【正文】 這也是學(xué)校、老師讓我們?cè)O(shè)計(jì)的目的所在。當(dāng)我初涉設(shè)計(jì)時(shí)，主、客觀問(wèn)題層出不窮，按著設(shè)計(jì)計(jì)劃，設(shè)計(jì)思路有序地進(jìn)行，圍繞升降機(jī)該題目，既了解了升降機(jī)的有關(guān)規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)了自己的專業(yè)，拓寬了知識(shí)面。液壓油在管內(nèi)的流速：根據(jù)油管尺寸的計(jì)算項(xiàng)目，取則雷諾數(shù)： 可見(jiàn)液流為層流。對(duì)于大多數(shù)要求一般的系統(tǒng)來(lái)講，只采用一些簡(jiǎn)化公式進(jìn)行驗(yàn)算，定性說(shuō)明情況。第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能估算的目的在于評(píng)估設(shè)計(jì)質(zhì)量。 進(jìn)出油口尺寸的確定進(jìn)出油口尺寸按照下式確定： 式中： 流經(jīng)液壓缸的最大流量 油液進(jìn)入液壓缸是的流速 代入數(shù)據(jù)： 根據(jù)GB287881油口連接螺紋尺寸。一般采用兩個(gè)導(dǎo)向段，每段寬度均為，兩段中間線間距為，導(dǎo)向套總長(zhǎng)度不宜過(guò)大，以免磨擦太大。結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)有端蓋式和插件式兩種，插件式導(dǎo)向套裝拆方便，拆卸時(shí)不需要拆端蓋，故應(yīng)用較多。活塞桿在粗加工后調(diào)質(zhì)，硬度為，必要時(shí)可以進(jìn)行高頻淬火，硬度為。 活塞桿及加工要求活塞桿常用材料為345號(hào)鋼。活塞外徑公差，與活塞桿的配合一般為，外徑粗糙度，外徑對(duì)活塞孔的跳動(dòng)不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度不大于外徑公差的一半。缸蓋的技術(shù)要求：與缸筒內(nèi)徑配合的直徑采用，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直徑取，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用，這三個(gè)尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于各自直徑的公差的一半。當(dāng)缸蓋自身作為活塞桿導(dǎo)向套時(shí)，最好用鑄鐵，并在導(dǎo)向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。缸筒缸蓋采用螺紋連接時(shí)，其螺紋采用中等精度。為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行渡鉻，渡鉻層厚度應(yīng)在3040，渡鉻后缸筒內(nèi)表面進(jìn)行拋光。缸筒與活塞采用橡膠密封圈時(shí)，其配合推薦采用，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取，若采用活塞環(huán)密封時(shí)，推薦采用配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取。 缸筒連接螺紋的計(jì)算當(dāng)缸筒與剛蓋采用螺紋連接時(shí)，鋼筒螺紋處的強(qiáng)度按下式進(jìn)行校核：螺紋處的拉應(yīng)力： 螺紋處的切應(yīng)力： 合成應(yīng)力： 式中： 缸筒直徑 m 缸筒底部承受的最大推力 N 螺紋小徑 m 擰緊螺紋的系數(shù) 不變載荷取= ，變載荷取=—4 螺紋連接的摩擦系數(shù) =—， 材料的屈服極限 35鋼正火=27代入數(shù)據(jù)： 合成應(yīng)力為： 缸筒材料通常選用345號(hào)鋼，當(dāng)缸筒、缸蓋、掛街頭等焊接在一起時(shí)，采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，在粗加工之后調(diào)質(zhì)。 圖 缸蓋與后端蓋的連接采用焊接形式，特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸小，重量輕，使用廣泛，缸筒焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。 第十一章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸是將液壓系統(tǒng)的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在該升降機(jī)系統(tǒng)中，液壓缸將活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)通過(guò)一系列的機(jī)械結(jié)構(gòu)組合轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)升降。其電機(jī)全部立式安裝在油箱上。過(guò)濾器組件的作用是從液體中分離出非溶性固體顆粒，防止顆粒污染物對(duì)液壓元件的摩擦和堵塞小截面流道，防止油液本身的劣化變質(zhì)?？販亟M件有升溫和降溫兩種組件組成，當(dāng)液壓系統(tǒng)的自身熱平衡不能使工作介質(zhì)處于合適的溫度范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)在液壓系統(tǒng)中設(shè)置控溫組件，使介質(zhì)溫度始終處于可控的范圍內(nèi)。泵組由液壓泵，原動(dòng)機(jī)，連軸器，傳動(dòng)底座，管路附件等組成。非上置式包括整體式和分離式兩種，泵組布置在油箱之上的上置式液壓泵站，當(dāng)電機(jī)采用立式安裝，液壓泵置于油箱之內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓泵站，本液壓系統(tǒng)即采用該種泵站作為動(dòng)力源，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，廣泛應(yīng)用于中小功率液壓系統(tǒng)中的特點(diǎn)。 液壓泵站的組成及分類液壓泵站按其泵組的布置方式有上置式，柜式，非上置式三種。 按使用情況確定油箱容積初始設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)使用情況，按照經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱容積： 式中: 油箱的容積 液壓泵的流量 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 見(jiàn)下表 行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械1—22—45—76—1210本升降機(jī)為為中壓系統(tǒng)，取=5，則油箱的容量可以確定為: 按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計(jì)算確定油箱容量油箱中油液的溫度一般推薦為3050，最高不超過(guò)65，最低不低于15，對(duì)于工具機(jī)及其它裝置，工作溫度允許在4055。 油箱的容積油箱容積的確定是設(shè)計(jì)油箱的關(guān)鍵，油箱的容積應(yīng)能保證當(dāng)系統(tǒng)有大量供油而無(wú)回油時(shí)。第九章 油箱及附件油箱在系統(tǒng)中的主要功能為：儲(chǔ)存系統(tǒng)所需要的足夠的油液。它屬于無(wú)管連接，多用于不太復(fù)雜的固定式機(jī)械中。整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結(jié)構(gòu)的閥板比粘合式閥板可靠性好，應(yīng)用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置至于主機(jī)之外，構(gòu)成獨(dú)立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設(shè)備。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下：型號(hào)： 測(cè)量范圍：，名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計(jì) 壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)期工作。（1）吸油管尺寸油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑d由下式確定： 式中： d 油管直徑 mm Q 油管內(nèi)液體的流量 油管內(nèi)的允許流速 對(duì)吸油管，取 ，本設(shè)計(jì)中?。? 