液壓升降機(jī)的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
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本科畢業(yè)論文任務(wù)書
題目：液壓升降機(jī)設(shè)計
學(xué)生姓名 屆 2016
學(xué) 院 機(jī)械工程 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師 職稱
下達(dá)任務(wù)日期 2015年12月1日
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
_ 機(jī)械工程 _學(xué)院 填寫時間 2015年__12___月__1___日
課題名稱
液壓升降機(jī)設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)、學(xué)號
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
論文（設(shè)計）基本要求、重點需要研究的問題
基本要求：
1、開題報告一份；
2、設(shè)計參數(shù)：額定載荷：2000kg
最低高度：500 mm 最大起升高度：1800mm
最大高度：2000mm 平臺尺寸：3000x1000mm
3、查閱到15篇以上與課題相關(guān)的文獻(xiàn)；
4、需要完成不少于折合2張A0圖紙的繪圖；
5、按要求格式獨立撰寫不少于15000字的設(shè)計說明書。
重要研究問題：
1、運用機(jī)械設(shè)計及液壓理論等有關(guān)基礎(chǔ)知識，進(jìn)行工藝參數(shù)和工況分析與計算；
2、升降機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算；
3、液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證；
4、液壓元件的選擇計算及其連接；
計劃進(jìn)度安排
1、查閱資料，課題研究，完成開題報告。 1周
2、初步設(shè)計，并繪制相關(guān)設(shè)計圖紙。 3周
3、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，并相應(yīng)修改圖紙。 4周
4、進(jìn)一步修改完善設(shè)計任務(wù)所要求內(nèi)容。 3周
5、畢業(yè)答辯 1周
應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1]雷天覺主編 新編液壓工程手冊[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社,1998年
[2]黃宏甲、黃誼、王積偉主編 液壓與氣壓傳動[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001年
[3]劉連山主編 流體傳動與控制[M].北京：人民交通出版社,1983年
張利平、鄧鐘明主編 液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997年
[4]成大先主編 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 第三版第三卷 化學(xué)工業(yè)出版社,2001年
[5]成大先主編 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 第四版第四卷 化學(xué)工業(yè)出版社,2002年
[6]路甬祥主編 液壓氣動設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2003年
指導(dǎo)教師（簽名）： 院長（簽名）：
單位（蓋章）
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目： 液壓升降機(jī)的設(shè)計
學(xué) 院：________________________
專 業(yè)：________________________
姓 名：________________________
學(xué) 號：________________________
指導(dǎo)教師：________________________
2016年4月9日
摘要
隨著機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，各種不同類型的液壓升降機(jī)將會被應(yīng)用到各種場合，與此同時，由于以往液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)以及裝配工藝之間的限制，使得液壓升降機(jī)的出現(xiàn)故障的頻率越來越頻繁，如果不對液壓升降機(jī)進(jìn)行檢修，最基本的就是不能保證常規(guī)的高空作業(yè)不能順利完成，嚴(yán)重的會導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故，在以前，我國對這種現(xiàn)狀的重視程度還是不夠，即在液壓升降機(jī)上有自帶的檢修工具，但這對于難度大點的檢修工作就帶來困難，如果發(fā)生故障，根本就不能夠使用，而對于液壓升降機(jī)的設(shè)計，主要是考慮其液壓系統(tǒng)的設(shè)計以及連桿等等的設(shè)計校核等，只有通過對液壓缸進(jìn)行正確的選型，對連桿機(jī)型強(qiáng)度校核，才能夠設(shè)計出滿意的液壓升降機(jī)。
本次設(shè)計是關(guān)于液壓升降機(jī)的設(shè)計，通過對傳統(tǒng)的液壓升降機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，對它的機(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，使得此種類型的液壓升降機(jī)的使用范圍更廣泛，更加靈活，并且對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；液壓；液壓升降機(jī)；參考
Abstract
For a lot of special places, like the risk is very big, or we are difficult to reach, such as disarm bombs, unknown corresponding domains such as detection, probing deep of more dangerous situation usually need to implement the robot.It’s a main part of robot for micro pedipulator, walking robots and more than six feet, compared to the Eight Legged Robot, because of strong bearing capacity, good stability, which the meritss is simple construction, So, a large number of researchers around the world, start .This paper mainly to the four bar mechanism as the main execution elements to design of micro walking the whole scheme of the four bar mechanism.
