0009-液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì)
0009-液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì),液壓,升降臺(tái),設(shè)計(jì)
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)象是液壓升降平臺(tái)，這套裝置主要用于舉升重物。它的舉升高度為1米，舉升重量為1噸，其動(dòng)作主要是由兩個(gè)雙作用液壓缸推動(dòng)“X”型架，帶動(dòng)上板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該液壓升降平臺(tái)主要由兩個(gè)部分組成：機(jī)械部分和液壓部分，其中機(jī)械部分主要由上板架、下板架、內(nèi)連桿和外連桿四部分組成。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、選擇了機(jī)械部分材料與結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行受理分析與校核，以便檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度的要求，分析及校核的結(jié)果證明機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足要求。在對(duì)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，先進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。在選擇液壓的各個(gè)控制回路的時(shí)候，在對(duì)各個(gè)回路進(jìn)行了對(duì)比后調(diào)速回路我選擇了進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路；卸荷回路我選擇了帶有二位二通電磁換向閥的卸荷回路；保壓回路我選擇的是用液控單向閥的保壓回路。確定了各種基本回路后，又確定了液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)形式，由于開(kāi)式系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)簡(jiǎn)單和散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)，所以把傳動(dòng)系統(tǒng)確定為開(kāi)式系統(tǒng)。在擬定液壓系統(tǒng)原理圖后，對(duì)液壓元件及輔件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、選擇，并對(duì)其進(jìn)行校核。經(jīng)過(guò)計(jì)算后液壓缸選定為45毫米的液壓缸，液壓泵選定為齒輪泵，根據(jù)系統(tǒng)工作的最大功率我選擇的電動(dòng)機(jī)為Y112M-4行三相異步電動(dòng)機(jī)。在確定泵后，又對(duì)其他的元件及輔件進(jìn)行了合理的選擇，最后確定各種元件后,進(jìn)一步完成了我的設(shè)計(jì)題目。
關(guān)鍵詞: 液壓；升降平臺(tái)；上板架；下板架；內(nèi)連桿；外連桿
Abstract
I graduated from the current design is done mainly hydraulic lifts, mainly divided into two parts: mechanical and hydraulic parts. Mechanical parts which I think the main needs to be considered is the subject of several major part of the intensity: on board planes, under the board planes, within and outside link connecting rod. In this part of my four were on board from top to bottom-line Analysis of the internal and external linkage, I had the strength check. After my analysis and after checking I think I can satisfy the design requirements. Then I entered the various parts of the hydraulic choice. In the choice of the hydraulic control circuit all the time, in the loop on a comparison of the governor after I selected the import speed loop circuit; unloading loop I chose the valve of the unloading circuit; packing circuit I have chosen The use of one-way valve controlling the packing circuit. In determining the needs of the various circuit I, I'm sure I wear the hydraulic system of fixed form, according to open-system and the system simple cooling system features good condition, I set my drive system for open - System. On the other hydraulic components accessories choice, I had to them after the calculation of the hydraulic cylinders after I voted 45 mm of hydraulic cylinders, according to the transmission gear pump stability, I take my pump as a gear Pump, according to my system the maximum power of the work I elected to the motor Y112M-4 to three-phase asynchronous motor. I set the pump, I also based on this I need the yuan other accessories for a reasonable Choose, finally, I identified a variety of components, further complete the design of the topics I.
Keywords：Mechanical;Hydraulic; Panels from top to bottom;Inside and outside link
II
目錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
第2章 確定液壓系統(tǒng)方案 2
2.1確定基本回路 2
2.1.1卸荷回路 2
2.1.2 調(diào)速回路的確定 4
2.1.3保壓回路的確定 7
2.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定 9
2．3 液壓系統(tǒng)原理圖 10
第3章 設(shè)計(jì)、選擇液壓元件、輔件 11
3.1確定液壓缸系數(shù) 11
3.1.1 初選系統(tǒng)壓力 11
3.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇 12
3.3油箱的設(shè)計(jì) 12
3.3.1油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 13
3.3.2油箱容積計(jì)算 13
3.4 其它元、輔件的選擇 13
3.4.1.吸油濾油器 13
3.4.2選擇濾油器的基本要求 14
3.4.3溢流閥的選擇 14
3.4.4壓力表開(kāi)關(guān)選擇 14
3.4.5單向節(jié)流閥 15
3.4.6液控單向閥的選擇 15
3.5閥塊的設(shè)計(jì) 15
3.6 效率的計(jì)算 16
3.6.1計(jì)算沿程壓力損失 16
3.6.2效率計(jì)算 18
3.6.3系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算 19
3.6.4液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù) 19
第4章 機(jī)械部分的受力分析力 22
第5章 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核 25
5.1 外連桿強(qiáng)度校核 25
5.2 內(nèi)連桿強(qiáng)度較核 26
5.3 連接兩連桿的銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 27
第6章 結(jié)論 29
參考文獻(xiàn) 30
致謝 31
32
沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒論
