【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 單件生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在生產(chǎn)的要求，大量組合機(jī)床涌現(xiàn)而出！據(jù)國(guó)外機(jī)床工業(yè)資深人士預(yù)測(cè) ,今后 10 年 ,世界最大的 10 家公司的 機(jī)床銷售量 ,將占到世界機(jī)床市場(chǎng)的30%。20 家最大的機(jī)床企業(yè)的機(jī)床銷售量 ,將達(dá)到世界機(jī)床市場(chǎng)的 45%。而在上一個(gè) 10年中 ,這一數(shù)字只有 14%。此外 ,其他方面還包括 ,機(jī)床工業(yè)的日益國(guó)際化、信息化及產(chǎn)品零部件外源化 (outsourcing)趨勢(shì)等。目前 ,世界機(jī)床年產(chǎn)量約 150 萬(wàn)臺(tái) ,其中 NC 機(jī)床產(chǎn)量約 15 萬(wàn)臺(tái)。 NC 機(jī)床占機(jī)床總產(chǎn)量的 10%。美、德、日、中的 NC 機(jī)床消費(fèi)量在全世界是數(shù)量較多的國(guó)家 ,加在一起共為 99711 臺(tái) ,約占 %。這四國(guó)加工中心之消費(fèi)量約為 2 萬(wàn)臺(tái)左右 ,占全世界產(chǎn)量的 50%。預(yù)計(jì)今后加工中心 等組合機(jī)床之生產(chǎn)與消費(fèi)量增長(zhǎng)速度較快 ,其中廉價(jià)加工中心所占比例很大。因此組合機(jī)床液壓系統(tǒng)也隨之不斷的改進(jìn)和發(fā)展。國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)使用的液壓元件較多 ,油路較復(fù)雜 ,導(dǎo)致壓力損失較大 ,效率較低 ,油溫較高。而且液壓電磁換向閥的電磁鐵數(shù)目較多 ,電氣控制系統(tǒng)較復(fù)雜。這對(duì)液壓系統(tǒng)的性能和電氣控制系統(tǒng)的工作可靠性造成一定的影響。 液壓技術(shù)是重要的機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù) ,是現(xiàn)代機(jī)械工程不可缺少的重要組成部分。隨著世界科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展 ,工作介質(zhì)的更換 ,加速了液壓元件更新?lián)Q代 ,液壓系統(tǒng)的綠色設(shè)計(jì) ,按照環(huán)境意識(shí)制造的設(shè)計(jì)思想 ,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在使用中應(yīng)該保持良好的性能 ,不對(duì)環(huán)境造成污染 ,改變液壓技術(shù)的臟亂現(xiàn)象 ,滿足可持續(xù)發(fā)展的需要。因此 ,探討液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)的途徑和方法 ,以便節(jié)約資源 ,使液壓元件與系統(tǒng)在其生命周期中 ,對(duì)環(huán)境的總體影響減到最小。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)及總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)任務(wù) 機(jī)車柴油機(jī)檢修液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì) 升降平臺(tái)尺寸： 4200 1500 mm mm 平臺(tái)移動(dòng)距離： 500 mm 平臺(tái)起升范圍： 600~2400 mm 載 重 量： 1000 kg 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及總體設(shè)計(jì)方案 升降平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 升降平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)圖 柴油機(jī)檢修升降平臺(tái)的升降機(jī)構(gòu)采用剪叉機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)具有載重量大，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，升降平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等特點(diǎn)。目前世界上已有多種剪叉式升降機(jī)。采用剪黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 叉結(jié)構(gòu)免去了卷?yè)P(yáng)式升降必需的幾個(gè)高立導(dǎo)柱對(duì)天車調(diào)運(yùn)工件的障礙。并且由于制造中偏差的存在，而安裝鉸鏈銷時(shí)須鉸孔配裝，因此不存在因活動(dòng)構(gòu)件多、各間隙累加而產(chǎn)生的臺(tái)面?zhèn)认蚧蝿?dòng)問(wèn)題。 平臺(tái)升降由兩個(gè)升降油缸提供動(dòng)力，其升降同步問(wèn)題靠分流集流閥解決。