Its principle is diagonal synchronization, leg activity by the structure of the crank rocker, front leg movements around the same, it detailed performance curve characteristics of the connecting rod,when the curve trajectory diagonal straight line segment, the robot is stationary, the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking.
Keywords：Manufacturing ,Location, Clamping, Process
目 錄
摘要 I
Abstract II
1引言 1
1.1課題的來源與研究的目的和意義 1
1.2本課題研究的內(nèi)容 3
1.3液壓升降機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.4液壓傳動的基礎(chǔ)知識 5
1.5液壓系統(tǒng)的基本組成 9
1.6液壓傳動的優(yōu)缺點 10
1.7液壓傳動技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 11
2液壓升降機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 7
2.1液壓升降機(jī)的總體方案圖 9
2.2液壓升降機(jī)的總體設(shè)計 10
2.2.1確定液壓升降機(jī)參數(shù)的原則 11
2.2.2確定液壓升降機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)容 12
2.2.3液壓升降機(jī)主要參數(shù)的確定 13
2.2.4液壓升降機(jī)間距 15
2.3 支架的設(shè)計 16
2.4液壓元件的選取 17
2.5液壓缸的選型計算 17
2.5.1缸體壁厚的計算 18
2.5.2缸底厚度的計算 19
2.5.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計算3.2.4缸筒徑向變形計算 21
2.5.4活塞桿強(qiáng)度的計算 23
2.5.5 管路的設(shè)計 24
3負(fù)載圖和速度圖 25
4各主要零部件強(qiáng)度的校核 27
4.1升降臺的強(qiáng)度校核 28
5 液壓升降機(jī)的控制原理 29
結(jié)論 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
I
1 緒論
1.1 課題的來源與研究的目的和意義
由于液壓工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。液壓工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的液壓產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代液壓工程液壓和液壓設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。
大腦和手之間的人工智能和液壓工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用液壓制造。在過去，各種液壓離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計算機(jī)科學(xué)和液壓工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使液壓工程。在第十九世紀(jì)，液壓工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀(jì)成為一門獨立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著液壓工程和知識增長的發(fā)展開始分解，液壓工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達(dá)到的峰值。由于液壓工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有液壓工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。
1.2 本課題研究的內(nèi)容
本次設(shè)計主要針對液壓升降機(jī)進(jìn)行設(shè)計，從液壓升降機(jī)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面：
（1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集出各類液壓升降機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。
（2）分析液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。
（3）確定設(shè)計總體方案。
（4）確定具體設(shè)計方案（包括四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計，液壓傳動的設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計，液壓缸，軸承等的選型設(shè)計等等）。
（5）液壓升降機(jī)的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。
（6）說明書的整理。
