双剪式液压升降台毕业设计说明书

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）作者学号学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化题目双剪式液压升降台结构设计指导者姓名专业技术职务评阅者姓名专业技术职务2013年6月毕业设计说明书（论文）中文摘要汽车举升机是现代汽车维修作业中必不可少的设备，它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机从上世纪20年代开始使用，发展至今经历了许多的变化改进，种类也比较多，一般有柱式、剪式，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。通过对双剪式升降台机构位置参数和动力参数等的计算，确定了升降台的伸缩高度，并根据要求对液压传动系统部分进行设计计算，通过对支撑杆的各项受力分析，确定其与台板的载荷要求，最终完成剪叉式液压升降台的设计要求。关键词升降台，双剪式，液压毕业设计说明书（论文）外文摘要TITLESTRUCTUREDESIGNOFDOUBLEHINGEDSCISSORSHYDRAULICLIFTINGPLATFORMABSTRACTCARELEVATORISANESSENTIALEQUIPMENTINCONTEMPORARYAUTOREPAIRINDUSTRY,ITSMAINROLEISFORTHEENGINE,CHASSIS,TRANSMISSIONREPAIRWITHEASEELEVATORFROMTHE1920SBEINGUSED,THEDEVELOPMENTHASGONETHROUGHMANYCHANGES,MOREANDMORESPECIESARISED,SUCHASCOLUMN,SCISSOR,WHICHDRIVEACHAINDRIVE,HYDRAULIC,PNEUMATICDRIVEANDSOONTHROUGHTHECALCULATIONOFTHEDOUBLEHINGEDSCISSORSELEVATINGPLATFORMPOSITIONANDTHEDYNAMICPARAMETER,THEHEIGHTOFELEVATINGISDETERMINEDACCORDINGTOTHECALCULATIONOFHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEM,ANDFINISHITTHROUGHTHEFORCEANALYSISOFSTEADYINGBAR,LOADOFTHEPLATFORMISDETERMINEDANDATLAST,THEDESIGNOFTHEDOUBLEHINGEDSCISSORSELEVATINGPLATFORMISCOMPLETEDKEYWORDSELEVATOR,DOUBLEHINGED,HYDRAULICPRESSURE淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第页共页目录1绪论111举升机的发展历史112汽车举升机的设计特点22剪叉式升降台的应用及其受力分析的讨论221剪叉式升降平台的三种结构形式222双铰接剪叉式升降平台机构的位置参数计算323双铰接剪叉式升降平台机构的动力参数计算524双铰接剪叉式升降平台机构设计时应注意的问题725双铰接剪叉式升降平台机构中两种液压缸布置方式的分析比较73液压传动系统的设计计算831明确设计要求制定基本方案832制定液压系统的基本方案933确定液压系统的主要参数1134液压系统的验算1835液压缸主要零件结构、材料及技术要求194台板与支撑杆的设计计算2341确定支撑杆的结构材料及尺寸2442横轴的选取28结论29致谢30参考文献31淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第1页共31页1绪论剪叉式液压升降平台是一种结构比较简单的起重机械，它具有举升力大、升降面积大、升降平稳、噪音低、操作方便、维修简便、并可以停留在升降范围内的任意位置上，广泛应用于汽车修理厂、仓库、机场、车站、码头、舞台、自动化生产线等各个行业，是一种货物装载流通领域中比较理想起重机械。汽车举升机是现代汽车维修作业中必不可少的设备，它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的从上世纪20年代开始使用，发展至今经历了许多的变化改进，种类也比较多，一般有柱式、剪式，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。本章就从举升机的产生、发展以及制造工艺等方面进行简单的介绍。11举升机的发展简史汽车举升机在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台汽车举升机，它是一种由气动控制的单柱举升机，由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱举升机才在美国以外的其它地方开始采用。