【導(dǎo)讀】層建筑中的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。液壓電梯是集機(jī)、電、液一體化的產(chǎn)品，是由多個(gè)相互。支承液壓缸為三級(jí)同步液壓缸，并設(shè)計(jì)了滿足條件的電梯液壓系統(tǒng)。最后結(jié)合實(shí)際的情況和一。些具體的產(chǎn)品，對(duì)液壓元件的型號(hào)和尺寸的進(jìn)行了確定。再根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合成整個(gè)大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在建立了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型后，對(duì)液壓系。加入PID控制方法后系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了提高，具有良好的工作性能。

　　

【正文】 8個(gè)內(nèi) 六角圓柱螺釘，規(guī)格： / 7 0 8 5 1 2GB T M L?? 螺紋軸線分布圓 螺釘間距： 0 4 .5 4 .5 1 2 5 4t d m m? ? ? ? 螺釘軸線分布圓直徑： 0 1 7 0 1 8 1 8 8 1 9 0 m mD m m? ? ? 取 （ 3）活塞頭外圓直徑： 1 9 0 2 1 2 2 1 4D m m? ? ? ? （ 4）缸蓋厚度 同活塞頭Ⅰ一樣取 81mm，因?yàn)楸炯?jí)缸筒壓力小于第Ⅰ級(jí) Ⅲ （ 1）壓力計(jì)算 最大靜壓力： 3 m a x 3 2 m a x 2 2 m a x 1 m a x 332P A P A P A P A G? ? ? ?? ? ? ?環(huán) 環(huán) 所以 2 m a x 2 2 m a x 1 m a x 3322 m a x32 6 323 . 9 3 ( 1 . 7 7 1 . 8 8 4 ) 1 0 1 3 8 . 4 4 9 . 8 1 0 5 . 3 1 5 . 4 1 0 2 . 6 9 a4 . 1 5 3 1 0P A P A P A GPAMP? ? ??? ? ??? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ????環(huán) 環(huán) 工作壓力： 3 3 m a x1 . 1 1 . 1 1 . 1 1 . 1 2 . 6 9 3 . 2 5NP P M P a??? ? ? ? ? ? ? （ 2）螺釘連接 10個(gè)內(nèi)六角螺釘，規(guī)格： / 7 0 8 5 1 2GB T M L?? 螺釘軸線分布圓： 螺釘間距： 0 54t mm? 螺釘軸線分布圓直徑： 001 0 5 4 1 7 2 , 2 1 4 1 8 2 3 2 2 4 03 .1 4D m m D m m m m?? ? ? ? ?取 取 （ 3）活塞頭 外圓直徑 0 2 1 2 2 4 0 2 4 2 6 4 , 3 0 0D D m m? ? ? ? ? ? 取 （ 4）缸蓋厚度 同活塞頭Ⅰ一樣取 81mm，因?yàn)楸炯?jí)缸筒壓力小于第Ⅰ級(jí) 根據(jù)以上的計(jì)算，同時(shí)考慮壓圈、卡環(huán)的尺寸的相互關(guān)系，取得如下尺寸 : 第一級(jí) :缸蓋外徑 :196，連接螺釘節(jié)圓直徑 :80 第二級(jí) :缸蓋外徑 :228，連接螺釘節(jié)圓直徑 :100 第二級(jí) :缸蓋外徑 :322，連接螺釘節(jié)圓直徑 :294 柱塞缸和各級(jí)活塞缸的長(zhǎng)度計(jì)算 根據(jù)液壓缸的相關(guān)尺寸和具體情況，參照三菱電梯的相關(guān)尺寸，有效尺寸大于或等于 8100mm， 全部縮回小于或等于 3970mm 1 2 3 1 2 381 00 64 0 87 40: : : : 1. 01 62 5 : 1. 06 75 : 1( 1. 01 62 5 1. 06 75 1 ) 87 40HRLmH L H m mL L L V V Vx?? ? ? ? ???? ? ? ? 解得： 1232834288030262834x mmL mmL mmL mm???? 