全液压升降机设计-正文内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书(毕业论文)题目:全液压升降机设计学生姓名:学号:2002041412专业:机械设计制造及自动化班级:机械2002级4班指导教师:目录第一章绪论第二章工艺参数和工况分析第三章升降机机械机构的设计计算3.1 升降机的机械结构形式和运动机理3.1.1 升降机机械结构形式3.1.1 升降机运动机理的分析3.2 升降机的机械结构和零件的设计3.2.1 升降机机械结构参数的确定3.2.2零件的结构设计和校核第四章液压系统的设计要求,总体规划第五章执行元件的速度载荷5.1 执行元件类型、数量、安装位置5.2 速度和载荷计算5.2.1 速度计算及速度变化规律5.2.2 执行元件的载荷计算及变化规律第六章液压系统主要参数的确定6.1 系统压力的初步确定6.2 液压执行元件的主要参数6.2.1 液压缸的作用力6.2.2 缸筒内径的确定6.2.3 活塞杆直径的确定6.2.4 液压缸壁厚,最小导向长度,液压缸长度的确定 6.2.5 液压缸的流量第七章液压系统方案的选择和论证7.1 油路循环方式的分析和选择7.2 开式系统油路组合方式的分析选择7.3 调速方案的选择7.4 液压系统原理图的确定第八章液压元件的选择计算及其连接8.1 油泵和电机选择8.1.1 泵的额定流量和额定压力8.1.2 电机功率的确定8.1.3 连轴器的选用8.2 控制阀的选用8.2.1 压力控制阀8.2.2 流量控制阀8.2.3 方向控制阀8.3 管路,过滤器,其他辅助元件的选择计算 8.3.1 管路8.3.2 过滤器的选择8.3.3 辅件的选择8.4 液压元件的连接8.4.1 液压装置的总体布置8.4.2 液压元件的连接第九章油箱及附件9.1 油箱的容积9.1.1 按使用情况确定油箱容积9.1.2 按系统发热和散热计算确定油箱容量第十章液压泵站的选择10.1 液压泵站的组成及分类10.2 液压泵站的选择第十一章液压缸的结构设计11.1 缸筒11.1.1 缸筒与缸盖的连接形式11.1.2 强度计算11.1.3 缸筒材料及加工要求11.1.4 缸盖材料及加工要求11.2 活塞和活塞杆11.2.1 活塞和活塞杆的结构形式11.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求11.3 活塞杆导向套11.4 排气装置11.5 进出油口尺寸的确定11.6 密封结构的设计选择第十二章液压系统性能验算总结参考文献摘要本次设计的题目是全液压升降机的设计,它主要包括三个部分的内容:主机的设计,液压系统的设计,控制部分的设计。
在本设计中将液压系统的设计做为主要的内容进行设计,主机的设计根据升降台工作时的主要工作部件进行大概的估算。
液压系统的设计又主要包括了动力源,控制元件,执行元件,辅助元件的设计。
控制部分的设计为附加部分,主要设计控制电路图。
关键字:升降机液压系统执行元件ABSTRACTThis design topic is the entire plunger elevator design, it mainly includes three partial contents: Host computer design, hydraulic system design, control section design. Makes in this design the hydraulic system design for the main content carries on the design, time the host computer design basis shengjiang--tai work main working part carries on the general estimate. The hydraulic system design has mainly included the power supply, checks the part, the functional element, auxiliary part design. The control section design for supplements the part, mainly designs the check circuit diagramKeywords: Elevator hydraulic system functional element第一章绪论这次毕业是学校为我们每个工科学生安排的一次实践性的总结,使就业前的一次大练兵,是对每个学生四年来所学知识的总体检测,使我们为进入工厂工作做好了准备。
本次设计的主要任务是液压升降台的设计,升降机是一种升降性能好,适用范围广的货物举升机构,可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送,物料上线,下线,共件装配时部件的举升,大型机库上料,下料,仓储装卸等场所,与叉车等车辆配套使用,以及货物的快速装卸等。
它采用全液压系统控制,采用液压系统有以下特点:(1)在同等的体积下,液压装置能比其他装置产生更多的动力,在同等的功率下,液压装置的体积小,重量轻,功率密度大,结构紧凑,液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。
(2)液压装置工作比较平稳,由于重量轻,惯性小,反应快,液压装置易于实现快速启动,制动和频繁的换向。
(3)液压装置可在大范围内实现无级调速,(调速范围可达到2000),还可以在运行的过程中实现调速。
(4)液压传动易于实现自动化,他对液体压力,流量和流动方向易于进行调解或控制。
(5)液压装置易于实现过载保护。
(6)液压元件以实现了标准化,系列化,通用化,压也系统的设计制造和使用都比较方便。
当然液压技术还存在许多缺点,例如,液压在传动过程中有较多的能量损失,液压传动易泄露,不仅污染工作场地,限制其应用范围,可能引起失火事故,而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。
对油温变化比较敏感,液压元件制造精度要求较高,造价昂贵,出现故障不易找到原因,但在实际的应用中,可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。