1966年，一家德国公司生产出第一台双柱举升机，这是举升机设计上的又一突破性进展，但是直到1977这种举升机才在德国以外的其它国家出现。最初设计单柱举升机，车辆较大，其底盘也能明显辨认，因而汽车检修区远远大于举升器件。单柱举升机有两大优点当其下降后，不致成维修车间的障碍物；汽车可在举升机上转动。其主要缺点是第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装；其次，它只能为使用提供车轮支撑方式；第三，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题第一是检修这些零部件颇为困难；其次是由于油缸所处的环境条件差，容易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。双柱举升机（包括液压式或机械式），具有以下优点第一，检修汽车下部具有很高的可接近性（几乎达到100）；其次，采用车轮自由型的方式支撑汽车，因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施；第三，结构紧凑，占地面小。双柱举升机的缺点是第一为确保安全，安置举升机时要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二，由于举升机常采用车轮自由型的方式支撑汽车，如需采取车轮支撑型淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第2页共31页的方式维修汽车则甚感不便，如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等；第三，由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力，其承力件易于磨损，因而双柱举升机的安全工作寿命一般要比四柱举升机低。四柱举升机有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。车轮支撑型四柱举升机的优点是第一，举升机装载汽车时勿需较高的技术，操作也很简便；第二，承载时非常稳定；第三，支撑载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；其缺点是和双柱举升机相比，战地面积教大，对汽车检修区域可接近性较差。解放后，特别是改革开放以来，我国的汽车维修行业有了很大的发展，为之服务的汽车维修设备行业已成为我国的新兴行业不断发展壮大。各种举升机设备如雨后春笋，不断涌现，质量不断提高，销量逐年增加。有人说，对于汽车维修企业来说，汽车举升机可能是除厂房而外的最重要的投资，因为它具有至关重要和不可替代的作用，甚至直接影响到汽车维修业务的兴衰。汽车举升机是汽车维修设备行业的支柱设备之一，让我们生产出更多、更好、更受用户欢迎的汽车举升机，为汽车维修企业服务。12汽车举升机的设计特点（1）举升机台板降到下位时，与地面应尽可能在同一平面上，这样，既便于汽车驶上举升机，又使驶上台板的斜面长度尽可能短，节约车间的占地。（2）正确选择传动方式。经验证明机械传动的能耗为液压传动所需能耗的两倍。虽然液压式举升机的技术难度较大，但大多数零部件均可外购。（3）此升降台应具备结构简单、操作简单、使用方便，可有效改善维修人员的劳动条件和劳动强度。2剪叉式升降台的应用及其受力分析的讨论21剪叉式升降平台的三种结构形式通过分析气液动类的剪叉式升降平台机构特点，论述设计时应注意的问题及其应用范围。气液动剪叉式升降平台具有制造简单、价格低廉、坚实耐用、便于维修保养等特点，在民航、交通运输、冶金、舞台、汽车制造等行业逐渐得到广泛应用。本设计中主要侧重于小型家用液压式的升降平台。在设计气液动剪叉式升降平台的过程中，一般会考虑如下三种设计方案，如图21所示淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第3页共31页图21剪叉式升降台结构简图图中表示液动剪叉式机构升降平台的三种结构形式。长度相等的两根支撑杆AB和MN铰接于二杆的中点E，两杆的M、A端分别铰接于平板和机架上，两杆的B、N端分别与两滚轮铰接，并可在上平板和机架上的导向槽内滚动。图中的三种结构形式的不同之处在于驱动件液压缸的安装位置不同。图A中的驱动液压缸的下不固定在机架上，上部的活塞杆以球头与上平板球窝接触。液压缸通过活塞杆使上平板铅直升降。图B中的卧式液压缸活塞杆与支撑杆MN铰接于N处。液压缸驱动活塞杆控制平台铅直升降。图C中的液压缸缸体尾部与机架铰接于G处，活塞杆头部与支撑杆AB铰接于F处。液压缸驱动活塞杆可控制平台铅直升降。按照液压缸的安装形式，称图A的形式为直立固定剪叉式结构，图B的形式为水平固定剪叉式，图C的形式为双铰接剪叉式结构。