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摘 要
隨著機(jī)械制造化的發(fā)展和科技的普遍使用，貨梯正朝著智能化、規(guī)范化和環(huán)保節(jié)能的偏向進(jìn)行，應(yīng)用范疇不時(shí)擴(kuò)張，用液壓體系，運(yùn)用合計(jì)機(jī)的智能措置伎倆，遵照需要同時(shí)牽制貨梯的位置與速度，既能擔(dān)保速率勻稱不亂，又能更切確的定位。這將是貨梯將來(lái)的發(fā)展藍(lán)圖。
目前在我國(guó)，液壓貨梯在機(jī)械產(chǎn)品中是占有相當(dāng)大的比例的， 液壓貨梯約占整個(gè)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的5%。相當(dāng)可觀的一個(gè)市場(chǎng)，同時(shí)，作為重大技術(shù)裝備的重要組成部分， 尤其是在冶金，石化，電力，城市供排水系統(tǒng)中，貨梯更是起著至關(guān)重要的作用。據(jù)了解，我國(guó)農(nóng)業(yè)、水利、能源、交通等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展較快，為此需要大量機(jī)械裝備以滿足其發(fā)展的需要。隨著工業(yè)化和自動(dòng)化水平的提高，這些裝備需要配套大量的高性能和高可靠性的液壓氣動(dòng)和密封元件。
液壓貨梯整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖油路各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)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。為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)有必要的監(jiān)測(cè)元件，如壓力表，溫度計(jì)等。在設(shè)計(jì)中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主機(jī)連續(xù)工作。各液壓元件采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。
以下文中僅列舉多數(shù)貨梯普遍采用的安全措施為了使用維護(hù)方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括液壓貨梯有使用前的準(zhǔn)備工作，上升時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)，承載時(shí)的穩(wěn)定性，降下時(shí)的注意事項(xiàng)，日常和定期維修檢查工作等。
關(guān)鍵字：貨梯；剪叉式 ；液壓貨梯
Abstract
With the development of machinery manufacturing, and the widespread use of science and technology, cargo lifts are going to intelligent, standardization and environmental protection and energy saving , application category expansion from time to time, with the hydraulic system, the freedom of tactics using combined machine intelligence, according to the need to contain freight elevator position and speed at the same time, both can guarantee rate proportion not disorderly, and can more precisely positioning. This will be the freight elevator development blueprint for the future.
In our country, the hydraulic cargo lift is in mechanical products occupies a large proportion of the, hydraulic cargo lift is about 5% of the whole machinery industrial production at present. A considerable market, at the same time, as an important part of major technical equipment, especially in the metallurgical, petrochemical, electric power, urban water supply and drainage system, the transfer but also plays an important role. It is understood that our country agriculture, water conservancy, energy, transportation and other industries developed rapidly, this requires a lot of mechanical equipment to meet the needs of its development. With the improvement of industrialization and automation level, these equipment need to form a complete set of high performance and high reliability of hydraulic pneumatic and sealing components.
Hydraulic cargo lift hydraulic system diagram of the machine and hydraulic oil respectively to formulate good control circuit source combination and into. When mutual combination of each circuit to remove redundancy of components, system structure is simple. Pay attention to the interlocking relationship between each element, avoid misoperation. Try to reduce the energy loss, improve the working efficiency of the system. In order to facilitate the maintenance of the hydraulic system and monitoring, the system, the main road to furnish necessary monitoring elements, such as pressure gauge, thermometer, etc. Can be considered in the design in the key position, the attached spare parts, so that happened can change rapidly, ensure that the host work continuously. All hydraulic components with domestic standard, according to the standard provisions of the state of hydraulic components in the picture function normal location map symbols. For the design of non-standard components available structure schematic drawing.
Under the name just most widely adopted transfer security measures in order to use the maintenance of safety assurance measures involving range is very wide, including hydraulic cargo lift is ready for use, rises should pay attention to matters, the stability of bearing the matters needing attention when lowered, daily and regular maintenance checks, etc.
