毕业设计论文题目:液压千斤顶的探究与设计姓名王坤学号0905023037 专业机械制造与自动化年级2009级院系机电工程学院指导老师贾焕丽毕业设计要求及主要数据1给定一定的参数及参考结构图要求学生完成该项目的参数计算、结构设计并针对具体的失效形式进行相应的强度计算目的培养学生进行简单机械的设计能力熟习设计过程、设计步骤能够利用所学知识判断主要失效形式并进行相关的强度计算。

2具体要求要求结构合理参数计算正确相关理论选用合理最好具有新颖性、独创性尺寸标注正确、完整。

1、液压千斤顶设计主要技术指标起重重量20000N 最大升程800mm 操作方式手柄控制设计主要内容设计计算书标准件以外的所有图纸目录引言第一章液压千斤顶的总体设计方案1液压千斤顶设计方案示意图2液压千斤顶的组成3液压千斤顶的优缺点第二章液压千斤顶的原理1液压千斤顶原理图2液压千斤顶的特点第三章液压千斤顶结构设计和计算说明书1 内管设计2 外管设计3 活塞杆设计4 导向套的设计5液压千斤顶活塞部位的密封6液压千斤顶装配图第四章液压千斤顶常见的故障与维修结论致谢参考文献引言机电一体化又称机械电子学英语称为Mechatronics它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。

机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上随着机电一体化技术的快速发展机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用机电一体化技术获得前所未有的发展。

现在的机电一体化技术是机械和微电子技术紧密集合的一门技术他的发展使冷冰冰的机器有了人性化智能化。

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合并综合应用到实际中去的综合技术。

是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。

液压传动是以液体作为工作介质利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门技术。

液压传动具有许多优点被广泛应用于机械、建筑、冶金、化工以及航空航天等领域。

如今随着微电子和计算机技术的发展机、电、液技术的紧密结合使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段。

随着我国汽车工业的快速发展汽车随车千斤顶的要求也越来越高同时随着市场竞争的加剧用户要求的不断变化将迫使千斤顶的设计质量要不断提高以适应用户的需求。

用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻携带方便外形美观使用可靠还会对千斤顶的进一步自动化甚至智能化都有所要求。

如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识使千斤顶的设计工作真正优化如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性劳动和集体智慧提高产品的使用价值及企业、社会的经济效益如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。

千斤顶与我们的生活密切相关在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。

本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。

通过查阅大量文献和对千斤顶各部件进行设计、绘制不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。

同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。

第一章液压千斤顶的总体设计方案1 液压千斤顶的结构图图1 液压千斤顶设计方案示意图液压千斤顶结构图如上所示工作时通过上移1手柄使2小活塞泵向上运动从而形成局部真空油液从邮箱通过活门3被吸入小油缸然后下压1手柄使2小活塞下压把小油缸内的液压油通过5液压活门压入7高压液缸从而推动9大活塞上移反复动作顶起重物。

通过调节螺杆可以调整液压千斤顶的起始高度使用完毕后扭转6放液阀连通7高压液缸和8储液池油液直接流储液池9大活塞下落大活塞下落速度取决于放液阀的放液快慢。

2 液压千斤顶的组成液压系统主要由动力元件油泵、执行元件油缸或液压马达、控制元件各种阀、辅助元件和工作介质等五部分组成。

1、动力元件油泵它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能是液压传动中的动力部分。

2、执行元件油缸、液压马达它是将液体的液压能转换成机械能。

其中油缸做直线运动马达做旋转运动。

3、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等它们的作用是根据需要无级调节液压动机的速度并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。

4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等它们同样十分重要。

5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液它经过油泵和液动机实现能量转换。

3 液压传动的优缺点1 液压传动的优点1 液压传动能方便的实现无极调速调速范围大速度范围最大可达1:2000一般为1:100且能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度. 2 在相同功率情况下液压传动的能量元件的体积小重量较轻。

3 工作平稳换向冲击小便于实现频繁幻向且操纵控制简便自动化程度容易实现过载保护。

4 5 液压元件易于实现标准化、系列化、通用化。

2 液压传动的缺点3 使用液压传动中的泄露和液体可压缩性使传动比无法保证严格的传动比。

4 液压传动有较高的能量损失泄漏损失摩擦损失等故传动效率不高不易做远距离传动。

5 液压故障不容易找出原因。

6 对液压元件制造精度要求高工艺复杂成本较高。

7 液压元件维修较复杂且需有较高的技术水平。

8 液压传动对油温变化较敏感这会影响它的工作稳定性因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作一般工作温度在-15℃60℃范围内较合适。