1.3 液壓升降機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)今社會，隨著機(jī)械和液壓工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，液壓升降機(jī)同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的液壓升降機(jī)是采用固定的方式，這樣勞動效率低，運煤效率同樣低下，不適合大批量的檢修汽車的場合?，F(xiàn)代液壓升降機(jī)是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的檢修液壓升降機(jī)的一種新型的液壓升降機(jī)。隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，液壓升降機(jī)的使用也越來越廣泛。如果使用傳動的臨時的固定式液壓升降機(jī)的的話，不但勞動強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量通用型的檢修要求。所以使用一個專用的液壓升降機(jī)已成為發(fā)展趨勢。液壓升降機(jī)的產(chǎn)品圖片如圖1-1,1-2所示：
圖1-1
圖1-2
1.4 液壓傳動的基礎(chǔ)知識
廣泛的液壓工程和多方位的服務(wù)領(lǐng)域都需要液壓系統(tǒng)的支持，在各行各業(yè)，特別是工程機(jī)械領(lǐng)域，液壓缸的使用非常廣泛，幾乎無處不在。傳統(tǒng)的液壓傳動形式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今越來越快的工業(yè)腳步的進(jìn)展，迫切需要液壓系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代處理，從而來滿足當(dāng)今社會液壓工業(yè)發(fā)展的需要?？傊F(xiàn)代液壓工程有五個業(yè)務(wù)領(lǐng)域：能源液壓的開發(fā)和交付，用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的液壓開發(fā)和交付，在各種液壓服務(wù)的開發(fā)和交付，以及家庭和個人生活中的應(yīng)用提供了各種液壓的發(fā)展，液壓臂的開發(fā)和交付。水利工程的理論基礎(chǔ)的建立和發(fā)展。例如，在工程力學(xué)、流體動力學(xué)流體和壓力的研究；金屬和非金屬材料性能的研究，材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用；熱生成熱力學(xué)，傳導(dǎo)和開關(guān)；各種液壓部件的研究有不同的功能，工作原理，結(jié)構(gòu)，和液壓原理和液壓零件的科學(xué)設(shè)計計算；研究金屬和非金屬成型和金屬切削加工技術(shù)和非技術(shù)等。研究，并開發(fā)新的液壓產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代液壓產(chǎn)品來滿足當(dāng)前和未來的需求設(shè)計。液壓產(chǎn)品包括：規(guī)劃和實施生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)計劃的發(fā)展和實施的準(zhǔn)備；制造工藝；設(shè)計和制造工具，模具和材料定額；確定工作定額；組織加工，裝配，測試和包裝運輸；產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。液壓機(jī)制造企業(yè)的經(jīng)營管理。液壓系統(tǒng)的液壓部件通常是由許多獨特的形狀組合，精密零件的加工工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。一個單件、小批量的生產(chǎn)量，而且在批量，大批量生產(chǎn)，直到。銷售目標(biāo)在所有行業(yè)和個人，家庭。還賣的社會經(jīng)濟(jì)條件影響下，可能會出現(xiàn)大的波動。因此，液壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，和生產(chǎn)管理的研究，規(guī)劃和管理等企業(yè)都開始在液壓行業(yè)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和用于各種工業(yè)和成套液壓設(shè)備的液壓改造，液壓產(chǎn)品保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和改造各種工業(yè)用液壓及成套液壓設(shè)備，液壓產(chǎn)品，保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
1.5液壓系統(tǒng)的基本組成
液壓系統(tǒng)分別由一下幾個部分組成：
1，動力元件（油泵），它的作用是將原動機(jī)的液壓能轉(zhuǎn)換成液壓能的流體動力部分液壓傳動。
2，執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸，液壓馬達(dá)）是液壓能轉(zhuǎn)換成液壓能的能量。其中，氣缸的直線運動，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動。
3，壓力閥的作用是必需的流體動力速度無級調(diào)節(jié)，壓力的工作流體的液壓系統(tǒng)，流量和流量調(diào)節(jié)控制。
4，除了輔助組件以外的其他組件，三部分包括壓力表，過濾器，存儲設(shè)備，冷卻器，管件和坦克，等，他們都是同等重要的。
1.6液壓傳動優(yōu)缺點
優(yōu)點：
〈1〉液壓系統(tǒng)可以與電氣控制系統(tǒng)相結(jié)合，這樣更便于操作和維護(hù)。
〈2〉液壓傳動的周期很短，方應(yīng)迅速，靈敏。
〈3〉能夠在不同的工況適應(yīng)不同的要求。
〈4〉各種液壓元件能夠?qū)崿F(xiàn)通用轉(zhuǎn)化。
缺點：
〈1〉液壓傳動容易存在油污，不適合干凈的場合。
〈2〉液壓元件的工作都會產(chǎn)生噪音，這樣不能夠做到環(huán)保。
〈3〉液壓傳動不適合遠(yuǎn)距離傳動，并且所能夠承受的負(fù)載有限。
〈4〉液壓元件的維修很不方便。
1.7液壓傳動技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
