【正文】 的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱，溢流閥同時(shí)起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降臺(tái)其特點(diǎn)：起升壓力大，運(yùn)行緩慢、平穩(wěn)，能人工控制起升至某一固定高度時(shí)并保持該高度自鎖。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多數(shù)通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。型號(hào)說明： P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問題。 缸蓋聯(lián)接的類型 按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式 ，可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)卡鍵聯(lián)接式及法蘭聯(lián)接式三種。 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。 確定液壓缸的類型 工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。還有一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，小角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用液壓缸來實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，長(zhǎng)行程的直線運(yùn)動(dòng)可以用液壓馬達(dá)來完成。 名 稱 特 點(diǎn) 適 用 場(chǎng) 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 有效工作面積大、雙向不對(duì)稱 往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)， A1=2A2 往返速度相等 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 單向工作，靠重力或其他外力返回 擺動(dòng)缸 單葉片式轉(zhuǎn)角小于360 度 雙葉片式轉(zhuǎn)角小于小于 360 度的擺動(dòng) 小于 180 度的擺動(dòng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 180 度 齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 葉片泵 體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺線齒輪泵 體積小，輸出扭矩大 低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 軸向柱塞泵 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 徑向柱塞泵 轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 注： A1—— 無桿腔的活塞面積 A2—— 有無桿腔的活塞面積 對(duì)于本設(shè)計(jì)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，這樣不僅簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)降低設(shè)備成本，而且能改善運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。最大起升高度略大于一人高度； 4) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好； 5) 人工控制操作，按鈕啟動(dòng)控制升降； 6) 工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進(jìn)行操作，不宜在有坡度或有坑洼的地面進(jìn)行操作，不宜在過度寒冷的室外進(jìn)行操作； 7) 性能可靠，成本低廉，便于移動(dòng)，無其他附屬功能及特殊功能； 制定液壓系統(tǒng)的基本方案 確定液壓執(zhí)行元件的形式 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵 。 第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 明確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案： 設(shè)計(jì)之前先確定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定基本方案。為了增強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 其安全可靠性，可以設(shè)其總承載量為 2 1 0 0 0 9 8 1 9 6 0 0W t . N? ? ? ?總 ，則平均每個(gè)升降臺(tái)的承載量為 2 980 0W W / N??總 。 為了便于維修人員在升降臺(tái)底部維修，不僅要在升降高度方面要加以合理化，還要留有維修人員站立維修的位置。在載荷方面沒有超出允許的范圍內(nèi)，是可以采用該方案的。 下面按照本設(shè)計(jì)的基本要求，進(jìn)一步選擇合適的布置方案。如圖所示： 圖 210 機(jī)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù) 其轉(zhuǎn)換過程如圖 211 所示 ,將兩根支撐桿的右側(cè)部分折合到左側(cè)，產(chǎn)生四根相對(duì)比較短的支撐桿，即可達(dá)到目的。而在該方案中活塞起始的速度小于液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的速度，兩者比值/vv左 右 =。如果伸長(zhǎng)度過大的話，不僅在材料上會(huì)有所浪費(fèi)，而且在長(zhǎng)期承受載荷的同時(shí)也會(huì)相應(yīng)的增大液壓缸及活塞部分的彎曲應(yīng)力。在臺(tái)面荷重 W 相同的情況下，液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的推力明顯小于液壓缸布置在左側(cè)時(shí)的情況，兩者的比值為 ，而活塞的有效行程 L 則是液壓缸布置在右側(cè)時(shí)較長(zhǎng)，比在左側(cè)時(shí)增加了 112mm。 圖 29剪叉機(jī)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸： h=400~1 200mm,l =2 000mm,a =535mm,e =770mm, f =要參數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表： 參 數(shù) 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸布置在右側(cè) 桿 FD 傾角 ? 1sin2hl? 1sin2hl? 液壓缸傾角 ? 1 ( ) sinta n ( ) co slal a e??? ??? 1 ( ) sinta n ( ) c o slaf l a ? ?? ??? 起始角 0? /( ) 起始角 0? /( ) 起始活塞速度0v yv yv 起始活塞推力0P 終止角 max? /( ) 終止角 max? /( ) 活塞有效行程L/mm 253 365 從 統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)值比較可以看出，液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)中的布置方式對(duì)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 和動(dòng)力參數(shù)有著較明顯的差異。 液壓缸布置在剪叉機(jī)構(gòu)的右側(cè)，使得液壓缸的活塞推力減小，這就可以 選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)中的布置；帶來的問題是液壓缸的有效行程較長(zhǎng)，如果臺(tái)面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。桿ＦＤ上Ｄ點(diǎn)、Ａ點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心為 F 點(diǎn)， D 點(diǎn)、 A 點(diǎn)的速度為 ： 2()DAvlv l a????? 臺(tái)面升降速度： c os 2 c osyDv v l? ? ??? Ａ點(diǎn)的 運(yùn)動(dòng)速度： ()2 cos yA l a vv l ??? 活塞運(yùn)動(dòng)速度： ( ) s in ( )c o s 2 c o sA lavv l ??? ????? （３） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 式中， 11 ( ) s ins in , ta n2 ( ) c o sh l al L l a ??? ??? ??? ?? 依據(jù)虛位移原理有： ( ) 00ix i ix i ix ix p y p WF x F y F zP x P y W y? