力損失。 如系統(tǒng)在執(zhí)行元件停止運動時才出現(xiàn)最高工作壓力，則 0 ；否則，須計算出油液流過進油路上的控制、調(diào)節(jié)元件和管道的各項壓力損失，初算時可憑經(jīng)驗進行估計， 復雜系統(tǒng)取 2. 確定液壓泵的最大供油量 液壓泵的最大供油量為 p （ 2） 式中： k 系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù) (一般取k=流量取小值，小流量取大值； 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。 如果液壓泵的供油量是按工進工況選取時，其供油量應考慮溢流閥的最小流量。 3. 選擇液壓泵的規(guī)格型號 液壓泵的規(guī)格型號按計算值在產(chǎn)品樣本選取，為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應有一定的壓力儲備量，通常泵的額定壓力可比工作壓力高 25% 60%。泵的額定流量則宜與 當，不要超過太多，以免造成過大的功率損失。 4. 選擇驅(qū)動液壓泵的電動機 驅(qū)動液壓泵的電動機根據(jù)驅(qū)動功率和泵的轉(zhuǎn)速來選擇。 在整個 工作循環(huán)中，泵的壓力和流量在較多時間內(nèi)皆達到最大工作值時，驅(qū)動泵的電動機功率 ( - 18 - （ 3） 式中： p 液壓泵的總效率，數(shù)值可見產(chǎn)品樣本。 限壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率，可按泵的實際壓力流量特性曲線拐點處的功率來計算。 在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量變化較大時，可分別計算出工作循環(huán)中各個階段所需的驅(qū)動功率，然后求其均方根值即可。 在選擇電動機時，應將求得的功率值與各工作階段的最大功率值比較，若最大功率符合電動機短時超載 25%的范圍，則按平均功率選擇電動機；否則應按最大功率選擇電動機。 壓閥的選擇 1. 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也允許有 20%以內(nèi)的短時間過流量。 2. 閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 道尺寸的確定 1. 管道內(nèi)徑計算 （ 4） 式中 Q 通過管道內(nèi)的流量（ m3/s）； 管內(nèi)允許流速（ m/s） ，見表 10。 計算出內(nèi)徑 d 后，按標準系列選取相應的管子。 2. 管道壁厚 的計算 （ 5） 表 4許流速推薦值 - 19 - 管道 推薦流速 /（ m/s） 液壓泵吸油管道 般常取 1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3 6，壓力高，管道短，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 中 p 管道內(nèi)最高工作壓力（ d 管道內(nèi)徑（ m）； 管道材料的許用應力（ = ； b 管道材料的抗拉強度（ n 安全系數(shù)，對鋼管來說， p 7 n=8； p ，取 n=6； p n=4。 壓缸主要零件的結構及 幾何尺寸 液壓缸主要的結構 1、典型液壓缸的結構空心活塞式液壓缸如 上 圖所示。它由缸筒 10，活塞 8，活塞桿 1、 15，缸蓋 18、 24，密封圈 4、 7、 17，導向套 6、 19，壓板 11、 20等主要零件組成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動工作臺作往復運動?；钊缅F銷 9、 22與空心活塞桿連接，并用堵頭 2堵死活塞桿的一頭。缸筒- 20 - 兩端外圓上套有鋼絲環(huán) 12、 21，用于阻止壓板 11、 20向外移動，從而通過螺栓將缸蓋 18、 24與壓板相連（圖中沒有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結合面安放了密封圈和紙墊?？招幕钊麠U和其上的油口 a、 油口。當缸筒移動到左、右終端時，油口 a、 成回油阻力逐漸增大，對運動部件起到制動緩沖作用。在缸蓋上設有與排氣閥（圖中沒有畫出）相連的排氣孔 5、 14，可以排出液壓缸中的空氣，使運動更加平穩(wěn)。 從上面所述的液壓缸典型結構中可以看到，液壓缸的結構基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分，分述如下。 (1)缸筒和缸蓋。 一般來說，缸筒和缸蓋的結構形式和其使用的材料有關。工作壓力 p 10用鑄鐵； p 20，使用無縫鋼管； p 20，使用鑄鋼或鍛鋼。