我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的。
自从1952年试制出我国第一个液压元件??齿轮泵起,迄今大致经历了仿制外国产品,自行设计开发和引进消化提高等几个阶段。
进年来,通过技术引进和科研攻关,产品水平也得到了提高,研制和生产出了一些具先进水平的产品。
目前,我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品。
但是,我国的液压技术在产品品种、数量及技术水品上,与国际水品以及主机行业的要求还有不少差距,每年还需要进口大量的液压元件。
今后,液压技术的发展将向着一下方向:(1)提高元件性能,创制新型元件,体积不断缩小。
(2)高度的组合化,集成化,模块化。
(3)和微电子技术结合,走向智能化。
总之,液压工业在国民经济中的比重是很大的,他和气动技术常用来衡量一个国家的工业化水平。
本次设计严格按照指导要求进行,其间得到老师和同学们的帮助,在此向他们表示诚挚的谢意。
由于本人水平和知识所限,其中错误在所难免,恳望老师予以指导修正。
第二章工艺参数计工况分析2.1 升降级的工艺参数本设计升降机为全液压系统,相关工艺参数为:额定载荷:2500kg最低高度:200 mm最大起升高度:1500mm最大高度:1700mm平台尺寸:4000x2000mm电源:380v,50Hz2.2工况分析本升降机是一种升降性能好,适用范围广的货物举升机构,和用于生产流水线高度差设备之间的货物运送,物料上线、下线。
工件装配时调节工件高度,高出给料机运送,大型部件装配时的部件举升,大型机库上料、下料。
仓储,装卸场所,与叉车等装运车辆配套使用,即货物的快速装卸等。
该升降台主要有两部分组成:机械系统和液压系统。
机械机构主要起传递和支撑作用,液压系统主要提供动力,他们两者共同作用实现升降机的功能。
第三章升降机机械机构的设计和计算3.1升降机机械结构形式和运动机理3.1.1 机械结构型式根据升降机的平台尺寸,参考国内外同类产品的工艺参数可知,该升降机宜采用单双叉机构形式:即有两个单叉机构升降台合并而成,有四个同步液压缸做同步运动,以达到升降机升降的目的。
其具体结构形式为:图3.1图3.1所示即为该升降机的基本结构形式,其中1.2.3.4.为支架,主要起支撑作用和运动转化形式的作用,一方面支撑上顶板的载荷,一方面通过其铰接将液压缸的绳缩运动转化为平台的升降运动,上顶板与载荷直接接触,将载荷转化为均布载荷,从而增强局部承载能力。
下底架主要起支撑和载荷传递作用,它不仅承担着整个升降机的重量,而且能将作用力传递到地基上。
通过这些机构的相互配合,实现升降机的稳定和可靠运行。
3.1.2 升降机的运动机理升降机的基本运动机理如下图所示: 图3.2两支架在o 点铰接,支架1上下端分别固定在上、下板面上,通过活塞杆的伸缩和铰接点o 的作用实现货物的举升。
根据以上分析,升降机的运动过程可以叙述如下:支架2、3为升降机机构中的固定支架,他们与底板的铰接点做不完整的圆周运动,支架1、4为活动支架,他们在液压缸的作用下由最初的几乎水平状态逐渐向后来的倾斜位置运动,在通过支架之间的绞合点带动2、3也不断向倾斜位置运动,以使升降机升降。
图3.3初态时,上写底板处于合闭状态,支架1、2、3、4可近似看作为水平状态,随着液压油不断的输入到液压缸中,活塞杆外伸,将支架2顶起,支架2 上升时,由于绞合点o的作用使支架1 运动,1与液压缸相连,从而液压缸也开始运动,通过一系列的相互运动和作用,使上顶板上升,当上升到指定高度时,液压缸停止运动,载荷便达到指定高度。
3.2 升降机的机械结构和零件设计3.2.1 升降机结构参数的选择和确定根据升降台的工艺参数和他的基本运动机理来确定支架1、2、3、4的长度和截面形状。
之间的距离和液压缸的工作行程。
设,则1、2、3、4支架的长度可以确定为,即支架和地板垂直时的高度应大于,这样才能保证其最大升降高度达到,其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下:图3.4设支架1、2和3、4都在其中点处绞合,液压缸顶端与支架绞合点距离中点为t ,根据其水平位置的几何位置关系可得: 下面根据几何关系求解上述最佳组合值:初步分析:值范围为 ,取值偏小,则上顶板点承力过大,还会使支架的长度过长,造成受力情况不均匀。
X值偏小,则会使液压缸的行程偏大,并且会造成整个机构受力情况不均匀。
在该设计中,可以选择几个特殊值:0.4m, 0.6m, 0.8m,分别根据数学关系计算出h和t。
然后分析上下顶板的受力情况。
选取最佳组合值便可以满足设计要求。
0.4支架长度为h2-x/21.8mh/20.9m液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到: l+t0.9升降台完全升起时,有几何关系可得到:联合上述方程求得:t0.355ml0.545m即液压缸活塞杆与 2 杆绞合点与 2 杆中心距为0.355m.活塞行程为0.545m0.6支架长度为2-x/21.7mh/20.85m液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到: l+t0.9升降台完全升起时,有几何关系可得到:联合上述方程求得:t0.32ml0.53m即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.32m.活塞行程为0.53m0.8支架长度为2-x/21.6mh/20.8m液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到: l+t0.9升降台完全升起时,有几何关系可得到:联合上述方程求得:t0.284ml0.516m即液压缸活塞杆与 2 杆绞合点与 2 杆中心距为0.284m.活塞行程为0.516m现在对上述情况分别进行受力分析:x0.4m ,受力图如下所示:x0.6m ,受力图如下所示x0.8m ,受力图如下所示图3.5比较上述三种情况下的载荷分布状况,x去小值,则升到顶端时,两相互绞合的支架间的间距越大,而此时升降台的载荷为均布载荷,有材料力学理论可知,此时两支架中点出所受到的弯曲应力为最大,可能会发生弯曲破坏,根据材料力学中提高梁的弯曲强度的措施知,合理安排梁的受力情况,可以降低值,从而改善提高其承载能力。