【正文】 參 考 文 獻(xiàn)[1]　王裕清，韓成石. 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù). 北京:煤炭工業(yè)出版社,1997.[2] 廖嘉璞，液壓傳動(dòng). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.[3]　王秀彥，蔡勝利. 升降式工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì). 液壓傳動(dòng),1999,3.[4] 魏發(fā)孔.，,1997 .[5] 管萍, 張風(fēng)池. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的交流異步電機(jī)定位系統(tǒng),2022.[6] 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2022 ,15.[7] 郭華，舞臺(tái)機(jī)械。短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣在緊張有序中度過了?？傊?，這次設(shè)計(jì)為我們打開了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門，為我們以后做各項(xiàng)工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)我們也體會(huì)到了每一件事靠一個(gè)人是無(wú)法完成的，要集思廣益才會(huì)讓設(shè)計(jì)更加完美。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，充分運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，查找相關(guān)資料，讓我們體會(huì)到理論與實(shí)際還有很大差別。在實(shí)際應(yīng)用是要經(jīng)過多次調(diào)整才能達(dá)到預(yù)期效果，望各位老師批評(píng)指正。最后對(duì)叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明，從而完成簡(jiǎn)單液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)。通過對(duì)雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)位置參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算，結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式分析比較，最終確定液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而對(duì)于實(shí)現(xiàn)單純并且簡(jiǎn)單直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸。56840AQRN?其彎曲應(yīng)力為 []Mpad??????剪應(yīng)力 22680[]4P??對(duì)于其它幾個(gè)銷軸，由于所受的應(yīng)力都小于上述值，在不改變材料的基礎(chǔ)上選擇直徑各為 35mm、40mm 是完全可以的，這里就不一一校核了。因此可按下圖分析橫軸所受應(yīng)力：當(dāng) 時(shí)，P=113680N ，可求得 。單耳環(huán)的寬度值EW=60mm。這里取 ，?????25bm?橫截面為 100 25 。我們按照最大工作應(yīng)力來(lái)選取合適的叉桿截面。桿 1 所承受的最大工作應(yīng)力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選 h=。由于剛剛計(jì)算出5492CDTN?的桿 3 與桿 4 的最大彎矩和最大軸向力都小于桿 1 的值，故不對(duì)桿 3 桿 4 計(jì)算工作應(yīng)力。首先將 ，?W=9800N，P=（P 與 W 的關(guān)系值根據(jù)上述的公式求得）代入以上各式，求得的值如下圖：2cossin()i()lPa?????則 。AxF計(jì)算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來(lái)分析： 根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下：由此圖可知，桿 1 的最大彎矩在 C 點(diǎn)。N??桿 4 受力情況同桿 3。1254D39。經(jīng)過分析桿 3 的受力情況如圖：計(jì)算其最大彎矩及軸向力：經(jīng)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺(tái)處于最低位置， 時(shí)，所受彎矩最大，如圖。叉桿的外形圖如圖所示。叉桿是升降臺(tái)最主要的舉升部件，是主要的受力機(jī)構(gòu)。其形狀見圖紙。下底板也如此，如下圖。在進(jìn)行維修作業(yè)之前首先得駛上臺(tái)板。39 / 54第 四 章 臺(tái) 板 與 叉 桿 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算臺(tái)板位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。此舉措是為了限制臺(tái)板上升的最大高度。E開關(guān)將通過繼電器從而制動(dòng)電磁閥6，電磁鐵EV 1斷電，系統(tǒng)卸載。此種情況還適合空載時(shí)自重不能完全克服液壓缸阻力而促進(jìn)臺(tái)板快速下降。當(dāng)EV EV 2 都不通電時(shí), 臺(tái)板支承重物,系統(tǒng)卸載。當(dāng)電磁鐵EV EV 2a 通電時(shí), 壓力油經(jīng)換向閥液控單向閥單向調(diào)速閥11 及管道破裂保護(hù)閥12 后至升降缸13 的下腔, 頂出活塞桿(缸上腔油液經(jīng)過換向閥14被擠回油箱) , 升降臺(tái)板上升。由圖分析, 當(dāng)電機(jī)起動(dòng)后，泵開始供油。E桿的伸縮長(zhǎng)度來(lái)控制升降臺(tái)板的升降高度位置。當(dāng)液壓缸上腔進(jìn)油下腔排油時(shí), 液壓缸活塞在液壓力和臺(tái)板鋼架自重作用下, 活塞桿向缸內(nèi)縮回, 使鋼架端和 滾輪向離開臺(tái)板、底橋中心方向移動(dòng), 升降臺(tái)板下降, 通過控制液壓缸活塞39。A39。37 / 54臺(tái)板的升降由液壓泵和液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng), 當(dāng)液壓缸的下腔進(jìn)油而上腔排油時(shí), 活塞桿伸出,剪叉鋼架擺動(dòng), 鋼架端 和 為滾輪，如下圖。