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： （2）回油管尺寸回油管尺寸與上述計(jì)算過(guò)程相同：，取為代入數(shù)據(jù)：取圓整值為： （3）壓力油管壓力油管： ，本設(shè)計(jì)中取為：代入數(shù)據(jù)：取圓整值為： （4）油管壁厚：升降機(jī)系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動(dòng)，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下：內(nèi)徑： 10mm外徑： 型 工作壓力：型 16最小彎曲半徑：130mm 過(guò)濾器的選擇過(guò)濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1)具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過(guò)濾器的通油能力大于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱.控制管路：用來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測(cè)儀表相連接的管路。方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過(guò)換向閥處于不同的位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)油路的通斷。滑閥機(jī)能：滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式。該升降機(jī)液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單向分流閥，單向分流閥的規(guī)格和型號(hào)如下：型號(hào)： FDLB10H 公稱通徑：10mm公稱流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min連接方式：管式連接 重量：4Kg 分流閥的型號(hào)為：FLB10 其余參數(shù)與單向分流閥相同。流量：通過(guò)流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價(jià)格，使用壽命，維護(hù)方便性，貨源情況等。結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種，直動(dòng)型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 式中： 需用轉(zhuǎn)矩，見(jiàn)各連軸器標(biāo)準(zhǔn) 驅(qū)動(dòng)功率 工作轉(zhuǎn)速 工況系數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 據(jù)此可以選擇連軸器的型號(hào)如下： 名稱： 撓性連軸器彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： 許用轉(zhuǎn)速： 4700r/min 軸孔直徑： 軸孔長(zhǎng)度： Y型： L=42mm , D=95mm 重 量： 控制閥的選用液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過(guò)該閥的最大實(shí)際流量，下面根據(jù)該原則依次進(jìn)行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。泵的進(jìn)油管道不得過(guò)長(zhǎng)，彎頭不宜過(guò)多，進(jìn)油口管道應(yīng)接有過(guò)濾器，其濾孔一般可用40目到60目過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，其油面離過(guò)濾器頂面至少有100mm,以免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于500mm.維護(hù)要求：為保護(hù)泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。使用要求：一般用于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用20號(hào)液壓油或40號(hào)液壓油，其粘度范圍為之間。 電機(jī)功率的確定（1） 液壓系統(tǒng)實(shí)際需要的輸入功率是選擇電機(jī)的主要依據(jù)，由于液壓泵存在容積損失和機(jī)械損失，為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量，液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率，液壓泵實(shí)際需要的輸入功率為： 式中： P 液壓泵的實(shí)際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實(shí)際流量 液壓泵的輸入功率 液壓泵向系統(tǒng)輸出的理論流量 液壓泵的總效率 見(jiàn)下表 液壓泵的機(jī)械效率 換算系數(shù)代入數(shù)據(jù)： （2）電機(jī)的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊(cè)找，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版，第五卷，可以查得電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為4，本設(shè)計(jì)以技術(shù)手冊(cè)的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn) ，取電機(jī)的功率為4。初算時(shí)，節(jié)流調(diào)速和比較簡(jiǎn)單的油路可以取 ,對(duì)于進(jìn)油路有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取。 液壓系統(tǒng)原理圖的確定初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示；見(jiàn)下圖：第八章 液壓元件的選擇計(jì)算及其連接液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過(guò)濾器等。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。串聯(lián)方式是除了第一個(gè)液壓元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)，出油口依次相連，這種連接方式的特點(diǎn)是多個(gè)液壓元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其速度不隨外載荷變化，故輕載時(shí)可多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機(jī)的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開(kāi)式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，開(kāi)始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。第七章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況，主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟(jì)性，供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合的設(shè)計(jì)選擇，從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的，可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。 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(guò)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(guò)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。（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：