液壓工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，液壓工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步離不開液壓工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對管套壓裝專機(jī)進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型壓管設(shè)備企業(yè)對設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，充分考慮到在設(shè)備運行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國內(nèi)管套壓裝專機(jī)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。管套壓裝專機(jī)的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 液壓和液壓系統(tǒng)技術(shù)之間的關(guān)系類似于腦和手之間的關(guān)系，只有在液壓系統(tǒng)中也不需要使用液壓制造。在過去，各種液壓系統(tǒng)的操作和控制都離不開的人，他們的反應(yīng)速度和精度是有限的操作是人類大腦和神經(jīng)系統(tǒng)非常緩慢的進(jìn)化，液壓系統(tǒng)將取消這一限制。促進(jìn)計算機(jī)科學(xué)和液壓系統(tǒng)之間彼此平行，液壓系統(tǒng)將允許在一個更高的水平開始新一輪的發(fā)展。在第十九世紀(jì)，總還是液壓系統(tǒng)的非常有限的知識，在大學(xué)在歐洲，它通常也被集成到一個土木工程學(xué)科，被稱為土木工程，下半年的第十九世紀(jì)逐漸成為一門獨立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，與總的液壓系統(tǒng)相關(guān)知識和技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)開始瓦解，一直在專門的分支。這種分解在20世紀(jì)中期，這是趨勢，在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前達(dá)到高峰。由于液壓系統(tǒng)的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了個人的控制，一定的專業(yè)化是必不可少的。然而，過度的專業(yè)化造成過度分割的知識，視野，不是全部，和全球協(xié)調(diào)系統(tǒng)的概念和一些大型項目，以及技術(shù)交流范圍窄、阻礙新技術(shù)的整體進(jìn)步的出現(xiàn)，在外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家有窄，太專業(yè)要考慮的問題，與工作協(xié)調(diào)困難，不利于繼續(xù)自我完善。因此，自上世紀(jì)第二十年代，起步較晚，有一個綜合的趨勢。人們更加重視基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，細(xì)致的專業(yè)合并分化。綜合-專業(yè)分化和集成在反復(fù)循環(huán)，它是合理的和必要的知識發(fā)展過程。不同專業(yè)的專家都有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的一般知識的認(rèn)識，理解問題和其他工程學(xué)科的整體外觀，彼此形成一個強(qiáng)大的集體一起工作。綜合多層次、專業(yè)。在內(nèi)部液壓系統(tǒng)有一個全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)還具有綜合性和專業(yè)性的問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程，而且在一個更高的水平，更廣泛的集成和專業(yè)問題。
? 目前，液壓缸已經(jīng)成為露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中重要的組成部分。為了更好的研究液壓系統(tǒng)的工作組成原理，發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)其不足之處。
2 液壓升降機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
2.1 液壓升降機(jī)的總體方案圖
液壓升降機(jī)一般常見于高空作業(yè)的場所，當(dāng)需要高空作業(yè)時，啟動液壓升降機(jī)，液壓缸打開行程，從而來推動連桿機(jī)構(gòu)擺動，該液壓升降機(jī)上面的工作臺會慢慢上升，當(dāng)高空作業(yè)完成后，液壓缸緩緩縮回行程，這樣人就被慢慢地放回底面。本次設(shè)計的液壓升降機(jī)具體參數(shù)為：
設(shè)計參數(shù)：額定載荷：2000kg
最低高度：500 mm 最大起升高度：1800mm
最大高度：2000mm 平臺尺寸：3000x1000mm
其總體方案圖如下圖2-1所示：
2-1 液壓升降機(jī)總體方案圖
2.2.液壓升降機(jī)的總體設(shè)計
2.2.1 確定液壓升降機(jī)參數(shù)的原則
1、要滿足配套設(shè)備的相關(guān)要求；
2、與液壓升降機(jī)的工作方式相適應(yīng)；
3、結(jié)構(gòu)緊湊，人操作方便；
4、液壓升降機(jī)的工作穩(wěn)定性好。
2.2.2 確定液壓升降機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)容
1、確定正常工作條件下，液壓升降機(jī)與相應(yīng)設(shè)備的位置關(guān)系；
2、確定液壓升降機(jī)總體與主要部件的布置與尺。
2.2.3 液壓升降機(jī)主要尺寸的確定
1、液壓升降機(jī)高度
液壓升降機(jī)最小高度為：Hm=0.5m?????????????????????????
液壓升降機(jī)最大高度為：Hn=2m???
