【正文】 水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)大于雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu) ?？色@得缸體二倍以上的升降形成 。因此 ,我們針對(duì)實(shí)際升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問(wèn)題 ,提出了另 一種相對(duì)布置方式 ,將液壓缸布置在與之相對(duì)稱(chēng)的左側(cè) ,即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè) ,來(lái)進(jìn)一步分析討論。根據(jù)文獻(xiàn)《甘肅大學(xué)學(xué)報(bào)》的有關(guān)液壓缸驅(qū)動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析一章 ,得知在這種布置方式的情況下 ,如圖 : 圖 27 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式為 (1) 活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式為 (2) 式中 , 以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液壓缸布置方式 ,即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè) ,如上圖。或采用兩個(gè)直徑較小的液壓缸取代一個(gè)大直徑的液壓缸 ,不過(guò)這將增加一對(duì)液壓缸的支座 ,同時(shí)帶來(lái)機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性 ,加大了整個(gè)裝置的成本。而式 (3)與式 (1)比較 ,則液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)高。 實(shí)例計(jì)算 根據(jù)以上分析結(jié)果 ,結(jié)合實(shí)例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算 ,實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示 ,其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況。如果載荷量不是很大的話(huà) (即載荷量),這時(shí)可以考慮采用左側(cè)的布置方案 ,因?yàn)檫@樣可以縮短液壓缸的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度。為了彌補(bǔ)在速度方面的不足 ,以及減小舉升及整體的體積 ,可以考慮采用雙級(jí)支撐桿共同舉升平臺(tái)以達(dá)到提升速度的目的。為了使舉升機(jī)使用范圍廣泛 ,載荷更具有代表性 ,本設(shè)計(jì)首先建立了一個(gè)轎車(chē)模型 ,它的有關(guān)參數(shù)是 :車(chē)自重 , 寬 ,高 ,軸距 。為此 ,可以選擇采用雙升降臺(tái)同步舉升并采用共同底板的方式以滿(mǎn)足要求 ,此布置方案需要兩個(gè)液壓缸 ,16 根支撐桿舉升。以下列出了本設(shè)計(jì) ??剪式液壓升降臺(tái)的一些基本要求 : 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 。 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好 。 制定液壓系統(tǒng)的基本方案 確定液 壓執(zhí)行元件的形式 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。還有一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) ,小角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn) ,其運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn) ,長(zhǎng)行程的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以用液壓馬達(dá)來(lái)完成。其特點(diǎn) :活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。 缸蓋聯(lián)接的類(lèi)型 按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式 ,可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)卡鍵聯(lián)接式及法蘭聯(lián)接式三種。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng) ,大多數(shù)通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。在無(wú)其他輔助油源的情況下 ,液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量 ,多余的油經(jīng)過(guò)溢流閥回油箱 ,溢流閥同時(shí)起到開(kāi)展并穩(wěn)定油源壓力的作用。對(duì)于本設(shè)計(jì) ,由于工作周期短 ,循環(huán)次數(shù)少 ,供油量可以適當(dāng)減少以節(jié)省能源 ,采用單 泵供油即可 ,不需蓄能器儲(chǔ)存能量。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求 ,還要考慮加熱、冷卻等措施。 載荷的組成 與計(jì)算 : 首先 ,需要確定液壓缸處于最大工作壓力時(shí)的位置 ,通過(guò)上述的討論 ,得知當(dāng)液壓缸與地面夾角為最小值時(shí) ,也即支撐桿與地面夾角為最小值時(shí) ,液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。根據(jù)活塞推力與臺(tái)面荷重量關(guān)系式得出 。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點(diǎn) A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點(diǎn) B,否則將會(huì)在兩處鉸接點(diǎn)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中 ,以致降低疲勞強(qiáng)度。 圖 33 液壓缸 本圖表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。在實(shí)際工作過(guò)程中 ,由于載荷量較大 ,活塞自身的重力可以忽略不計(jì) ,切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 ,在圖 3 中 ,P。 ??速度變化量 m/s ??起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間 ,s。 工作載荷并非每階段都存在 ,如該階段沒(méi)有工作 ,則 0。在載荷一定的情況下 ,工作壓力低 ,勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸 ,對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō) ,尺寸要受到限制 ,從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟(jì) 。 