Key Words：Cage assembly；Scissors forks are dyadic；Hydraulic pressure
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
第一章 緒 論 5
第二章 工藝參數(shù)計(jì)工況分析 7
2.1 貨梯的工藝參數(shù) 7
2.2工況分析 7
2.3明確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案 7
第三章 貨梯機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 9
3.1 貨梯機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理 9
3.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)型式 9
3.1.2 貨梯的運(yùn)動(dòng)機(jī)理 9
3.2 貨梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì) 10
3.2.1 貨梯結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定 10
3.2.2 貨梯支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定 14
第四章 貨梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 22
第五章 執(zhí)行元件速度和載荷 23
5.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 23
5.2速度和載荷計(jì)算 23
5.2.1 速度計(jì)算及速度變化規(guī)律 23
5.2.2執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律 24
第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 27
6.1 系統(tǒng)壓力的初步確定 27
6.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 27
6.2.1 缸筒內(nèi)徑的確定 27
6.2.2液壓缸的作用力 27
6.2.3 活塞桿直徑的確定 28
6.2.4 液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定 30
6.2.5 液壓缸的流量 31
第七章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
7.1 缸筒 33
7.1.1 缸筒與缸蓋的連接形式 33
7.1.2 強(qiáng)度計(jì)算 34
7.1.3缸筒材料及加工要求 35
7.1.4 缸蓋材料及加工要求 35
7.2活塞和活塞桿 36
7.2.1 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式 36
7.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求 37
7.3 活塞桿導(dǎo)向套 37
7.4 進(jìn)出油口尺寸的確定 38
7.5密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 38
第八章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 40
8.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇 40
8.2 開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 41
8.3 調(diào)速方案的選擇 41
8.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 42
第九章 液壓元件的選擇計(jì)算及其連接 43
9.1 油泵和電機(jī)選擇 43
9.1.1泵的額定流量和額定壓力 43
9.1.2 電機(jī)功率的確定 44
9.1.3 連軸器的選用 46
9.2 控制閥的選用 47
9.2.1 壓力控制閥 47
9.2.2 流量控制閥 48
9.2.3 方向控制閥 48
9.3 管路、過(guò)濾器、其他輔助元件的選擇計(jì)算 48
9.3.1 管路 48
9.3.2 過(guò)濾器的選擇 50
9.3.3 輔件的選擇 51
9.4 液壓元件的連接 51
9.4.1 液壓裝置的總體布置 51
9.4.2液壓元件的連接 51
第十章 液壓泵站的選擇 52
10.1 液壓泵站的組成及分類 52
10.2 液壓泵站的選擇 53
第十一章 油箱及附件 53
11.1 油箱的容積 53
第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 56
12.1系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 57
12.2 系統(tǒng)的總效率驗(yàn)算 58
總 結(jié) 58
致 謝 60
參 考 文 獻(xiàn) 61
第一章 緒 論
這次畢業(yè)是學(xué)校為我們每個(gè)工科學(xué)生安排的一次實(shí)踐性的總結(jié)，使就業(yè)前的一次大練兵，是對(duì)每個(gè)學(xué)生四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的總體檢測(cè)，使我們?yōu)檫M(jìn)入工廠工作做好了準(zhǔn)備。
本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是液壓貨梯的設(shè)計(jì)，貨梯是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物貨梯構(gòu)，可用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線，下線，共件裝配時(shí)部件的舉升，大型機(jī)庫(kù)上料，下料，倉(cāng)儲(chǔ)裝卸等場(chǎng)所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)比較有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動(dòng)力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電機(jī)的12%。
（2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向。
（3）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，（調(diào)速范圍可達(dá)到2000），還可以在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。