這樣當(dāng)升降機(jī)下降到最低位置時(shí)，由于換向閥的 A 口（柱塞缸）與 T 口相通，如果 T 口又與油箱直接連接，則柱塞缸處于降下的位置時(shí)，只要回油管壓力產(chǎn)生的使升降機(jī)向上的力小于升降機(jī)的負(fù)載和摩擦力，升降機(jī)是不會(huì)向上漂移的。而且在長(zhǎng)期這種高壓沖擊下會(huì)逐漸加劇這種現(xiàn)象，這增加了設(shè)備不安全的因素，此種布局需要加以改進(jìn)。其次，由于采用柱塞式液壓缸在下降時(shí)依靠本身的重量，在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)過升降機(jī)處于某個(gè)位置時(shí)，向上或向下漂移的現(xiàn)象（如下圖） ，主要原因是在滑閥處于中位時(shí)，A、P、B、T 口雖均不相通，但實(shí)際上存在著內(nèi)泄漏量（約 3ml/min） ，久而久之，會(huì)產(chǎn)生不同程度的向上或向下漂移。首先考慮，在升降臺(tái)回落時(shí)，可以有兩種驅(qū)動(dòng)方式，一是采用液壓缸加壓回落，這種方式一般是在液壓缸平放，而且活塞桿一端在回落時(shí)沒有施加外力的情況下采用；另一種是由活塞桿的自重和一端施加的外力使液壓缸回油，活塞桿回落。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。在設(shè)計(jì)中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主機(jī)連續(xù)工作。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。各回路相互組合時(shí)去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缸蓋按10 或 11 級(jí)精度選取。4. 缸蓋的材料液壓缸的缸蓋可選用 345 號(hào)鍛鋼或ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、HT300 、HT350鑄鐵等材料。常用的排氣閥結(jié)構(gòu)尺寸如圖35 / 54??????其 余 技 術(shù) 要 求 ： 錐 面 熱 處 理 硬 度材 料 ： 3標(biāo) 記 ： 排 氣 塞?圖 35 排氣閥結(jié)構(gòu) 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸1. 液壓缸進(jìn)出油口接頭的聯(lián)接螺紋尺寸，按表 3778 選取標(biāo)準(zhǔn)值,公稱直徑螺距 數(shù)量=?32M?2. 液壓缸為單耳環(huán)型安裝的主要尺寸為（按 P37231 選取） （如圖）：CD=50，MR=50 ，EW=60，Y=60。薄鋼片厚度為 液壓缸的排氣裝置排氣閥用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定。⑶導(dǎo)向套的技術(shù)要求導(dǎo)向套的內(nèi)徑配合一般取為 H8/f9，其表面粗糙度則為 ~ 。⑵導(dǎo)向套材料導(dǎo)向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場(chǎng)合導(dǎo)向套導(dǎo)向球面導(dǎo)向套導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻由于本設(shè)計(jì)——舉升機(jī)，主要用于車輛的維修，在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對(duì)較少，所以磨損程度也相對(duì)較少。⑺活塞桿上工作表面的粗糙度為 , 為了防止腐蝕和提高壽命，表面應(yīng)m?鍍以厚度約為 40 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。⑸端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。⑶活塞桿 的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。⑵活塞桿 和 的圓度公差值，按 9~11 級(jí)精度選取。4. 活塞桿的技術(shù)要求⑴活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229~285HB，必要時(shí)，再經(jīng)過高頻淬火，硬度達(dá) HRC45~55。實(shí)心活塞桿的材料為 345 號(hào)鋼；空心活塞桿材料為 345 號(hào)無(wú)縫鋼管。查表 3774，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑 螺距螺?紋長(zhǎng)= 。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。⑶外徑 D 的圓柱度公差值，按 10 或 11 級(jí)精度選取。4. 活塞的技術(shù)要求⑴活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 的徑向跳動(dòng)公差值，按 8 級(jí)精度選取。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表密封形式 備注說(shuō)明間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長(zhǎng)的活塞密封 133 / 54O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用 O 型密封圈密封比較合適。 活塞1. 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見下表聯(lián)接方式 備注說(shuō)明整體聯(lián)接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下這里采用螺紋聯(lián)接。⑸當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。⑶缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。且均需衍磨。3. 缸體的技術(shù)要求⑴缸體內(nèi)徑采用 H9 配合。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350 之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。一般情況下，均采用 45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241~285HB。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。主要用于柱塞式液壓缸。