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類(lèi)型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械 液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械 磨床 組合 機(jī)床 龍門(mén) 刨床 拉床 工作壓力 MPa ~ 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ⑴液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖所示 : 圖 34 液壓缸設(shè)計(jì)參數(shù) 圖 a 為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài) ,圖 b 表示活塞桿受拉狀態(tài)。即 如按工作壓力應(yīng)選取 d/,則相應(yīng)的速度比 2,由于活塞不受拉力作用 ,所以活塞桿收縮時(shí)可以適 當(dāng)提高其速度 , 2 也是完全可以的。 ⑵計(jì)算活塞桿的行程 當(dāng)平臺(tái)處于最低位置時(shí) ,此時(shí)活塞桿應(yīng)處于完全收縮狀態(tài) ,液壓缸的長(zhǎng)度為最小值 ,1320mm。 當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時(shí) ,液壓缸的長(zhǎng)度就等于 ,選定液壓缸長(zhǎng)度為1320mm。初算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取 :管路簡(jiǎn)單、流速不大的取 ~。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備 ,所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。這里取 。 ,查表 3779 可以查得液壓缸長(zhǎng)度不得小于 ,實(shí)際長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。 再計(jì)算一下平臺(tái)上升的最大高度 ,這里設(shè)上升至最大高度的 ,計(jì)算得出最大高度 。液壓缸的直徑 D 和活塞桿徑 d 的計(jì)算值要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整 ,如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近 ,最好選用國(guó)產(chǎn)液壓缸 ,免于自行設(shè)計(jì)加工。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時(shí) ,其活塞面積為 : 用運(yùn)此公式須事先 確定與的關(guān)系 ,或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 D 的關(guān)系 ,令桿徑比 d/D,其比值可按下表選取。一般來(lái)說(shuō) ,對(duì)于固定尺寸不太受限的設(shè)備 ,壓力可選低一些 ,行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選的高一些。 除了外載荷外 ,作用于活塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 ,由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同 ,密封阻力難以精確計(jì)算 ,一般估算為 式中 ??液壓缸的機(jī)械效率 ,一般取 ~,這里取 , 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小 ,要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類(lèi)型而定。行走機(jī)械一般取 ~ ??加速度 初步選定速度變化量 ,則 , 以上三種載荷之和稱(chēng)為液壓缸的外載荷 , 。 (2)導(dǎo)軌摩擦載荷 對(duì)于直動(dòng)型安裝的液壓缸一般都附有活塞導(dǎo)軌以固定其運(yùn)動(dòng)方向 ,導(dǎo)軌摩 擦相對(duì)于總載荷可以忽略不計(jì) ,因此 0。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷 ,導(dǎo)軌的摩擦力和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力。這時(shí)將代入公式得 , 當(dāng)平臺(tái)處于最低位置時(shí) ,液壓缸荷重 P 最大 ,。通過(guò)二者比較 ,時(shí) ,活塞的最大推力 P 要小于時(shí)。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時(shí) (設(shè)此時(shí)支撐桿與地面夾角 ),根據(jù)上述公式得。壓力決定于外載荷。一般泵的入口要裝有粗濾油器 ,進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求 ,通過(guò)相應(yīng)的精濾油器再次過(guò)濾。 為節(jié)省能源并提高效率 ,液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降臺(tái)其特點(diǎn) :起升壓力大 ,運(yùn)行緩慢、平穩(wěn) ,能人工控制起升至某一固定高度時(shí)并保持 該高度自鎖。型號(hào)說(shuō)明 :P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后 ,其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問(wèn)題。 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸 ,安裝方式多采用耳環(huán)型。 確定液壓缸的 類(lèi)型 工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。 名 稱(chēng) 特 點(diǎn) 適 用 場(chǎng) 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ(chēng) 雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 有效工作面積大、雙向不對(duì)稱(chēng) 往返不對(duì)稱(chēng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ,差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn) ,A12A2 往返速度相等 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 單向工作 ,靠重力或其他外力返回 擺動(dòng)缸 單葉片式轉(zhuǎn)角小于 360 度 雙葉片式轉(zhuǎn)角小于 180 度 小于 360 度的擺動(dòng) 小于 180 度的擺動(dòng) 齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,價(jià)格便宜 高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 葉片泵 體積小 ,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺線(xiàn)齒輪泵 體積小 ,輸出扭矩大 低速 ,小功率 ,大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 軸向柱塞泵 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 徑向柱塞泵 轉(zhuǎn)速低 ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 注 :A1??無(wú)桿腔的活塞面積 A2??有無(wú)桿腔的活塞面積 對(duì)于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單純并且簡(jiǎn)單直線(xiàn)及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)