（4）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，他對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)解或控制。
（5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
（6）液壓元件以實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用都比較方便。
當(dāng)然液壓技術(shù)還存在許多缺點(diǎn)，例如，液壓在傳動(dòng)過(guò)程中有較多的能量損失，液壓傳動(dòng)易泄露，不僅污染工作場(chǎng)地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及正確性。對(duì)油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價(jià)昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實(shí)際的應(yīng)用中，可以通過(guò)有效的措施來(lái)減小不利因素帶來(lái)的影響。
液壓電梯在具備傳統(tǒng)曳引式電梯的安全裝置的同時(shí), 還設(shè)有：
（1） 溢流閥：可防止上行運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)壓力過(guò)高
（2） 應(yīng)急手動(dòng)閥：電源發(fā)生故障時(shí), 可使轎廂應(yīng)急下降到最近的層樓位置開(kāi)啟廳、轎門,使乘客安全走出轎廂
（3） 手動(dòng)泵：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí), 可操縱手動(dòng)泵打出高壓油使轎廂上升到最近的層樓位置;
（4） 管路破裂閥：當(dāng)液壓系統(tǒng)管路破裂轎廂失速下降時(shí), 可自動(dòng)切斷油路停止下降。
（5） 油箱油溫保護(hù)：當(dāng)油箱中油溫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí), 油溫保護(hù)裝置發(fā)生信號(hào), 暫停電梯使用, 當(dāng)油溫下降后方可啟動(dòng)電梯。
由于采用了先進(jìn)的液壓系統(tǒng), 且有良好的控制方式,電梯運(yùn)行故障率可將至最低。
我國(guó)的液壓技術(shù)是在新中國(guó)成立以后才發(fā)展起來(lái)的。自從1952年試制出我國(guó)第一個(gè)液壓元件——齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國(guó)產(chǎn)品，自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)消化提高等幾個(gè)階段。
進(jìn)年來(lái)，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具先進(jìn)水平的產(chǎn)品。
目前，我國(guó)的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)橐苯?、工程機(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械、紡織機(jī)械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。
但是，我國(guó)的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)水平上，與國(guó)際水品以及主機(jī)行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進(jìn)口大量的液壓元件。
今后，液壓技術(shù)的發(fā)展將向著一下方向：
（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。
（2）高度的組合化，集成化，模塊化。
（3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。
總之，液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重是很大的，他和氣動(dòng)技術(shù)常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化水平。
本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照指導(dǎo)要求進(jìn)行，其間得到老師和同學(xué)們的幫助，在此向他們表示誠(chéng)摯的謝意。
由于本人水平和知識(shí)所限，其中錯(cuò)誤在所難免，懇望老師予以指導(dǎo)修正。
第二章 工藝參數(shù)計(jì)工況分析
2.1 貨梯的工藝參數(shù)
本設(shè)計(jì)貨梯為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為：
額定載荷：平臺(tái)800N 貨物12000N 總重12800N
最大起升高度：3000mm 提升速度1.2 m/s
電源：380v,50Hz
2.2工況分析
液壓貨梯廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時(shí)可配裝各類臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。
液壓貨梯是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物貨梯構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線、下線。工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度，高出給料機(jī)運(yùn)送，大型部件裝配時(shí)的部件舉升，大型機(jī)庫(kù)上料、下料 。倉(cāng)儲(chǔ)，裝卸場(chǎng)所，與叉車等裝運(yùn)車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。
2.3明確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案
液壓貨梯由行走機(jī)構(gòu)， 液壓機(jī)構(gòu)，電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)組成的一種設(shè)備。液壓油由葉片泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，提升重物，液缸上端回油經(jīng)隔爆型電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過(guò)溢流閥進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)壓力表觀察壓力表讀數(shù)值。
