液壓升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(附英文摘要完整版)（可編輯）

液壓升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(附英文摘要完整版)液壓升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)系統(tǒng)升降局部設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于液壓升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)系統(tǒng)升降局部的設(shè)計(jì)首先概括地介紹了液壓升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)對(duì)液壓升降舞臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析在已有工藝參數(shù)的根底上對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并對(duì)液壓元件進(jìn)行了選擇和驗(yàn)算進(jìn)而繪制了舞臺(tái)的液壓系統(tǒng)原理圖和電氣控制原理圖并進(jìn)行詳細(xì)的分析論文最后簡(jiǎn)要地介紹了液壓升降舞臺(tái)的安裝與維護(hù)目前液壓升降舞臺(tái)正朝著長(zhǎng)距離高速度低摩擦的方向開(kāi)展近年來(lái)在液壓升降舞臺(tái)的設(shè)計(jì)制造以及應(yīng)用方面我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造液壓升降舞臺(tái)過(guò)程中存在著很多缺乏因而需要我們努力改良的地方還有很多關(guān)鍵詞液壓升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理電氣控制

TheDesignoftheElevatorPartsoftheSystemofHydraulicElevatorandRevolvingSageAbstractThisgraduatesdesignisaboutthedesignoftheelevatorpartsofthesystemofhydraulicelevatorandrevolvingstageFirstlythehydraulicelevatorandrevolvingstageinoutlineisintroducedThenthisdesignanalysesthebasicstructureandtechnologicalparametersofhydraulicelevatorstageAfterthatitdoesalotofcomputationaboutthesystemofhydrauliconthebasisofhebasicstructureandtechnologicalparameterssothatwecanchoosethehydrauliccomponentAfterwardsitdidalotofexamineabouttheperformanceofthehydraulicelevatorstageWhenexaminemeettherequirementthisdesignpresentsthekeydiagramandelectriccontrollingsystemdiagramofhydraulicelevatorstagesystembesidesitalsomakeadetailedanalysisFinallythispaperbrieflyexplaintheinstallationandmaintenanceofthehydraulicelevatorstageAtpresentthehydraulicelevatorstageisdevelopingtowardLongdistancehighspeedlowfrictionInrecentyearsatthedesignmanufacturingandapplicationofthehydraulicelevatorstageOurcountryandforeignadvancedlevelstilllagsfarbehindtherearemanyshortcomingsintheprocessofdesigningandmakinghydraulicelevatorstageinourcountrySoweneedtoimproveinmanyareasKeyWordshydraulicelevatorstagethesystemofhydraulictechnologicalparameterskeydiagramofhydraulicelevatorsystemelectriccontrollingsystemdiagram

目錄1緒論 111液壓舞臺(tái)升降臺(tái)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 112國(guó)內(nèi)研究狀況及開(kāi)展前景 113液壓技術(shù)的應(yīng)用與特點(diǎn) 2131液壓技術(shù)的應(yīng)用 2132液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 3133液壓系統(tǒng)的組成 414舞臺(tái)升降臺(tái) 42制定根本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 621根本方案的制定 6211調(diào)速方案 6212壓力控制方案 6213順序動(dòng)作方案 7214選擇液壓動(dòng)力源 722繪制液壓系統(tǒng)圖 73升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 1031升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理 1032升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì) 10321升降機(jī)上頂板結(jié)構(gòu)參數(shù)的選定 11322上頂板的強(qiáng)度校核與剛度校核 12323支架的結(jié)構(gòu) 16324升降機(jī)底座的設(shè)計(jì) 194執(zhí)行元件速度和載荷 2041執(zhí)行元件類(lèi)型數(shù)量和安裝位置 2042速度和載荷計(jì)算 20421速度計(jì)算及速度變化規(guī)律 20422執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律 215液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確實(shí)定及工況分析 2451升降機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 2452系統(tǒng)壓力的初步確定 2453液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 25531液壓缸的作用力 25532缸體內(nèi)徑確實(shí)定 25533柱塞直徑確實(shí)定 26534液壓缸壁厚確實(shí)定 27535液壓缸的流量 2854升降機(jī)的工藝參數(shù) 2855工況分析 296液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì) 3061液壓泵的選擇 30611確定液壓泵的額定流量 30612確定液壓泵的最大工作壓力 31613確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率 3162控制閥的選用 32621壓力控制閥 32622流量控制閥 33623方向控制閥 3463管路的選用 3464過(guò)濾器的選擇 3565油箱容積確實(shí)定 36651按使用情況確定油箱容積 36652按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計(jì)算確定油箱容量 3766輔件的選擇 38661溫度計(jì)的選擇 38662壓力表的選擇 3967液壓元件的連接 39671液壓裝置的總體布置 39672液壓元件的連接 397液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4071缸體 40711缸體底部強(qiáng)度計(jì)算 40712缸體材料及加工要求 4072柱塞 41721柱塞的結(jié)構(gòu)形式 41722柱塞材料及加工要求 4173進(jìn)出油口尺寸確實(shí)定 4174密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 428液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 4381系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 4382系統(tǒng)的總效率驗(yàn)算 459電氣控制回路設(shè)計(jì) 4691液壓和電氣控制系統(tǒng) 4692液壓系統(tǒng)的電氣控制 4810升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試 55101液壓系統(tǒng)的安裝 551011系統(tǒng)安裝前考前須知 551012系統(tǒng)安裝時(shí)的考前須知 551013系統(tǒng)安裝方法 56102液壓系統(tǒng)的調(diào)試 571021調(diào)試的目的 571022調(diào)試的步驟 571023調(diào)試的主要內(nèi)容 58參考文獻(xiàn) 60致謝 61