2、液壓升降機(jī)伸縮比
液壓升降機(jī)的伸縮比指最大與最小液壓升降機(jī)高度之比值為：代入數(shù)據(jù)得m=1.3。
2.2.4? 液壓升降機(jī)間距
所謂液壓升降機(jī)間距，就是相鄰兩液壓升降機(jī)中心線間的距離，按下式計算：bc=Bm+n?C3；
式中：
bc—液壓升降機(jī)間距（液壓升降機(jī)中心距）；
Bm—每架液壓升降機(jī)升降臺總長度；
C3—相鄰液壓升降機(jī)（或框架）升降臺之間的間隙；
n—每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，整體自移式液壓升降機(jī)。
液壓升降機(jī)間距bc要根據(jù)液壓升降機(jī)型式來確定，本次設(shè)計取液壓升降機(jī)的中心距為1.8m。
2.3 支架的設(shè)計
支架在o 點鉸接，支架1上下端分別固定在上、下板面上，通過活塞桿的伸縮和鉸接點O的作用實現(xiàn)人的舉升。
根據(jù)以上分析，升降機(jī)的運動過程可以敘述如下：支架2、3為升降機(jī)機(jī)構(gòu)中的固定支架，他們與底板的鉸接點23,OO做不完整的圓周運動，支架1、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2、3也不斷向傾斜位置運動，以使升降機(jī)升降。
根據(jù)升降臺的工藝參數(shù)和他的基本運動機(jī)理來確定支架1、2、3、4的長度和截面形狀。23OO之間的距離和液壓缸的工作行程。設(shè)23OOx(01xm)，則1、2、3、4支架的長度可以確定為2,(1.5)2xhhm,即支架和地板垂直時的高度應(yīng)大于1.5m,這樣才能保證其最大升降高度達(dá)到1.5m，其運動過程中任意兩個位置的示意圖表示如下：設(shè)支架1、2和3、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：404xt；
下面根據(jù)幾何關(guān)系求解上述最佳組合值：初步分析：x值范圍為01xx,取值偏小，則上頂板23,OO點承力過大，還會使支架的長度過長，造成受力情況不均勻。X值偏小，則會使液壓缸的行程偏大，并且會造成整個機(jī)構(gòu)受力情況不均勻。在該設(shè)計中，可以選擇幾個特殊值：x=0.4m,x=0.6m,x=0.8m，分別根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系計算出h和t。然后分析上下頂板的受力情況。選取最佳組合值便可以滿足設(shè)計要求。
（1）x=0.4
支架長度為h=2-x/2=1.8m 2OC=h/2=0.9m ;
2.4 液壓元件選擇
（一）液壓缸
液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為1.62MPa，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa,為使壓力繼電器能可靠工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最高工作壓力0.5MPa，則小流量液壓泵的最大工作壓力為
大流量液壓泵在快進(jìn)，快速運動時才向液壓缸輸油，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa，則大流量閥的最高工作壓力為:
，則由工況圖可知：
最大流量為17.64L/min,因系統(tǒng)比較簡單，所以取泄露系數(shù)為：
則兩個液壓泵的實際流量為
由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進(jìn)時輸入液壓缸的流量為0.5L/min，由小流量液壓泵單獨供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.5L/min。
根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取PV2R12-6/26型雙連葉片液壓泵，其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為6ml/r和26ml/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時該液壓泵的理論流量為20.08L/min，若取液壓泵的容積效率，由于液壓缸在工進(jìn)時輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為2MPa，流量為27.1L/min.按圖標(biāo)去液壓泵的總效率為則液壓泵驅(qū)動電動機(jī)所需的功率為：
根據(jù)此數(shù)值查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動機(jī)，其額定功率為，額定轉(zhuǎn)速。
圖3.11 活塞桿
缸體、活塞和活塞桿的材料
1)缸體：
機(jī)床----多數(shù)采用高強(qiáng)度鑄鐵（HT200），當(dāng)壓力超過8MPa時，采用無縫鋼管。
工程機(jī)械----多數(shù)采用35鋼和45鋼無縫鋼管。壓力高時，可采用27SiMn無縫鋼管或45鋼鍛造。
2）活塞：
整體式活塞----多數(shù)采用35鋼和45鋼。
裝配式活塞----常采用灰鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等，特殊需要的可在鋼活塞坯外面裝上青銅、黃銅和尼龍耐磨套。
3)活塞桿：
一般采用35鋼和45鋼，當(dāng)液壓缸的沖擊振動很大時，可使用55鋼或40Cr等合金材料
（二）閥類原件及輔助原件：
1）單向閥
單向閥分成兩類:有普通單向閥和液控單向閥.普通單向閥只允許液流向一個方向通過.液控單向閥既有普通單向閥的功能,并且只要在遠(yuǎn)程控制口通以一定壓力的控制油液,液流反向也能通過.在工程應(yīng)用中常用兩個液控單向閥組成液壓鎖.