液壓傳動(dòng)能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速方便。液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少了零件的數(shù)目。由于系統(tǒng)充滿(mǎn)了油液，對(duì)各液壓件有潤(rùn)滑和冷卻的作用，使之不易磨損，又由于容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，因而壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣。
液壓升降平臺(tái)由于升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線(xiàn)和倉(cāng)庫(kù)、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，主要用于生產(chǎn)流水線(xiàn)高度差之間貨物運(yùn)送；物料上線(xiàn)、下線(xiàn)；工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車(chē)等搬運(yùn)車(chē)輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。因此，對(duì)于液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究具有重要意義。
我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封工業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國(guó)外的1/3，壽命為國(guó)外的1/2。為了滿(mǎn)足重點(diǎn)主機(jī)、進(jìn)口主機(jī)以及重大技術(shù)裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動(dòng)和密封產(chǎn)品進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)及有關(guān)資料分析，1998年液壓、氣動(dòng)和密封件產(chǎn)品的進(jìn)口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動(dòng)近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計(jì)，目前進(jìn)口產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為30%。1998年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)液壓件需求總量約600萬(wàn)件，銷(xiāo)售總額近40億元；氣動(dòng)件需求總量約500萬(wàn)件，銷(xiāo)售總額7億多元；密封件需求總量約11億件，銷(xiāo)售總額約13億元。
社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。為了適應(yīng)這些目標(biāo)和滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，現(xiàn)代液壓氣動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展呈如下主要趨勢(shì)。
(1) 減少能耗,充分利用能量
液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題：
①減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部
流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時(shí)還可減少漏油損失。
②減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節(jié)流系
統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力。
③采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。
④發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。
⑤改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。
日本小松、日立、川崎、德國(guó)Rexroth，Linde，美國(guó)Eiton-Vickers’，Parker都采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，可節(jié)省功率20-30%。
⑥為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方法，對(duì)污染進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量，要及時(shí)調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時(shí)而造成損失。
(2) 主動(dòng)維護(hù)
液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。
要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、觸、測(cè)等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專(zhuān)家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。另外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。
(3) 機(jī)電一體化
電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),其主要發(fā)展動(dòng)向如下：
① 電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。液壓系統(tǒng)將由過(guò)去的電氣液壓on-oE系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng),為適應(yīng)上述發(fā)展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。
② 發(fā)展和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為5mA以下電磁閥，以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥(小于3mS)等。
③ 液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷,由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低,監(jiān)控系統(tǒng),包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。
④ 計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對(duì)高精度、“高級(jí)”系統(tǒng)更有此要求。
⑤ 由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問(wèn)題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。
液壓元件由于制造精度高，因而造價(jià)相對(duì)于機(jī)械零件要求，為了做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，在選擇液壓元件時(shí)，盡量以國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品代替國(guó)外產(chǎn)品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽(yáng)液壓件廠(chǎng)的產(chǎn)品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因?yàn)?，雖然用直流電源，電磁換向閥如果卡位，電磁塊不至于被燒壞。但配置一套直流電源的價(jià)格遠(yuǎn)比一個(gè)電磁塊的價(jià)格高，況且電磁閥被卡住的情況也是偶而的。權(quán)衡了一下還是選擇了交流電池。同理，在一些產(chǎn)品性能不相上下時(shí)，我盡量選用了沈陽(yáng)液壓件廠(chǎng)的產(chǎn)品。可以省去運(yùn)費(fèi)和避免一些其它問(wèn)題，這都降低了成本。
第2章 確定液壓系統(tǒng)方案
液壓系統(tǒng)方案的確定是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的是選擇回路，并把各回路組成系統(tǒng)，以便以后確定原理。
理論課上，我們知道任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡(jiǎn)單的基本回路構(gòu)成的。液壓元件又組成了基本回路。所以根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和性能特點(diǎn)選液壓元件組成液壓系統(tǒng)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的液壓升降平臺(tái)要求為：1 舉升高度為1米；2 原始高度0.6米；3 舉升重量1噸。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能完成舉升動(dòng)作，并達(dá)到以上要求，考慮系統(tǒng)效率以及經(jīng)濟(jì)上的一些問(wèn)題。
