【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 　　　　　　　　　　　　　　　　　圖３．１０由彎矩圖知：最大彎曲應(yīng)力為：故寬度方向也滿足強(qiáng)度要求。 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。支架在升降機(jī)結(jié)構(gòu)中的主要功能為載荷支撐和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，通過與其鉸合的支點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，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(qiáng)度，一時(shí)期在升降運(yùn)動(dòng)中能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。： 求得：N=3848N分析支架的運(yùn)動(dòng)形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支架在運(yùn)動(dòng)過程中受力情況比較復(fù)雜，它與另一支架鉸合點(diǎn)給予底座的固定點(diǎn)的受里均為大小和方向?yàn)槲粗氖噶?，故該問題為超靜定理論問題，已經(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提高效率的原則，再次宜簡(jiǎn)化處理，簡(jiǎn)化的原則時(shí)去次留主，即將主要的力和重要的力在計(jì)算中保留，而將對(duì)梁的變形沒有很大影響的力忽略不計(jì)，再不改變其原有性質(zhì)的情況下可以這樣處理。根據(jù)甘原則，再次對(duì)制假所收的力進(jìn)行分析，可以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結(jié)點(diǎn)的力為之家所受到的最主要的力，它不僅受液壓缸的推力，而且還將受到上頂班所傳遞的作用力，因此，與液壓缸頂桿相連接的支架所厚道的上頂板的力為它所受到的最主要的力，在此，將其他的力忽略，只計(jì)算上頂板承受的由載荷和自重所傳遞的載荷力。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示： 所產(chǎn)生的彎矩為： 每個(gè)支架的支點(diǎn)對(duì)上頂板的作用力 NL 液壓缸與支架鉸合點(diǎn)距支點(diǎn)之間的距離 m代入數(shù)據(jù)：假定改支架為截面為長(zhǎng)為a,寬為b的長(zhǎng)方形，則其強(qiáng)度應(yīng)滿足的要求是：式中： M 支架上所受到的彎矩 Nm W 截面分別為a,b的長(zhǎng)方形抗彎截面系數(shù) 所選材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼 將數(shù)據(jù)代入有：求得： 上式表明：只要街面為a,b的長(zhǎng)方形滿足條件，則可以滿足強(qiáng)度要求，取，則其 符合強(qiáng)度要求。這些鋼柱的質(zhì)量為：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(dòng)力傳遞要求。 升降機(jī)底座的設(shè)計(jì)和校核升降機(jī)底座在整個(gè)機(jī)構(gòu)中支撐著平臺(tái)的全部重量，并將其傳遞到地基上，他的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是滿足強(qiáng)度要求即可，保證在升降機(jī)升降過程中不會(huì)被壓潰即可，不會(huì)發(fā)生過大大變形，其具體參數(shù)見裝配圖。第四章 升降機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本升降臺(tái)的設(shè)計(jì)中主要是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的，往往要同時(shí)進(jìn)行，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動(dòng)、循環(huán)要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。本升降臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可以總結(jié)如下：升降臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，可選用遠(yuǎn)程或無線控制，升降機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)由液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺(tái)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(yùn)行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)合，工作精度要求一般. 第五章 執(zhí)行元件速度和載荷、數(shù)量和安裝位置類型選擇： 執(zhí)行元件類型的選擇運(yùn)動(dòng)形式往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)短行程長(zhǎng)行程高速低速擺動(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)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(hào)為： 數(shù)量：該升降平臺(tái)為雙單叉結(jié)構(gòu)，故其采用的液壓缸數(shù)量為4個(gè)完全相同的液壓缸，其運(yùn)動(dòng)完全是同步的，但其精度要求不是很高。安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內(nèi)擺動(dòng)， 所示的前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機(jī)升降。 速度計(jì)算及速度變化規(guī)律參考國(guó)內(nèi)升降臺(tái)類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知。最大起升高度為1500mm時(shí)，其平均起升時(shí)間為45s，就是從液壓缸活塞開始運(yùn)動(dòng)到活塞行程末端所用時(shí)間大約為45s，設(shè)本升降臺(tái)的最小氣升降時(shí)間為40s,最大起升時(shí)間為50s，由此便可以計(jì)算執(zhí)行元件的速度v: 式中： v 執(zhí)行元件的速度 m/s L 液壓缸的行程 m t 時(shí)間 s 當(dāng) 時(shí)： =當(dāng) 時(shí)： 液壓缸的速度在整個(gè)行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運(yùn)行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時(shí)，有一個(gè)減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機(jī)在整個(gè)工作過程中無明顯的加減速階段，其運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn)行，因此在次計(jì)算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削力，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力，密封裝置的摩擦阻力，起動(dòng)制動(dòng)或換向過程中的慣性力，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力： （1）切削力。