取總高為 3940mm，則各級(jí)桿長(zhǎng)如下： 缸筒長(zhǎng)度： 3065mm 活塞桿Ⅱ： 3242mm 活塞桿Ⅰ： 3386mm 柱塞桿： 3590mm 柱塞桿如圖 25，長(zhǎng)度 :2077mm，直徑 :85mm 圖 25 第一級(jí)柱塞桿 第二級(jí)活塞桿如圖 26，整體長(zhǎng)度 :1907mm 缸蓋和壓圈直徑 :196mm，缸蓋加壓圈厚度 :84mm 活塞頭Ⅱ直徑 :148mm 活塞桿Ⅱ長(zhǎng)度 :1757mm，活塞桿 I直徑 :125mm 圖 26 第二級(jí)活塞桿 第三級(jí)活塞桿如圖 27:整體長(zhǎng)度 :1664mm 缸蓋和壓圈直徑 :228mm，缸蓋加壓圈厚度 :90mm 活塞頭Ⅲ直徑 :225mm 圖 27 第三級(jí)活塞桿 活塞桿Ⅲ長(zhǎng)度 :1497mm，活塞桿Ⅲ直徑 :170mm 第四級(jí)活塞桿如圖 28，整體長(zhǎng)度 :1653mm 缸蓋和壓圈直徑 :322mm，缸蓋加壓圈厚度 :102mm 缸底和壓圈 IV直徑 :322mm，缸底壓圈厚度 :136mm 圖 28 第四級(jí)活塞桿 活塞桿 IV長(zhǎng)度 :1487mm，活塞桿 IV直徑 :260mm 整體外形尺寸如圖 29: 高度 (不包括越程 ):4457mm 高度 (包括越程 ):4757mm 圖 29 液壓缸整體外形尺寸 液壓缸的密封 液壓缸依靠密封油液容積的變化傳遞動(dòng)力和速度，液壓油在系統(tǒng)及元件的容腔內(nèi)流動(dòng)或暫存時(shí)，由于壓力、間隙、粘度等因素的變化，而導(dǎo)致少量工作介質(zhì)越過(guò)容腔邊界，由高壓腔向低壓腔或外界流出，造成泄漏。密封元件可以防止液壓缸的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。密封裝置的優(yōu)劣將直接影響液壓缸的工作性能。密封不好的液壓缸，不僅會(huì)污染環(huán)境、降低容積效率、增加功率損失，有時(shí) 還會(huì)影響液壓缸的正常工作。 液壓缸密封件選用取決于壓力、速度、溫度和工作介質(zhì)等因素。密封件的合理選用對(duì)液壓缸有很重要的意義。密封效果決定了液壓缸的容積效率 。密封摩擦力的大小，決定了液壓缸的機(jī)械效率 。密封材料的耐熱性能，影響液壓缸的工作溫度 。液壓缸的工作速度，也受密封件的限制 。密封件的材料和系統(tǒng)采用的工作介質(zhì)要有相容性 。動(dòng)密封件的摩擦阻力要小，即摩擦系數(shù)要小而穩(wěn)定，特別是靜、動(dòng)摩擦系數(shù)差值要小。密封件的耐磨性要好，磨損后應(yīng)有一定程度的自動(dòng)補(bǔ)償，制造簡(jiǎn)單、裝拆方便、成本低廉。 對(duì)于活塞的密封，活塞的密封選用 K03組合式孔用密封圈，它是由一個(gè)密封環(huán)、兩個(gè)擋環(huán)和兩個(gè)導(dǎo)向環(huán)組成的五件套組合式密封 [17]。其最高工作壓力為 4OMPa，溫度30100176。C ，運(yùn)動(dòng)速度 。 對(duì)于活塞桿的密封，活塞桿與端蓋處的密封采用 MA39雙唇軸用 Y形圈，該 Y形圈帶小于 45176。切角，且雙唇是非對(duì)稱的，用于活塞桿的密封，其中一個(gè)密封唇用于支持活塞桿向上的密封作用并在其向下運(yùn)動(dòng)時(shí)除去保留在接觸空氣一側(cè)的灰塵污物。材料為聚氨酷 AU92，最高工作壓力可達(dá) 40MPa，溫度 401O0176。C ，運(yùn)動(dòng)速度小于 。 泵和電機(jī)的選擇 泵排量的計(jì)算 排量為液壓泵主軸旋轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積，已知轎廂的速度為 ，則直頂液壓缸速度為 ，又因?yàn)?1 2 3v v v??（其中 1 2 3v v v、 、 為各級(jí)活塞桿的相對(duì)速度），那么可以知道 1 2 3 0 .1 2 5 /v v v m s? ? ? 。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)，第三級(jí)液壓缸的流量為有效負(fù)載流量： 23 3 3 0 . 1 2 5 2 4 . 