2.1確定基本回路
2.1.1卸荷回路
卸荷回路的作用是在電動(dòng)機(jī)不熄火的情況下使液壓油卸荷，即泵輸出的液壓油以最低壓力回油箱。
卸荷回路主要有以下幾種：
如圖2-1采用換向閥的卸荷回路，用三位四通換向閥中位M型（或H，K型）滑閥機(jī)能，或在液壓泵出口旁路接二位三通閥，使液壓泵輸出的油液流回油箱，液壓泵卸荷。它適用于低壓小流量（P=2.5Mpa，Qp≦40L/min）的液壓系統(tǒng)，高壓大流量系統(tǒng)用換向閥卸荷時(shí)沖擊較大。
圖2-1 換向閥的卸荷回路
圖2-2 溢流閥的卸荷回路
如圖2-2為溢流閥的卸荷回路。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥1控制管路通過(guò)二位二通電磁換向閥3 接回油箱時(shí)，液壓泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱。實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。工作過(guò)程中流量變化較大的液壓系統(tǒng)，采用雙連泵供油。
如圖2-3是利用特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸使泵卸荷的回路。在液壓缸3活塞向左運(yùn)動(dòng)返回終點(diǎn)時(shí)，缸體上帶單向閥2的旁通油口開(kāi)啟，液壓泵的油液從液壓缸的有桿腔經(jīng)過(guò)此油口流回油箱，液壓泵卸荷。
我在設(shè)計(jì)中選擇了第一種卸荷方式，因?yàn)槠溥m用于低壓小流量的液壓系統(tǒng)，并比較簡(jiǎn)單。
圖2-3 特殊液壓缸使泵卸荷
2.1.2 調(diào)速回路的確定
液壓調(diào)速分為節(jié)流調(diào)速，容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速三種方式。節(jié)流調(diào)速，容積節(jié)流調(diào)速只能用于開(kāi)式系統(tǒng)。容積調(diào)速多用于閉式系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)簡(jiǎn)單，固采用開(kāi)式系統(tǒng)，具體原因以后在述。
節(jié)流調(diào)速回路，由流量控制閥，溢流閥，定量泵和執(zhí)行元件等所組成。它通過(guò)改變流量控制閥的通流面積，控制和調(diào)節(jié)流入和流出執(zhí)行元件的流量，達(dá)到調(diào)速的目的。這種調(diào)速回路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，使用維護(hù)方便，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但它能量損失大，效率低，一般用于功率不大的場(chǎng)合。
由于流量控制閥在回路中的按放位置的不同，節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)口節(jié)流式，出口節(jié)流式，旁路節(jié)流式和進(jìn)出口同時(shí)節(jié)流式幾種節(jié)流形式。
(1)進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（如圖2-4所示）
為使油液通過(guò)節(jié)流閥流入液壓缸，液壓泵的工作壓力P必須大于P1，節(jié)流閥的壓差在工作中或因負(fù)載變化或因其開(kāi)度的改變，要在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)。其設(shè)定值一般為△Pi=0.2-0.3MPa。
圖2-4 進(jìn)口節(jié)流調(diào)速
(2)出口節(jié)流調(diào)速回路
這種調(diào)速回路是將節(jié)流閥置在回油路上，用它來(lái)控制油腔流出的油量，因而也就控制了進(jìn)入液壓缸的流量，從而也就控制了液壓缸的速度。
(3)旁路節(jié)流調(diào)速回路（如圖2-5所示）
如圖2-5，這種調(diào)速回路是把節(jié)流閥放在與液壓缸相并聯(lián)的支路上。節(jié)流閥在調(diào)節(jié)流量的同時(shí)、起溢出多余流量的作用?；芈分幸缌鏖y起安全閥作用。
1) 當(dāng)節(jié)流面積一定時(shí)，負(fù)載越大，速度剛性越大；
2) 當(dāng)負(fù)載不邊時(shí)，節(jié)流閥通流面積越小，即速度越大，速度剛性越大；
3) 當(dāng)活塞面積變大時(shí)，減小節(jié)流閥指數(shù)和泄露系數(shù)均可提高速度剛性。
圖2-5 旁路節(jié)流調(diào)速回路
(4)容積節(jié)流調(diào)速回路
容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和節(jié)流閥組合而成的一種調(diào)速回路。它保留了容積調(diào)速回路無(wú)溢流損失、效率高和發(fā)熱少的長(zhǎng)處。
綜合以上調(diào)速回路的特點(diǎn)，我選擇了進(jìn)油調(diào)速回路。
2.1.3保壓回路的確定
有些機(jī)械回程時(shí)如釋放過(guò)快，將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊、震動(dòng)和噪聲，基至導(dǎo)致管路和閥門(mén)的破裂。
保壓回路有以下幾種：
(1) 用液壓?jiǎn)蜗蜷y的保壓回路（如圖2-6）
在液壓缸無(wú)桿腔油路上接入一個(gè)液控單向閥，利用單向閥錐形閥座的密封性能實(shí)現(xiàn)保壓。一般在20MP工作壓力下保壓10min。
圖2-6 用單向閥的保壓回路
(2) 用輔助液壓泵保壓回路
在回路中增設(shè)一臺(tái)輔助液壓泵。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器發(fā)出電訊號(hào)，使輔助液壓泵供油，維持系統(tǒng)壓力不變。
(3) 用蓄能器的保壓回路(如圖2-7)
用重錘式蓄能器在保壓過(guò)程中向a點(diǎn)供油、保壓時(shí)，蓄能器充入高壓油，重錘上升，觸及限位開(kāi)關(guān)時(shí)，使電液換向閥的電磁鐵1Y斷電，主液壓泵卸荷，以后由蓄能器保持系統(tǒng)壓力。此種保壓回路壓力液動(dòng)小，不超過(guò)0.1-0.2MP。
圖2-7 用蓄能器的保壓回路
綜上所述，我選用了第一種用液控單向閥的保壓回路。
2.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。
開(kāi)式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，低壓油直接返回油箱，有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。
閉式系統(tǒng)中油泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排油管相連通，形成一個(gè)閉合回路。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中泄露損失，還需有一個(gè)輔助供油泵，其優(yōu)點(diǎn)是1）油箱所需容積小；2）無(wú)論是高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3）系統(tǒng)中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來(lái)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向，減少了換向時(shí)的沖擊。
綜合以上傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)我選用開(kāi)式系統(tǒng)。
2．3 液壓系統(tǒng)原理圖
在以上基本回路確定的基礎(chǔ)上，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，如圖2-8所示。
圖2-8
第3章 設(shè)計(jì)、選擇液壓元件、輔件
3.1確定液壓缸系數(shù)
3.1.1 初選系統(tǒng)壓力
系統(tǒng)壓力選定是否合理直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定情況下，若選取的系統(tǒng)壓力過(guò)底，則液壓元、輔件的尺寸、重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選的較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價(jià)會(huì)相對(duì)較低。由于對(duì)制造液壓元件、輔件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大或增加液壓設(shè)備的尺寸、重量和造價(jià)、其系統(tǒng)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降。
根據(jù)我所要設(shè)計(jì)的機(jī)器的特點(diǎn)，并參照有關(guān)資料，我初選系統(tǒng)工作壓力10MP。
1) 計(jì)算液壓缸尺寸：
活塞面積 A=F/ηp=2.5x103/0.9x10x106=2.78x10-3m2
D=5.89cm
查表[4]，取液壓缸的內(nèi)徑為63mm，外徑為76mm。
桿徑比d/D，一般按下述原則?。?