1緒論11液壓舞臺(tái)升降臺(tái)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義隨著文化生活的日益豐富人們對(duì)演出活動(dòng)中舞臺(tái)效果的要求越來(lái)越高舞臺(tái)的現(xiàn)代化智能化是必然的開(kāi)展趨勢(shì)在比擬高檔的文化娛樂(lè)場(chǎng)所為創(chuàng)造一種生動(dòng)活潑的立體演出效果傳統(tǒng)的靜止舞臺(tái)逐漸被擯棄而代之以旋轉(zhuǎn)升降舞臺(tái)升降舞臺(tái)是機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程中的一個(gè)典型實(shí)例包含有典型的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在確立總體方案和進(jìn)行液壓系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到有效利用現(xiàn)場(chǎng)的有限空間盡可能地減少傳動(dòng)裝置的占地面積采用了液壓傳動(dòng)方式能確保舞臺(tái)運(yùn)行的平穩(wěn)性平安性和可靠性要求12國(guó)內(nèi)研究狀況及開(kāi)展前景我國(guó)的液壓技術(shù)是在新中國(guó)成立以后才開(kāi)展起來(lái)的自從1952年試制出我國(guó)第一個(gè)液壓元件齒輪泵起迄今大致經(jīng)歷了仿制外國(guó)產(chǎn)品自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)消化提高等幾個(gè)階段進(jìn)年來(lái)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和科研攻關(guān)產(chǎn)品水平也得到了提高研制和生產(chǎn)出了一些具先進(jìn)水平的產(chǎn)品目前我國(guó)的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)橐苯鸸こ虣C(jī)械機(jī)床化工機(jī)械紡織機(jī)械等部門(mén)提供品種比擬齊全的產(chǎn)品但是我國(guó)的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種數(shù)量及技術(shù)水平上與國(guó)際水品以及主機(jī)行業(yè)的要求還有不少差距每年還需要進(jìn)口大量的液壓元件今后液壓技術(shù)的開(kāi)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2高度的組合化集成化模塊化3和微電子技術(shù)結(jié)合走向智能化總之液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重是很大的他和氣動(dòng)技術(shù)常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化水平升降舞臺(tái)采用有效的導(dǎo)向系統(tǒng)使伸縮臺(tái)在平移過(guò)程中與固定臺(tái)的間隙小運(yùn)行平穩(wěn)速度無(wú)級(jí)變化同步裝置采用低速大扭距驅(qū)動(dòng)使舞臺(tái)在伸縮過(guò)程中絕對(duì)平行自如伸縮到位可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)平適應(yīng)于會(huì)堂影劇院多功能廳演播廳文化體育場(chǎng)館酒店等文化娛樂(lè)場(chǎng)所國(guó)內(nèi)多現(xiàn)代化的舞臺(tái)系統(tǒng)普遍采用上位機(jī)可編程控制器驅(qū)動(dòng)單元相結(jié)合的集散控制方式升降舞臺(tái)設(shè)置由減速機(jī)傳動(dòng)鏈條臺(tái)面鋼絲繩和平衡重等設(shè)備組成在升降舞臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中四臺(tái)電機(jī)之間的負(fù)載電流會(huì)因?yàn)樗膫€(gè)臺(tái)面上承載的人和物的重量不同傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒隙鋼絲繩的彈性形變電機(jī)參數(shù)的漂移等非線性因素而產(chǎn)生差異13液壓技術(shù)的應(yīng)用與特點(diǎn)131液壓技術(shù)的應(yīng)用液壓技術(shù)是涉及液體流動(dòng)和液體壓力規(guī)律的科學(xué)技術(shù)近幾十年來(lái)液壓技術(shù)開(kāi)展非?？鞆V泛應(yīng)用于工業(yè)農(nóng)業(yè)和國(guó)防等各個(gè)部門(mén)液壓傳動(dòng)主要應(yīng)用如下1一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)坯料加工機(jī)械注塑機(jī)壓力機(jī)械鍛壓機(jī)重型機(jī)械廢鋼壓塊機(jī)機(jī)床全自動(dòng)六角車(chē)床平面磨床等2行走機(jī)械用液壓系統(tǒng)工程機(jī)械挖掘機(jī)起重機(jī)械汽車(chē)吊建筑機(jī)械打樁機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械聯(lián)合收割機(jī)汽車(chē)轉(zhuǎn)向器減振器等3鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)冶金機(jī)械軋鋼機(jī)提升裝置電極升降機(jī)軋輥調(diào)整裝置等4土木工程用液壓系統(tǒng)防洪閘門(mén)及堤壩裝置浪潮防護(hù)擋板河床升降裝置橋梁操縱機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械鑿巖機(jī)等5發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)渦輪機(jī)調(diào)速裝置核發(fā)電廠等6特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)巨型天線控制裝置測(cè)量浮標(biāo)飛機(jī)起落架的收放裝置及方向舵控制裝置升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等7船舶用液壓系統(tǒng)甲板起重機(jī)械絞車(chē)船頭門(mén)艙壁閥船尾推進(jìn)器等8軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)火炮操縱裝置艦船減搖裝置飛行器仿真等上述的概略說(shuō)明不包括所有應(yīng)用的可能性目前液壓傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓高速大功率高效率低晚聲長(zhǎng)壽命高度集成化等方面都取得了很大的進(jìn)展同時(shí)由丁它與微電子技術(shù)次緊密配合能在盡可能小的空間內(nèi)傳送出盡可能大的功率并加以準(zhǔn)確地控制從而更使它在各行各業(yè)中發(fā)揮出巨大作用132液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)與其他傳動(dòng)相比其優(yōu)點(diǎn)如下1在同等體積下液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力也就是說(shuō)在同等功率下液壓裝置的體積小重量輕結(jié)構(gòu)緊湊即它具有大的功率密度或力密度力密度在這里等于工作壓力2按壓裝置容易做到對(duì)速度的無(wú)級(jí)凋節(jié)而且調(diào)速范圍大并且對(duì)速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過(guò)程中進(jìn)行3液壓裝置工作平穩(wěn)換向沖擊小便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向4液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)．