直立固定剪叉式结构，液压缸的行程等于平台的升降行程，整体结构尺寸庞大，且球铰链加工负载，在实际种应用较少。水平固定剪叉式机构，通过分析计算可知，平台的升降行程大于液压缸的行程，在应用过程中可以实现快速控制升降的目的，但不足之处是活塞杆受到横向力的作用，影响密封件的使用寿命。而且活塞杆所承受的载荷力要比实际平台上的载荷力要大的多。所以实际也很少采用。双铰接剪叉式结构避免了上述缺点。结构比较合理，平台的升降行程可以达到液压缸行程的二倍以上。因此，在工程实际中逐渐得到广泛的应用。本设计就重点对双铰接剪叉式结构形式加以分析、论述。22双铰接剪叉式升降平台机构的位置参数计算由图22可知淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第4页共31页图22位置参数示意图21/2SIN1COSCLCLHLL（21）222COS2TCLTC（22）上式中H任意位置时升降平台的高度；C任意位置时铰接点F到液压铰接点G的距离；L支撑杆的长度；L支撑杆固定铰支点A到铰接点F的距离；T机架长度（A到G点的距离）；支撑杆与水平线的夹角；活塞杆与水平线的夹角；以下相同。将（22）式代入（21）式，并整理得22221/22HLTCLLCLTC（23）设00/,/CCHH代入（23）式得2221/2000022HTCLLLCLTC（24）淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第5页共31页在（24）式中，0H升降平台的初始高度；0C液压缸初始长度。双铰接剪叉式升降平台机构的运动参数计算图23运动参数示意图图中，FV是F点的绝对速度；BV是B点绝对速度；1是AB支撑杆的速度；1V是液压缸活塞平均相对速度；2V是升降平台升降速度。由图23可知1111112SINSINSINCOSCOSSINFFBBVLVVLVLVLLVLVVL21COSSINVLVL（25）23双铰接剪叉式升降平台机构的动力参数计算淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第6页共31页图24动力参数示意图图24中，P是由液压缸作用于活塞杆上的推力，Q是升降平台所承受的重力载荷。通过分析机构受力情况并进行计算，得出升降平台上升时COSCOSSINCOSTANTANSIN222COSSINCOSQLFLBFBBPBFBLF（26）升降平台下降时COSCOSSINCOSTANTANSIN222COSSINCOSQLFLBFBBPBFBLF（27）（26）、（27）式中，P液压缸作用于活塞杆的推力；Q升降平台所承受的重力载荷；F滚动摩擦系数；B载荷Q的作用线到上平板左铰支点M的水平距离。由于滚动轮与导向槽之间为滚动摩擦，摩擦系数很小（F001），为简化计算，或忽略不计，由（6）、（7）式简化为COSSINPLQL（28）淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第7页共31页24剪叉式升降平台机构设计时应注意的问题由式（25）和（28）可知当、增大时，21/VV值随之减小；当、减小时，P/Q值随之增大；在液压缸行程不变的情况下，升降平台升降行程会减小；反之，则会使液压缸行程受力增大。因此设计时应综合考虑升降行程与液压缸受力两个因素。在满足升降行程及整体结构尺寸的前提下，选取较高的、初始值。而且在整个机构中AB支撑杆是主要受力杆件，承受有最大的弯矩，所以应重点对其进行强度校核。25双铰接剪叉式升降平台机构中两种液压缸布置方式的分析比较已经简单的分析并讨论了双铰接剪叉式液压升降平台机构与其他两种机构的区别以及在实际应用中所存在的利和弊，但是在考虑各方面条件，如单作用液压缸、双铰连接、双支撑杆、相同的升降平台等都不改变的基础之上，将设计方案进一步优化。根据文献甘肃大学学报的有关液压缸驱动剪叉机构的运动学及动力学分析一章，可将液压缸下支点与剪叉机构的固定支点在同一侧，如图25。这种布置方式的优点是液压缸的有效行程比较短，这在台面升程范围比较大的场合较为适用。存在的问题是在剪叉机构折合后的高度H较小的情况下（即角较小），所需液压缸的推力将大大增加。在液压缸最高工作压力限定的情况下，这将使得所用的液压缸的直径增大，可采用两个直径较小的液压缸取代一个大直径的液压缸。液压缸布置在右侧时的活塞速度较液压缸布置在左侧时高，并且液压缸的活塞推力减小，这就可以选用直径较小的液压缸，有利于液压缸在剪叉机构中的布置，但带来的问题是液压缸的有效行程较长，如果台面升程范围不大，液压缸行程的增加也是有限的。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第8页共31页图25液压缸布置在左侧考虑到上图方案的举升高度达不到要求，所以增加其支撑杆的数量，双剪式升降台的整体机械结构如图26所示。图26整体机械结构3液压传动系统的设计计算31明确设计要求制定基本方案设计之前先确定设计产品的基本情况，再根据设计要求制定基本方案。