當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取d/D=0.3-0.5.當(dāng)活塞桿手壓時(shí)，一般取d/D=0.5-0.7。
所以本設(shè)計(jì)我取d/D=0.7，即d=0.7D=0.7x58.9=44mm，
取活塞桿直徑為45mm。
2) 泵組選擇：
液壓杠所需流量為 q=2Av=2x1/4π(D2-d2)xV
=2x0.25x3.14x632x10-6x2x10-2=7.48L/min
q=7.48L/min
查表[4]選取齒輪泵CB3-10.理論排量10ml/r，理論流量14.5L/min，電動(dòng)機(jī)最大功率P=pq/η。
P=106x10x14.5x106/0.8x60=3.02kw
取電動(dòng)機(jī)Y112M-4型：額定功率4KW，效率84.55。
3.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇
1）根據(jù)齒輪泵的額定流量14.5L/min查表（JB827-66）。根據(jù)推薦管路通過(guò)流量25L/min的管徑為8mm管路通過(guò)6.3L/min的管徑為5.6mm，所以選取公稱(chēng)直徑D=8mm的鋼管，鋼管外徑為14mm.管接頭連接螺紋M14x1.5。
2）管接頭的類(lèi)型
管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。金屬管接頭又可分為擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。各管接頭的特點(diǎn)如下：
擴(kuò)口式管接頭：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于薄管連接，工作壓力〈8MP。
卡套式管接頭：利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對(duì)管子尺寸精度要求較高，工作壓力〈31.5MP。
焊接式管接頭：利用“0”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對(duì)管子尺寸精度要求不高。管壁要求較厚，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力〈31.5MP。
球面焊接式管接頭：利用球面進(jìn)行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求較高，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力≦35MP。
根據(jù)以上介紹的各種管接頭的特點(diǎn)，我選擇了焊接式管接頭，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)更適合于我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。
3.3油箱的設(shè)計(jì)
油箱的作用是儲(chǔ)油、散發(fā)油的熱量、沉淀油的雜質(zhì)和使油中的氣泡上浮釋出；有時(shí)油箱蓋還可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。
3.3.1油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）油箱必須有足夠大的容積以滿(mǎn)足散熱、容納停機(jī)時(shí)因重力作用而返回油箱的油，操作時(shí)油面保持適當(dāng)高度的要求；
（2）油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍龋⒃O(shè)放油塞；
（3）從構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗換油方便，應(yīng)設(shè)置人孔，便于清洗污物；
（4）箱壁上需裝油面指示器，油箱上并裝上溫度計(jì)；
（5）油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時(shí)注油孔和通氣孔可兼用；
（6）吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開(kāi)，吸油管離箱底的距離H≧2D（管徑）。距箱邊不小于3D，回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣。距箱底h>=2d（管徑）。油的排口面向油箱，管端斜成45度；
（7）吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，用以分離回油帶來(lái)的氣泡和贓物。隔板高度不低于油面到管底高度的3/4；
（8）為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)用好的耐油涂料。
綜合以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我設(shè)計(jì)我的油箱,但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒(méi)有設(shè)計(jì)溫度計(jì)，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)隔板。
3.3.2油箱容積計(jì)算
按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容積：V=（3-5）qp=3x14.5=43.5L
我所設(shè)計(jì)的油箱設(shè)有冷卻器，在這種情況下，油箱的長(zhǎng)：寬：高為1：1：1到1：2：3。油面達(dá)到油箱高度的80%。油箱的長(zhǎng)為370mm,寬為365mm,高為320mm。
3.4 其它元、輔件的選擇
3.4.1.吸油濾油器
濾油器有以下幾種形式、用途特性如下：
（1）網(wǎng)式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護(hù)油泵。特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，過(guò)濾效果差；