缸筒和 缸蓋的常見結構形式有 (a)法蘭連接式 (b)半環(huán)連接式 (c)螺紋連接式 (d)拉桿連接式 (e)焊接連接式 (2)活塞與活塞桿。 可以把短行程的液壓缸的活塞桿與活塞做成一體，這是最簡單的形式。但當行程較長時，這種整體式活塞組件的加工較費事，所以常把活塞與活塞桿分開制造，然后再連接成一體。 下面是幾種常見的活塞與活塞桿的連接形式。 (a)活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結構簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強度。 (b)卡環(huán)式連接方式?；钊麠U上開有一個環(huán)形 槽，槽內(nèi)裝有兩個半圓環(huán)以夾緊活塞，半環(huán)由軸套套住，而軸套的軸向位置用 (c)徑向銷式連接結構， 用錐銷把 活塞固連在活塞桿上。這種連接方式特別 適用于雙出桿式 活塞。 (3)密封裝置。 液壓缸中常見的密封裝置有 (a)間隙密封，它依靠運動間的微小間隙來防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細小的環(huán)形槽，以增大油液通過間隙時的阻力。它的結構簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運動速度較高的缸筒和活塞間使用。 (b)為摩 擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán) (尼龍或其他高分子材料制成 )在 O 形密封圈彈力作用 下貼緊缸壁 而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動補償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。 (c)密封圈 (O 形圈、 V 形圈等 )密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。它結構簡單，制造方便，磨損后有自動補償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 - 21 - 對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易 把 臟物 帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 (4)緩沖裝置。 液壓缸一般都設置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設置緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 當緩沖柱塞進入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時， 孔中的液壓油只能通過間隙排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運動速度的降低，起緩沖作用。當緩沖柱塞進入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥排出，由于節(jié)流閥是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點。在緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。 (5)放氣裝置。 液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把 缸 中和系統(tǒng)中 的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設置進出油口把氣帶走，也可在最高處設置放氣孔或?qū)ｉT的放氣閥 . 壓缸主要的幾何尺寸 1 液壓缸內(nèi)徑 F=04N，活塞桿在受壓狀態(tài)，由公式： 式中 F=04N 作腔壓力 42 液壓缸回油腔壓力 ,因為回油直接進入油箱 ,壓力較低 ,可視其為零。 =d/D d 活塞桿直徑 D 活塞直徑 整并取標準系列值得 00=100 機械設計手冊第五冊 活塞桿 直徑 據(jù)速度比的要求條件來確定活塞桿直徑，由公式 =1 - 22 - 活塞桿伸出速度 活塞桿縮入速度 穩(wěn)定 性 好，安全。 第 5 章 壓動力包與液壓油的選擇 壓動力包 - 29 - 壓油的選擇 擇液壓油的品種 各種液壓油都有其特性，選用液壓油主要是依據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境、工況條件及液壓油的特性，選擇合適的液壓油品種和粘度。 