以下列出了本设计剪式液压升降台的一些基本要求（1）主机的概况主要用途用于家用小型重型设备的起升，便于维修，占地面积小，适用于室外，总体布局简洁；淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第9页共31页（2）主要完成起升与下降重物的动作，任意高度停留，速度较缓，液压冲击小；最大载荷量定为2T，采用双液压缸控制联接组合支撑杆机构进行升降动作。最大起升高度略大于一人高度；（3）运动平稳性好；（4）人工控制操作，按钮启动控制升降；（5）工作环境要求不宜在多沙石地面、木板砖板地面等非牢固地面进行操作；（6）不宜在有坡度或有坑洼的地面进行操作，不宜在过度寒冷的室外进行操作；（7）性能可靠，成本低廉，便于移动，无其他附属功能及特殊功能。下面按照本设计的基本要求，进一步选择合适的布置方案。为了使举升机使用范围广泛，载荷更具有代表性，选取了大多数轿车的平均参数，相关参数是车自重18T，宽142M，高14M，轴距24M。为了便于维修人员在升降台底部维修，不仅要在升降高度方面要加以合理化，还要留有维修人员站立维修的位置。为此，可以选择采用双升降台同步举升并采用共同底板的方式以满足要求，此布置方案需要两个液压缸。为了增强其安全可靠性，可以设其总承载量为210009819600WN总，则平均每个升降台的承载量为29800WW/N总。这样平均每个液压缸承受的台面载荷仅为9800N。32制定液压系统的基本方案321确定液压执行元件的形式液压执行元件大体分为液压缸或液压泵。前者实现直线运动，后者完成回转运动。采用单活塞杆液压缸，齿轮泵，系统液压方案如图31所示。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第10页共31页图31液压传动原理图表31电磁铁动作顺序表工序电磁铁1YA2YA上升下降任意位置停留其工作过程分为三个阶段，分别为上升、下降和任意位置停留。上升按下电磁换向阀5的按钮，使1YA得电，液压油从油箱1经滤油器2、液压泵3进入电磁换向阀5的左腔，然后进入液控单向阀6、单向调速阀7、分流集流阀9，最后进入液压缸的下腔，将台板升起；下降按下按钮使电磁换向阀5的2YA得电，液压油流到5的右腔，进入液压缸的上腔，同时一部分油进入液控单向阀6的液控口，液压缸下腔的液压油在压力下回流，经分流集流阀9，背压阀8，液控单向阀6回油箱；任意位置停留在上升和下降的过程中，可以将电磁换向阀5断电，使其工作在中位，即可实现任意位置停留。此外，为节约能源，在升降台处于最高位置和任意位置停留时，可将带动液压泵3的电机停转，回油节能。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第11页共31页33确定液压系统的主要参数液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。331载荷的组成与计算首先，需要确定液压缸处于最大工作压力时的位置，通过上述的讨论，得知当液压缸与地面夹角为最小值时，也即支撑杆与地面夹角为最小值时，液压缸处于最大的工作压力状态下。根据轴距24M，将支撑杆的长度选定21M/根，共用16根。当液压缸下降至最低高度时（设此时支撑杆与地面夹角A0A）0A5，根据公式1TANTANLALA，得099。现在A值还是一个未知量，考虑到活塞杆与支撑杆的铰接点A又不能太靠近两支撑杆的铰接点B，否则将会在两处铰接点产生很大的应力集中，以致降低疲劳强度。因此，应选/3AL比较合适。这时将/3AL代入活塞杆推力与台面载荷重量关系式6COSSIN3SINPW，TAN2TAN，可得116PW，当平台处于最低位置05时，液压缸载荷P最大，P116W1169800N113680N，下面就根据载荷量来选取合适的液压缸。图32液压缸本图表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注于图上，其中WF是作用在活塞杆上的工作载荷，FF是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密封阻力。（1）工作载荷FW淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第12页共31页常见的工作载荷有作用于活塞杆上轴线的重力、切削力、挤压力等，这些作用力的方向与活塞的运动方向相同为负，相反为正。在实际工作过程中，由于载荷量较大，活塞自身的重力可以忽略不计，切削力与挤压力共同组成的外力即为工作载荷WF，在图3中，WFP。由于本设计按最大载荷量定为2吨来计算，所以每个液压缸113680NWFP。2导轨摩擦载荷FFRNFFGFFN1960N89100020FSFN980N89100010FAF（3）惯性载荷FAAFMA，VAT式中V速度变化量M/S；T起动或制动时间，一般机械00105S，对轻度载荷低速运动部件取小值，对重载荷高速部件取大值，行走机械一般取0515S；A加速度2/MS。