西安广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（本科）《液压气动技术》课程设计题目《液压动力升降台的系统设计》姓名赵博军学号*************指导教师任重凯办学单位西安电大直属一分校日期2013年11 月机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书摘要本次设计任务是液压升降台，它是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备。

其起升高度800mm，举升重量3T，幅面尺寸2600×1400 mm.其动作主要是由两个双作用液压缸推动“X”型架，带动上板移动来实现的。

该液压升降台主要由两部分组成：液压部分和机械部分。

设计液压部分时，先确定了液压系统方案。

选择液压基本控制回路时，换向回路选择三位四通电磁换向阀；平衡回路选择用液控单向阀。

确定各种基本回路后，又确定了液压系统传动形式，拟定液压系统原理图，然后对液压元辅件进行了设计、选择，并对其进行校核。

经过计算后液压缸直径选定为70毫米，液压泵选叶片泵。

根据系统工作的最大功率选Y90S-4三相异步电动机。

在确定泵后，又对其他的元辅件进行了合理的选择，最后确定阀块的设计及效率计算。

机械部分主要由上板架、下板架、内连杆和外连杆四部分组成。

通过设计、选择机械部分材料与结构，并对其进行受力分析与强度校核，结果证明机械部分结构设计可以满足要求，进一步完成了本次设计题目。

关键词：液压；升降平台；上板架；下板架；内连杆；外连杆液压动力升降台的系统设计目录1 总论 (1)2 确定液压系统方案 (3)2.1确定液压基本回路 (3)2.1.1换向回路 (3)2.1.2平衡回路的确定 (5)2.2液压传动系统的形式确定 (7)2．3液压系统原理图 (7)3 计算和选择液压元件、辅件 (9)3.1液压缸的计算 (9)3.1.1 初选执行元件的工作压力 (9)3.2液压辅助元件的计算及选择 (10)3.2.1管道的设计 (10)3.2.2管接头的类型 (10)3.3油箱的设计 (10)3.3.1油箱的设计要点 (10)3.3.2油箱容积计算 (10)3.4其它元、辅件的选择 (11)3.4.1.吸油滤油器 (11)3.4.2选择滤油器的基本要求 (11)3.4.3溢流阀的选择 (11)3.4.4压力表开关选择 (11)3.4.5单向节流阀 (11)3.4.6 液控单向阀的选择 (12)3.5阀块的设计 (12)3.6效率的计算 (13)3.6.1计算沿程压力损失 (13)3.6.2效率计算 (15)3.6.3系统发热与温升计算 (15)4 机械部分的受力分析 (16)5 机械部分的强度校核 (19)5.1内连杆强度校核 (19)5.2外连杆强度较核 (19)5.3连接两连杆的销轴的强度校核 (21)6 总结 (23)参考文献 (24)1 总论液压传动是以液体作为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力传递的一种运动方式。

它先通过能量转换装置（液压泵），将原动机（电动机）的机械能转变为液体的压力能，再通过密封管道，液压控制原件等，经另一能量转换装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转换为机械能，以驱动负载，实现执行机构所需要的直线或旋转运动，与机械传动相比，液压传动具有许多优点，因此在机械工程中广泛应用。

液压传动操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），它还可以在运动过程中进行调速，调速方便。

液压传动简化了机器结构，减少了零件的数目。

由于系统充满了油液，对各液压件有润滑和冷却的作用，使之不易磨损，又由于容易实现过载保护，因而寿命长。

液压装置工作比较平稳，由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于快速启动、制动和频繁的换向，既易实现机器的自动化，又易于实现过载保护，液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。

但液压传动也有缺点，其主要缺点为：（1）液体为工作介质，易泄漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求准确的场合。

（2）液压传动中有机械损失、压力损失、泄漏损失，故不宜作远距离传动。

（3）液压传动对油温和负载变化敏感，不宜在低、高温度下使用；对污染很敏感。

（4）液压传动需要有单独的能源（如液压泵站），液压能不能像电那样从远处传送；液压元件精度高、造价高，所以需要组织专业生产。

（5）液压传动装置出现故障时不易查找原因，难以迅速排除。

总之，液压传动优点很多，而其缺点正随着生产技术的发展逐步加以克服，因此，液压传动在现代工业中有着广阔的应用和发展前景。

液压传动在国民经济各部门应用广泛。

常用于机床工业、汽车工业、航空工业、工程机械、农业机械、轻工机械、冶金机械、起重运输机械、矿山机械、建筑机械、船舶港口机械、铸造机械等。

液压升降平台是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备，由于升降平稳、安全可靠、操作简单，经济实用，被广泛应用于生产流水线和仓库、造纸、医药等行业，物料上线、下线；工件装配时调节工件高度；高处给料机送料；大型设备装配时部件举升；大型机床上料、下料；仓库装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等。

因此，对于液压升降平台的设计与研究具有重要意义。

；固定式液压升降平台主要用于生产流水线和仓库、造纸、医药等行业，可作为送货电梯、输送货物、升降平稳、安全可靠、经济实用，本机适用于人造板生产线中各种板材加工设备进、出料端的等高推接合中间转运。

