【正文】 工程機械、機床、化工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。今后，液壓技術(shù)的發(fā)展將向著一下方向：（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。（3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。本次設(shè)計嚴(yán)格按照指導(dǎo)要求進(jìn)行，其間得到老師和同學(xué)們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。 第二章 工藝參數(shù)計工況分析 升降級的工藝參數(shù)本設(shè)計升降機為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為：額定載荷：2500kg最低高度：200 mm最大起升高度：1500mm最大高度：1700mm平臺尺寸：4000x2000mm電源：380v,50Hz本升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運送，物料上線、下線。倉儲，裝卸場所，與叉車等裝運車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。機械機構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。其具體結(jié)構(gòu)形式為： ，主要起支撐作用和運動轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸接將液壓缸的繩縮運動轉(zhuǎn)化為平臺的升降運動，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強局部承載能力。通過這些機構(gòu)的相互配合，實現(xiàn)升降機的穩(wěn)定和可靠運行。根據(jù)以上分析，升降機的運動過程可以敘述如下：支架3為升降機機構(gòu)中的固定支架，他們與底板的鉸接點做不完整的圓周運動，支架4為活動支架，他們在液壓缸的作用下由最初的幾乎水平狀態(tài)逐漸向后來的傾斜位置運動，在通過支架之間的絞合點帶動3也不斷向傾斜位置運動，以使升降機升降。 升降機的機械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計 升降機結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺的工藝參數(shù)和他的基本運動機理來確定支架4的長度和截面形狀。設(shè)()，則4支架的長度可以確定為,即支架和地板垂直時的高度應(yīng)大于,這樣才能保證其最大升降高度達(dá)到，其運動過程中任意兩個位置的示意圖表示如下： 設(shè)支架2和4都在其中點處絞合，液壓缸頂端與支架絞合點距離中點為t ,根據(jù)其水平位置的幾何位置關(guān)系可得： .下面根據(jù)幾何關(guān)系求解上述最佳組合值：初步分析：值范圍為 ,取值偏小，則上頂板點承力過大，還會使支架的長度過長，造成受力情況不均勻。在該設(shè)計中，可以選擇幾個特殊值：=, =, =，分別根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系計算出h和t。選取最佳組合值便可以滿足設(shè)計要求。分析上述x==,x=，可以選擇第二種情況，即x=，由此便可以確定其他相關(guān)參數(shù)如下：t=. l=, h= 升降機支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定 上頂板結(jié)構(gòu)和強度校核上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個側(cè)面和上頂面上鋪裝4000x2000x3mm的汽車板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下所示： 沿平臺的上頂面長度方向布置4根16號熱軋槽剛，沿寬度方向布置6根10號熱軋槽剛，組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)。以便上下支架的安裝。 沿長度方向的4根16號熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為=,截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。其質(zhì)量分別為：4根16號熱軋槽剛的質(zhì)量為：6根10號熱軋槽剛的質(zhì)量為：菱形汽車鋼板質(zhì)量為： 強度校核升降臺上頂板的載荷是作用在一平臺上的，可以認(rèn)為是一均布載荷，由于該平板上鋪裝汽車鋼板，其所受到的載荷為額定載荷和均布載荷之和，其載荷密度為： F汽車鋼板和額定載荷重力之和。m,沿長度方向為16m,寬度方向為12m.其中帶入數(shù)據(jù)得：F=29604N沿長度方向有：帶入數(shù)據(jù)有：分析升降機的運動過程，可以發(fā)現(xiàn)在升降機剛要起升時和升降機達(dá)到最大高度時，會出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況 ，故強度校核只需要分析該狀態(tài)時的受力情況即可，校核如下：其受力簡圖為： 該升降臺有8個支架，共有8個支點，假設(shè)每個支點所受力為N，則平很方程可列為： 即 將N帶入上式中：根據(jù)受力圖，其彎矩圖如下所示： AB段： =1850925 （） BC段： =3700x3145925 （） CD段與AB段對稱。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 沿長度方向為16號熱軋槽鋼 鋼的屈服極限 n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)： =由此可知，強度符合要求。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 沿長度方向為16號熱軋槽鋼 鋼的屈服極限 n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)： =由計算可知，沿平臺長度方向上4根16 號熱軋槽鋼完全可以保證升降臺的強度要求。 支架的結(jié)構(gòu)支架由8根形狀基本相同的截面為矩形的鋼柱組成，在支架的頂端和末端分別加工出圓柱狀的短軸，以便支架的安裝。