（2）線(xiàn)隙式濾油器 過(guò)濾材料強(qiáng)度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果較好，通油能力大，但不易清洗；
（3）紙芯濾油器 用于油的粗過(guò)濾，最好與其它濾油器聯(lián)合使用，特性為過(guò)濾效果好，精度高，但易阻塞，無(wú)法清洗，需要換紙蕊；
（4）燒結(jié)式濾油器 用于特別要求過(guò)濾質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，最好與其它濾油器合用，特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐蝕能力強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定；
（5）磁式濾油器 用于濾清帶磁性鐵屑與磨料，特性是效果好，維護(hù)復(fù)雜； （6）片式濾油器 用于一般過(guò)濾，特性為強(qiáng)度大，不易損壞，通油能力大。
3.4.2選擇濾油器的基本要求
（1）過(guò)濾精度滿(mǎn)足要求；
（2）能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求；
（3）濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞；
（4）在一定溫度下，有一定的耐久性；
（5）能抵抗濾油的侵蝕；
（6）容易清洗和更換濾芯；
（7）價(jià)錢(qián)低廉。
由于液壓系統(tǒng)中對(duì)油的要求很高，尤其是油的過(guò)濾過(guò)程。因此濾油器的選擇非常重要。所以敘述頗多。綜合各種濾油器的特性，我選擇了網(wǎng)式濾油器。泵的流量為14.5L/min。由于經(jīng)驗(yàn)公式告訴我濾油器過(guò)濾能力大于泵的流量的2倍，因此我選的濾油器為XV-40x180j。
3.4.3溢流閥的選擇
由于我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中有閥塊，閥塊上有溢流閥、換向閥、截止閥（壓力表開(kāi)關(guān)），所以溢流閥選板式溢流閥，系統(tǒng)壓力為10MP，流量為14.5L/mn。所以我選擇了直動(dòng)式溢流閥型號(hào)為DBDS6P10。
3.4.4壓力表開(kāi)關(guān)選擇
由于是板式連接，系統(tǒng)管道公稱(chēng)直徑8mm。所以我選擇了型號(hào)為KF-L8/12E的壓力表開(kāi)關(guān)。
3.4.5單向節(jié)流閥
由于閥塊上沒(méi)有安裝單向節(jié)流閥，所以單向節(jié)流閥選管式，根據(jù)管路公稱(chēng)直徑、流量，我選擇了型號(hào)為MK8G10/V的單向節(jié)流閥。
3.4.6 液控單向閥的選擇
選擇液控單向閥為SV10PB120型。各種元件、輔件的詳細(xì)型號(hào)如表3-1所示：
表3-1
名稱(chēng) 型號(hào) 流量 備注
吸油濾油器 XV-40X180J 40 壓力0.3~0.6損失
液位計(jì)
溢流閥 DBDS6P10
齒輪泵 CB3-10 14.5 5.7KW
電動(dòng)機(jī) Y112M-4 4KW
壓力表 Y-60
截止閥 KF-L8/12E
電磁換向閥 4WEP10/AW220
單向節(jié)流閥 MK8G10/V
液控單向閥 3V10PB120
空氣濾清器 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取D=45mm
3.5閥塊的設(shè)計(jì)
我所設(shè)計(jì)的閥塊相安有電磁換向閥，直動(dòng)式溢流閥，壓力表開(kāi)關(guān)。根據(jù)所選的以上幾種元、輔件的外形尺寸，初設(shè)計(jì)閥塊為100X100X100的立方體。
閥塊體如圖3-2：
圖3-1
1)為壓力油入口2)回油口3)側(cè)壓口4）油液進(jìn)系統(tǒng)口5）油液出系統(tǒng)口6）溢流閥瀉油口7）溢流閥進(jìn)油口8）換向閥進(jìn)（出）油口（A）9）換向閥進(jìn)油口10）B口11）換向閥出油口
3.6 效率的計(jì)算
3.6.1計(jì)算沿程壓力損失
1）判斷流動(dòng)狀態(tài)
由雷諾系數(shù)Re=vd/r=4Q/3.14dr可知，在油液黏度一定的條件下，Re大小與Q成正比，與管道的內(nèi)徑成反比。
缸的所需流量為7.8L/min，管子公稱(chēng)直徑為8mm，所以
Re=4Q/πdr=4*Q*7.8*10-3/60*3.14*8*10-3*4.5*10-5=230
由于累諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)2000，由此可推論出各工況下的進(jìn)、回油路中油液的狀態(tài)為層流。
2）計(jì)算沿程壓力損失
ΔPc=λl/d*v2*p/2 (5-2)
λ=75/Re=75*3.14dv/4Q
V=4Q/3.14d2
上式代入沿程壓力損失的計(jì)算公式得：
ΔPc=150prl/πd4xQ
（1）油箱到泵的進(jìn)口沿程壓力損失：
ΔPL1=150ρrl/πd4Q
=150*917.4*4.5x10-5*0.2*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.3*104Pa
（2） 泵出口到閥塊沿程壓力損失：
ΔPL2=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.5*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=5.8*104Pa
（3） 閥塊到油箱沿程壓力損失：
ΔPL3=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.8*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=4.9*104Pa
（4） 閥塊到單向節(jié)流閥沿程壓力損失：
