車載式雙叉液壓升降機的設計-剪叉式液壓升降平臺車【含UG三維及7張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip

車載式雙叉液壓升降機的設計-剪叉式液壓升降平臺車【含UG三維及7張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip,含UG三維及7張CAD圖帶開題報告-獨家,車載,式雙叉,液壓,升降機,設計,剪叉式,升降,平臺,UG,三維,CAD,開題,報告,獨家 雙叉液壓升降機的設計 摘 要 該設計的題目是設計出一個高度不低于5M，并能承受1000±50Kg的升降機。 所以經過選擇，我選用了液壓系統(tǒng)升降機。因為液壓升降機的升降性能十分的好。在設計中，主機根據(jù)升降臺工作時的主要工作部件進行大概估算設計?？刂撇糠种饕O計控制電路圖。同時我還參照了液壓車的設計，結合液壓車數(shù)據(jù)進行合理的選型計算。 關鍵詞：液壓系統(tǒng) 升降機 執(zhí)行元件 Abstract The title of the design is to design a lift that is not less than 5M and can withstand 1000 + 50Kg. So after choosing, I chose the hydraulic lift. It mainly includes three parts: the selection of the main engine parameters, the design of the control part and the design of the hydraulic system. In this design, I will design the hydraulic system as the main design, and the main engine will estimate the design according to the main working parts of the lifting platform. The control part mainly designs the control circuit diagram. At the same time, referring to the design of the existing hydraulic truck, combined with the data of hydraulic vehicle, the reasonable type selection calculation is carried out. Keywords: Elevator Hydraulic system Actuating element 目 錄 摘要 i Abstract ii 1 緒論 1 2 升降機的結構和運動原理 2 2.1 升降機的結構形式與運動原理 2 2.1.1 機械結構形式 2 2.2 升降機的機械結構和零件參數(shù) 2 2.2.1 升降機的結構參數(shù)的選擇和確定 3 3 執(zhí)行元件類型和數(shù)量 4 3.1 執(zhí)行類型 4 3.2 執(zhí)行元件的數(shù)量 4 4 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 5 4.1 系統(tǒng)壓力的初步確定 5 4.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 5 4.2.1 液壓缸的作用力 5 4.2.2 缸筒內徑的確定 6 4.2.3 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度確定 6 5 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 8 5.1 油路循環(huán)方式、的分析和選擇 8 5.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 8 5.3 調速方案的選擇 8 5.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 9 6 液壓元件的選擇計算及其連接 10 6.1 油泵和電機選擇 10 6.1.1 泵的額定流量和額定壓力 10 6.1.2 電機功率的確定 11 6.1.3 連軸器的選用 12 6.2 控制閥的選用 12 6.2.1 壓力控制閥 13 6.2.2 流量控制閥 13 6.2.3 方向控制閥 13 6.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 14 6.3.1 管路 14 6.3.2 過濾器的選擇 15 6.3.3 輔件的選擇 15 6.4 液壓元件的連接 15 6.4.1 液壓裝置的總體布置 15 6.4.2 液壓元件的連接 15 6.5 油箱的容積 16 7 液壓系統(tǒng)性能驗算 17 結論 23 致謝 24 參考文獻 25 4 1 緒論 1854年，奧蒂斯把發(fā)明了第一臺升降機。升降機僅僅下降了五六厘米。到19世紀末，升降機常見于辦公室和套房公寓里。電動的和液壓的兩種機械裝置都用于推動升降廂。經過上百年的發(fā)展，升降機的技術已經相當?shù)某墒炝恕? 