圖2.11 單向閥
液控單向閥可作為單向閉鎖和保壓使用。它用于液壓系統(tǒng)中，阻止油液反向流動，起到普通單向閥作用；但可利用控制壓力油，通過控制活塞打開單向閥芯，使油液實現(xiàn)反向流動。液控單向閥可用在需要嚴(yán)格封閉的油路中，進(jìn)行單向閉鎖，起到保壓作用。
對單向閥的要求：
1、對于正向開啟壓力為0.04Mpa的液控單向閥，使用時不允許閥芯錐面垂直向上方安裝。
2、管接頭連接處，禁止用油漆、麻絲、聚四氟乙烯密封帶，可用密封膠。
3、對于外泄式結(jié)構(gòu)的液控單向閥，控制活塞部分的泄漏油應(yīng)從L口單獨接回油箱。
2）溢流閥
圖示為球閥式直動型溢流閥。它也有一個阻尼活塞，但與錐閥式結(jié)構(gòu)不同活塞與球閥之間不是剛性連接，而是通過阻尼彈簧使活塞與球閥接觸（活塞兩端的液壓力平衡）。由于活塞的阻尼作用，可使始終與活塞相連接的球閥運動平穩(wěn)。
當(dāng)壓力油自進(jìn)油口經(jīng)環(huán)形槽進(jìn)入油腔時，同時液壓油經(jīng)油道進(jìn)入閥芯右面腔。當(dāng)油口處壓力升高到作用在閥芯右側(cè)的力超過彈簧力的時候。閥芯左移，閥口處于某一開度，油腔和回油環(huán)形槽接通，油液從回油口排出，這時壓力油作用在閥心上的力就和開度下作用在閥芯上的彈簧力保持平衡：
P·A=Fs=k(x0+△x)
由于閥芯位移量△x遠(yuǎn)小于x0，所以
P·A=Fs=k(x0+△x)≈kx0
P=F/A= k(x0+△x)/A≈kx0/A=常數(shù)
即壓力也就基本穩(wěn)定在kx0數(shù)值上。
圖3.13 溢流閥
3）三位四通換向閥
由閥體和閥芯組成。閥體圓孔內(nèi)有5條環(huán)形槽，分別對應(yīng)P、A、B、T1四個油口，閥芯上有三個凸臺。
圖3.14 三位四通換向閥
2.5液壓缸的選型計算
液壓缸的設(shè)計計算： 由于液壓執(zhí)行元件與主機(jī)結(jié)構(gòu)有著直接關(guān)系，因此液壓缸的主要尺寸包括缸筒內(nèi)徑D、活塞桿直徑d和缸筒長度L。
表3.1? 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑
液壓缸工作壓力p/MPa
<5
5～7
>7
推薦活塞桿直徑d
(0.5～0.55)D
(0.6～0.7)D
0.7D
強(qiáng)度校核的項目包括缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑ds。
當(dāng)D/δ>10時為薄壁，δ按下式校核:
式中，D-缸筒內(nèi)徑；，
當(dāng)D/δ<10時為厚壁，δ按下式校核:
根據(jù)以上表格可知，
2.活塞桿直徑d
查表可得，
式中，F(xiàn)—活塞桿上的作用力；[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力，[σ]= σb/1.4。
3.缸蓋固定螺栓直徑ds
查表可得，
式中，F(xiàn)—活塞桿上的作用力；k—螺紋擰緊定螺栓個數(shù)；
[σ]—螺栓材料的許用應(yīng)力，[σ]= σs/（1.22~2.5），σs為材料的屈服點。[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力，[σ]= σb/1.4。
2.5.1缸體壁厚的計算
⑴按薄壁筒計算：?
⑵按中等壁厚計算：
⑶按厚壁筒計算：
［σ］缸體材料許用應(yīng)力；［σ］＝σb/?n=580/4=145；
σb缸體材料的抗拉強(qiáng)度。對于45鋼正火處理，σb＝580?Mpa；
n安全系數(shù)；一般取3.5～5,在這里取 n=4；
ψ強(qiáng)度系數(shù)；對于無縫鋼管ψ＝1；
c計入管壁公差及侵蝕的附加壁厚；一般按標(biāo)準(zhǔn)圓整缸體外圓值；
D缸體內(nèi)徑(mm);?
2.5.2缸底厚度的計算
?