初步选定速度变化量V016M/S，T06S，则VAT016060272/MS，2/2027270AFMATN。以上三种载荷之和称为液压缸的外负载F，即1136801960980270N116890NWFAFFFF工作台上升、下降时的外负载均为980113680N114660NFAWFFF。332初选系统压力液压缸的选择要遵循系统压力的大小，要根据载荷的大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不是很经济；反之，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定尺寸不太受淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第13页共31页限的设备，压力可选低一些，行走机械重载设备压力要选的高一些。按下表初步选取115MPAP。表31常用机械的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压机大中型挖掘机重型机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力MPA0802352881010182032333计算液压缸的主要结构尺寸（1）液压缸的相关参数和结构尺寸液压缸有关的设计参数见图33所示图33液压缸设计参数由图可知22212222211444FCFCDPFDDPFFFPDDDPP式中214AD无杆腔活塞有效工作面积；2224ADD有杆腔活塞有效工作面积；1P液压缸工作腔压力；2P液压缸回油腔压力，初算时无法准确计算，一般可以按表32估算；淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第14页共31页D活塞直径；D活塞杆直径；F工作循环中最大的外负载；FFC液压缸密封处摩擦力，它的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率CM进行估算。FCCMFFF式中CM液压缸的机械效率，一般CM09097。所以，液压缸在工作中的最大外负载为113680N119663N095WCMFF。表32执行元件背压的估计值系统类型背压2P（MPA）中低压系统08MPA简单系统和一般的调速系统0205回油路带调速阀的系统0508回油路带背压阀0515采用带补液压泵的闭式回路0815中高压系统816MPA同上比中低压高50100高压系统1632MPA如锻压机械等可忽略不计在这里取背压力值23MPAP。在本设计中，液压缸不存在受拉的状态，所以只考虑其收压。用公式须事先确定1A与2A的关系，或是活塞杆径D与活塞直径D的关系，令杆径比D/D，其比值可按表33选取。表33液压缸内径D与活塞杆直径D的关系工作压力MPA50507070D/D050530620707这里选取D/D07。由以上各式可求得淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第15页共31页62221144119663M109MM3314151009511071115CMFDPDPPD，则可以求出0707109MM763MMDD，液压缸的直径D和活塞杆径D的计算值要按国家标准规定的液压缸的有关标准进行圆整。按照机械手册中工程液压缸的技术规格表可以选择圆整后的参数缸内径100MM，活塞杆70MM。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式MINMINMINQAV，式中MINQ流量阀的最小稳定流量，一般从选定流量阀的产品样本中查得；MINV液压缸的最低速度，由设计要求给定；可得32220510CM052CM9610A式中MINQ是由产品样本查得力士乐系列调速阀的最小稳定流量为05L/MIN。本方案中调速阀是安装在进油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸无杆腔的实际面积，即222210CM785CM44AD，可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。（2）计算在各工作阶段液压缸所需的流量2230196M/MIN75L/MIN44QDV上升上升，222230100796M/MIN38L/MIN44QDDV下降下降。334确定液压泵的参数（1）确定液压泵的最大工作压力1PPPP，式中1P液压缸最大工作压力；P从液压泵出口到液压缸入口之间的总的管路损失，初算可按经验数据选取管路简单、流速不大的取0205MPA；管路复杂，进油口有调速阀的，取0515MPA，这里取05MPA。即11505MPA155MPAPPPP。