液壓貨梯產(chǎn)品按照工作方式分為曲臂式液壓貨梯、剪叉式液壓貨梯、桅柱式液壓貨梯、直臂式液壓貨梯。液壓貨梯是折臂式貨梯、剪叉式貨梯的換代產(chǎn)品?？蓮V泛用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、賓館、郵電、市政園林、糧庫(kù)、清洗公司、公共建筑門面的裝飾、裝修或者電力系統(tǒng)的安裝維修等等。
設(shè)計(jì)之前先確定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定基本方案。以下列出了本設(shè)計(jì)—一剪式液壓貨梯的一些基本要求：
1) 主機(jī)的概況：主要用途用于家用小型重型設(shè)備的起升，便于維修，占地面積小，適用于室外，總體布局簡(jiǎn)潔；
2) 主要完成起升與下降重物的動(dòng)作，速度較緩，液壓沖擊?。?
3) 最大載荷量定為1.28噸，采用單液壓缸控制聯(lián)接組合叉桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降動(dòng)作。最大起升高度略低于兩人高度；
4) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好；
5) 人工控制操作，按鈕啟動(dòng)控制升降；
6) 工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進(jìn)行操作，不宜在有坡度或有坑洼的地面進(jìn)行操作，不宜在過(guò)度寒冷的室外進(jìn)行操作；
7) 性能可靠，成本低廉，便于移動(dòng)，無(wú)其他附屬功能及特殊功能；
第三章 貨梯機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算
3.1 貨梯機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理
3.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)型式
根據(jù)貨梯的平臺(tái)尺寸初定，參考國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知，該貨梯宜采用單雙叉機(jī)構(gòu)形式：即有兩個(gè)單叉機(jī)構(gòu)貨梯合并而成，有四個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到貨梯升降的目的。其具體結(jié)構(gòu)形式為：
圖3.1
圖3.1所示即為該貨梯的基本結(jié)構(gòu)形式，其中1.2.3.4.為支架，主要起支撐作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過(guò)其鉸接將液壓缸的繩縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔(dān)著整個(gè)貨梯的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過(guò)這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)貨梯的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。
3.1.2 貨梯的運(yùn)動(dòng)機(jī)理
貨梯的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理如下圖所示：
圖3.2
兩支架在o 點(diǎn)鉸接，支架1上下端分別固定在上、下板面上，通過(guò)活塞桿的伸縮和鉸接點(diǎn)o 的作用實(shí)現(xiàn)貨物的舉升。
根據(jù)以上分析，貨梯的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以敘述如下：支架2、3為貨梯機(jī)構(gòu)中的固定支架，他們與底板的鉸接點(diǎn)做不完整的圓周運(yùn)動(dòng)，支架1、4為活動(dòng)支架，他們?cè)谝簤焊椎淖饔孟掠勺畛醯膸缀跛綘顟B(tài)逐漸向后來(lái)的傾斜位置運(yùn)動(dòng)，在通過(guò)支架之間的絞合點(diǎn)帶動(dòng)2、3也不斷向傾斜位置運(yùn)動(dòng)，以使貨梯升降。
圖3.3
初態(tài)時(shí)，上寫(xiě)底板處于合閉狀態(tài)，支架1、2、3、4可近似看作為水平狀態(tài)，隨著液壓油不斷的輸入到液壓缸中，活塞桿外伸，將支架2頂起，支架2 上升時(shí)，由于絞合點(diǎn)o的作用使支架1 運(yùn)動(dòng)，1與液壓缸相連，從而液壓缸也開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，通過(guò)一系列的相互運(yùn)動(dòng)和作用，使上頂板上升，當(dāng)上升到指定高度時(shí)，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，載荷便達(dá)到指定高度。
3.2 貨梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)
3.2.1 貨梯結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定
根據(jù)貨梯的工藝參數(shù)和他的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理來(lái)確定支架1、2、3、4的長(zhǎng)度和截面形狀。之間的距離和液壓缸的工作行程。
設(shè)()，則1、2、3、4支架的長(zhǎng)度可以確定為,即支架和地板垂直時(shí)的高度應(yīng)大于,這樣才能保證其最大升降高度達(dá)到，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意兩個(gè)位置的示意圖表示如下：
圖3.4
設(shè)支架1、2和3、4都在其中點(diǎn)處絞合，液壓缸頂端與支架絞合點(diǎn)距離中點(diǎn)為t ,根據(jù)其水平位置的幾何位置關(guān)系可得： .
下面根據(jù)幾何關(guān)系求解上述最佳組合值：
初步分析：值范圍為 ,取值偏小，則上頂板點(diǎn)承力過(guò)大，還會(huì)使支架的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，造成受力情況不均勻。X值偏小，則會(huì)使液壓缸的行程偏大，并且會(huì)造成整個(gè)機(jī)構(gòu)受力情況不均勻。在該設(shè)計(jì)中，可以選擇幾個(gè)特殊值：=0.4m, =0.6m, =0.8m，分別根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出h和t。然后分析上下頂板的受力情況。選取最佳組合值便可以滿足設(shè)計(jì)要求。
（1） =0.4
支架長(zhǎng)度為h=3.5-x/2=3.3m
=h/2=1.65m
液壓缸的行程設(shè)為l,貨梯上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：
l+t=1.65
貨梯完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：
