全液壓升降機設計.ppt

全液壓升降機設計,09秋機械設計制造及其自動化 趙科科,摘 要,本次設計的題目是全液壓升降機的設計，它主要包括三個部分的內容：主機的設計，液壓系統(tǒng)的設計，控制部分的設計。在本設計中將液壓系統(tǒng)的設計做為主要的內容進行設計，主機的設計根據升降臺工作時的主要工作部件進行大概的估算。液壓系統(tǒng)的設計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設計?？刂撇糠值脑O計為附加部分，主要設計控制電路圖。,目 錄,第一章 緒論 第二章 工藝參數(shù)和工況分析 第三章 升降機機械機構的設計計算 第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃 第五章 執(zhí)行元件的速度載荷 第六章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定,第七章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 第八章 液壓元件的選擇計算及其連接 第九章 油箱及附件 第十章 液壓泵站的選擇 第十一章 液壓缸的結構設計 第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗算,第一章 緒 論,這次畢業(yè)是學校為我們每個工科學生安排的一次實踐性的總結，使就業(yè)前的一次大練兵，是對每個學生四年來所學知識的總體檢測，使我們?yōu)檫M入工廠工作做好了準備。 本次設計的主要任務是液壓升降機的設計，升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，可用于生產流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線，下線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫上料，下料，倉儲裝卸等場所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)有以下特點： （1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產生更多的動力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結構緊湊，液壓馬達的體積和重量只有同等功率電機的12%。 （2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。 （3）液壓裝置可在大范圍內實現(xiàn)無級調速，（調速范圍可達到2000），還可以在運行的過程中實現(xiàn)調速。 （4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進行調解或控制。 （5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 （6）液壓元件以實現(xiàn)了標準化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設計制造和使用都比較方便。,第一章 緒 論,我國的液壓技術是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。自從1952年試制出我國第一個液壓元件齒輪泵起，迄今大致經歷了仿制外國產品，自行設計開發(fā)和引進消化提高等幾個階段。 進年來，通過技術引進和科研攻關，產品水平也得到了提高，研制和生產出了一些具先進水平的產品。 目前，我國的液壓技術已經能夠為冶金、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品。 但是，我國的液壓技術在產品品種、數(shù)量及技術水平上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進口大量的液壓元件。 今后，液壓技術的發(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。 （2）高度的組合化，集成化，模塊化。 （3）和微電子技術結合，走向智能化。 總之，液壓工業(yè)在國民經濟中的比重是很大的，他和氣動技術常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。 本次設計嚴格按照指導要求進行，其間得到老師和同學們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。 由于本人水平和知識所限，其中錯誤在所難免，懇望老師予以指導修正。,第二章 工藝參數(shù)計工況分析,升降級的工藝參數(shù) 本設計升降機為全液壓系統(tǒng)，相關工藝參數(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：4000 x2000mm 電源：380v,50Hz,第二章 工藝參數(shù)計工況分析,工況分析 本升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，和用于生產流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線、下線。工件裝配時調節(jié)工件高度，高出給料機運送，大型部件裝配時的部件舉升，大型機庫上料、下料 。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。 該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構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。,第三章 升降機機械機構的設計和計算,升降機的機械結構形式和運動機理 升降機機械結構形式 升降機運動機理的分析 升降機的機械結構和零件的設計 升降機機械結構參數(shù)的確定 零件的結構設計和校核,升降機機機械結構形式,機機械結構形式,升降機的運動機理,升降機的基本運動機理如下圖所示,零件的結構設計和校核,升降機底座在整個機構中支撐著平臺的全部重量，并將其傳遞到地基上，他的設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,第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃,液壓系統(tǒng)的設計在本升降臺的設計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設計，它與主機的設計是緊密相關的，往往要同時進行，所設計的液壓系統(tǒng)應符合主機的拖動、循環(huán)要求。還應滿足組成結構簡單，工作安全可靠，操縱維護方便，經濟性好等條件。,第四章 液壓系統(tǒng)的設計要求，總體規(guī)劃,本升降臺對液壓系統(tǒng)的設計要求可以總結如下： 升降臺的升降運動采用液壓傳動，可選用遠程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運動經轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為02500Kg，負載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結構合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般.,第五章 執(zhí)行元件的速度載荷,執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置 速度和載荷計算 速度計算及速度變化規(guī)律 執(zhí)行元件的載荷計算及變化規(guī)律,執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置,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擺動，錢莊的位置為圖3.6 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。