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? （４） 由圖２分析可得： c o s , s in( ) c o s , ( ) s in , 2 s inxyp p wP P P Px l a y l a y l??? ? ???? ? ? ? ? 經(jīng)變分后： ( ) si n( ) c os2 c osppwx l ay l ayl? ???? ???? ???? ? ???? 代入式（４），整理后得活塞推力： 2 c o s( ) s in ( )lPWla ???? ?? （５） 式（３）和式（５）的正確性可以用機(jī)械能守恒原理來證明，即 yvP vW? 將式（５）與式（２）進(jìn)行比較，再 , , , , , yl a W v?? 各參數(shù)都相同的條件下，顯然，液壓缸布置再右側(cè)時(shí)的推力較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)??；而式（３）與式（１）比較，則液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)高。 兩種布置方式的分析和比較： 為了解決以上提出的問題，可考慮將液壓缸反向布置（即采用第一種設(shè)計(jì)方案），計(jì)算一下該方案的有關(guān)參數(shù)再將兩者作以比較。存在的問題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度 h較小的情況下（即 ? 角較?。枰簤焊椎耐屏⒋蟠笤黾?。 以上兩式的推導(dǎo)基于工 程中常用的液壓缸布置方式，即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，如上圖。 問題的提出： 液壓缸驅(qū)動(dòng)的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺(tái)中廣泛應(yīng)用，因安裝的空間不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)內(nèi)的布置要受到折合后高 度的約束。利用瞬時(shí)速度中心法和虛位移原理，推導(dǎo)出這兩種布置方式液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式及活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式，并對(duì)兩種布置方式進(jìn)行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合。 從直觀的角度分析考慮，如下圖： 桿1桿2 圖 26液壓缸工作示意圖 我們可以從圖上看出， 液壓缸 的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動(dòng)的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿 1 的右端（偏向桿 1 的活動(dòng)鉸連接）。 綜上所述，氣液動(dòng)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái)整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，節(jié)省投資；可獲得缸體二倍以上的升降形成；非常適合于空間尺寸小、升降行程大的場(chǎng)合，是一種值得推薦使用的升降機(jī)構(gòu)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 從計(jì)算結(jié)果可以看出：在整體結(jié)構(gòu)尺寸相同、液壓缸行程相同的前提下，作用在液壓缸活塞桿上的最大推力 maxP ,水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)大于雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)；升降臺(tái)最大行程 hmax ，雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)大于水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)。2ta n c osH L T SP l fbQL??? ? ??? 。計(jì)算結(jié)果見表 表 2 和統(tǒng)計(jì)圖（其中滾動(dòng)摩擦忽略不計(jì)）。機(jī)架長(zhǎng)度 T=1 200。液壓缸初始長(zhǎng)度0C =595mm；最大行程 maxS =320mm。否則，會(huì)導(dǎo)致升降平臺(tái)降不下來。一般我們都采用單作用柱塞缸，因?yàn)椴捎眠@樣的缸比較經(jīng)濟(jì)，而且總體泄漏量少，密封件壽命長(zhǎng)。而且在整個(gè)機(jī)構(gòu)中 AB 支撐桿是主要受力桿件，承受有最大的 彎矩，所以應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個(gè)因素。 （ 8） 剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 由式（ 5）和（ 8）可知：當(dāng) ? 、 ? 增大時(shí)， 21/VV值隨之減??；當(dāng) ? 、 ? 減小時(shí)，P/Q 值隨之增大。通過分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） c o s c o s s in c o s ta n[ ta n ( ) ( ) ]s in ( ) 2 2 2 c o s s in c o sQ L f L b fb bP b fblf? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???； （ 6） 升降平臺(tái)下降時(shí) c o s c o s s in c o s ta n[ ta n ( ) ( ) ]s in ( ) 2 2 2 c o s s in c o sQ L f L b fb bP b fb? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?（ 6）、（ 7）式中， P—— 液壓缸作用于活塞桿的推力； Q—— 升降平臺(tái)所承受的重力載荷； f—— 滾動(dòng)摩擦系數(shù)； b—— 載荷 Q 的作用線到上平板左鉸支點(diǎn) M 的水平距離。 以下相同。由圖 3 可知： 1111112,s i n( ) s i n( ) ,s i n( )c osc os ,s i n( )FFBBVlV V lVLVLlVLVVl?? ? ? ? ?????????? ? ? ??????? 21cossin ( )V LVl ???? ? 。 （ 4） 在（ 4）式中， 0H —— 升降平臺(tái)的初始高度； 0C —— 液壓缸初始長(zhǎng)度。 將（ 2）式代入（ 1）式，并整理得 2 2 2 2 1 / 2[ ( ) ]2H L T C llC l TC???? 。2T C lTC? ??? （ 2） 上式中： H—— 任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度； C—— 任意位置時(shí)鉸接點(diǎn) F 到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離； L—— 支撐桿的長(zhǎng)度； l —— 支撐桿固定鉸支點(diǎn) A 到鉸接點(diǎn) F 的距離； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） T—— 機(jī)架長(zhǎng)度（ A 到 G 點(diǎn)的距離）； ? —— 活塞桿與水平線的夾角。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。所以實(shí)際也很少采用。 水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過分析計(jì)算可知，平臺(tái)的升降行程大于 液壓缸的行程，在應(yīng)用過程中可以實(shí)現(xiàn)快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。 按照液壓缸的安裝形式，稱圖 a 的形式為直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，圖 b 的形式為水平固定剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。 圖 c 中的液壓缸缸體尾部與機(jī)架鉸接于 G 處，活塞桿頭部與支撐桿 AB 鉸接于 F處。 圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。 圖 a 中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下不固定在機(jī)架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。長(zhǎng)度相等的兩根支撐桿 AB 和MN 鉸接于二桿的中點(diǎn) E，兩桿的 M、 A 端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的 B、 N端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。本設(shè)計(jì)中主要側(cè)重于小型家用液壓 式的升降平臺(tái)。氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。 注意 :如欲在汽車下面進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)將舉升機(jī)提升到足夠的高度，以便鎖緊裝置嚙合。 （ 9