能實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑使用壽命長(zhǎng)5液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制并能很容易地和電氣電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)操作6液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化標(biāo)準(zhǔn)化通用化便于設(shè)計(jì)制造和推廣使用當(dāng)然液壓傳動(dòng)還存在以下一些明顯缺點(diǎn)1液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮件使這種傳動(dòng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比2液壓傳動(dòng)有較多的能量損失泄漏損失摩擦損失等因此傳動(dòng)效率相對(duì)低3液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比擬敏感不宜在較高或較低的溫度下工作4液壓傳動(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因133液壓系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)裝置主要由以下五局部組成1能源裝置把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置2執(zhí)行裝置把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置它可以是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)3控制調(diào)節(jié)裝置對(duì)系統(tǒng)中油液壓力流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)裝置例如溢流閥節(jié)流閥換向閥開(kāi)停閥等這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)4輔助裝置上述三局部以外的其它裝置例如油箱濾油器油管等它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用5工作介質(zhì)液壓系統(tǒng)中用量最大的工作介質(zhì)是液壓油通常指礦物油液壓油具有優(yōu)良的潤(rùn)潤(rùn)滑性能在應(yīng)用中占主導(dǎo)地位14舞臺(tái)升降臺(tái)為滿足當(dāng)代觀眾的需求求得完美的效果舞臺(tái)上除了燈光音響外舞臺(tái)機(jī)械尤為重要舞臺(tái)上設(shè)有吊桿吊點(diǎn)燈光渡橋燈光吊籠防火幕臺(tái)下設(shè)有升降臺(tái)車(chē)臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)升降樂(lè)池等有的升降臺(tái)中配套轉(zhuǎn)臺(tái)或轉(zhuǎn)臺(tái)中有升降臺(tái)升降臺(tái)是舞臺(tái)下機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一在專(zhuān)業(yè)歌劇院舞劇院話劇院以及許多國(guó)際知名音樂(lè)廳里都配備著各種類(lèi)型的升降臺(tái)他具有快速遷換布景滿足舞臺(tái)的工藝布置的需要滿足舞美設(shè)計(jì)和劇目編導(dǎo)人員的需要制造特殊的氣氛和效果根據(jù)表演的需要改變舞臺(tái)形式等作用升降舞臺(tái)在降至最低時(shí)和下舞臺(tái)面平演員可以站立在升降舞臺(tái)臺(tái)面上舞臺(tái)升至最高時(shí)和主舞臺(tái)面平從而使演員從臺(tái)下隱藏室緩緩升至主舞臺(tái)上給觀眾一種意想不到的視覺(jué)效果可利用升降臺(tái)不同的高度變化來(lái)改變舞臺(tái)的形狀適應(yīng)劇情對(duì)布景或場(chǎng)地的要求充分滿足了音樂(lè)劇歌劇芭蕾戲劇和綜合文藝演出的不同需要使觀眾能夠享受全面的舞臺(tái)藝術(shù)魅力以節(jié)省搭景消耗的人力物力圖1-1各種升降平臺(tái)按移動(dòng)的方法不同分固定式升降機(jī)拖拉式升降機(jī)自行式升降機(jī)車(chē)載式升降機(jī)等按照升降機(jī)構(gòu)的不同分剪叉式升降機(jī)升縮式升降機(jī)套筒式升降機(jī)升縮臂式升降機(jī)折臂式升降機(jī)

2制定根本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖21根本方案的制定211調(diào)速方案調(diào)速方案對(duì)液壓系統(tǒng)的性能起決定作用選擇調(diào)速方案時(shí)應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇常用的調(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)速回路本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式進(jìn)油節(jié)流啟動(dòng)沖擊小回油節(jié)流常用于有負(fù)載的場(chǎng)合旁路節(jié)流多用于高速節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式在開(kāi)式系統(tǒng)中液壓泵從油箱吸油壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后在排回油箱開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單散熱性好但油箱體積大容易混入空氣節(jié)流調(diào)速回路具有以下特點(diǎn)承載能力好本錢(qián)低調(diào)速范圍大適用于小功率輕載或中低壓系統(tǒng)但其速度剛度差效率低發(fā)熱大節(jié)流調(diào)速適合升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)的調(diào)速方案應(yīng)選擇節(jié)流調(diào)速回路效率低功率損失大212壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或一定壓力范圍內(nèi)工作也有的需要多級(jí)連續(xù)或無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)壓力一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中通常由定量泵供油用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力并保持恒定在容積調(diào)速系統(tǒng)中用變量泵供油用平安閥起平安保護(hù)作用在有些液壓系統(tǒng)中有時(shí)需要流量不大的高壓油這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓而不用單設(shè)高壓泵液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中某段時(shí)間不需要供油而又不便停泵的情況下需考慮選擇卸荷回路在系統(tǒng)的某個(gè)局部工作壓力需低于主油源壓力時(shí)要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力所以升降臺(tái)的壓力控制由定量泵供油用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力并保持恒定213順序動(dòng)作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作根據(jù)設(shè)備類(lèi)型不同有的按固定程序運(yùn)行有的那么是隨機(jī)的或人為的工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)一般用手動(dòng)的多路換向閥控制加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作使用分流閥既可以使兩個(gè)液壓缸的進(jìn)油流量相等也可以使兩缸的回油量相等從而液壓缸往返均同步為滿足兩個(gè)液壓缸的流量需要本回路即是分流集流閥亦只能保證速度同步同步精度一般為2-5按下上升啟動(dòng)液壓缸同步上升液壓缸上升到上限位置碰到行程開(kāi)關(guān)換向閥換中位系統(tǒng)壓力保持不變按下下降按鈕液壓缸同步下降下降到下限位置碰到行程開(kāi)關(guān)換向閥換中位實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷214選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供液壓源的核心是液壓泵它將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苡捎跈C(jī)械作用油泵在其進(jìn)油口產(chǎn)生局部真空油液在大氣壓力的作用下通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入油泵內(nèi)部油液再推動(dòng)油液進(jìn)入液壓系統(tǒng)節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油在無(wú)其他輔助油源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)溢流閥流回油箱溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況一般采用多泵供油或變量泵供油對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況可增設(shè)蓄能器做輔助油源油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器應(yīng)選擇變量泵供油22繪制液壓系統(tǒng)圖根據(jù)上述分析可以根本擬訂本次所設(shè)計(jì)的液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動(dòng)作如表2-1所示表2-1電磁鐵動(dòng)作電磁鐵動(dòng)作 