在本次設計中，我主要設計的是液壓升降機。液壓降機不但升降性能好而且升降時平衡穩(wěn)定。液壓升降機可以容易控制升降速度且跟其他升降機比更容易實現(xiàn)自動化。而且它還更易于實現(xiàn)過載保護。他的液壓元件都標準化了，設計起來更加的方便，快捷。 但是液壓技術還有許多的缺點，需要我們慢慢的取完善，例如液壓傳動過程中，有許多能量損失了。液壓容易泄漏會污染環(huán)境，液壓元件精度高造價昂貴，出現(xiàn)故障不容易找到。但是這些都可以通過有效措施來減少損害。 我國的液壓技術是在最近才發(fā)展起來的。這些年來，我國通過不斷的發(fā)展和引進外國技術，我國的液壓機是有很大的提升。但是我國在液壓技術上還有很大的不足，需要我們慢慢的去去摸索。 在本次設計中，我按照老師要求一步一步進行設計，在此期間，我得到了老師和同學們的幫助，終于完成了這份設計。所以我向他們表達誠摯的謝意。 2 升降機的結構和運動原理 2.1 升降機的結構形式與運動原理 2.1.1 機械結構形式 我通過參考了國內外升降機的種類和尺寸，決定了設計的升降機選用單雙叉機構，這個升降機有兩個完全相同的液壓缸做著同步運動，讓升降機上升和下降。其基本結構形式為: 圖2.1升降機的基本結構形式 2.2 升降機的機械結構和零件參數(shù) 2.2.1 升降機的結構參數(shù)的選擇和確定 因為該升降機的要求是高度不低于5m，且能承受1000kg以上的物品，對比升降機的所有種類，我選擇了液壓系統(tǒng)控制的液壓升降機。本升降機為是存液壓結構，通過液壓系統(tǒng)來控制升降機升降 根據(jù)升降臺的的基本運動原理和工藝參數(shù)來確定升降連桿的長度和截面樣子，液壓缸的工作行程. 因為這個升降臺的最低上升高度為5m，所以理論上支架高度必須大于1.67m。為了方便我們計算和升降機的畫圖，我們就取升降連桿為2.5m長。升降平臺和底座的長度為3m，寬度為1.5m。 3 執(zhí)行元件類型和數(shù)量 3.1 執(zhí)行類型 類型的選擇： 運動形式 往復直線運動 回轉運動 往復擺動 短行程 長行程 高速 低速 擺動液壓馬達 執(zhí)行元件類型 活塞缸 柱塞缸 液壓馬達和絲杠螺母機構 高速液壓馬達 低速液壓馬達 根據(jù)上表的情況，我們要選活塞缸作為我們的執(zhí)行元件。結合本升降機的特性。我選用了雙規(guī)作用活塞桿無緩沖式液壓缸這個類型的液壓缸。他的符號是： 圖3.1 液壓缸 3.2 執(zhí)行元件的數(shù)量 數(shù)量:本升降機采用了兩個完全相同的液壓缸做著同步運動，所以為兩個。 4 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 4.1 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： 牽引力F（KN） ＜5 5-10 10-20 20-30 30-50 ＞50 工作壓力P（Mpa） ＞0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 ＞5-7 由于液壓缸推力即位10KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為2Mpa 4.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 4.2.1 液壓缸的作用力 該升降機升降時，液壓缸所作的力都是向上的推力，沒有向下的拉力。在計算時，我們只需要計算液壓缸向上的推力就行了。 回路特點 背壓值 進油路的調速 1-2×10 進油路調速回路液裝壓閥 2-5×10 回油路調速 6-10×10 4.2.2 缸筒內徑的確定 為了使活塞桿和活塞與其他零件配合的更加方便液壓缸的內徑一般選用標間。這是因為這些零件現(xiàn)在都已經標準劃，有專門的尺寸和規(guī)格。這樣選讓我們的機械設計更加方便。 4.2.3 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度確定 1.液壓缸壁厚確定 根據(jù)液壓缸結構和工藝要求，液壓缸壁厚一般按薄壁筒計算 2.最小導向長度 活塞的最小導向長度H是活塞桿全部伸到外面時，導向滑動面中點到活塞支撐面的距離，最小導向長度符號為H。如果H過小，那么液壓缸的初始撓度就會變大。我們在設計中必須要設計最小導向長度。對一般的液壓缸，液壓缸的行程為l，缸筒直徑為D時，最小導向長是為200cm 圖4.1液壓缸運動示意圖 活塞的寬度一般取A=（0.6-0.1）D。導向長度滑動長度為B。當D小于80mm時，一般B=（0.6-0.1）D。在D=80mm時，一般A=（0.6-0.1）d。當導向長度不夠長時，最好別過分的增大A和B,我們可以加個隔套，隔套的作用是可以增加導向長度。隔套長度是由最小到導向長度來確定的。 5 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 5.1 油路循環(huán)方式、的分析和選擇 油路循環(huán)方式又開式和閉式，他們的特點及相互比較在下圖所示: 圖5.1開式與閉式的比較 對比上面兩種方式的好壞，我選擇了開式系統(tǒng)。因為這個升降機主機和液壓泵要分開安裝。而且這個升降機的空間足夠大，放油箱是夠的。開式系統(tǒng)剛好能滿足上面的要求。 5.