壓力范圍 下 使用溫度 50 以下 50 以下 50 80 80 100 室內(nèi)固定液壓設備 M M 露天、寒冷和嚴寒區(qū) S S S 地下、水上 M M 溫熱源或明火附近 - 30 - 一般而言，齒輪泵對液壓油的抗磨要求比葉片泵、柱塞泵低，因此齒輪泵可選用 葉片泵、柱塞泵一般則選用 。 含鋅油在鋼鋼磨擦體上性能很好，但由于含有硫（ P S）對銅、銀敏感，因此在含有銅、銀材質(zhì)部 件的系統(tǒng)不能用，水易侵入的系統(tǒng)也盡量少用。 無灰抗磨油（ S P N）系具有優(yōu)良的水解安定性、破乳化性或可濾性，使用范圍較廣，因含有硫，對銅、銀材質(zhì)部件系統(tǒng)不適應。 僅含磷的液壓油是具有中負荷水平的抗磨液壓油，其水解安定性、破乳化性、可濾性也不錯，由于不含硫所以對銀系統(tǒng)無傷害。 液壓系統(tǒng)中有鋁元件，則不能選用堿性液壓油。 壓油粘度的選擇 在選擇完品種后，需要確定其使用粘度級別。粘度選擇太大，液壓傳動損失大，系統(tǒng)效率低，油泵吸油困難。粘度太小，油泵內(nèi)滲漏量大，容積損失增加，同樣會 使系統(tǒng)效率降低。因此必須針對系統(tǒng)、環(huán)境選擇一個適宜的粘度，使系統(tǒng)在容積效率和機械效率間求得最佳的平衡。 液壓油的粘度選擇主要取決于啟動、系統(tǒng)工作溫度和所用泵的類型。一般中、低壓室內(nèi)固定液壓系統(tǒng)的工作溫度比環(huán)境溫度高 30 40 。在此溫度下，液壓油應具有較好的粘度，粘度過低會加大磨損。一般要求粘度指數(shù)在 90 以上。而在戶外高壓機械的液壓系統(tǒng)中（大于 20作溫度要比環(huán)境溫度高 50 60 ，為減少滲漏，工作粘度最好在 25s。同時，考慮到戶外溫差變化大，因此要求液壓油有較好的粘溫性能，粘度指數(shù)一般應 在 130以上。為防止泵的磨損，還需要限制最低粘度。 第 6 章 鋼絲繩的選擇計算 鋼絲繩的選擇 及計算 ： 經(jīng)常性作業(yè)中，以提升礦石作業(yè)載荷最重，故以此條件選擇鋼絲繩。根據(jù)箕斗型號，決定選用四繩摩擦提升機， n=4；采用兩根尾繩， n=屬非金屬礦山安全規(guī)程，鋼絲繩安全系數(shù)。 （ 1）鋼絲繩最大終端荷載 （ 2）鋼絲繩懸垂長度 - 31 - 式中， 鋼絲繩懸垂長度， m； 井架高度，預選井架高度為 40m； 裝載高度，取 20m； 井深，為 822m； 尾繩環(huán)高度， m； g+過卷高度。當提升速度大于 10m/s 時， 小于 10m，取 0m,0+ （ 3）每根首繩每米重量 首繩選用 4V39 類鋼絲繩（合成纖維芯），鋼絲繩主要參數(shù)： 鋼絲繩公稱直徑： 24絲繩參考重量： m 鋼絲繩最小破斷拉力： 388 4）首繩安全系數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）尾繩 選用 3V37(b)類鋼絲繩（合成纖維芯） 鋼絲繩主要參數(shù)： 直徑 34尾繩每米重量差 =4m 尾繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）提升機的選擇 1）主導輪直徑 2）鋼絲繩最大凈張力 - 32 - 3）鋼絲繩最大凈張力差計算 第 7 章 總結 畢業(yè)設計是我們從學生走向工作崗位重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。期間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了舉升機的用途及工作原理，熟悉了舉升機的設計步驟，鍛煉了設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實 際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。 這次實踐是對自己所學知識的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己 成為一個對社會有所貢獻的人，為中國 的機械行業(yè)添上自己的微薄之力。 謝辭 此次畢業(yè)設計的圓滿完成，我要首先感謝我這次畢業(yè)設計的導師，他在我的畢業(yè)設計期間給與了我無私的幫助和指導，讓我少走了很多彎路，學到了很多寶貴的知識。 同時我也要感謝教研室其他所有的老師， 三 年時光轉(zhuǎn)瞬即逝，是你們把我從一個對設計幾乎一無所知的新生培養(yǎng)成為一個具有一定的設計思想和設計能力的工業(yè)設計畢業(yè)生，我能完成此次畢業(yè)設計，得益于所有老師這 三 年來對我的辛勤教育，我將在以后的學習生活中，時刻嚴格要求自己，更加的刻苦努力，決不辜負老師們的教育培養(yǎng)。 我還要感謝我的所有同學們，無 論是 三 年的 學習 生活還是在最后的畢業(yè)設計中，他們都給了我很多無私的幫助，讓我幸?？鞓返淖哌^了大學 土土三 年、 完成 了畢業(yè)設計。 祝愿我們都能在 機械行業(yè) 的天空下創(chuàng)造出自己的新天地 。