YA1 YA2 YA3 快速上升 - - 勻速上升 - 下降 - - 停止 - - - 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示圖2-1液壓系統(tǒng)原理圖1油箱2過(guò)濾器3溫度計(jì)4液位計(jì)5電機(jī)6液壓泵7溢流閥8壓力表9三位四通電磁換向閥10節(jié)流閥11單項(xiàng)節(jié)流閥1213液壓缸14調(diào)速閥15二位二通電磁換向閥該系統(tǒng)的最高壓力由電磁溢流閥7控制調(diào)節(jié)壓力為2MPa它的控制原理是當(dāng)液壓油泵的供油壓力大于2MPa時(shí)電磁溢流閥7的左邊通電溢流閥翻開(kāi)油液通過(guò)降低系統(tǒng)的油壓當(dāng)油泵泵出的油壓小于或等于2MPa時(shí)溢流閥不通電故可以系統(tǒng)油壓的穩(wěn)定性當(dāng)按下快速上升按鈕時(shí)電磁閥9的左邊通電油液通過(guò)單向節(jié)流閥流向液壓缸兩個(gè)液壓缸同步快速上升油液再通過(guò)節(jié)流閥流回油箱當(dāng)液壓缸上升到上限位置碰到行程開(kāi)關(guān)電磁鐵失電兩換向閥同時(shí)換中位實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保壓當(dāng)按下勻速上升按鈕電磁鐵得電換向閥9工作在左位油液通過(guò)單向節(jié)流閥流向液壓缸兩個(gè)液壓缸同步勻速上升油液再通過(guò)節(jié)流閥流回油箱當(dāng)液壓缸上升到上限位置碰到行程開(kāi)關(guān)電磁鐵失電兩換向閥同時(shí)換中位實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保壓當(dāng)升降機(jī)舉到目標(biāo)高度后停止電磁閥9左邊的通電這時(shí)升降機(jī)的工作臺(tái)將會(huì)因?yàn)閱蜗蚬?jié)流閥11的單向流通而使柱塞缸內(nèi)的油壓無(wú)法反向流動(dòng)保持升降機(jī)工作臺(tái)的高度不變當(dāng)要使升降機(jī)構(gòu)下降時(shí)按下下降按鈕給電磁閥9右邊通電油液通過(guò)單向節(jié)流閥流向液壓缸兩個(gè)個(gè)液壓缸同步下降油液再通過(guò)單向閥流回油箱當(dāng)液壓缸下降到下限位置碰到行程開(kāi)關(guān)電磁鐵失電兩換向閥同時(shí)換中位實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障等要求緊急停止時(shí)按下停止按鈕電磁閥復(fù)位電磁閥都失電兩個(gè)換向閥都置中位整個(gè)系統(tǒng)停止

3升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算31升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理根據(jù)升降機(jī)的平臺(tái)尺寸參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知該升降機(jī)宜采用單叉機(jī)構(gòu)形式即有兩個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)以到達(dá)升降機(jī)升降的目的其具體結(jié)構(gòu)形式如下圖3-1升降機(jī)根本結(jié)構(gòu)圖圖31所示即為該升降機(jī)的根本結(jié)構(gòu)形式其中1是工作平臺(tái)2是固定鉸鏈3為活動(dòng)鉸鏈4為支架5是液壓缸6為底座在1和6的活動(dòng)鉸鏈處設(shè)有滑道4主要起支撐作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用一方面支撐上頂板的載荷一方面通過(guò)其鉸接將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)1與載荷直接接觸將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷從而增強(qiáng)局部承載能力下底架主要起支撐和載荷傳遞作用它不僅承當(dāng)著整個(gè)升降機(jī)的重量而且能將作用力傳遞到地基上通過(guò)這些機(jī)構(gòu)的相互配合實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行支架在0點(diǎn)鉸接支架上下端分別固定在平臺(tái)和底座上通過(guò)柱塞的伸縮和鉸接點(diǎn)0的作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的舉升32升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)321升降機(jī)上頂板結(jié)構(gòu)參數(shù)的選定上頂板與旋轉(zhuǎn)臺(tái)相銜接其結(jié)構(gòu)采用由假設(shè)干根相互交叉垂直的熱軋槽鋼通過(guò)焊接形式焊接而成其結(jié)構(gòu)形式大致如下所示圖3-2上頂板設(shè)計(jì)圖沿平臺(tái)的上頂面長(zhǎng)度方向和寬度方向分別布置2根126號(hào)熱軋槽鋼組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)滑槽的具體尺寸根據(jù)上下支架的具體尺寸和結(jié)構(gòu)而定焊接處12個(gè)菱形板選用公稱(chēng)厚度為的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼密度約為平臺(tái)上126號(hào)熱軋槽鋼的結(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)量分別為沿長(zhǎng)度方向4根126號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為沿寬度方向4根126號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為菱形鋼板質(zhì)量為菱形鋼板質(zhì)量可忽略不計(jì)322上頂板的強(qiáng)度校核與剛度校核升降臺(tái)上頂板的載荷是作用在一平臺(tái)上的可以認(rèn)為是均布載荷由于該平板上裝有旋轉(zhuǎn)臺(tái)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-旋轉(zhuǎn)臺(tái)上頂板和額定載荷重力之和單位設(shè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)為-載荷的作用長(zhǎng)度單位沿長(zhǎng)度方向?yàn)閷挾确较驗(yàn)槠渲袔霐?shù)據(jù)得沿長(zhǎng)度方向有帶入數(shù)據(jù)有分析升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)在升降機(jī)剛要起升時(shí)和升降機(jī)到達(dá)最大高度時(shí)會(huì)出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況故強(qiáng)度校核只需要分析該狀態(tài)時(shí)的受力情況即可校核如下1升降臺(tái)升到最高位置時(shí)其受力簡(jiǎn)圖為圖3-3升降臺(tái)受力圖該升降臺(tái)有4個(gè)支架共有4個(gè)支點(diǎn)假設(shè)每個(gè)支點(diǎn)所受力為那么平衡方程可列為即將帶入上式中根據(jù)受力圖其彎矩圖如下所示AB段BC段圖3-4升降臺(tái)彎矩圖由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力式中-抗彎截面系數(shù)126號(hào)熱軋槽鋼的抗彎截面系數(shù)查表得-鋼的屈服極限-平安系數(shù)代入數(shù)據(jù)由此可知強(qiáng)度符合要求126號(hào)熱軋槽鋼的慣性矩為最大撓度定彈性模量那么由疊加原理計(jì)算得而許可撓度為由于故滿足剛度條件2升降臺(tái)