【正文】 活塞桿直徑的確定 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 28 – （ 1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來確定 受拉時： ( )dD?? 受壓時： 5p MPa? ( )dD?? 5 p 7MPa ?? (0. 5 0. 7)dD?? p 7 MPa? ? 該液壓缸的工作壓力為為： p=2MPa 5MPa? ,取 , 45d D d cm??。 該升降臺的額定載荷為 2500Kg ，其負(fù)載變化范圍為 0—2500Kg，在工作過程中無沖擊負(fù)載的作用，負(fù)載在工作過程中無變化，也就是該升降臺受恒定負(fù)載的作用。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計算： O 形密封圈： F F?密 液壓缸的推力 Y 形密封圈： 1F =fp dh?密 f 摩擦系數(shù)，取 f ? p 密封處的工作壓力 Pa d 密封處的直徑 m 1h 密封圈有效高度 m 密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗公式計算，一般取 F 0 05 0 1 F?密 （ . . ） （ 4）運動部件的慣性力。 執(zhí)行元件的載荷 計算及變化規(guī)律 執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運動必須克服其阻力才能運行，因此在次計算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運動的切削力 F切 ，運動部件之間的摩擦阻力 F磨 ，密封裝置的摩擦阻力 F密 ，起動制動或換向過程中的慣性力 F慣 ，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力 F背 ，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力： F = + F F F FF ???切 磨 密 慣 背 （ 1）切削力。 本升降臺對液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求可以總結(jié)如下： 升降臺的升降運動采用液壓傳動，可選用遠(yuǎn)程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運動經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺的起降，其工作負(fù)載變化范圍為0~~~2500Kg，負(fù)載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般 . 第五章 執(zhí)行元件速度和載荷 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 22 – 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 類型選擇： 表 執(zhí)行元件類型的選擇 運動形式 往復(fù)直線運動 回轉(zhuǎn)運動 往復(fù)擺動 短行程 長行程 高速 低速 擺動液壓馬達(dá) 執(zhí)行元件的類型 活塞缸 柱塞缸 液壓馬達(dá)和絲杠螺母機構(gòu) 高速液壓馬達(dá) 低速液壓馬達(dá) 根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸，再根據(jù)其運動要求進(jìn)一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸，其符號為： 圖 數(shù)量：該升降平臺為雙單叉結(jié)構(gòu)，故其采用的液壓缸數(shù)量為 4 個完全相同的液壓缸，其運動完全是同步的，但其精度要求不是很高。 這些鋼柱的質(zhì)量為： 434 8 8 3. 5 5 10 7. 9 10 1. 7 18 8m ab h Kg? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 支架的結(jié)構(gòu)還應(yīng)該考慮裝配要求，液壓缸活塞桿頂端與支架采用耳軸結(jié)構(gòu)連接，因此應(yīng)在兩支架之間加裝支板，以滿足動力傳遞要求。支架在升降機結(jié)構(gòu)中的主要功能為載荷支撐和運動轉(zhuǎn)化，將液壓缸的伸縮運動，通過與其鉸合的支點轉(zhuǎn)化為平臺的升降運動，支架的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足安裝要求 外，還應(yīng)保證有足夠的剛度和強度，一時期在升降運動中能夠平穩(wěn)安全運行。 升降臺升到最高位置時，分析過程如下： 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 16 – 與前述相同： 1850NN? 彎矩如下： FA 段： 2()2qM x x? ( 0 ?? ) =925 2x AB 段： 2( ) ( 0 .9 )2qM x N x x? ? ? ( ?? ) = 218 50 16 65 92 5xx?? BC 段： 2( ) ( 0 . 9 ) ( 1 . 7 ) 2qM x N x N x x? ? ? ? ? ( ?? ) = 237 00 48 10 92 5xx?? CD 段與 AB 段對稱， AF 段和 DE 段對稱 . 圖３．９ 由彎矩圖可知該過程中的最大彎矩為 ： max ? ? 根據(jù)彎曲強度理論： ? ?m a xm a x sMWn???? ? ? 即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。 N l 載荷的作用長度。 升降機 的運動機理 升降機的基本運動機理如下圖所示： 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 10 – 圖 兩支架在 o 點鉸接，支架 1 上下端分別固定在上、下板面上，通過活塞桿的伸縮和鉸接點 o 的作用實現(xiàn)貨物的舉升。 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 9 – 第三章 升降機機械機構(gòu)的設(shè)計和計算 升降機機械結(jié)構(gòu)形式和運動機理 機械結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)升降機的平臺尺寸 4000 2021 mm? ，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知，該升降機宜采用單雙叉機構(gòu)形式：即有兩個單叉機構(gòu)升降臺合并而成，有四個同步液壓缸做同步運動，以達(dá)到升降機升降的目的。工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度，高出給料機運送，大型部件裝配時的部件舉升，大型機庫上料、下料 。 