ΔPL4=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.1*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=0.6*104Pa
（5） 單向節(jié)流閥到閥塊2沿程壓力損失：
ΔPL5=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.4*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.4*104Pa
（6） 閥塊到液壓缸沿程壓力損失：
ΔPL6=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.6*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=1.5*104Pa
（7） 液壓缸到閥塊沿程壓力損失：
ΔPL7=ΔPL6=1.5*104Pa
總的沿程壓力損失為：
ΔPL=0.19*106Pa
3）計(jì)算局部壓力損失
（1）油箱到泵有一個(gè)90度的彎頭
V=Q/0.25*π*d2=14.5*10-3/0.25*3.14*60*0.0082=4.8m/s
ΔPr1=rH
δ=0.29
ΔPr1=3000Pa
（2）泵到閥塊4個(gè)彎頭
ΔPr2=4rH=4rδv2/2g=1200Pa
（3）閥快到油箱3個(gè)彎頭
ΔPr3=3rH=9000Pa
（4）閥塊到液壓缸1個(gè)彎頭
ΔPr4=rH=3000Pa
（5）液壓缸到閥塊
ΔPr5=rH=3000Pa
所以，總的管道局部壓力損失為
ΔPr=30000Pa
4）計(jì)算閥類(lèi)元件壓力損失
ΔPr=ΔPn(Q/Qn)2 (5-3)
式中 ΔPv—閥的額定壓力損失?？捎僧a(chǎn)品樣本查出。
Q——通過(guò)閥的實(shí)際流量
Qn— 閥的額定流量
（1）直動(dòng)式溢流閥
ΔPv1=ΔP(Q/Qn)2=10*106(0.7/60)2=0.1*106Mpa
（2）電磁換向閥
ΔPv2=ΔP(Q/Qn)2=1.3*106*(0.7/60)2=1.4*105Pa
（3）液控單向閥
ΔPv3=ΔP(Q/Qn)2=0.2*106Pa
所以，總的閥類(lèi)元件局部壓力損失為0.34*106Pa
5）管路總的壓力損失為：
ΔP=0.66Mpa
3.6.2效率計(jì)算
升降回路效率：
ηc1=P1Q1/Pp*Qp=10*106*7.48/10.66*106*14.5=0.48=48%
系統(tǒng)總效率：
ηc2=ηp*ηc1*ηm
ηp=0.8
ηm=0.95
ηc2=0.8*0.95*0.48=0.36=36%
3.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算
升降平臺(tái)上升速度0.02m/s 上升時(shí)間t=1/0.02=50s 由手冊(cè)[4]查最高溫度Q1=75℃
P1=KA(Q1-Q2)=16*2(0.32*0.365+0.365*0.37+0.37*0.32)*(75-20)=644w ΔQ=(Ph-P1)/KA
Pin=P0*Qp/η=10*106*14.5*10-3/0.8*60=3*103w. Pef=0.02*(2.5*104*320x10-3*2)=320w
Ph=Pin-Pef=2680w
ΔQ=42℃<55℃
所以，滿(mǎn)足要求。
3.6.4 液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù)
1）油箱中的液壓油經(jīng)常保持正常油面。配管和油缸容量很大時(shí)，最初應(yīng)放入足夠數(shù)量的油。在啟動(dòng)之后，由于油進(jìn)入管道和油缸，油面會(huì)下降，甚至使濾油器露出油面。因此必須再一次補(bǔ)油。再使用過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)常發(fā)生泄露，應(yīng)該在油箱上設(shè)置液位計(jì)，以便以后經(jīng)常觀(guān)察和補(bǔ)油。
2） 液壓油應(yīng)該經(jīng)常保持清潔，檢查油的清潔應(yīng)經(jīng)常與檢查油面同時(shí)進(jìn)行。
（1）油桶上不要積聚雨水和塵土，也不要直接放在地上；
（2）在檫試泵，閥或油的容器時(shí)要極力防止不屑之類(lèi)落入油中；
（3）油箱要經(jīng)常清洗，在灌油時(shí)應(yīng)通過(guò)120目以上的濾油器；
（4）洗滌配管，一般應(yīng)先用透平油清洗4-5小時(shí)，然后用與使用油相同的油清洗4-5小時(shí)；
（5）最好不使用銅管作為液壓系統(tǒng)的配管，一定要使用時(shí)，可放在油中浸24小時(shí)以上，使生成不治性的薄膜后再安裝；
（6）油需要經(jīng)常檢查和更換，工作油的情況應(yīng)經(jīng)常加以注意和檢查。更換工作油期限，由于使用條件，使用地點(diǎn)而有很大的出入，一般來(lái)說(shuō)，大概一年更換一次，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高濕、塵土多的地方，需要縮短換油的周期。
3）油溫應(yīng)適當(dāng)，油箱的油溫一定不能超過(guò)60℃。一般液壓機(jī)械在35-60℃圍
內(nèi)工作比較合適。從維護(hù)的角度看也應(yīng)絕對(duì)避免油溫過(guò)高。若油溫有異常的上升時(shí)，應(yīng)立刻停機(jī)進(jìn)行檢查。常見(jiàn)有以下原因：
（1）油的黏度太高；
（2）受外界的影響（例如開(kāi)關(guān)爐門(mén)的液壓裝置等）；
（3）回油設(shè)計(jì)不好，例如效率太低、采用的元件容量太小、流速過(guò)高等所至；
（4）油箱容積太小、散熱慢（一般來(lái)說(shuō)油箱容量在油泵每分鐘的3倍以上才可）；
（5）閥的性能不好，例如容易發(fā)生震動(dòng)就有可能引起異常發(fā)熱；
（6）由于油質(zhì)變壞，阻力增大；
（7）冷卻器的性能不好，例如水量不足、管道內(nèi)有水圬等。