處于最低位置時(shí)分析過(guò)程如下圖3-5升降臺(tái)受力圖與前述相同彎矩如下DE段EF段FG段與DE段對(duì)稱(chēng)圖3-6升降臺(tái)彎矩圖由彎矩圖可知該過(guò)程中的最大彎矩為代入數(shù)據(jù)由計(jì)算可知沿平臺(tái)長(zhǎng)度方向上2根126號(hào)熱軋槽鋼完全可以保證升降臺(tái)的強(qiáng)度要求126號(hào)熱軋槽鋼的慣性矩為定彈性模量那么由疊加原理計(jì)算得由于故滿足剛度條件所以選用126號(hào)槽鋼滿足強(qiáng)條件與剛度條件3同樣分析沿寬度方向的強(qiáng)度要求帶入相關(guān)數(shù)據(jù)受力圖和彎矩圖如下所示圖3-7升降臺(tái)受力圖與彎矩圖由彎矩圖知最大彎曲應(yīng)力為故寬度方向也滿足強(qiáng)度要求那么由疊加原理計(jì)算得而許可撓度為由于故滿足剛度條件所以選用126號(hào)槽鋼滿足強(qiáng)度條件和剛度條件323支架的結(jié)構(gòu)支架由12根形狀根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支架在升降機(jī)結(jié)構(gòu)中的主要功能為載荷支撐和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)通過(guò)與其鉸合的支點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)支架的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足安裝要求外還應(yīng)保證有足夠的剛度和強(qiáng)度一時(shí)期在升降運(yùn)動(dòng)中能夠平穩(wěn)平安運(yùn)行每根支架的上頂端承受的作用力設(shè)為那么有等式求得分析支架的運(yùn)動(dòng)形式和受力情況發(fā)現(xiàn)支架在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況比擬復(fù)雜它與另一支架鉸合點(diǎn)給予底座的固定點(diǎn)的受力均為大小和方向?yàn)槲粗氖噶抗试搯?wèn)題為超靜定理論問(wèn)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那么再次簡(jiǎn)化處理簡(jiǎn)化的原那么是去次留主即將主要的力和重要的力在計(jì)算中保存而將對(duì)梁的變形沒(méi)有很大影響的力忽略不計(jì)在不改變其原有性質(zhì)的情況下這樣處理根據(jù)原那么再次對(duì)支架所受的力進(jìn)行分析可以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結(jié)點(diǎn)的力為支架所受到的最主要的力它不僅受液壓缸的推力而且還將受到上頂板所傳遞的作用力因此與液壓缸頂桿相連接的支架所受到的上頂板的力為它所受到的最主要的力在此將其他的力忽略只計(jì)算上頂板承受的由載荷和自重所傳遞的載荷力計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示圖3-8支架受力圖所產(chǎn)生的彎矩為-每個(gè)支架的支點(diǎn)對(duì)上頂板的作用力單位-液壓缸與支架鉸合點(diǎn)距支點(diǎn)之間的距離單位代入數(shù)據(jù)假定該支架為截面為長(zhǎng)a寬b的長(zhǎng)方形那么其強(qiáng)度應(yīng)滿足的要求是式中-支架上所受到的彎矩單位-截面分別為ab的長(zhǎng)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)代入有求得上式說(shuō)明只要截面為ab的長(zhǎng)方形滿足條件那么可以滿足強(qiáng)度要求取那么其符合強(qiáng)度要求支承方通的慣性矩為最大撓度定彈性模量每個(gè)支架受液壓缸的推力為那么由疊加原理計(jì)算得而許可撓度為由于應(yīng)選用的Q235方通滿足剛度條件這些鋼柱的質(zhì)量為支架的結(jié)構(gòu)還應(yīng)該考慮裝配要求液壓缸柱塞頂端與支架采用耳軸結(jié)構(gòu)連接因此應(yīng)在兩支架之間加裝支板以滿足動(dòng)力傳遞要求324升降機(jī)底座的設(shè)計(jì)升降機(jī)底座在整個(gè)機(jī)構(gòu)中支撐著平臺(tái)的全部重量并將其傳遞到地基上他的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是滿足強(qiáng)度要求即可保證在升降機(jī)升降過(guò)程中不會(huì)被壓潰即可不會(huì)發(fā)生過(guò)大大變形其具體參數(shù)見(jiàn)裝配圖

4執(zhí)行元件速度和載荷41執(zhí)行元件類(lèi)型數(shù)量和安裝位置表4-1執(zhí)行元件類(lèi)型的選擇運(yùn)動(dòng)形式 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 往復(fù)擺動(dòng) 短行程 長(zhǎng)行程 高速 低速 擺動(dòng)液壓馬達(dá) 執(zhí)行元件的類(lèi)型 柱塞缸 柱塞缸液壓馬達(dá)和絲杠螺母機(jī)構(gòu) 高速液壓馬達(dá) 低速液壓馬達(dá) 根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類(lèi)型為柱塞缸再根據(jù)其運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)一步選擇液壓缸類(lèi)型為單作用柱塞液壓缸其符號(hào)為圖4-1柱塞缸簡(jiǎn)圖數(shù)量該升降平臺(tái)為單叉結(jié)構(gòu)故其采用的液壓缸數(shù)量為兩個(gè)完全相同的液壓缸其運(yùn)動(dòng)完全是同步的但其精度要求不是很高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(dòng)安裝的位置在前后兩固定支架之間的橫梁之上橫梁和支架組成為一體柱塞的推力通過(guò)橫梁逐次向外傳遞使升降機(jī)升降42速度和載荷計(jì)算421速度計(jì)算及速度變化規(guī)律參考國(guó)內(nèi)升降臺(tái)類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知最大起升高度為1500mm時(shí)其平均起升時(shí)間為45s即從液壓缸柱塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到柱塞行程末端所用時(shí)間大約為45s本升降臺(tái)的最大起升高度為2000mm那么平均起升時(shí)間為60s設(shè)本升降臺(tái)的最小起升降時(shí)間為55s最大起升時(shí)間為65由此便可以計(jì)算執(zhí)行元件的速度v式中-執(zhí)行元件的速度單位ms-液壓缸的行程單位m-時(shí)間單位s由作圖法及實(shí)際柱塞運(yùn)動(dòng)行程結(jié)合柱塞行程系列GBT2349-1980可選擇柱塞行程為當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)液壓缸的速度在整個(gè)行程過(guò)程中都比擬平穩(wěn)無(wú)明顯變化在起升的初始階段到運(yùn)行穩(wěn)定階段其間有一段加速階段該加速階段加速度比擬小因此速度變化不明顯形成終了時(shí)有一個(gè)減速階段減速階段加速度亦比擬小因此可以說(shuō)升降機(jī)在整個(gè)工作過(guò)程中無(wú)明顯的加減速階段其運(yùn)動(dòng)速度比擬平穩(wěn)422執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn)行因此在此計(jì)算油缸的總阻力即可油缸的總阻力包括阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削力運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力密封裝置的摩擦阻力起動(dòng)制動(dòng)或換向過(guò)程中的慣性力回油腔因背壓作用而產(chǎn)生的阻力即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力1切削力根據(jù)其概念阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力其計(jì)算式為2摩擦力各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無(wú)潤(rùn)滑的鋼-鋼之間的接觸摩擦取其具體計(jì)算式為3密封裝置的密封阻力Y形密封圈-摩擦系數(shù)取-密封處的工作壓力單位-密封處的直徑單位-密封圈有效高度單位密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算一般取4運(yùn)動(dòng)部件的慣性力其計(jì)算式為式中-運(yùn)動(dòng)部件的總重力單位-重力加速度單位-啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量單位-起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間單位對(duì)于行走機(jī)械取本設(shè)計(jì)中取值為5背壓力背壓力在此次計(jì)算中忽略而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中由上述說(shuō)明可以計(jì)算出液壓缸的總阻力為液壓缸的總負(fù)載為該系統(tǒng)中共有兩個(gè)液壓缸故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為該升降臺(tái)的額定載荷為其負(fù)載變化范圍為在工作過(guò)程中無(wú)沖擊負(fù)載的作用負(fù)載在工作過(guò)程中無(wú)變化也就是該升降臺(tái)受恒定負(fù)載的作用