平 臺(tái)水平移動(dòng)由兩水平油缸推動(dòng)。 剪叉式液壓升降平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：正確計(jì)算一個(gè)油缸所需的最大推力；校核個(gè)主要銷軸的抗剪切強(qiáng)度；校核上平臺(tái)在極限載荷下的強(qiáng)度；為平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)合格、性能好的液壓系統(tǒng)。 本章小結(jié) 本章主要是設(shè)計(jì)任務(wù)及總體的設(shè)計(jì)方案的制定，簡(jiǎn)單介紹了升降平臺(tái)總體的總體結(jié)構(gòu) ,本次設(shè)計(jì)通過(guò)以下步驟完成： （ 1）明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析； （ 2）確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)； （ 3）擬訂液壓系統(tǒng)原理圖； （ 4）計(jì)算和選擇液壓元件； （ 5）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （ 6）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 。 （ 7）繪制正 式工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件，并提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 確定臂架組有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù) 臂長(zhǎng) 按平臺(tái)寬度 1500mm，定臂長(zhǎng) L=1300mm(圖 )， 圖 臂架 臂架兩端裝絞鏈體，鉸鏈孔距為 22 )(R edL ??? () 22 1821300 ?? = 臂架組 的級(jí)數(shù)和剪數(shù) 按北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院經(jīng)驗(yàn) 圖 臂架組 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 B/H 多級(jí)剪； B/H=~2 一級(jí)剪； B/H=2 雙剪，多剪 式中： B臂架組最低位置 h1 時(shí)的寬度； H平臺(tái)行程； B/H=1300/1800=，定二級(jí)剪叉，如圖 所示。 平臺(tái)寬度要求為 4200mm，尺寸較大，為保證平臺(tái)側(cè)向剛度，采用雙排剪叉，每排檢查各由一臺(tái)液壓缸驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)液壓缸的同步，由液壓系統(tǒng)中的分流集流閥保證。 圖 雙排剪叉 臂架組的起 始角和中止角 由圖 和圖 可見(jiàn)，臂架組起始角為 ?1? arc tg=arc tg（ d+e） /L () ?1? arc tg1300182 =? H/2= ( 2h 1h? )=R( 2sin? 1sin? ) () 112 c o ss ins in2R??? LH ??? () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 2sin? =H/2L（ 1cos? + 1sin? ） () 2sin? 130021800?? ? +? = 得 2? =? 剪叉活動(dòng)絞位移 S 由圖 可見(jiàn)： S=R 1cos? [R 2cos? (de)sin )( 12 ?? ? ] () S= )sinsin coscos( 12 21 ?? ?? ?? ?2H(de) sin )( 12 ?? ? () S= ) in s(???? ?? ?21800 (11072)sin(? ? )= 平臺(tái)的最低位置和最高位置 上下平臺(tái)邊框采用 8 槽鋼，底架采用 10 槽鋼，臂架取截面為 120 440?? 矩形鋼管，按這些鋼材尺寸，平臺(tái)最低位置時(shí)高度為 720mm,按用戶要求，平臺(tái)最低位置為600mm，故升降平臺(tái)安裝時(shí)基礎(chǔ)下挖 120mm，由圖 可見(jiàn)： 平臺(tái)最低位置時(shí)高度為 2400+120=2520mm； 平臺(tái)最高位置時(shí)上下絞點(diǎn)距離為 2164mm，則單級(jí)剪上下絞點(diǎn)距離為 1082mm。 圖 平臺(tái)最低位置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 為了繪制臂架組件求圖需要，上絞點(diǎn)和中絞點(diǎn)水平距離 21AA 和 21EE (圖 )。 ?21AA 39。239。1AA 239。22139。1 co s JAEA ?? ? () 21AA )s in()(c o s 122 ??? ???? edR ????? ) i n ()721 1 0( o 3 1 2 ??? 239。22121 2 JAAAEE ?? () ?21EE +2 = 圖 臂架 計(jì)算液壓缸行程 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 令 1BDa? , b 39。111139。