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 開式系統(tǒng)按照油路的不同連接方式可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，還有它們的組合—復聯(lián)。 經過了對比，我選擇了串聯(lián)。這樣做的好處在是多個液壓元件同時動作時，他的速度不會變化。在輕載的時候，多個輕載元件能一起工作。 5.3 調速方案的選擇 常用的調速方案有三種：節(jié)流調速回路，容積調速回路和容積節(jié)流調速回路。本升降機采用了節(jié)流調速回路，原因是這個回路有以下優(yōu)點：承載能力好，成本低，調速范圍大。它適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng)。但是他的速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。 5.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示；見下圖： 圖5.2液壓系統(tǒng)原理圖 6 液壓元件的選擇計算及其連接 6.1 油泵和電機選擇 6.1.1 泵的額定流量和額定壓力 1.泵的額定流量 泵的輸出的流量一般是由系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來決定 式中： 泵的輸出流量 K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取K= 1.1-1.3 液壓缸實際需要的最大流量 n 執(zhí)行元件個數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 在計算中我們一邊是取溢流閥的最小流量值，一般為： 2. 泵的最高工作壓力 泵的工作壓力應該根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定 式中： 泵的工作壓力 Pa 執(zhí)行元件的最高工作壓力 Pa 進油路和回油路總的壓力損失。 一般去0.5Pa。 代入數(shù)據(jù)： 因為液壓系統(tǒng)的動態(tài)壓力及油泵的是由使用壽命的。在油泵的選擇時，我們選擇的一般額定壓力比工作壓力大25%—60%左右。所取的額定壓力為4。 6.1.2 電機功率的確定 電機的選擇主要依據(jù)液壓泵的輸出功率。由于在能量傳遞的工程中存在損失，所以為了能量能夠足夠的傳遞液壓泵需要輸入功率比輸出功率大。液壓泵的輸入功率為： 式中： P 液壓泵的實際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實際流量 液壓泵的輸入功率 理論液壓泵輸出的流量 液壓泵的總效率 液壓泵的機械效率 換算系數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 電機的功率也可以在書上找。根據(jù)《機械設計手冊》，可以查到電機的驅動功率是4。本設計以技術手冊的數(shù)據(jù)為標準 ，取電機的功率為4。 根據(jù)上述計算過程，現(xiàn)在可以進行電機的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動機就能夠滿足要求，初步確定電機的功率和相關參數(shù)如下： 型號： 額定功率：4 滿載時轉速： 電流： 效率： 85.5% 凈重： 45Kg 額定轉矩： 電機的安裝形式為 型，其參數(shù)為： 基座號：112M 極數(shù)：4 國際標準基座號： 液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下： 規(guī)格： 標定粘度： 10 轉速： 2900 壓力： 4 流量： 26.6 功率： 4 吸入口直徑： mm 25 排出口直徑： mm 20 重量： Kg 11 允許吸上真空高度： m() 5 6.1.3 連軸器的選用 連軸器的選擇應根據(jù)負載情況，計算轉矩，軸端直徑和工作轉速來選擇。 計算轉矩由下式求出： 式中： 需用轉矩，見各連軸器標準 驅動功率 工作轉速 工況系數(shù) 取為1.5 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 名稱： 撓性連軸器彈性套柱銷連軸器 6.2 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是看及該閥的最大流量以及這個元件所在油路的最大壓力。 6.2.1 壓力控制閥 選用的型號為DBDS6G10最低調節(jié)壓力是5MPa。 它的流量為40L/min。它的介質溫度： 6.2.2 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)范圍必須大于系統(tǒng)要求的流量范圍。同時，選擇調速閥和節(jié)流閥的時，選用的閥的最小穩(wěn)定流量也應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。這個升降機的液壓系統(tǒng)中，流量控制閥有兩種類型的閥，分別是分流閥和單向分流閥。 單向分流閥的型號是： 型號： FDL-B10H 公稱通徑：10mm 公稱流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min 連接方式：管式連接 重量：4Kg 分流閥的型號為：FL-B10 其余參數(shù)與單向分流閥相同。 