5液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確實(shí)定及工況分析51升降機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本升降臺(tái)的設(shè)計(jì)中主要是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的往往要同時(shí)進(jìn)行所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動(dòng)循環(huán)要求還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作平安可靠操縱維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)性好等條件本升降臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可以總結(jié)如下升降臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)可選用遠(yuǎn)程或無(wú)線控制升降機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)由液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺(tái)的起降其工作負(fù)載變化范圍為負(fù)載平穩(wěn)工作過(guò)程中無(wú)沖擊載荷作用運(yùn)行速度較低液壓執(zhí)行元件有兩組液壓缸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)要求其工作平穩(wěn)結(jié)構(gòu)合理平安性優(yōu)良使用于各種不同場(chǎng)合工作精度要求一般52系統(tǒng)壓力的初步確定表5-1按負(fù)載選擇壓力負(fù)載KN 5 5-10 10-20 20-30 30-50 50 工作壓力 08-1 15-2 25-3 3-4 4-5 5-7 設(shè)備類(lèi)型 機(jī)床壓鑄機(jī)汽車(chē) 農(nóng)業(yè)機(jī)械工礦車(chē)輛船用機(jī)械搬運(yùn)機(jī)械工程機(jī)械冶金機(jī)械 油壓機(jī)冶金機(jī)械挖掘機(jī)重型機(jī)械 金剛石壓機(jī)耐壓試驗(yàn)機(jī)飛機(jī)液壓機(jī)具 壓力范圍 7 7-21 21-315 315 壓力等級(jí) 低壓 中壓 高壓 超高壓 說(shuō)明 低噪聲高可靠性系統(tǒng) 一般系統(tǒng) 空間有限響應(yīng)速度高大功率下降本錢(qián) 追求大作用力減輕重量 表5-2按設(shè)備類(lèi)型選擇系統(tǒng)工作壓力由計(jì)算得出各階段負(fù)載的最大值查表5-1和表5-2根據(jù)液壓缸的公稱(chēng)壓力系列數(shù)據(jù)取液壓缸的工作壓力為53液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)531液壓缸的作用力液壓缸的作用力及液壓缸工作時(shí)的推力或拉力該升降臺(tái)工作時(shí)液壓缸產(chǎn)生向上的推力因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無(wú)桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力由參考文獻(xiàn)[4]可知式中液壓缸的工作壓力單位為取柱塞內(nèi)徑單位為取液壓缸的效率取代入數(shù)據(jù)即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力為532缸體內(nèi)徑確實(shí)定該液壓缸宜按照推力要求來(lái)計(jì)算缸體內(nèi)經(jīng)計(jì)算式如下由參考文獻(xiàn)[7]可知要求柱塞無(wú)桿腔的推力為F時(shí)其內(nèi)徑為式中柱塞直徑缸筒內(nèi)徑單位為無(wú)桿腔推力單位為工作壓力單位為液壓缸機(jī)械效率取代入數(shù)據(jù)根據(jù)機(jī)械手冊(cè)可知圓整成標(biāo)準(zhǔn)值后得故取液壓缸內(nèi)徑的值液壓缸的內(nèi)徑柱塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)橹椭€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(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)廠家故柱塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化以便選用標(biāo)準(zhǔn)件533柱塞直徑確實(shí)定1柱塞直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定由液壓缸的內(nèi)徑將柱塞的直徑定為2柱塞的強(qiáng)度計(jì)算柱塞在穩(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(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算式中柱塞的推力單位為柱塞直徑單位為材料的許用應(yīng)力單位為柱塞用45號(hào)鋼代入數(shù)據(jù)故柱塞的強(qiáng)度滿足要求3穩(wěn)定性校核該柱塞不受偏心載荷按照等截面法將柱塞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故校核采用的式子為式中n1安裝形式系數(shù)柱塞材料的彈性模量鋼材取柱塞截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取計(jì)算長(zhǎng)度取代入數(shù)據(jù)其穩(wěn)定條件為式中穩(wěn)定平安系數(shù)一般取24取3液壓缸的最大推力代入數(shù)據(jù)故柱塞的穩(wěn)定性滿足要求534液壓缸壁厚確實(shí)定液壓缸壁厚由結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定一般按照薄壁筒計(jì)算壁厚由下式確定式中液壓缸內(nèi)徑單位為缸體壁厚單位為液壓缸最高工作壓力單位為一般取缸體材料的許用應(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)加厚取壁厚而缸體外徑的計(jì)算公式把缸體內(nèi)徑及計(jì)算出的缸壁厚度的數(shù)據(jù)帶入可得535液壓缸的流量由作圖法及實(shí)際柱塞運(yùn)動(dòng)行程結(jié)合柱塞行程系列GBT2349-1980可選擇液壓缸工作行程計(jì)算液壓缸工作需要流量由一下公式計(jì)算可得式中-液壓缸工作時(shí)最大行程-柱塞直徑-柱塞伸到工作時(shí)的最大行程所用的時(shí)間-額定流量54升降機(jī)的工藝參數(shù)本設(shè)計(jì)升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)相關(guān)工藝參數(shù)為額定載荷450kg最低高度600mm最大起升高度2000mm最大高度2600mm平臺(tái)尺寸1200×900mm電源380v50Hz系統(tǒng)工作壓力2Mpa系統(tǒng)流量231LMin55工況分析升降舞臺(tái)是舞臺(tái)機(jī)械臺(tái)下設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一在專(zhuān)業(yè)的歌劇院舞劇院話劇院都配有著大量各種類(lèi)型的升降臺(tái)以國(guó)家大劇院為例歌劇院臺(tái)下設(shè)備中就有升降臺(tái)四十五臺(tái)戲劇場(chǎng)的鼓形轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)設(shè)置了兩塊升降臺(tái)和十三塊升降塊音樂(lè)廳臺(tái)下設(shè)有三塊升降臺(tái)和一塊鋼琴升降臺(tái)本次設(shè)計(jì)的主要用來(lái)做演員上場(chǎng)時(shí)用的升降臺(tái)或鋼琴師用的升降臺(tái)載荷不是很大最大升高高度可以到達(dá)2米行走速度2mmin電機(jī)功率4kw