根據(jù)其概念：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力，在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力：其計(jì)算式為：（2）摩擦力。各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無潤(rùn)滑的鋼鋼之間的接觸摩擦，取，其具體計(jì)算式為： 式中各符號(hào)意義見第三章。（3）密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計(jì)算：O形密封圈： 液壓缸的推力 Y形密封圈： f 摩擦系數(shù)，取 p 密封處的工作壓力 Pa d 密封處的直徑 m 密封圈有效高度 m 密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，一般?。?）運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。 其計(jì)算式為： 式中： G 運(yùn)動(dòng)部件的總重力 N g 重力加速度 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量 m/s 起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間 s對(duì)于行走機(jī)械取，本設(shè)計(jì)中取值為（5）背壓力。背壓力在此次計(jì)算中忽略，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。由上述說明可以計(jì)算出液壓缸的總阻力為： = =(+316+120+188+2500)+(+316+120)x +(+316+120+188+2500)+(+316+120+188+2500) =40KN液壓缸的總負(fù)載為40KN，該系統(tǒng)中共有四個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為10KN。該升降臺(tái)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(tái)受恒定負(fù)載的作用。第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 系統(tǒng)壓力的初步確定液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定： 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系牽引力F（KN）55101020 2030305050 工作壓力P（MPa）344557由于該液壓缸的推力即牽引力為10KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa 。 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)液壓缸的作用力及時(shí)液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺(tái)工作時(shí)液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力： F= 式中： p 液壓缸的工作壓力 Pa 取p= D 活塞內(nèi)徑 m 液壓缸的效率 代入數(shù)據(jù): F = F = 。 缸筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下： 要求活塞無桿腔的推力為F時(shí)，其內(nèi)徑為： 式中： D 活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m F 無桿腔推力 N P 工作壓力 MPa 液壓缸機(jī)械效率 代入數(shù)據(jù)： D= = D= 83mm 取圓整值為 D=90mm液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。 活塞桿直徑的確定（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(shí)： 受壓時(shí)： 該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa ,取 。（2）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行： 式中： F 活塞桿的推力 N d 活塞桿直徑 m 材料的許用應(yīng)力 MPa 活塞桿用45號(hào)鋼 代入數(shù)據(jù)： = 活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。（3）穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長(zhǎng)比為： 時(shí)，在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為： 將上述值代入式中得： 故校核采用的式子為： 式中： n=1 安裝形式系數(shù)E 活塞桿材料的彈性模量 鋼材取 J 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 L 計(jì)算長(zhǎng)度 代入數(shù)據(jù)： =371KN 其穩(wěn)定條件為： 式中： 穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2—4 取=3 F 液壓缸的最大推力 N 代入數(shù)據(jù)： =123KN 故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。 液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定 液壓缸壁厚的確定液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計(jì)算，壁厚由下式確定： 式中： D 液壓缸內(nèi)徑 m 缸體壁厚 cm 液壓缸最高工作壓力 Pa 一般取=（）p 缸體材料的許用應(yīng)力 鋼材取 代入數(shù)據(jù)： 考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面重點(diǎn)到導(dǎo)向滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離為活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如下圖所示，如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過小，將會(huì)使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，對(duì)于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D時(shí)，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為： 即 取為72cm活塞的寬度一般取 ，導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度，在時(shí)，取，在時(shí)，取，當(dāng)導(dǎo)向套長(zhǎng)度不夠時(shí)，不宜過分增大A和B，必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套，隔套的長(zhǎng)度由最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H確定。 液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時(shí)，除去在形程開始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計(jì)算如下： 式中：