,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 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 液壓缸的作用力 缸筒內徑的確定 活塞桿直徑的確定 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定 液壓缸的流量,第七章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證,油路循環(huán)方式的分析和選擇 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 調速方案的選擇 液壓系統(tǒng)原理圖的確定,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：,開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇,當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合-復聯(lián)等。 串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。,調速方案的選擇,調速方案對主機的性能起決定作用，選擇調速方案時，應根據液壓執(zhí)行元件的負載特性和調速范圍及經濟性等因素選擇。 常用的調速方案有三種：節(jié)流調速回路，容積調速回路，容積節(jié)流調速回路。本升降機采用節(jié)流調速回路，原因是該調速回路有以下特點：承載能力好，成本低，調速范圍大，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。,第八章 液壓元件的選擇計算及其連接,油泵和電機選擇 泵的額定流量和額定壓力 電機功率的確定 連軸器的選用 控制閥的選用 壓力控制閥 流量控制閥 方向控制閥-,第八章 液壓元件的選擇計算及其連接,管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 管路 過濾器的選擇 輔件的選擇 液壓元件的連接 液壓裝置的總體布置 液壓元件的連接,控制閥的選用,液壓系統(tǒng)應盡可能多的由標準液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面根據該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。,流量控制閥,流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內。 流量：通過流量控制閥的流量應小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的流量調節(jié)范圍應大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。,方向控制閥選擇,方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應低于閥的額定壓力 流量：流經方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 滑閥機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。,管路,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，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導入回油管或郵箱. 控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。 本設計中只計算主管路中油管的尺寸,液壓裝置的總體布置,液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。 集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調節(jié)裝置至于主機之外，構成獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設備。其優(yōu)點是裝配、維修方便，從根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。,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，這種結構的閥板比粘合式閥板可靠性好，應用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復雜的固定式機械中。 采用整體式閥板時，需要自行設計閥板，閥板的設計可參考相關資料,第九章 油箱及附件,油箱的容積 按使用情況確定油箱容積 按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計算確定油箱容量,油箱的容積,油箱容積的確定是設計油箱的關鍵，油箱的容積應能保證當系統(tǒng)有大量供油而無回油時。最低液面應在進口過濾器之上，保證不會吸入空氣，當系統(tǒng)有大量回油而無供油時或系統(tǒng)停止運轉，油液返回油箱時，油液不致溢出。,第十章 液壓泵站的選擇,液壓泵站的組成及分類 液壓泵站的選擇,液壓泵站的組成及分類,液壓泵站按其泵組的布置方式有上置式，柜式，非上置式三種。其中上置式又包括立式和臥式兩種。非上置式包括整體式和分離式兩種，泵組布置在油箱之上的上置式液壓泵站，當電機采用立式安裝，液壓泵置于油箱之內時，稱為立式液壓泵站，本液壓系統(tǒng)即采用該種泵站作為動力源，它具有結構緊湊，占地小，廣泛應用于中小功率液壓系統(tǒng)中的特點,液壓泵站的選擇,所選擇的液壓泵站為UZ系列為性液壓泵站，是由電動機泵組，油箱，液壓閥集成塊等組成的小型液壓動力源。其電機全部立式安裝在油箱上。UZ系列為性液壓泵站由天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產。,第十一章 液壓缸的結構設計,缸筒 缸筒與缸蓋的連接形式 強度計算 缸筒材料及加工要求 缸蓋材料及加工要求 活塞和活塞桿 活塞和活塞桿的結構形式,第十一章 液壓缸的結構設計,活塞、活塞桿材料及加工要求 活塞桿導向套 排氣裝置 進出油口尺寸的確定 密封結構的設計選擇,缸筒與缸蓋的連接形式,缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛，端部結構復雜，缸筒外徑需加工，且應于內徑同軸，裝卸需要用專門的工具，安裝時應防止密封圈扭曲。,活塞和活塞桿的結構形式,活塞的結構形式,活塞和活塞桿的結構形式,活塞桿,活塞和活塞桿的結構形式,活塞桿內部結構如下,第十二章 液壓系統(tǒng)性能驗算,總結 參考文獻,總結,歷時十幾周的畢業(yè)設計在緊張有序中即將結束，回憶這個過程這段經歷，感覺收益多多。當我初涉設計時，主、客觀問題層出不窮，按著設計計劃，設計思路有序地進行，圍繞升降機該題目，既了解了升降機的有關規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識，加強了自己的專業(yè)，拓寬了知識面。當無數(shù)次的奔波于圖書館時，發(fā)現(xiàn)設計不僅僅是設計，還包括了實踐、耐心、耐力、毅力。這也是學校、老師讓我們設計的目的所在。設計即將結束了，體會了、學到了。在此我感謝學校給與我的培育之恩，老師的教育之情，更由衷地感謝，我本次設計的指導老師李莎老師，感謝李老師的細心指導。,參考文獻,雷天覺主編 新編液壓工程手冊 北京：北京理工大學出版社 1998 黃宏甲、黃誼、王積偉主編 液壓與氣壓傳動 北京：機械工業(yè)出版社 2001 劉連山主編 流體傳動與控制 北京：人民交通出版社 1983 張利平、鄧鐘明主編 液壓氣動系統(tǒng)設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社1997 成大先主編 機械設計手冊 第三版第三卷 化學工業(yè)出版社 2001 成大先主編 機械設計手冊 第四版第四卷 化學工業(yè)出版社 2002 路甬祥主編 液壓氣動設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2003,