6液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì)液壓元件主要包括有油泵電機(jī)各種控制閥管路過(guò)濾器等由液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路下面根據(jù)主機(jī)的要求進(jìn)行液壓元件的選擇計(jì)算61液壓泵的選擇液壓泵是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化裝置是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的動(dòng)力元件為液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓液液壓泵的性能好壞直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性選擇液壓泵時(shí)首先應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)所提出的要求還要對(duì)泵的性能本錢(qián)等方面進(jìn)行綜合考慮從本系統(tǒng)的性能出發(fā)齒輪泵能滿足本系統(tǒng)的要求外嚙合齒輪泵廣泛應(yīng)用于車(chē)輛和工業(yè)液壓系統(tǒng)已有多年歷史它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊應(yīng)用范圍廣齒輪泵利用輪齒之間的空間將油液從進(jìn)油口帶到出油口當(dāng)輪齒吻合時(shí)封住油液的回路產(chǎn)生排油與平衡式葉片泵的鈾承不問(wèn)齒輪泵的壓力作用在齒輪上其軸承承受徑向負(fù)荷在額定工作壓力下這個(gè)力相當(dāng)大致使軸承的尺寸結(jié)構(gòu)及安裝的同軸度成為齒輪泵設(shè)計(jì)的關(guān)鍵611確定液壓泵的額定流量泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來(lái)確定液壓泵的輸出流量應(yīng)為式中-泵的輸出流量單位為K-系統(tǒng)泄漏系數(shù)一般取-同時(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量可以從Q-t圖上查得對(duì)于在工作過(guò)程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)還須加上溢流閥的最小溢流量一般取-執(zhí)行元件個(gè)數(shù)代入數(shù)據(jù)對(duì)于工作過(guò)程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)在確定泵的流量時(shí)應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量一般取612確定液壓泵的最大工作壓力式中-液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力-從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取管路簡(jiǎn)單流速不大的取管路復(fù)雜進(jìn)口有調(diào)閥的取今取將這些數(shù)據(jù)帶入得考慮到液壓系統(tǒng)的壓力及油泵的使用壽命通常在選擇油泵時(shí)其額定壓力比工作壓力大即泵的額定壓力為取其額定壓力為613確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率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-液壓泵的實(shí)際最高工作壓力單位Pa-液壓泵的實(shí)際流量單位-液壓泵的輸入功率單位-液壓泵向系統(tǒng)輸出的理論流量單位-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)表6-1液壓泵的總效率液壓泵類(lèi)型 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 螺桿泵 總效率 06-07 06-075 08-085 065-08 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根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程現(xiàn)在可以進(jìn)行電機(jī)的選取本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)通常選取三相異步電動(dòng)機(jī)就能夠滿足要求初步確定電機(jī)的功率和相關(guān)參數(shù)如下型號(hào)額定功率4滿載時(shí)轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩液壓泵為齒輪泵其參數(shù)如下型號(hào)BBXQ排量額定壓力最高壓力額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速由得泵的流量為容積效率62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)該原那么依次進(jìn)行壓力控制閥流量控制閥和換向閥的選擇621壓力控制閥壓力控制閥的選用原那么壓力壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力以保證壓力控制閥正常工作壓力調(diào)節(jié)范圍系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在閥的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)流量通過(guò)壓力控制閥的實(shí)際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量結(jié)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)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但在緩沖制動(dòng)裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高應(yīng)采用直動(dòng)型溢流閥先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動(dòng)閥低一些調(diào)壓精度比直動(dòng)閥高廣泛應(yīng)用于高壓大流量和調(diào)壓精度要求較高的場(chǎng)合此外還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式尺寸重量?jī)r(jià)格使用壽命維護(hù)方便性貨源情況等根據(jù)上述選用原那么可以選擇直動(dòng)型壓力閥再根據(jù)閥的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)可以選擇DBD式直動(dòng)式溢流閥相關(guān)參數(shù)如下型號(hào)DBDS6G10最低調(diào)節(jié)壓力流量介質(zhì)溫度622流量控制閥流量控制閥的選用原那么如下壓力系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)流量通過(guò)流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量測(cè)量范圍流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍特別注意在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求該升降機(jī)液壓系統(tǒng)中單向分流閥的規(guī)格和型號(hào)如下型號(hào)FDL-B10H公稱(chēng)通徑10mm連接方式管式連接重量14Kg公稱(chēng)流量PO口40LminAB口20Lmin分流閥的型號(hào)為FL-B10623方向控制閥方向控制閥的選用原那么如下壓力液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力流量流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量滑閥機(jī)能滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式操縱方式選擇適宜的操縱方式如手動(dòng)電動(dòng)液動(dòng)等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)油路的通斷所選擇的換向閥型號(hào)及規(guī)格如下型號(hào)4WE5E5OF額定流量消耗功率電源電壓工作壓力ABP腔T腔重量63管路的選用管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為主管路包括吸油管路壓油管路和回油管路用來