1 5 3 1 0 6 2 3 / m inQ v A l?? ? ? ? ? ? ? 采用液壓泵的轉(zhuǎn)速為 1500r/min，采用液壓泵的型號(hào)為 GR608M600。 電機(jī)的選擇 在設(shè)計(jì)液壓缸的活塞頭時(shí)，我們已計(jì)算過(guò)各級(jí)液壓缸的工作壓力，那么可以計(jì)算出各級(jí)液壓缸運(yùn)動(dòng)所需的理論功率 [18]。 由負(fù)載端計(jì)算： . 3 0 0 0 9 . 8 0 . 7 5 2 2 . 0 5W F v k w? ? ? ? ? 第一級(jí)活塞： 631 1 1 1 1 1. . 5 . 3 1 1 0 0 . 7 5 5 . 6 7 1 0 2 2 . 5 8aW P Q P v A k w??? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二級(jí)活塞： 622 2 2 3 . 9 3 1 0 0 . 5 1 . 7 7 1 0 3 4 . 7 8W P Q k w?? ? ? ? ? ? ? ? 第三級(jí)活塞： 2 3 3 2 . 7 6 1 0 0 . 2 5 4 . 1 5 3 1 0 2 8 . 6 6W P Q k w?? ? ? ? ? ? ? ? 所以可以知道驅(qū)動(dòng)液壓泵需要選用 40kw 的電動(dòng)機(jī)。 通過(guò)以上計(jì)算液壓泵站需要使用 40kw電動(dòng)機(jī)， GR608M 600液壓泵， 500l 流量集成閥。 液壓管路的設(shè)計(jì) 管路在液壓系統(tǒng)中主要用來(lái)把各種元件及裝置連接起來(lái)傳輸能量，為保證系統(tǒng)工作可靠，管路及管接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的密封性，壓力損失要小，拆裝方便。 管路按材料不同可分為無(wú)縫鋼管、耐油橡膠軟管、純銅管、尼龍管等幾種。本課題屬于高壓系統(tǒng)，應(yīng)選用強(qiáng)度好、耐高壓、變形小、抗腐蝕性的無(wú)縫鋼管。 管路內(nèi)徑的選擇 管路內(nèi)徑應(yīng)與要求的通流相適應(yīng)，管徑太小則流速將增高，這不僅使壓力損失降低，而且可能產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；管徑過(guò)大，則難于彎曲和安裝，而且將使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，所以必須合理選擇管徑。導(dǎo)管內(nèi)徑 d，可根據(jù)導(dǎo)管通過(guò)的最大流量和允許的流速進(jìn)行計(jì)算： 4qd v?? 查取資料可選?。? 壓力管流速：當(dāng)壓力 MPa? 時(shí)，取 3/v m s? ，當(dāng) 10P MPa? 時(shí)，取3 5 /v m s? ；當(dāng) 10P MPa? 時(shí)，取 5 7 /v m s? 回油管路流速： 2 5 /v m s? 吸油管路流速： 3 /v m s? 則依次可以計(jì)算各個(gè)管路的內(nèi)徑： 泵出油口的管路內(nèi)徑： 6 2 3 / m in 1 0 .3 8 /q L l s?? 取 4 / ( 2 . 5 1 0 )v m s M P a? 因 為 壓 力 在 范 圍 內(nèi) 3 21 4 4 1 0 .3 8 1 0 5 .7 5 1 04 3 .1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 回油口的管路內(nèi)徑： 6 2 3 / m in 1 0 .3 8 /q L l s?? 取 /v m s? 3 22 4 4 1 0 . 3 8 1 0 7 . 2 7 1 02 . 5 3 . 1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 吸油口的管路內(nèi)徑： 6 2 3 / m in 1 0 .3 8 /q L l s?? 取 2/v m s? 3 23 4 4 1 0 .3 8 1 0 8 .1 3 1 02 3 .1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 管道壁厚計(jì)算 計(jì)算管道壁厚的方程式為： 2[ ]pd? ?? ? 