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第16页共31页（2）确定液压泵的流量PQMAXPLQKQ式中PQ液压泵的最大流量；MAXQ同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时溢流阀正在工作，尚需加溢流阀的最小溢流量23L/MIN；LK系统泄漏系数，一般取LK1113，现取LK12。MAX12275L/MIN180L/MINPLQKQ（3）选择液压泵的规格根据以上算得的PP和PQ再查阅有关手册，现选用CBQ型齿轮泵，具体如下表34CBQ型齿轮泵相关参数型号排量（ML/R压力MPA转速R/MIN特点生产厂额定最高额定最高CBQ型2063202520003000铝合金壳体，可作双联泵合肥液压件厂（4）选定电动机根据上升和下降两种相同工况下的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。式中0607，同时还应注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率点时不致停转，需进行验算，即2BPNPQP式中NP所选电动机的额定功率；BP齿轮泵的最大压力；PQ压力为BP时，泵的输出流量。计算上升时的功率，上升时的外负载为114660N，由上式可得155150KW55KW6007PPQP上升淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第17页共31页下降时的功率为15576KW28KW6007P，查阅电动机产品样本，选用Y200L22型电动机，其额定功率为56KW，额定转速为2950R/MIN。经验算，所选电动机满足式31，拐点处能正常工作。335液压元件的选择本液压系统采用力士乐系列的阀，查阅相关手册，选定液压元件如表35所示。表35液压元件明细表序号元件名称元件型号通过流量（L/MIN）1油箱BEX400/2滤油器XUB32X1001003液压泵CBQ1894溢流阀DBDA152505三位四通电磁换向阀4WE101806液控单向阀SL25301507单向调速阀MSA30EP1708背压阀DBDA152509分流集流阀FLJLB20020010压力表开关MS2A20B180120336管道尺寸的确定油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。本系统主油路上升时流量为150L/MIN，压油管的允许流速取5M/SV，则内径D为46/46150/5MM25MMDQV；吸油管的允许流速为4M/SV，下降时流量为76L/MIN，则吸油管内径D为20MM，综合考虑，进回油管的内径均取16MM。337油箱容量的确定本设计为中高压液压系统，液压油箱有效容量按泵的流量的612倍来确定，查阅相关手册，选取油箱型号为BEX400，容量为160L。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第18页共31页34液压系统的验算已知该液压系统中进、回油管的内径均为16MM，各段管道的长度分别为AB03M，AC17M，AD17M。选用LHL32液压油，考虑到油的最低温度为15，查得15时该液压油的运动粘度为2150CST15CM/SV，油的密度3920KG/M。341压力损失的验算1工作进给时进油路压力损失。运动部件工作时的最大速度为96M/MIN，进给时的流量为150L/MIN，则液压油在管内流速1V为3122415010CM/MIN74642CM/MIN1244CM/S314164QVD管道流动雷诺数1ER为11124416132715EVDRV12300ER，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数1175750061327ER。进油管道BC的沿程压力损失11P为2211111203179201244006PA05MPA216102PLVD查得电磁换向阀的压力损失12005MPAP，液控单向阀压力损失13003MPAP，单向调速阀的压力损失14003MPAP，分集流阀的压力损失15005PMPA，忽略油液通过管接头、油路板、压力表等处的局部压力损失，则进油路总压力损失1P为1111213141505005003003005MPA066MPAPPPPPP。2工作进给时回油路的压力损失。由于选用单活塞杆液压缸，且液压缸有杆腔的工作面积为无杆腔的工作面积的二分之一，则回油管道的流量为进油管道的二分之一，则226221666315EVDRV，227575011663ER，回油管道的沿程压力损失21P为222221220317920622011PA024MPA216102PLVD，查得电磁换向阀的压力损淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第19页共31页失22005MPAP，则回油路总压力损失2P为22122024005MPA029MPAPPP3齿轮泵出口处的压力PP46622141/119663/09540035100291010066MPA168MPA78510CMPFAPPPA上述验算表明，无需修改原设计。