6.2.3 方向控制閥 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。 在該系統(tǒng)中，方向控制閥是指電磁換向閥。所選擇的換向閥型號如下： 型號：4WE5E5OF 額定流量：15L/min 消耗功率：26KW 電源電壓： 工作壓力：A.B.P腔 T腔： 重量：1.4Kg 6.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 6.3.1 管路 本設計中只計算主管路中油管的尺寸。 1.吸油管尺寸 油管的直徑由管內也提到流速而定，其公式為： 式中： d 油管直徑 mm Q 油管內液體的流量 油管內的允許流速 對吸油管，取 ，本設計中取： 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算過程相同：，取為 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： 3.壓力油管 壓力油管： ，本設計中取為： 代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為： 4.油管壁厚： 我們選用橡膠軟管，因為它裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動。它采用的橡膠軟管其規(guī)格如下： 內徑： 10mm 外徑： 型 17.5—19.7mm 工作壓力：型 16 最小彎曲半徑：130mm 6.3.2 過濾器的選擇 根據(jù)本升降機的規(guī)格和液壓系統(tǒng)特點，我選用的過濾器是燒結式過濾器，型號及具體參數(shù)如下所示： 型號： 流量： 過濾精度： 接口尺寸： 工作壓力： 壓力損失: 6.3.3 輔件的選擇 1.溫度計的選擇 本升降機選用接觸時溫度計來測量溫度，接觸式溫度計分為膨脹式和壓力式。我選用膨脹式，其相關參數(shù)如下： 型號： 2.壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號：Y-60 測量范圍： 名稱：一般彈簧管壓力表 6.4 液壓元件的連接 6.4.1 液壓裝置的總體布置 我選用了集中式布置作為本升降機的布置方式。這種布置是將液壓系統(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。他的優(yōu)點是裝配、維修方便。 6.4.2 液壓元件的連接 液壓元件的連接有：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。整體式閥板的油路的優(yōu)點是可靠性好，應用較多。 6.5 油箱的容積 初始設計時，可依據(jù)使用情況，按照經驗公式確定油箱容積： 式中: 油箱的容積 液壓泵的流量 經驗系數(shù) 見下表： 表6.1油箱容積 本升降機為為中壓系統(tǒng)，取=5，則油箱的容量可以確定為: 7 液壓系統(tǒng)性能驗算 液壓系統(tǒng)性能估算的目的在于評估設計質量。對于大多數(shù)要求一般的系統(tǒng)來講，只采用一些簡化公式進行驗算，定性說明情況。 1.系統(tǒng)壓力損失驗算 系統(tǒng)壓力損失有管道內沿程損失。還有局部損失以及法類元件的局部損失之和。所以我們要分開計算，因此某一階段的系統(tǒng)總的壓力損失為： 式中： 系統(tǒng)進油路的壓力總損失 系統(tǒng)回油路的壓力總損失 現(xiàn)在根據(jù)上式計算液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力損失。 液壓油在管內的流速： 根據(jù)油管尺寸的計算項目，取 可見液流為層流。 管子當量長度及總長度：標準彎頭2個 所以： 各閥的壓力損失為： 分流閥： 0.6 換向閥為：0.04 油路的總壓力損失為： 由此得出液壓系統(tǒng)泵的出口壓力為： 2.系統(tǒng)的總效率驗算 液壓泵的總效率與液壓泵的總效率，回路總效率及執(zhí)行元件的效率有關，其計算式為： 同時動作的液壓執(zhí)行元件的工作壓力與輸入流量的乘積之和 同時供油的液壓泵的工作壓力與輸出流量乘積之和 根據(jù)上式得：48.5% 液壓系統(tǒng)總效率為： 致 謝 這次的畢業(yè)設計是在老師的悉心指導下完成的。從課題的選擇、設計到論文的撰寫以至最終定稿，期間遇到很多很多問題，都得到了老師全力細心的指導。在此，向老師表示衷心的感謝！ 感謝機械系的所有老師和領導多年來對我的培養(yǎng)、幫助，使本人在本科學習中不僅學到了必備的專業(yè)知識技能和思考解決問題的方法，還學到了嚴謹治學的科研精神和積極進取的人生態(tài)度。謝謝各位老師的精心培養(yǎng)，熱心幫助和鼓勵。 感謝老師所帶畢業(yè)設計小組的所有同學，正是大家衷心的鼓勵和熱情的幫助，才使我能夠順利地完成本次設計。 同時，感謝機械專業(yè)的所有同學，給我創(chuàng)造了一個團結進取，充滿溫暖，充滿愛的大集體，使我快樂而且充實地渡過了人生中最美好的大學時光。 參考文獻 [1]雷天覺.新編液壓工程手冊[M]. 北京：北京理工大學出版社,2013:44-48. 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