⑴平形無油孔：=320-0.433X30X=11.33，取11.;
⑵平形有油孔：=320-1.5X30X=19.5，取20;
d0 油口直徑(mm)；
2.5.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計算
式中：
Ppl缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力；
σs缸體材料的屈服強(qiáng)度。對于45鋼正火處理，σs＝340?Mpa；
D1缸體外徑；
2.5.4缸筒徑向變形計算
式中：△D? 缸體材料在試驗壓力下的變形量；
E?缸體材料彈性模數(shù)；對于鋼材E＝2.1×105Mpa；
γ缸體材料的泊松系數(shù)；對于鋼材γ＝0.3；
2.5.5活塞桿強(qiáng)度的計算
活塞桿強(qiáng)度計算公式為：
d1 活塞桿危險截面直徑；
整體式活塞桿的各種類型分別如下圖所示：
2.5.5 管路的設(shè)計
各元件間連接管道的規(guī)格按原件接口尺寸決定，液壓缸則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算，如下表所示。
油液在壓油管中的流速取3m/min，
d≥2=2×mm=9.3mm
油液在吸油管中的流速取1m/min,
d≥2=2×mm=11.3mm
兩個油管都按GB/T2351-2005選用外徑Φ15mm、內(nèi)徑Φ12mm的無縫鋼管。
流量、速度
快進(jìn)
工進(jìn)
快退
輸入流量L/min
q1=(A1qp)/(A1-A2`)
=(19.63x6)/(19.63-10.01)
=12.24
q1=0.5
q1=qp=6
排出流量L/min
q2=(A2q1)/A1
=(10.01x12.24)/19.63
=6.24
q2=(A2q1)/A1
=(0.5x10.01)/19.63
=0.25
q2=(A1q1)/A2
=(19.63x6)/10.01
=11.76
3 負(fù)載圖和速度圖
查相關(guān)表格可知，液壓缸的工作效率η=0.9，可以得到以下計算公式：
啟動：F=Ffj=880N;
F‵=F/η=1160/0.9 N=1289 N;
加速：F=Ffd+Fg=580+493.20=1073.20 N;
F‵=F/η=1073.20/0.9=1193 N;
快進(jìn)：F=Ffd=290 N;
F‵=F/η=580/0.9=645 N;
工進(jìn)：F=Ffd+Fw=580+3183=3763 N;
F‵=F/η=3763/0.9=4182 N;
快退：F=Ffd=290N;
F‵=F/η=580/0.9=645 N;
根據(jù)工況負(fù)載F及行程S，繪制負(fù)載圖（根據(jù)工進(jìn)速度V1，快進(jìn)速度V2確定下圖）：
4 各主要零部件強(qiáng)度的校核
4.1升降臺的強(qiáng)度校核
假定升降臺支撐頂板時為均布載荷，如下圖所示：
?
?升降臺受力示意圖由于立柱的的工作阻力為F=5000kN，柱間距l(xiāng)=1800mm梁總長L=2400mm計算時，均布載荷的計算公式為：q=2FL以距左端X斷面計算彎矩時：Mx=0.5qx2?F（x?m）求導(dǎo)得：M（x）=qx-F=0?則：x=Fq=F2FL=L2即最大彎矩處在升降臺中間，最大彎矩為：
Mmax=L2q（L2）2?F（L2?m）=q8L2?F（L2?m）=F4L?FL2+Fm=Fm-FL4將F=5000kN，m=0.6mm，L=1.8m代入上式，得Mmax=5000*0.6-5000?1.84=750kN.m，所以能承受工作面所給與壓力。
5 液壓升降機(jī)的控制原理
本次設(shè)計在液壓升降機(jī)是通過單片機(jī)系統(tǒng)控制的，單片機(jī)系統(tǒng)輸出指令給電磁閥，電磁閥得電控制液壓缸打開行程，從而來推動連桿機(jī)構(gòu)擺動，該液壓升降機(jī)上面的工作臺會慢慢上升，當(dāng)高空作業(yè)完成后，電磁閥失電，液壓缸緩緩縮回行程，這樣人就被慢慢地放回底面。
結(jié) 論
到如今，畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于液壓升降機(jī)的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所設(shè)計的是液壓升降機(jī)的設(shè)計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。
致 謝
時間過得很快，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類液壓升降機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。
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