342系统温升的验算在整个工作循环中，主要考虑工进时的发热量。由于该升降台的上升和下降可认为是匀速运动，并以此进行分析。960CM/MINV时2230196M/MIN75L/MIN44QDV此时泵的效率为07，泵的出口压力为168MPA，则有16875KW30KW6007P输入239601146601010KW18KW60PFV输出此时功率损失为3018KW12KWPPP输入输出假定系统的散热状况一般，取321010KW/CMK，油箱的散热面积A为33222200650065160M18MAV系统的温升为312101018PTKA67验算表明系统的温升在许可范围内。35液压缸主要零件结构、材料及技术要求351缸体（1）液压缸壁厚和外径的计算淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第20页共31页液压缸的内径D与其壁厚的比值/10D的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒机构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算2YPD式中液压缸壁厚；D液压缸内径；YP试验压力，一般取最大工作压力的（12515）倍；缸筒材料的许用应力。其值为锻钢110120MPA；铸钢100110MPA；无缝钢管100110MPA；高强度铸铁60MPA；灰铸铁25MPA。根据上式，可得16812501M10MM2100，结合经验，取10MM。液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外径1D为12DD，取1120MMD。（2）液压缸工作行程的确定当平台处于最低位置05时，此时活塞杆应处于完全收缩状态，液压缸的长度为最小值MIND，22MIN2COS21416MMDALAL，平台的高度2SIN22100SIN5MM366MMHL。再计算一下平台上升的最大高度，这里设上升至最大高度的30，计算得出最大高度21MH。此时活塞杆伸长至22MAX2COS21852MMDALAL。当活塞杆处于完全收缩状态时，液压缸的长度就等于MIND，选定液压缸长度为1416MM。计算其行程MAXMIN18521416MM436MMSDD，查表取500MM。3缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度T按强度要求可用下面两公示进行近似计算。无孔时20433YPTD淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第21页共31页有孔时22200433YPDTDDD式中T缸盖有效厚度；2D缸盖止口内径；0D缸盖孔的直径。将2120MMD，080MMD，168MPAYP，100MPA带入以上各式，得前缸盖37MMT，后缸盖21MMT。4最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H成为最小导向长度，如图34所示。对一般的液压缸，最小导向长度H应满足一下要求202LDH式中L液压缸的最大行程；D液压缸的内径。活塞的宽度B一般取0610BD；缸盖滑动支承面的长度1L，根据液压缸内径D而定；当80MMD时，取10610LD；当80MMD时，取10610LD。将500MML，100MMD带入上式，得75MMH，06100MM60MMB。为保障最小导向长度H，若过分增大1L和B都是不适宜的，必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。5缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度应不大于内径的2030倍。6缸体与缸盖的连接形式采用外半环连接，其优点为结构较简单，加工装配方便。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第22页共31页7缸体的材料（45钢）液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管，灰铸铁，球墨铸铁，铸钢等。因20号钢的机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采用焊接性能比较好的35号钢，粗加工后调质。一般情况下，均采用45号钢，并应调质到241285HBW。352活塞1活塞与活塞杆的连接结构采用螺纹连接，特点为结构简单，在振动的工作条件下容易松动，必须和锁紧装置配套使用，应用较多。2活塞的密封活塞与缸体的密封结构，随工作压力、环境温度、介质等条件的不同而不同。结合本设计所需要求，采用O型密封圈密封比较合适。3活塞的材料液压缸常用的活塞材料为耐磨铸铁、灰铸铁（HT300、HT350）、钢及铝合金等，这里采用45号钢。