： 求得：N=3848N分析支架的運動形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支架在運動過程中受力情況比較復(fù)雜，它與另一支架鉸合點給予底座的固定點的受里均為大小和方向為未知的矢量，故該問題為超靜定理論問題，已經(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提高效率的原則，再次宜簡化處理，簡化的原則時去次留主，即將主要的力和重要的力在計算中保留，而將對梁的變形沒有很大影響的力忽略不計，再不改變其原有性質(zhì)的情況下可以這樣處理。計算簡圖如下所示： 所產(chǎn)生的彎矩為： 每個支架的支點對上頂板的作用力 NL 液壓缸與支架鉸合點距支點之間的距離 m代入數(shù)據(jù)：假定改支架為截面為長為a,寬為b的長方形，則其強度應(yīng)滿足的要求是：式中： M 支架上所受到的彎矩 Nm W 截面分別為a,b的長方形抗彎截面系數(shù) 所選材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼 將數(shù)據(jù)代入有：求得： 上式表明：只要街面為a,b的長方形滿足條件，則可以滿足強度要求，取，則其 符合強度要求。 升降機底座的設(shè)計和校核升降機底座在整個機構(gòu)中支撐著平臺的全部重量，并將其傳遞到地基上，他的設(shè)計重點是滿足強度要求即可，保證在升降機升降過程中不會被壓潰即可，不會發(fā)生過大大變形，其具體參數(shù)見裝配圖。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟性好等條件。安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內(nèi)擺動， 所示的前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機升降。最大起升高度為1500mm時，其平均起升時間為45s，就是從液壓缸活塞開始運動到活塞行程末端所用時間大約為45s，設(shè)本升降臺的最小氣升降時間為40s,最大起升時間為50s，由此便可以計算執(zhí)行元件的速度v: 式中： v 執(zhí)行元件的速度 m/s L 液壓缸的行程 m t 時間 s 當(dāng) 時： =當(dāng) 時： 液壓缸的速度在整個行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時，有一個減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機在整個工作過程中無明顯的加減速階段，其運動速度比較平穩(wěn)。根據(jù)其概念：阻礙工作運動的力，在本設(shè)計中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力：其計算式為：（2）摩擦力。（3）密封裝置的密封阻力。 其計算式為： 式中： G 運動部件的總重力 N g 重力加速度 啟動或制動時的速度變量 m/s 起動制動所需要的時間 s對于行走機械取，本設(shè)計中取值為（5）背壓力。由上述說明可以計算出液壓缸的總阻力為： = =(+316+120+188+2500)+(+316+120)x +(+316+120+188+2500)+(+316+120+188+2500) =40KN液壓缸的總負(fù)載為40KN，該系統(tǒng)中共有四個液壓缸個液壓缸，故每個液壓缸需要克服的阻力為10KN。第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 系統(tǒng)壓力的初步確定液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定： 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系牽引力F（KN）55101020 2030305050 工作壓力P（MPa）344557由于該液壓缸的推力即牽引力為10KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa 。 缸筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計算缸筒內(nèi)經(jīng)，計算式如下： 要求活塞無桿腔的推力為F時，其內(nèi)徑為： 式中： D 活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m F 無桿腔推力 N P 工作壓力 MPa 液壓缸機械效率 代入數(shù)據(jù)： D= = D= 83mm 取圓整值為 D=90mm液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因為活塞和活塞桿還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。（2）活塞桿的強度計算活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進(jìn)行： 式中： F 活塞桿的推力 N d 活塞桿直徑 m 材料的許用應(yīng)力 MPa 活塞桿用45號鋼 代入數(shù)據(jù)： = 活塞桿的強度滿足要求。 液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長度，液壓缸長度的確定 液壓缸壁厚的確定液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計算，壁厚由下式確定： 式中： D 液壓缸內(nèi)徑 m 缸體壁厚 cm 液壓缸最高工作壓力 Pa 一般取=（）p 缸體材料的許用應(yīng)力 鋼材取 代入數(shù)據(jù)： 考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚。 液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運動有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時，除去在形程開始和結(jié)束時有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計算如下： 式中： A 活塞的有效工作面積 對于無桿腔 活塞的容積效率 采用彈形密封圈時=1，采用活塞環(huán)時 = 為液壓缸的最大運動速度 m/s 代入數(shù)據(jù)： 即液壓缸以其最大速度運動時，所需要的流量為，以其最小運動速度運動時，所需要的流量為。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定. 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表： 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。油源回路的原理圖如下所示： 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選