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。4VPaQ?3m式中 ——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 VQ ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),按下表取 =4：a系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械a1~2 2~4 5~7 6~12 10則 。?? 油箱容量的確定在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。按表d吸 d壓 d回3791 經(jīng)過圓整后分別選取 =20mm， =, =15mm。管道內(nèi)徑計(jì)算 m4Qd/sv??式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 3/sv——管道內(nèi)允許流速 ，取值見下表：m允許流速推薦值油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s液壓泵吸油管道 ~，一般取 1 以下液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道粘度小取大 值31 / 54液壓系統(tǒng)回油管道 ~取 =， =4m/s, =2m/ v壓 回=, =, =。????? 管道尺寸的確定在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤(rùn)滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉，但安裝時(shí)的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。這里取 。 確定液壓泵的參數(shù)⑴確定液壓泵的最大工作壓力 Pa，1Ppp????29 / 54式中 ——液壓缸最大工作壓力，根據(jù) 可以求出1p 12wmFpA?????——從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失。計(jì)算其行程： 。此時(shí)活塞桿伸長(zhǎng)至 。平臺(tái)的高度0d2cos2al??。按照機(jī)械手冊(cè)中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表 3777 可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑 100mm，活塞桿 70mm,速度比 =2，工作壓力 16Mpa，推力 。?運(yùn)用直徑求法公式，可以求出2 21441956810.[()][0.(.7)]FDmp?????????d=。?按工作壓力選取 d/D工作壓力 MPa ?~ ?d/D ~ ~ 按速度比要求確定 d/D（?21/v） 2d/D 注：速度比 ，為活塞兩側(cè)有效面積 與 之比?；钊麠U受壓時(shí) 12wmFpA???活塞桿受拉時(shí) 式中121wmp——無(wú)桿腔活塞有效工作面積 14AD??2m27 / 54——有桿腔活塞有效工作面積 22()4ADd???2m——液壓缸工作腔壓力 Pa1p——液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照2下表估算D——活塞直徑 md——活塞桿直徑 m 執(zhí)行元件背壓力表系 統(tǒng) 類 型 背 壓 力 MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)~回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ~回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)~用補(bǔ)油泵的閉式回路 ~回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ~3回油路較短，可直接回油路可忽略不計(jì)在這里我們?nèi)”硥毫χ??在本設(shè)計(jì)中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。按下表初步選取 15Mpa。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。除了外載荷 外，作用于活塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 ，wF mF由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 式中 ——液壓缸的機(jī)械效率，一般取 ~，這里取 ，(1)mFP???m ? 初選系統(tǒng)壓力液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。wgfaF??工作載荷 并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則 =0。行走機(jī)械一般取=~——加速度a2/ms初步選定速度變化量 =， =，則 = = ，v?tvat?????以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 ， wF。am?vt?——速度變化量 m/sv——起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，s。（2）導(dǎo)軌摩擦載荷 f對(duì)于直動(dòng)型安裝的液壓缸一般都附有活塞導(dǎo)軌以固定其運(yùn)動(dòng)方向，導(dǎo)軌摩擦相對(duì)于總載荷可以忽略不計(jì)，因此 =0。在實(shí)際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計(jì)，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 ，在圖 3 中， =P。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷 ，導(dǎo)軌的摩擦力g和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 。?圖 33 液壓缸本圖表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。這時(shí)將 代/3al?/3al?入公式得 ，6cossin()3in()PW?????tn2t??當(dāng)平臺(tái)處于最低位置 時(shí)，液壓缸荷重 P 最大，05??P== 9800=113680N。但考慮到活塞桿與支4?撐桿的鉸接點(diǎn) A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點(diǎn) B，