353活塞杆1端部结构活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构，为了便于拆卸维护，可选用单耳环结构。2活塞杆结构活塞杆有实心和空心两种，实心活塞杆的材料为35、45号钢；空心活塞杆材料为35、45号无缝钢管。本设计采用实心活塞杆，选用45号钢。354活塞杆的导向、密封和防尘（1）导向套导向方式备注说明缸盖导向减少零件数量，装配简单，磨损相对较快导向套导向管通导向套可利用压力油润滑导向套，并使其处于密封状态可拆导向套容易拆卸，便于维修。适用于工作条件恶劣、经常更换导向套的场合淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第23页共31页续表球面导向套导向套自动调整位置，磨损比较均匀由于本设计是举升机，主要用于车辆的维修，在工作过程中液压缸伸缩的次数相对较少，所以磨损程度也相对较少。为了减少零件数量，降低成本可以采用缸盖导向的导向方式。活塞杆的密封与防尘这里仍采用O型密封圈，材料选择薄钢片组合防尘圈，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/F9选取。355液压缸的排气装置排气阀用于排除液压缸内的空气，使其工作稳定。通常将排气阀安装在液压缸的端部，常用的排气阀结构尺寸如图35其余技术要求锥面热处理硬度材料3标记排气塞图35排气阀结构4台板与支撑杆的设计计算台板位于升降台的最上部，是支撑件的组成部分。汽车能够在升降台上平稳的停放就是台板起了关键的作用。在进行维修作业之前首先得驶上台板。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台支撑杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作，下底板也如此。根据上面汽车尺寸参数，确定台板的长度为2600MM，宽度450MM，材料采用热轧钢板。其形状见图纸。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台支撑杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作。支撑杆是升降台最主要的举升部件，是主要的受力机构。对其设计的成功与否关系到整个设计工作的成败，选材45号钢，热轧钢板。支撑杆的外形图如图41所示。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第24页共31页图41支撑杆示意图41确定支撑杆的结构材料及尺寸对支撑支撑杆进行受力分析首先定义每根杆的名称编号，如图42图42支撑杆编号对于杆3、杆4的活动铰联接在水平方向上除了摩擦力没有其它外力，所以可以忽略不计，现在只考虑其竖直方向上的受力就可以了。经过分析杆3的受力情况如图43所示图43杆3受力示意图下面分别绘制杆3的弯矩图和轴力图，如图44和图45所示。经力学分析，当升降台处于最低位置，5时，所受弯矩最大。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第25页共31页图44杆3弯矩图由图可知，杆3在B点所受弯矩最大，即当升降台处于最低位置，5时，所受弯矩最大，即9800215NM25627NM88MAXWLMCOSCOS当升降台处于最高位置，30时，轴向力最大。图45杆3轴力图980030N1225N44NWFSINSIN。杆4受力情况同杆3。下面再分析一下杆1，对杆1作受力分析，如图46。图46杆1受力示意图淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第26页共31页对D点做力矩分析42223AXWWLPLFLSINLCOSCOSSIN，可得29406NAXF。计算弯矩，由上图可转化成下图（图47）来分析图47根据上图条件做出杆1的弯矩图，如图48。图48由此图可知，杆1的最大弯矩在C点。经计算当5时，RCF有最大值，即有最大弯矩，同样此时也拥有最大的轴向力（见图410）。首先将5，W9800N，116PW，代入以上各式（图47），求得的值如图49（单位N）图49则2121243114881421NM5112NM3636MAXABMRRL。计算轴向力，作出杆1的轴力图，如图410淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第27页共31页图410经分析计算，BC段受到的轴向压缩最大，29141NBCF。由于刚刚计算出的杆3与杆4的最大弯矩和最大轴向力都小于杆1的值，故不计算杆3、杆4的应力。计算杆1该状态下的应力，设支撑杆横截面积ABH，如图411图411则该状态下C截面的强度条件为MAX,BCSMFWAN式中支撑杆的实际工作应力；材料许用应力；S材料的极限应力，对于45号钢，为340MPA；N安全系数，一般为大于1的值，这里取N2。根据经验初选01MH。由此式可以看出弯矩对工作