4）回路里的空氣應(yīng)完全排除掉?；芈防镞M(jìn)入空氣后，因?yàn)闅怏w的體積和壓力成反比。所以隨著負(fù)荷的變動(dòng)，油缸的運(yùn)動(dòng)也要受影響。另外，空氣優(yōu)勢(shì)造成油液變質(zhì)和發(fā)熱的很大原因，所以應(yīng)特別注意以下各列事項(xiàng)：
（1）為了防止回油管回油時(shí)帶入空氣，回油管必須插入油面以下；
（2）入口濾油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空氣分離出來(lái)，產(chǎn)生所謂的空蝕現(xiàn)象；
（3）吸入管和泵面密封部分等各個(gè)低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣；
（4）油箱的油面應(yīng)盡量大些，吸入側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，以達(dá)到消除氣泡的目的；
（5）管路及油缸的最高部分均要有放氣孔，在起動(dòng)時(shí)應(yīng)放掉其中的空氣。
5）裝在室外的液壓裝置使用時(shí)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)：
（1）屋外隨著季節(jié)的不同溫度變化比較劇烈，因此盡可能使用黏度指數(shù)大的液壓油；
（2）由于溫度變化，油箱中水蒸氣會(huì)凝成水滴在冬天應(yīng)每星期進(jìn)行一次檢查，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即除去；
（3）在屋外因?yàn)橼E物容易進(jìn)入油中，因此要經(jīng)常換油。
6）在初次啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）向泵里灌滿(mǎn)油；
（2）檢查轉(zhuǎn)動(dòng)反向是否正確；
（3）入口和出口是否接反；
（4）用手試轉(zhuǎn)；
（5）檢查吸入側(cè)有否漏入空氣；
（6）在規(guī)定的轉(zhuǎn)速內(nèi)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。
7）在低溫下啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）在寒冷地帶或冬天啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)該開(kāi)開(kāi)停停，往復(fù)幾次使油溫上升、液壓裝置運(yùn)轉(zhuǎn)靈活后，再進(jìn)行正式運(yùn)轉(zhuǎn)；
（2）在短時(shí)間內(nèi)用加熱器加熱油箱，以提高油溫，是較好的。但這時(shí)泵等裝置還是冷的，僅僅油是熱的，很容易造成故障，應(yīng)注意。
8）其它
（1）在油泵啟動(dòng)停止時(shí)，應(yīng)使溢流閥卸荷；
（2）溢流閥的調(diào)定壓力不得超過(guò)液壓系統(tǒng)的最高壓力；
（3）應(yīng)盡量保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)圈加熱。
（4）易損零件如密封圈等，應(yīng)經(jīng)常有備品，以便及時(shí)更換。
第4章 機(jī)械部分的受力分析
估算各構(gòu)件的自重：
上板 鋼板：G1=shp=2.2*1.2*0.005*7.8*103=102.96Kg
上板架：G2=SLp=12*0.248*10-4*7.8*103=96.5Kg
F=(G1+G2)g=(102.96+96.5)*9.8=1955N
內(nèi)連桿： G=SLp=[25.162*4.2*10-4+0.9*2*0.25*3.14*(0.0832-0.0632)+0.085* 0.15*4.2]*7.8*103=156Kg F=Gg=156*9.8=1530N
外連桿：G=SLp=[25.162*4.2*10-4+0.25*3.14*[10.22-8.22]*10-4*1.8+0.25*3.14*(8.32-6.32)*10-4*1.8+4.2*0.85*15*10-4]*7.8*103=196kg
取軸自重7KG，則
F=205*9.8=2010N
取滑輪與槽鋼摩檫系數(shù)μ=0.2，外負(fù)載1000Kg。
對(duì)上板進(jìn)行受力分析如圖4-1：
圖4-1
Fy1+Fy2=(P+G)*0.5
Fx1= -Fx2= -uFy2
Fy2*2000=0.5*(F+P)*1000
解得 Fy2=2744N
Fy1=2744N
Fx1=Fx2=548.8N
對(duì)內(nèi)連桿進(jìn)行受力分析如圖4-2：
圖4-2
根據(jù)受力平衡得：
Fx1+Fx3=Fx4
Fy3=F+Fy1+Fy4
Fx4=uFy4
Fy3*d3+Fx4*d4=Fx3*d1+F*d2+Fy4*d
解得： Fx3=46N
Fy3=7247N
Fx4=595N
Fy4=2973N
對(duì)外連桿進(jìn)行受力分析如圖4-3：
圖4-3
外連桿自重2010N。
根據(jù)力矩平衡原理：對(duì)0點(diǎn)取矩，并設(shè)X為液壓缸受力，力臂為600mm。
X*600=(7247+2010)*1000+46*200+400*548.8+2000*2744
解得 X=25000N。
第5章 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核
5.1 外連桿強(qiáng)度校核
圖5-1
由受力分析得：x=25000N
Fx2=548.8N
Fy2=2744N
Fx3=46N
Fy3=7247N
sinα=380/2020，則α=11°
cosβ=a2+b2-c2/2ab，則β=10。
此外連桿材料為熱軋16號(hào)槽鋼，高度160mm，寬65mm，Wx=117cm3, L=934.5cm4,
A=25.15cm2
該外連桿的危險(xiǎn)截面為I-I截面。
軸力產(chǎn)生正應(yīng)力為 θ′=Fr3/A=46/25.15*10-4=1.8*104Pa
彎距Mx產(chǎn)生正應(yīng)力為θ′=Mx/Wx=7247*0.535/117*10-6=33.1*106Pa