聯(lián)合上述方程求得：
t=0.651m
l=0.999m
即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 桿中心距為0.651m.活塞行程為0.999m
（2） =0.6
支架長(zhǎng)度為=3.5-x/2=3.2m
=h/2=1.6m
液壓缸的行程設(shè)為l,貨梯上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：
l+t=1.6
貨梯完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：
聯(lián)合上述方程求得：
t=0.602m
l=0.998m
即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 桿中心距為0. 602m.活塞行程為0.998m
（3） =0.8
支架長(zhǎng)度為=3.5-x/2=3.0m
=h/2=1.5m
液壓缸的行程設(shè)為l,貨梯上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：
l+t=1.5
貨梯完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：
聯(lián)合上述方程求得：
t=0.532m
l=0.968m
即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 桿中心距為0.532m.活塞行程為0.968m
現(xiàn)在對(duì)上述情況分別進(jìn)行受力分析：
（4） x=0.4m ,受力圖如下所示：
（5） x=0.6m ,受力圖如下所示
（6） x=0.8m ,受力圖如下所示
圖3.5
比較上述三種情況下的載荷分布狀況，x去小值，則升到頂端時(shí)，兩相互絞合的支架間的間距越大，而此時(shí)貨梯的載荷為均布載荷，有材料力學(xué)理論可知，此時(shí)兩支架中點(diǎn)出所受到的彎曲應(yīng)力為最大，可能會(huì)發(fā)生彎曲破壞，根據(jù)材料力學(xué)中提高梁的彎曲強(qiáng)度的措施
知，合理安排梁的受力情況，可以降低值，從而改善提高其承載能力。分析上述x=0.4m.x=0.6m,x=0.8m時(shí)梁的受力情況和載荷分布情況，可以選擇第二種情況，即x=0.6m時(shí)的結(jié)構(gòu)作為貨梯固定點(diǎn)的最終值，由此便可以確定其他相關(guān)參數(shù)如下：
t=0.602m. l=0.998m, h=3.2m
3.2.2 貨梯支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定
3.2.2.1 上頂板結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核
上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過(guò)焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個(gè)側(cè)面和上頂面上鋪裝4000x2000x3mm的汽車板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下所示：
圖3.7
沿平臺(tái)的上頂面長(zhǎng)度方向布置4根16號(hào)熱軋槽剛，沿寬度方向布置6根10號(hào)熱軋槽剛，組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)。在最外緣延長(zhǎng)度方向加工出安裝上下支架的滑槽。以便上下支架的安裝。滑槽的具體尺寸根據(jù)上下支架的具體尺寸和結(jié)構(gòu)而定。
沿長(zhǎng)度方向的4根16號(hào)熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為=,截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。沿寬度方向的6根10號(hào)熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為=,截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。
其質(zhì)量分別為：
4根16號(hào)熱軋槽剛的質(zhì)量為：
6根10號(hào)熱軋槽剛的質(zhì)量為：
菱形汽車鋼板質(zhì)量為：
3.2.2.2 強(qiáng)度校核
貨梯上頂板的載荷是作用在一平臺(tái)上的，可以認(rèn)為是一均布載荷，由于該平板上鋪裝汽車鋼板，其所受到的載荷為額定載荷和均布載荷之和，其載荷密度為：
F汽車鋼板和額定載荷重力之和。 N
l 載荷的作用長(zhǎng)度。m,沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6m,寬度方向?yàn)?2m.
其中
帶入數(shù)據(jù)得：F=29604N
沿長(zhǎng)度方向有：
帶入數(shù)據(jù)有：
分析貨梯的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)在貨梯剛要起升時(shí)和貨梯達(dá)到最大高度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況 ，故強(qiáng)度校核只需要分析該狀態(tài)時(shí)的受力情況即可，校核如下：
其受力簡(jiǎn)圖為：
圖3.8
該貨梯有8個(gè)支架，共有8個(gè)支點(diǎn)，假設(shè)每個(gè)支點(diǎn)所受力為N，則平很方程可列為：
即
將N帶入上式中：
根據(jù)受力圖，其彎矩圖如下所示：
AB段：
=1850-925 （）
BC段：
=3700x-3145-925 （）
CD段與AB段對(duì)稱。
圖3.9
由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為 ：
根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論：
即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。
式中： W 抗彎截面系數(shù)
沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼
鋼的屈服極限
n 安全系數(shù) n=3
代入數(shù)據(jù)：
=
由此可知，強(qiáng)度符合要求。
貨梯升到最高位置時(shí)，分析過(guò)程如下：
與前述相同：
彎矩如下：
FA段： ()
=925
AB段： ()
=
BC段： ()
=
CD段與AB段對(duì)稱，AF段和DE段對(duì)稱.
圖３.９
由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為 ：
根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論：
即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。