管道壁厚 p 工作壓力 d 管道內(nèi)徑 []? 油管材料許用應(yīng)力 .[ ] /b n??? ，無(wú)縫鋼管的 450b MPa? ? ， n為安全系數(shù)，當(dāng) 7P MPa? 時(shí) n=8，可知： 450[ ] / 5 6 .2 58b M P an M P a??? ? ? 泵出油口管道壁厚： 21 3 . 2 5 5 . 7 5 1 0 1 . 6 62 5 6 . 2 5M P a mmM P a??????? 取 1 2mm? ? 回油口的管道壁厚： 2 ? ? 取 2 1mm? ? 吸油口的管道壁厚： 3 ? ? 取 3 1mm? ? 油箱設(shè)計(jì) 油箱在液壓系統(tǒng)中主要功用是儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油液中氣體及沉淀污物，為系統(tǒng)提供元件的安裝位置，使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。 油箱的容積是油箱設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的主要參數(shù)。油箱體積大時(shí)散熱效果好，但用油多，成本高 。油箱體積小時(shí)，占用空間少，成本降低，但散熱條件不足。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容積 [19]。 油箱容積經(jīng)驗(yàn)公式： Vq?? V— 油箱的容積 (L)。 q— 液壓泵的總額定流量 (L/min)。 ? — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 。對(duì)低壓系統(tǒng) 2 4min? ? 。對(duì)中壓系統(tǒng) 5 7min? ? 。對(duì)中高壓或高壓大功率系統(tǒng) 6 12min? ? 。 本系統(tǒng)中 ? 取 4min，其中 623 / minql? ,那么 4 6 2 3 2 4 9 2V q L?? ? ? ? 取 2500VL? 過(guò)濾器的設(shè)計(jì) 該液壓系統(tǒng)在回油路上設(shè)置過(guò)濾器，在系統(tǒng)油液流回油箱之前，過(guò)濾器將外界侵入系統(tǒng)的和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污染物濾除，為系統(tǒng)提供清潔的油液。系統(tǒng)中過(guò)濾器需安裝在油箱頂部，過(guò)濾器公稱流量為 650 800L/min，過(guò)濾精度 20? ，通徑 50mm，最大壓力損失 。 閥的選擇 單向閥的選 擇 普通單向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是只允許液流沿著管道一個(gè)方向通過(guò)，另一個(gè)方向的流動(dòng)則被截止。在本系統(tǒng)中要求單向閥的通流能力滿足 623 /minL 以上，那么可以采用上海液壓件廠的 A型單向閥 [20]，壓力范圍 0 32MPa ，公稱通徑為 50mm，額定流量為 40 1250 / minL 。 電磁溢流閥 電磁溢流閥由小規(guī)格電磁換向閥與溢流閥符合而形成，它具有溢流閥的全部作用且可通過(guò)電磁閥的通斷電來(lái)控制，實(shí)現(xiàn) 液壓系統(tǒng)的卸荷或多級(jí)壓力控制?？梢赃x用上海立新液壓件廠引進(jìn)樂(lè)力士系列 DBW電磁溢流閥 [17]，壓力范圍： 5 35MPa ，公稱通徑為 32mm，額定流量為 250 650 / minL 。 節(jié)流閥 節(jié)流閥是通過(guò)改變節(jié)流閥的截面或節(jié)流長(zhǎng)度以控制流體流量的閥門(mén)，本系統(tǒng)對(duì)節(jié)流閥的性能要求有：流量調(diào)節(jié)范圍打，流量 壓差變化平穩(wěn)；內(nèi)泄露量小，過(guò)有外泄 油口，外泄量也要小；調(diào)節(jié)力矩小，動(dòng)作靈敏。系統(tǒng)中