由兩種應(yīng)力疊加后，可知，危險(xiǎn)點(diǎn)在I-I截面上側(cè)和下側(cè)邊緣，分別為最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力。
最大壓應(yīng)力 θ1=θ′+θ″=0.018+33.1=33.118Mpa
最大拉應(yīng)力為 θ2=|θ′-θ″|=33.082Mpa
查表[4]得，Q235型槽鋼的彎曲靜許用應(yīng)力[θ]=135Mpa,θ1<[θ]，θ2<[θ]，
因此，外連桿各個(gè)截面均為安全截面。
5.2 內(nèi)連桿強(qiáng)度較核
圖5-2
由受力分析得：Fx1=548.8N
Fy1=2744N
Fy3=7247N
Fx3=46N
Fx4=595N
Fy4=2973N
內(nèi)連桿材料為16號(hào)熱軋普通槽鋼：
Wx=117cm3，Ix=934.5cm4，A=25.15cm2
此內(nèi)連桿的危險(xiǎn)截面為I-I截面。
軸力產(chǎn)生的拉應(yīng)力為
θ′=N/A=548.8/25.15*10-4=0.218Mpa
彎距Mx產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力為
θ″=Mx/Wa=2973/117*10-6=2.5Mpa
兩種應(yīng)力疊加后，I-I截面上、下邊緣點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)，分別產(chǎn)生最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力分別為：
θ1=θ′+θ″=25.218Mpa
θ2=|θ′-θ″|=24.782Mpa
許用應(yīng)力[θ]=135Mpa
所以，內(nèi)連桿各截面安全。
5.3 連接兩連桿的銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核
圖5-3
彎距圖：
圖5-4
扭距圖：
圖5-5
Q4=x=25000N T=x*0.02=5000N.m
綜合分析，可知，截面I-I或II-II為危險(xiǎn)截面。
Mg=Q4*L=2.5*104*(0.08-0.06)/2=2500N.m
抗彎截面模量 w=3.14/32*d3=0.1d3
抗扭截面模量 wt=3.14/16*d3=0.2d3
由第三強(qiáng)度[4]理論得：
θ=
=
=
=
=5.6MPa
查表[4]得許用彎曲應(yīng)力為120Mpa，因此，此銷(xiāo)安全。
第6章 結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我又學(xué)習(xí)了很多的知識(shí)，并且把我在這四年中學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次融會(huì)貫通，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、液壓傳動(dòng)、機(jī)電一體化和工程制圖等專(zhuān)業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯(lián)系。有機(jī)的掌握了完成一次設(shè)計(jì)所需要的各個(gè)方面的知識(shí)。但由于本人的知識(shí)有限，因此在設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些這樣或那樣的問(wèn)題，例如當(dāng)我把我的圖紙打印出來(lái)拿給導(dǎo)師審閱時(shí)，導(dǎo)師指出了一些問(wèn)題：我的液壓控制部分如何來(lái)保證兩個(gè)液壓缸所進(jìn)的液壓油是相同的。當(dāng)時(shí)我恍然大悟，但由于時(shí)間緊迫我會(huì)在以后的設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)我覺(jué)得我在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)把我的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，盡量把計(jì)算機(jī)與液壓結(jié)合起來(lái)，這樣不僅控制方便還可以提高它的工作效率。還有一個(gè)我覺(jué)得可以改進(jìn)的地方，那就是可以把升降臺(tái)加上車(chē)輪結(jié)構(gòu)，用來(lái)使它更加的方便和靈活。
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致謝
在我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中機(jī)械學(xué)院的各位老師給了我很大的幫助，特別是我的導(dǎo)師張靖，在我遇到不明白或者不會(huì)的知識(shí)的時(shí)候及時(shí)的幫我講解，讓我以便于可以及時(shí)的進(jìn)行我的設(shè)計(jì)。還有教過(guò)我的各位老師像蘇東海、王野牧、陶柯等，雖然不是我的導(dǎo)師，但當(dāng)我向他們請(qǐng)教問(wèn)題的時(shí)候也是及其耐心的給我講解，幫助我解決了許多疑難問(wèn)題。在這里還要感謝以為無(wú)言的老師：圖書(shū)館。我在那里查閱了許多的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，并且掌握了大量的關(guān)于液壓方面的知識(shí)，沒(méi)有它的幫助我也不會(huì)這么順利的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)于上述的各位教授講師我在這里再一次向你們表示最為真誠(chéng)的感謝，我想你們需要的不是學(xué)生們給你們說(shuō)了多好聽(tīng)的話(huà)，你們最希望看到的是你們的學(xué)生會(huì)在今后的道路上更加的努力有一個(gè)美好的明天。我想對(duì)你們說(shuō)：敬愛(ài)的老師，你們放心，我會(huì)做到的。并把最衷心的感謝再一次獻(xiàn)給你們。
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