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力能的傳遞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)儀表相連接的管路本設(shè)計(jì)中只計(jì)算主管路中油管的尺寸1吸油管尺寸油管的內(nèi)徑取決于管路的種類(lèi)及管內(nèi)液體的流速油管直徑d由下式確定式中-油管直徑單位-油管內(nèi)液體的流量單位-油管內(nèi)的允許流速單位對(duì)吸油管取本設(shè)計(jì)中取代入數(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壓力油管尺寸壓力油管本設(shè)計(jì)中取為代入數(shù)據(jù)取圓整值為4油管壁厚升降舞臺(tái)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)尼龍管是一種很有開(kāi)展前途的非金屬油管用于低壓系統(tǒng)本系統(tǒng)采用的油管內(nèi)徑統(tǒng)一為64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2過(guò)濾精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求一般液壓系統(tǒng)的壓力不同對(duì)過(guò)濾精度的要求也不同系統(tǒng)壓力越高要求液壓元件的間隙越小所以過(guò)濾精度要求越高過(guò)濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下所示表6-2過(guò)濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系系統(tǒng)類(lèi)型 一般液壓系統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 壓力 7 35 過(guò)濾精度 25-50 25 10 5 3濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度過(guò)濾器的實(shí)際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力4濾芯抗腐蝕性能好能在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)期工作根據(jù)上述原那么考慮到泵的流量選定過(guò)濾器為燒結(jié)式過(guò)濾器其型號(hào)及具體參數(shù)如下所示型號(hào)流量過(guò)濾精度接口尺寸工作壓力壓力損失65油箱容積確實(shí)定油箱在系統(tǒng)中的主要功能為儲(chǔ)存系統(tǒng)所需要的足夠的油液散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的一局部熱量別離油液中的氣體及沉淀污物油箱容積確實(shí)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)最低液面應(yīng)在進(jìn)口過(guò)濾器之上保證不會(huì)吸入空氣當(dāng)系統(tǒng)有大量回油而無(wú)供油時(shí)或系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)油液返回油箱時(shí)油液不致溢出651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單位為液壓泵的額定流量單位為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)見(jiàn)下表表6-3經(jīng)驗(yàn)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 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 12 24 57 612 10 那么652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30-50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40-551油箱的發(fā)熱計(jì)算液壓泵的功率損失式中-液壓泵的輸入功率-液壓泵的實(shí)際輸出壓力單位-液壓泵的實(shí)際輸出流量單位-液壓泵的效率該系統(tǒng)中為螺桿泵代入數(shù)據(jù)2閥的功率損失其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥時(shí)的損失為最大式中-溢流閥的調(diào)整壓力單位-經(jīng)過(guò)溢流閥流回油箱的流量單位代入數(shù)據(jù)3管路及其它功率損失此項(xiàng)損失包括很多復(fù)雜因素由于其值較小加上管路散熱等原因在計(jì)算時(shí)常予以忽略一般可取全部能量的即取系統(tǒng)的總功率損失為4油箱的容積計(jì)算環(huán)境溫度為時(shí)最高允許溫度為的油箱其最小散熱面積為設(shè)油箱的長(zhǎng)寬高之比為時(shí)油箱中油面高度到達(dá)油箱高度的08時(shí)靠自然冷卻時(shí)系統(tǒng)溫度保持在最高溫度以下散熱面積用該式計(jì)算令得油箱最小體積為代入數(shù)據(jù)根據(jù)手冊(cè)就可以進(jìn)行油箱的選取66輔件的選擇661溫度計(jì)的選擇液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計(jì)來(lái)顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度接觸式溫度計(jì)有膨脹式和壓力式本系統(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(chēng)內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計(jì)662壓力表的選擇壓力表安裝于便于觀察的地方其選擇如下型號(hào)測(cè)量范圍名稱(chēng)一般彈簧管壓力表67液壓元件的連接671液壓裝置的總體布置液壓裝置的總體布置可以分為集中式和分散式兩種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)備其優(yōu)點(diǎn)是裝配維修方便從根本上消除了動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)的影響本液壓系統(tǒng)采用集中式布置672液壓元件的連接液壓元件的連接可以分為管式連接板式連接集中式連接三種這里介紹整體式連接中的整體式閥板它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式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當(dāng)連接元件較多時(shí)各孔的位置不易確定它屬于無(wú)管連接多用于不太復(fù)雜的固定式機(jī)械中采用整體式閥板時(shí)需要自行設(shè)計(jì)閥板閥板的設(shè)計(jì)可參考相關(guān)資料

7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)中液壓缸將柱塞的伸縮運(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71缸體711缸體底部強(qiáng)度計(jì)算缸體底部為平面時(shí)可由下式計(jì)算厚度式中-缸體底部厚度單位-缸體內(nèi)徑單位筒體最大工作壓力單位-缸體材料的許用應(yīng)力單位代入數(shù)據(jù)缸體底部厚度應(yīng)根據(jù)工藝要求適當(dāng)加厚如在缸體上設(shè)置油口或排氣閥均應(yīng)增大缸體底部厚度712缸體材料及加工要求缸體材料通常選用203545號(hào)鋼也可以采用鑄鐵鑄鋼不銹鋼青銅和鋁合金等材料加工缸體與柱塞采用橡膠密封圈時(shí)其配合推薦采用缸體內(nèi)徑外表粗糙度取假設(shè)采用柱塞環(huán)密封時(shí)推薦采用配合缸體內(nèi)徑外表粗糙度取缸體內(nèi)徑應(yīng)進(jìn)行研磨為防止腐蝕提高壽命缸體內(nèi)外表應(yīng)進(jìn)行渡鉻渡鉻層厚度應(yīng)在30-40渡鉻后缸體內(nèi)外表進(jìn)行拋光缸體內(nèi)徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半缸體內(nèi)外表的公差度誤差在500mm上不大于003mm72柱塞721柱塞的結(jié)構(gòu)形式柱塞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)密封裝置的形式來(lái)選擇本設(shè)計(jì)中選用形式如下導(dǎo)向套2密封圈3防塵圈圖7-3柱塞的結(jié)構(gòu)形式722柱塞材料及加工要求柱塞用2035或45號(hào)鋼制成柱塞外徑公差與柱塞的配合一般為外徑粗糙度外徑對(duì)柱塞孔的跳動(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柱