式中： W 抗彎截面系數(shù) 沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼
鋼的屈服極限
n 安全系數(shù) n=3
代入數(shù)據(jù)：
=
由計(jì)算可知，沿平臺(tái)長(zhǎng)度方向上4根16 號(hào)熱軋槽鋼完全可以保證貨梯的強(qiáng)度要求。
同樣分析沿寬度方向的強(qiáng)度要求：
均布載荷強(qiáng)度為：
F 汽車板及16號(hào)槽鋼與載荷重力
l 載荷作用長(zhǎng)度 2x6=12m
帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，
受力圖和彎矩圖如下所示：
（）
=
圖３．１０
由彎矩圖知：
最大彎曲應(yīng)力為：
故寬度方向也滿足強(qiáng)度要求。
3.2.2.3支架的結(jié)構(gòu)
支架由8根形狀基本相同的截面為矩形的鋼柱組成，在支架的頂端和末端分別加工出圓柱狀的短軸，以便支架的安裝。支架在貨梯結(jié)構(gòu)中的主要功能為載荷支撐和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，通過(guò)與其鉸合的支點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，支架的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足安裝要求外，還應(yīng)保證有足夠的剛度和強(qiáng)度，一時(shí)期在升降運(yùn)動(dòng)中能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。
每根支架的上頂端承受的作用力設(shè)為N.則有等式：
，求得：N=12800N
分析支架的運(yùn)動(dòng)形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支架在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況比較復(fù)雜，它與另一支架鉸合點(diǎn)給予底座的固定點(diǎn)的受里均為大小和方向?yàn)槲粗氖噶?，故該?wèn)題為超靜定理論問(wèn)題，已經(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提高效率的原則，再次宜簡(jiǎn)化處理，簡(jiǎn)化的原則時(shí)去次留主，即將主要的力和重要的力在計(jì)算中保留，而將對(duì)梁的變形沒(méi)有很大影響的力忽略不計(jì)，再不改變其原有性質(zhì)的情況下可以這樣處理。根據(jù)甘原則，再次對(duì)制假所收的力進(jìn)行分析，可以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結(jié)點(diǎn)的力為之家所受到的最主要的力，它不僅受液壓缸的推力，而且還將受到上頂班所傳遞的作用力，因此，與液壓缸頂桿相連接的支架所厚道的上頂板的力為它所受到的最主要的力，在此，將其他的力忽略，只計(jì)算上頂板承受的由載荷和自重所傳遞的載荷力。
計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：
圖3.11
所產(chǎn)生的彎矩為：
每個(gè)支架的支點(diǎn)對(duì)上頂板的作用力 N
L 液壓缸與支架鉸合點(diǎn)距支點(diǎn)之間的距離 m
代入數(shù)據(jù)： =6784Nm
假定改支架為截面為長(zhǎng)為a,寬為b的長(zhǎng)方形，則其強(qiáng)度應(yīng)滿足的要求是：
式中： M 支架上所受到的彎矩 Nm
W 截面分別為a,b的長(zhǎng)方形抗彎截面系數(shù)
所選材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼
將數(shù)據(jù)代入有：
求得：
上式表明：只要街面為a,b的長(zhǎng)方形滿足條件，則可以滿足強(qiáng)度要求，取，則其 符合強(qiáng)度要求。
這些鋼柱的質(zhì)量為：
支架的結(jié)構(gòu)還應(yīng)該考慮裝配要求，液壓缸活塞桿頂端與支架采用耳軸結(jié)構(gòu)連接，因此應(yīng)在兩支架之間加裝支板，以滿足動(dòng)力傳遞要求。
3.2.2.4 貨梯底座的設(shè)計(jì)
貨梯底座在整個(gè)機(jī)構(gòu)中支撐著平臺(tái)的全部重量，并將其傳遞到地基上，他的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是滿足強(qiáng)度要求即可，保證在貨梯升降過(guò)程中不會(huì)被壓潰即可，不會(huì)發(fā)生過(guò)大大變形，其具體參數(shù)見(jiàn)裝配圖。
第四章 貨梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本貨梯的設(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(jiǎn)單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。
液壓貨梯不僅裝備有普通電梯具備的安全裝置，還設(shè)有：
1、溢流閥，可防止上行運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)壓力過(guò)高；
2、應(yīng)急手動(dòng)閥，電源發(fā)生故障時(shí)，可使轎廂應(yīng)急下降到最近的層樓位置開(kāi)啟廳、轎門，使乘客安全走出轎廂或?qū)⒇浳锇踩岢觯?
3、手動(dòng)泵，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可操縱手動(dòng)泵打出高壓油使轎廂上升到最近的層樓位置；
4、管路破裂閥，當(dāng)液壓系統(tǒng)管路破裂轎廂失速下降時(shí)，可自動(dòng)切斷油路；
5、油箱油溫保護(hù)，當(dāng)油箱中油溫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，油溫保護(hù)裝置發(fā)生信號(hào)，暫停電梯使用，當(dāng)油溫下降后方可啟動(dòng)電梯。
本貨梯對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可以總結(jié)如下：
貨梯的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，可選用遠(yuǎn)程或無(wú)線控制，貨梯的升降運(yùn)動(dòng)由液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺(tái)的起降，其工作負(fù)載變化范圍為0~~~12800Kg，負(fù)載平穩(wěn)，工作過(guò)程中無(wú)沖擊載荷作用，運(yùn)行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實(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，使用于各種不同場(chǎng)合，工作精度要求一般.