总的来说液压传动的优点是十分突出的它的缺点将随着科学技术的发展而逐渐得到克服。

第二章液压千斤顶原理1 液压千斤顶原理图8 1 7 2 6 36 9 4 10 1- 杠杆2-小活塞36-液压缸45-钢球7-大活塞8-重物9放油阀10-油箱图1-1为液压千斤顶的工作示意图当用手向上提起杠杆1时小活塞2就被带动上升于是小缸3的下腔密封容积增大腔内压力下降形成部分真空这是钢球5将所在通道关闭油箱0中的油液在大气压的作用下推开钢球4沿着吸油孔进入小液压缸的下腔完成一次吸油动作。

接着压下杠杆1小活塞下移小液压缸内的密封油液体积减少腔内压力升高这时钢球4自动关闭了溜回油箱的通路小缸下腔的压力油就推开钢球5挤进大缸6的下腔推动大活塞7将重物8向上顶起一段距离。

如此反复压下杠杆1就能达到举高重物的目的若将放油阀9打开则重物8在自重的作用下大缸中的油液流回油缸活塞下降恢复到原位。

分析液压千斤顶的工作过程可知液压传动是依靠液体密封体积的变化而产生的压力实现运动和动力传动的。

图1-1 2液压千斤顶的特点液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。

它结构简单、体积小、重量轻、举升力大易于维修但同时制造精度要求较高若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降保险系数降低使用其举升时易受部位和地方的限制.传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。

它利用了密闭容器中静止液体的压力以同样大小各个方向传递的特性。

优点输出推力大。

缺点效率低。

计算及说明结果液压缸设计1液压缸主要参数及尺寸的确定1工作负载的计算式mftRRRR 1-1 nwtRRR 1-2 式中wR液压缸轴线方向上的外作用力N gR液压缸轴线方向上的重力N fR运动部件的摩擦力N mR运动部件的惯性力N R液压缸的工作负载计算及说明结果大液压缸参数外作用力NRw20000102000 摩擦力NfGRf4000200002.0 惯性力NamRm7.16661.0060/51020000 设其杆上升的速度为5m/s 故总负载力为NRRRRmft7.256667.1666400020000 2液压缸工作压力的选定由以上得到工作负载R再根据下表得R在10000到20000N之间所以选择系统压力为3MPa. 3活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定1.内径计算dD2 1-3 pFd4 1-4 其中D为液压缸内径d 为活塞杆直径所以mmd9.1081037.2566646 取109mm mmdD126.15410922取155mm 小液压缸由连通器原理221ApAP 1-5 设1F100N 负载N lt5000 5000—1000 10000—20000 20000—30000 30000-50000 〉50000 工作压力N lt0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 .5 R12593N d109mm D154mm 计算及说明结果NRwf100NRff201002.0 NRm33.81.0060/510/100 总负载力NRRRRmft3.1283.8201000 由1-5式得223.1281067.25666D 所以mmD5.77.256663.1281062 mmDd3.52 4液压缸的推力和流量计算1大液压缸的推力计算当液压缸的基本参数确定后可以通过以下计算实际工作推力。

PPAN 1-6 式中A活塞有效工处面积P液压缸工作压力。

所以在大液压缸的实际工作推力NP146218101544105.2236 2大液压缸的流量计算在液压缸的基本参数确定后可以通过以下计算实际工作流量。

QAV 式中V液压缸工作速度A液压缸有效工作面积。

min/31.9min/009309.05.0154.0432LmQR129N D7.5mm d5.3mm P146218N 3活塞杆直径的验算按强度条件验算活塞杆直径计算及说明结果当活塞杆长度lgt10d时要进行稳定性验算PnPkk 式中kP液压缸稳定临界力P液压缸最大推力kn:稳定性安性系数kn取2-4 由活塞杆计算柔度il/ 安装形式系数取0.7 l: 活塞杆长度i活塞杆的横截面积4di 710480.02007.03 所以21为柔度系数可由设计手册3-12取得102因此只需校核强度。

则按压缩强度计算PadAFCF621035547.25666/ mmd7.9 所以取mmd109 5液压缸长度及壁厚的确定1液压缸的长度一般由工作行程长度确定但还要注意制造工艺性和经济性一般llt10-30D。

l是液压缸长度D。

是缸体外径。

2液压缸壁厚的计算一般低压系统用的液压缸都是薄壁缸缸壁可用下式计算mDPp2/ d75mm 计算及说明结果式中—缸壁厚度pP—试验压力当额定压力MPaPn16时150PnPp 当额定压力MPaPn16时125PnPp D—液压缸内径--缸体材料的许用应力Pa no/ o--材料抗拉强度n—安全系数一般取n5 注如果计算出的液压缸壁厚较薄时要按结构需要适当加厚。