也可应用于类似用途的其它板形材料生产线中。

优势：采用液压传动升降机构，升降平稳、快捷、操作简便、易于维护保养、节约能源。

结构稳固、故障率低、运行可靠、安全高效、维护简单方便。

控制方式可选无线遥控等多种方式。

我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。

液压元件由于制造精度高，因而造价相对于机械零件要求高，为了做到经济实惠，在选择液压元件时，尽量以国内同类产品代替国外产品。

比如电磁换向阀，我选择了沈阳液压件厂的产品，并且有直流电源和交流电源两种，我选择了交流电源。

因为，用交流电源，电磁换向阀如果卡位，电磁铁不至于被烧坏。

但配置一套直流电源的价格远比一个电磁铁的价格高，况且电磁阀被卡住的情况也是偶而的。

权衡了一下还是选择了交流电源。

同理，在一些产品性能不相上下时，我尽量选用了国内液压件厂的产品。

可以省去运费和避免一些其它问题，这都降低了成本。

2 确定液压系统方案液压系统方案的确定是液压系统设计的一个重要环节。

目的是选择回路，并把各回路组成系统，以便以后确定液压系统原理图。

理论课上，我们知道任何复杂的液压系统都是由一些简单的基本回路构成的。

液压元件又组成了基本回路。

所以根据液压系统的动作要求和性能特点选液压元件组成液压系统。

这次毕业设计的液压升降平台要求为：1、起升最大高度为800mm；2、台面原始高度为623mm；3、起升最大重量为3吨。

所设计系统必须能完成举升动作，并达到以上要求，考虑系统效率以及经济上的一些问题。

2.1确定液压基本回路2.1.1换向回路换向回路一般都采用换向阀来换向。

换向阀的控制方式和中位机能依据主机需要及系统组成的合理性等因素来选择。

换向回路采用二位四通、三位四通或五通换向阀可使执行元件换向，用二位四通换向阀换向最为方便。

但电磁阀动作快，换向有冲击。

另外，交流电磁阀一般不宜作频繁的切换。

换向回路主要有以下几种：1.换向阀换向回路如图2-1采用换向阀的换向回路所示：该回路采用三位四通电磁换向阀，换向阀在右位或左位时，液压缸活塞向左或向右运动，电液阀处于中位时，液压缸活塞停止运动，液压泵可依靠阀中位机能实现卸荷功能。

2.双向泵换向回路如图2-2采用双向泵的换向回路所示：当双向液压泵左侧油口排油时，液压缸活塞右行；通过调节变量机构(使斜盘倾斜方向或偏心方向改变)，使双向液压泵右侧油口排油时，液压缸活塞左行。

图中阀K为安全阀，Y为补油泵溢流阀，P为背压阀3.用差动缸的换向回路如图2-3所示：用差动缸的换向回路是用二位三通阀实现差动缸的换向。

图2-1采用换向阀的换向回路图2-2 采用双向泵的换向回路图2-3 用差动缸的换向回路我在设计中选择了第一种换向方式，因为换向阀互不相通的油口间的泄漏小，其换向可靠，迅速且平稳无冲击。

2.1.2平衡回路的确定许多机床或机电设备的执行机构是沿垂直方向运动的，这些机床设备的液压系统无论在工作或停止时，始终都会受到执行机构较大重力负载的作用，如果没有相应的平衡措施将重力负载平衡掉，将会造成机床设备执行装置的自行下滑或操作时的动作失控，其后果将十分危险，液压升降平台也是如此。

平衡回路的功能在于使液压执行元件的回油路上始终保持一定的背压力，以平衡掉执行机构重力负载对液压执行元件的作用力，使之不会因自重作用而自行下滑，实现液压系统对机床设备动作的平稳、可靠控制。

平衡回路主要有以下几种：采用单向顺序阀的平衡回路如图2-4(a)所示是采用单向顺序阀的平衡回路，调整顺序阀，使其开启压力与液压缸下腔作用面积的乘积稍大于垂直运动部件的重力。

当活塞下行时，由于回油路上存在一定的背压来支承重力负载，只有在活塞的上部具有一定压力时活塞才会平稳下落；当换向阀处于中位时，活塞停止运动，不再继续下行。

此处的顺序阀又被称作平衡阀。

在这种平衡回路中，顺序阀调整压力调定后，若工作负载变小，则泵的压力需要增加，将使系统的功率损失增大。

由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在内泄漏，使活塞很难长时间稳定停在任意位置，会造成重力负载装置下滑，故这种回路适用于工作负载固定且液压缸活塞锁定定位要求不高的场合。

图2-4平衡回路采用液控单向阀的平衡回路如图2-4（b）所示。

由于液控单向阀1为锥面密封结构，其闭锁性能好，能够保证活塞较长时间在停止位置处不动。

在回油路上串联单向节流阀2，用于保证活塞下行运动的平稳性。

假如回油路上没有串接节流阀2，活塞下行时液控单向阀1被进油路上的控制油打开，回油腔因没有背压，运动部件由于自重而加速下降，造成液压缸上腔供油不足而压力降低，使液控单向阀1因控制油路降压而关闭，加速下降的活塞突然停止；阀1关闭后控制油路又重新建立起压力，阀1再次被打开，活塞再次加速下降，这样不断重复，由于液控单向阀时开时闭，使活塞一路抖动向下运动，并产生强烈的噪音、振动和冲击。

采用远控平衡阀的平衡回路在工程机械液压系统中常采用图2-4（c）所示的远控平衡阀的平衡回路。

这种远控平衡阀是一种特殊阀口结构的外控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到对活塞长时间的锁闭定位作用，而且阀口开口大小能自动适应不同载荷对背压压力的要求，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化影响。

这种远控平衡阀又称为限速锁。

由于液压升降台是要保证上升到最高位置时能够较长时间的停留在最高位置处不动，所以综合以上分析，平衡回路我选择采用液控单向阀的平衡回路。