【正文】 參 考 文 獻[1]　王裕清，韓成石. 液壓傳動與控制技術. 北京:煤炭工業(yè)出版社,1997.[2] 廖嘉璞，液壓傳動. 北京:北京航空航天大學出版社,1997.[3]　王秀彥，蔡勝利. 升降式工作臺的液壓系統(tǒng)設計. 液壓傳動,1999,3.[4] 魏發(fā)孔.，,1997 .[5] 管。短暫的畢業(yè)設計就這樣在緊張有序中度過了?？傊?，這次設計為我們打開了以后面向?qū)嶋H應用的大門，為我們以后做各項工作和進一步學習奠定了基礎。同時我們也體會到了每一件事靠一個人是無法完成的，要集思廣益才會讓設計更加完美。在整個設計過程中，充分運用大學所學的專業(yè)知識，查找相關資料，讓我們體會到理論與實際還有很大差別。在實際應用是要經(jīng)過多次調(diào)整才能達到預期效果，望各位老師批評指正。最后對叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸進行簡要的說明，從而完成簡單液壓升降臺的設計。通過對雙鉸接剪叉式升降平臺機構(gòu)位置參數(shù)和動力參數(shù)的簡單計算，結(jié)合具體實例，對機構(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，前者實現(xiàn)直線運動，后者完成回轉(zhuǎn)運動，而對于實現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸。56840AQRN?其彎曲應力為 []Mpad??????剪應力 22680[]4P??對于其它幾個銷軸，由于所受的應力都小于上述值，在不改變材料的基礎上選擇直徑各為 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力：當 時，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力來選取合適的叉桿截面。桿 1 所承受的最大工作應力。根據(jù)經(jīng)驗初選 h=。由于剛剛計算出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，故不對桿 3 桿 4 計算工作應力。首先將 ，?W=9800N，P=（P 與 W 的關系值根據(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計算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來分析： 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。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：計算其最大彎矩及軸向力：經(jīng)力學分析，當升降臺處于最低位置， 時，所受彎矩最大，如圖。叉桿的外形圖如圖所示。叉桿是升降臺最主要的舉升部件，是主要的受力機構(gòu)。其形狀見圖紙。下底板也如此，如下圖。在進行維修作業(yè)之前首先得駛上臺板。39 / 54第 四 章 臺 板 與 叉 桿 的 設 計 計 算臺板位于升降臺的最上部，是支撐件的組成部分。此舉措是為了限制臺板上升的最大高度。E開關將通過繼電器從而制動電磁閥6，電磁鐵EV 1斷電，系統(tǒng)卸載。此種情況還適合空載時自重不能完全克服液壓缸阻力而促進臺板快速下降。當EV EV 2 都不通電時, 臺板支承重物,系統(tǒng)卸載。當電磁鐵EV EV 2a 通電時, 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) , 升降臺板上升。由圖分析, 當電機起動后，泵開始供油。E桿的伸縮長度來控制升降臺板的升降高度位置。當液壓缸上腔進油下腔排油時, 液壓缸活塞在液壓力和臺板鋼架自重作用下, 活塞桿向缸內(nèi)縮回, 使鋼架端和 滾輪向離開臺板、底橋中心方向移動, 升降臺板下降, 通過控制液壓缸活塞39。A39。37 / 54臺板的升降由液壓泵和液壓缸來驅(qū)動, 當液壓缸的下腔進油而上腔排油時, 活塞桿伸出,剪叉鋼架擺動, 鋼架端 和 為滾輪，如下圖。這樣當升降機下降到最低位置時，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，只要回油管壓力產(chǎn)生的使升降機向上的力小于升降機的負載和摩擦力，升降機是不會向上漂移的。而且在長期這種高壓沖擊下會逐漸加劇這種現(xiàn)象，這增加了設備不安全的因素，此種布局需要加以改進。其次，由于采用柱塞式液壓缸在下降時依靠本身的重量，在使用過程中，會出現(xiàn)過升降機處于某個位置時，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，A、P、B、T 口雖均不相通，但實際上存在著內(nèi)泄漏量（約 3ml/min） ，久而久之，會產(chǎn)生不同程度的向上或向下漂移。首先考慮，在升降臺回落時，可以有兩種驅(qū)動方式，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。對于自行設計的非標準元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。在設計中可以考慮在關鍵部位，附設備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主機連續(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。各回路相互組合時去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。缸蓋按10 或 11 級精度選取。4. 缸蓋的材料液壓缸的缸蓋可選用 345 號鍛鋼或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 要 求 ： 錐 面 熱 處 理 硬 度材 料 ： 3標 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. 液壓缸進出油口接頭的聯(lián)接螺紋尺寸，按表 3778 選取標準值,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導向套的技術要求導向套的內(nèi)徑配合一般取為 H8/f9，其表面粗糙度則為 ~ 。⑵導向套材料導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)常更換導向套的場合導向套導向球面導向套導向套自動調(diào)整位置，磨損比較均勻由于本設計——舉升機，主要用于車輛的維修，在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對較少，所以磨損程度也相對較少。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m?鍍以厚度約為 40 的鉻層，鍍后進行衍磨或拋光。⑸端面 T 的垂直度公差值，則應按 7 級精度選取。⑶活塞桿 的圓柱度公差值，應按 8 級精度選取。⑵活塞桿 和 的圓度公差值，按 9~11 級精度選取。4. 活塞桿的技術要求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，再經(jīng)過高頻淬火，硬度達 HRC45~55。實心活塞桿的材料為 345 號鋼；空心活塞桿材料為 345 號無縫鋼管。查表 3774，按照本設計要求，選用直徑 螺距螺?紋長= 。根據(jù)本設計的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護，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 級精度選取。4. 活塞的技術要求⑴活塞外徑 D 對內(nèi)孔 的徑向跳動公差值，按 8 級精度選取。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表密封形式 備注說明間隙密封 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動密封Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復運動速度較高的液壓缸密封結(jié)合本設計所需要求，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、機械振動較大的情況下這里采用螺紋聯(lián)接。⑸當缸體帶有耳環(huán)或銷軸時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應按 9 級精度選取。⑶缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級精度選取。且均需衍磨。3. 缸體的技術要求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 之間的幾個牌號或球墨鑄鐵。一般情況下，均采用 45 號鋼，并應調(diào)質(zhì)到 241~285HB。因 20 號鋼的機械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應用較少。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)驗系數(shù),按下表取 =4：a系統(tǒng)類型行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機械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，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，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時，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、氣壓傳動及潤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，價廉，但安裝時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。計算其行程： 。此時活塞桿伸長至 。平臺的高度0d2cos2al??。按照機械手冊中工程液壓缸的技術規(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。活塞桿受壓時 12wmFpA???活塞桿受拉時 式中121wmp——無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) ~回油路設置有背壓閥的系統(tǒng)~用補油泵的閉式回路 ~回油路較復雜的工程機械 ~3回油路較短，可直接回油路可忽略不計在這里我們?nèi)”硥毫χ??在本設計中，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，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟；反之，壓力選的太高，對泵、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算，一般估算為 式中 ——液壓缸的機械效率，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——起動或制動時間，s。（2）導軌摩擦載荷 f對于直動型安裝的液壓缸一般都附有活塞導軌以固定其運動方向，導軌摩擦相對于總載荷可以忽略不計，因此 =0。在實際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計，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以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。這時將 代/3al?/3al?入公式得 ，6cossin()3in()PW?????tn2t??當平臺處于最低位置 時，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 A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點 B，否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應力集中，以致降低疲勞強度。通過二者比較， 時，活塞的最大推力 P 要/3al? /3a?小于 時。aa/2l /4a