第五章 執(zhí)行元件速度和載荷
5.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置
類型選擇：
表5.1 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(zhǎng)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)
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(wú)緩沖式液壓缸，其符號(hào)為：
圖5.1
數(shù)量：該升降平臺(tái)為雙單叉結(jié)構(gòu)，故其采用的液壓缸數(shù)量為4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：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內(nèi)擺動(dòng)，錢莊的位置為圖3.6 所示的前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過(guò)橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使貨梯升降。
5.2速度和載荷計(jì)算
5.2.1 速度計(jì)算及速度變化規(guī)律
參考國(guó)內(nèi)貨梯類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知。最大起升高度為3000mm時(shí)，其平均起升時(shí)間為90s，就是從液壓缸活塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到活塞行程末端所用時(shí)間大約為90s，設(shè)本貨梯的最小起升降時(shí)間為85s,最大起升時(shí)間為95s，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 m/s
L 液壓缸的行程 m
t 時(shí)間 s
當(dāng) t=85s時(shí)：
=0.01325
當(dāng) t=95s時(shí)：
液壓缸的速度在整個(gè)行程過(guò)程中都比較平穩(wěn)，無(wú)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(shuō)貨梯在整個(gè)工作過(guò)程中無(wú)明顯的加減速階段，其運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。
5.2.2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(guò)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(wú)潤(rùn)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：
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(duì)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，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。
由上述說(shuō)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)x 9.8+(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500)9.80.05
=40KN
液壓缸的總負(fù)載為40KN，該系統(tǒng)中共有四個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為10KN。
該貨梯的額定載荷為1280Kg ，其負(fù)載變化范圍為0—1280Kg，在工作過(guò)程中無(wú)沖擊負(fù)載的作用，負(fù)載在工作過(guò)程中無(wú)變化，也就是該貨梯受恒定負(fù)載的作用。
第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定
6.1 系統(tǒng)壓力的初步確定
液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定：
表6.1 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系
牽引力F（KN）
<5
5-10
10-20
20-30
30-50
>50
工作壓力P（MPa）
<0.8-10
1.5-2
2.5-3
3-4
4-5
>5-7
由于該液壓缸的推力即牽引力為12.8KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=3MPa 。
6.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)
6.2.1 缸筒內(nèi)徑的確定
該液壓缸宜按照推力要求來(lái)計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下：
要求活塞無(wú)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(wú)桿腔推力 N
P 工作壓力 MPa
液壓缸機(jī)械效率 0.95
代入數(shù)據(jù)：
D= =0.092m
D= 92mm 取圓整值為 D=100mm
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。
6.2.2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，該貨梯工作時(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(wú)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 0.1m
液壓缸的效率 0.95
代入數(shù)據(jù):
F =
F = 13.3KN
即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力為13.3KN。
表6.1
6.2.3 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(lái)確定
受拉時(shí)：
受壓時(shí)：
該液壓缸的工作壓力為為：p=3MPa ,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(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行：
式中： F 活塞桿的推力12.8 N
d 活塞桿直徑 56 m
材料的許用應(yīng)力 MPa 活塞桿用45號(hào)鋼
代入數(shù)據(jù)：
=6.3MPa <
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(zhǎng)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
L 計(jì)算長(zhǎng)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。
6.2.4 液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定
6.2.4.1 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)： =1.162cm
考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚.
6.2.4.2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度
活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面重點(diǎn)到導(dǎo)向滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離為活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如下圖所示：
圖6.1
如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將會(huì)使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，對(duì)于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D時(shí)，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：