1 , DEDEeAD ??? BCm? , n=AC, x=AB )s i n ()c o s (2)s i n ( 111 ?????? ?????? aebm )c os (2)s in ()( 11 ???? ????? eba )(c o s4)(2s i n)(2)(s i n)( 12211222 ?????? ???????? eebabam )c o s ()c o s ( 11 ???? ???? abn )co s ()( 1?? ??? ab )(c o s)( 1222 ?? ??? abn )(c o s]4)[()(2s i n)(2(s i n)( 12221)12222 ?????? ??????????? eabebabanm 22112 4)()(2s i n)(2)(s i n)(4 eabebaeab ????????? ???? 令 )(4 eabA ?? ebaB )(2 ?? 22 4)( eabC ??? 由結(jié)構(gòu)需要確定 a=450, b=1000, c=72, 得 A=1799712, B=208800, C=323236 CBAnmx ??????? )(s i n)(s i n 12122 ???? 3 2 3 2 3 6)(2s i n2 0 8 8 0 0)(s i n1 7 9 9 7 1 2 112 ????? ???? () 當(dāng) ? ???? 時(shí)，平臺(tái)達(dá)到最大高度，此時(shí)液壓缸兩端絞點(diǎn)距離達(dá)到最大值， 3 2 3 2 3 6)(2s i n2 0 8 8 0 0)(s i n1 7 9 9 7 1 2 2m a x ????? ????x ?? mm 當(dāng) ? ???? 時(shí)，平臺(tái)下降到最低位置，此時(shí)液壓缸兩端絞點(diǎn)距離達(dá)到最小值 , 3 2 3 2 3 6)(2s i n2 0 8 8 0 0)(s i n1 7 9 9 7 1 2 2m i n ????? ????x ?? mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 液壓缸行程為 minmax xxl ?? () l ??? ,圓整到 640?l mm 為便于液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取液壓缸安裝長(zhǎng)度 L=1000m，則連桿長(zhǎng)度為 min1 xLL ?? () ???L ,圓整到 4301?L mm 計(jì)算液壓缸推力 取臂架、液壓缸為平衡系統(tǒng)，不計(jì)摩擦及自重，此系統(tǒng)具有理想約束，如將系統(tǒng)上的負(fù)載 Q 和液壓缸推力 P 作為主動(dòng)力，給活塞以 x 方向的虛位移 dx，則平臺(tái)在 y方向的虛位移為 dy，計(jì)算主動(dòng)力在虛位移上的元功，得虛功方程 0QdyPdx ? () QddxddyQdxdyP???? ?sin2Ry? ?? cos2Rddy ? CBABAddx????????)(2s i n)(s i n2)(2c o s2)(2s i n11211 ???? ????? QBA CBARP )(2c o s2)(2s i n )(2s i n)(s i nc o s411112 ???? ????? ??? ????? 負(fù)載 Q 包括外載荷和平臺(tái)、臂架、升降液壓缸等自重，現(xiàn)已知外載荷為 10000N， 估計(jì)上、下平臺(tái)等部件自重 8000N，臂架自重 3500N，兩只起升液壓缸自重 1300N，則單只液壓缸負(fù)載為 2/]21[ 起升液壓缸自重）（臂架自重上下平臺(tái)自重外負(fù)載 ????Q 1 0 2 0 02]1 3 0 03 5 0 0218 0 0 01 0 0 0 0[ ????? ）（N 當(dāng)平臺(tái)在最低位置時(shí)， ? ???? ,液壓缸推力為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 )(2s in17 997 12 o 124 ???????P 1 0 2 0 0)(2c o s2 0 8 8 0 02 3 2 3 2 3 6)(2s i n2 0 8 8 0 0)(s i n1 7 9 9 7 1 2 2 ???? ???? ?? ???? 72211? N 當(dāng)平臺(tái)在最高位置時(shí) ,， ? ???? ,液壓缸推力為： )(2s in17 9971 2 124 ???????P 1 0 2 0 0)(2c o s2 0 8 8 0 02 3 2 3 2 3 6)(2s i n2 0 8 8 0 0)(s i n1 7 9 9 7 1 2 2 ???? ???? ?? ???? 20521? N 同理可求出其它角 ? 時(shí)的液壓缸推力為 P，列表如下： 表 ? P 關(guān)系 θ176。 176。 10176。 15176。 20176。 30176。 40176。 176。 P(N) 72211 P 和 Q 關(guān)系曲線如圖 所示。 圖 P 和 Q 關(guān)系曲線 計(jì)算平臺(tái)升降速度 由虛位移原理 QdyPdx? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 QPdxdy? QPVVdtdxdtdy??0 即可畫(huà)出0VV (或 QP )與 ? 關(guān)系曲線。 式中 V 平臺(tái)升降速度； P油缸推力； 0V 液壓缸運(yùn)動(dòng)速度； Q平臺(tái)負(fù)載。