總之，液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的比重是很大的，他和氣動技術(shù)常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。 但是，我國的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)水品上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進(jìn)口大量的液壓元件。 我國的液壓技術(shù)是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。 （ 5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)有以下特點： （ 1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電機的 12%。液壓系統(tǒng)的設(shè)計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設(shè)計。在本設(shè)計中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計做為主要的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，主機的設(shè)計根據(jù)升降臺工作時的主要工作部件進(jìn)行大概的估算。 本次設(shè)計的主要任務(wù)是液壓升降臺的設(shè)計，升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構(gòu)，可用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運送，物料上線，下 線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫上料，下料，倉儲裝卸等場所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。 （ 4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進(jìn)行調(diào)解或控制。對油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實際的應(yīng)用中，可以通過有效的措施來減小不利因 素帶來的影響。 目前，我國的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠為冶金、工程機械、機床、化工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。 （ 3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 8 – 第二章 工藝參數(shù)計工況分析 升降級的工藝參數(shù) 本設(shè)計升降 機為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為： 額定載荷 ： 2500kg 最低高度： 200 mm 最大起升高度： 1500mm 最大高度： 1700mm 平臺尺寸： 4000x2021mm 電源： 380v,50Hz 工況分析 本升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運送，物料上線、下線。機械機構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。通過這些機構(gòu)的相互配合，實現(xiàn)升降機的穩(wěn)定和可靠運行。 升降機的機械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計 升降機結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 12 – 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 13 – 升降機支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定 上頂板結(jié)構(gòu)和強度校核 強度校核 升降臺上頂板的載荷是作用在一平臺上的，可以認(rèn)為是一均布載荷，由于該平板上鋪裝汽車鋼板，其所受到的載荷為額定載荷和均布載荷之和，其載荷密度為： Fq l? F汽車鋼板和額定載荷重 力之和。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 3m 沿長度方向為 16 號熱軋槽鋼 63117 10Wm??? S? 鋼的屈服極限 255s MPa? ? n 安全系數(shù) n=3 代入數(shù)據(jù)： m a x 61850 1 5 .81 1 7 1 0 sM P a n?? ?? ? ??=85MPa 由此可知，強度符合要求。 支架的結(jié)構(gòu) 支架由 8 根形狀基本相同的截面為矩形的鋼柱組成，在支架的頂端和末端分別加工出圓柱狀的短軸，以便支架的安裝。 計算簡圖如下所示： 圖 N? 所產(chǎn)生的彎矩為： M NL??? N? 每個支架的支點對上頂板的作用力 N L 液壓缸與支架鉸合點距支點之間的距離 m 代入數(shù)據(jù)： 3848 2039M N m? ? ? 假定改支架為截面為長為 a,寬為 b 的長方形，則其強度應(yīng)滿足的要求是： ? ?max??? ? ?m ax sMWn???? ? ? 式中： M 支架上所受到的彎矩 Nm 內(nèi)內(nèi)內(nèi) 蒙蒙蒙 古古古 科科科 技技技 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 說說說 明明明 書書書 （（（ 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 論論論 文文文 ））） 20 – W 截面分別為 a,b 的長方形抗彎截面系數(shù) 2 36abWm? ? ? sn??? ? s? 所選材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼 235Q 235S MPa? ? 將數(shù)據(jù)代入有： 2 9 2035235ab ?? 求得： 2378a b cm? 上式表明：只要街面為 a,b 的長方形滿足條件 2378a b cm? ，則可以滿足強度要求，取 5 , cm b cm??，則其 2 3 387 .5 78a b c m c m?? 符合強度要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。最大起升高度為 1500mm 時，其平均起升時間為 45s，就是從液壓缸活塞開始運動到活 塞行程末端所用時間大約為45s，設(shè)本升降臺的最小氣升降時間為 40s,最大起升時間為 50s，由此便可以計算執(zhí)行元件的速度 v: lvt? 式中： v 執(zhí)行元件的速度 m/s L 液壓缸的行程 m t 時間 s 當(dāng) 40ts? 時： m a x m