即 取為72cm
活塞的寬度一般取 ，導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度，在時(shí)，取，在時(shí)，取，當(dāng)導(dǎo)向套長(zhǎng)度不夠時(shí)，不宜過(guò)分增大A和B，必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套，隔套的長(zhǎng)度由最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H確定。
6.2.5 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(kāi)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(duì)于無(wú)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) =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。
第七章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
液壓缸是將液壓系統(tǒng)的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在該貨梯系統(tǒng)中，液壓缸將活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)通過(guò)一系列的機(jī)械結(jié)構(gòu)組合轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降，實(shí)現(xiàn)貨梯升降。
液壓缸原理 傳遞運(yùn)動(dòng)，通過(guò)油液內(nèi)部的壓力來(lái)傳遞動(dòng)力。
在一定體積的液體上的任意一點(diǎn)施加的壓力,能夠大小相等地向各個(gè)方向傳遞.這意味著當(dāng)使用多個(gè)液壓缸時(shí),每個(gè)液壓缸將按各自的速度拉或推,而這些速度取決于移動(dòng)負(fù)載所需的壓力。
在液壓缸承載能力范圍相同的情況下,承載最小載荷的液壓缸會(huì)首先移動(dòng),承載最大載荷的液壓缸最后移動(dòng)。
7.1 缸筒
7.1.1 缸筒與缸蓋的連接形式
缸筒與剛蓋的連接形式如下：
缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點(diǎn)是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛，端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，缸筒外徑需加工，且應(yīng)于內(nèi)徑同軸，裝卸需要用專門的工具，安裝時(shí)應(yīng)防止密封圈扭曲。
圖 7.1
缸蓋與后端蓋的連接采用焊接形式，特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸小，重量輕，使用廣泛，缸筒焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。
圖7.2
7.1.2 強(qiáng)度計(jì)算
7.1.2.1 缸筒底部強(qiáng)度計(jì)算
缸筒底部為平面時(shí)， 可由下式計(jì)算厚度：
式中： 缸筒底部厚度 m
缸筒內(nèi)徑 m
筒內(nèi)最大工作壓力
缸筒材料的許用應(yīng)力
代入數(shù)據(jù)：
=
缸筒底部厚度應(yīng)根據(jù)工藝要求適當(dāng)加厚，如在缸筒上設(shè)置油口或排氣閥，均應(yīng)增大缸筒底部厚度。
7.1.2.2 缸筒連接螺紋的計(jì)算
當(dāng)缸筒與剛蓋采用螺紋連接時(shí)，鋼筒螺紋處的強(qiáng)度按下式進(jìn)行校核：
螺紋處的拉應(yīng)力：
螺紋處的切應(yīng)力：
合成應(yīng)力：
式中： 缸筒直徑 m
缸筒底部承受的最大推力 N
螺紋小徑 m
擰緊螺紋的系數(shù) 不變載荷取=1.25-1.5 ，變載荷取=2.5—4
螺紋連接的摩擦系數(shù) =0.07—0.2，通常取0.12
材料的屈服極限 35鋼正火=27
代入數(shù)據(jù)：
合成應(yīng)力為：
7.1.3缸筒材料及加工要求
缸筒材料通常選用20、35、45號(hào)鋼，當(dāng)缸筒、缸蓋、掛街頭等焊接在一起時(shí)，采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，在粗加工之后調(diào)質(zhì)。另外缸筒也可以采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、青銅和鋁合金等材料加工。
缸筒與活塞采用橡膠密封圈時(shí)，其配合推薦采用，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取，若采用活塞環(huán)密封時(shí)，推薦采用配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取。
缸筒內(nèi)徑應(yīng)進(jìn)行研磨。
為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行渡鉻，渡鉻層厚度應(yīng)在30-40，渡鉻后缸筒內(nèi)表面進(jìn)行拋光。
缸筒內(nèi)徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內(nèi)表面的公差度誤差在500mm上不大于0.03mm。
缸筒缸蓋采用螺紋連接時(shí)，其螺紋采用中等精度。
7.1.4 缸蓋材料及加工要求
缸蓋材料可以用35，45號(hào)鋼，或ZG270-500，以及HT250，HT350等材料。
當(dāng)缸蓋自身作為活塞桿導(dǎo)向套時(shí)，最好用鑄鐵，并在導(dǎo)向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。當(dāng)單獨(dú)設(shè)置導(dǎo)向套時(shí)，導(dǎo)向材料為耐磨鑄鐵，青銅或黃銅等，導(dǎo)向套壓入缸蓋。
缸蓋的技術(shù)要求：與缸筒內(nèi)徑配合的直徑采用，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直徑取，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用，這三個(gè)尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于各自直徑的公差的一半，三個(gè)直徑的同軸度誤差不大于0.03mm。
7.2活塞和活塞桿
7.2.1 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式
(1) 活塞的結(jié)構(gòu)形式
活塞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)密封裝置的形式來(lái)選擇，本設(shè)計(jì)中選用形式如下：
圖7.3
（2）活塞桿
活塞桿的外部與負(fù)載相連接，其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作需要而定，本設(shè)計(jì)中如下所示：
圖7.4
內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：
圖7.5
7.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求
7.2.2.1 活塞材料及加工要求
有導(dǎo)向環(huán)的活塞用20，35或45號(hào)鋼制成。
活塞外徑公差，與活塞桿的配合一般為，外徑粗糙度，外徑對(duì)活塞孔的跳動(dòng)不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度不大于外徑公差的一半。
活塞兩端面對(duì)活塞軸線的垂直度誤差在100mm上不大于0.04mm。
7.2.2.2 活塞桿及加工要求
活塞桿常用材料為35、45號(hào)鋼。
活塞桿的工作部分公差等級(jí)可以取，表面粗糙度不大于，工作表面的直線度誤差在500mm上不大于0.03mm。
活塞桿在粗加工后調(diào)質(zhì)，硬度為，必要時(shí)可以進(jìn)行高頻淬火，厚度0.5-1mm，硬度為。
7.3 活塞桿導(dǎo)向套
活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸有桿腔一側(cè)的端蓋內(nèi)，