山茶采摘平台升降机构结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 山茶采摘平台升降机构结构设计 摘 要 ： 山茶采摘平台机械结构设计的主要目的是提高采摘的工作效率，降低人工作业的工作强度，实现对果实成熟时采摘的机械化，智能化。本系统利用先进的机械化来替代繁重且低效益的农业生产方式，通过科学的方法使农民的采摘作业更有效率，从而达到节省劳动力促进生产的目的。 关键词 ： 采摘平台；剪叉式液压升降平台；液压缸；山茶 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - of of of is to to to of to of of to to 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 1 前言 研究目的及意义 中国是农业大国，作为国民经济基础的农业，其发展水平和劳动生产效率的高低 , 决定了它为其他 部门提供剩余产品和劳动力的数量 , 从而制约了这些部门的发展规模和速度。 一直以来，采摘作业的效率提高问题已成为农业经济发展需突破的瓶颈问题之一，目前在国内，果实采摘的成本普遍比较高，效率也低， 人工采摘制约了各地生产效率的提高。在各地的采摘作业基本上还是手工完成 ,随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也将提高。因此推广发展机械化收获采摘技术和研究显得尤为重要 。 尤其在大力推进科学发展观并实行新农村建设的今天。因此用先进的机械化来替代繁重且低效益的农业生产方式就成为了当今新农村建设的重要内容，从而实现我国农业的现代化 1。 中国农户种植规模小，家家户户购买农业机械不经济，也没有必要，因此发展农机社会化服务显得尤为重要。 山茶采摘平台升降机构设计的主要目的是提高采摘的工作效率，降低人工作业的 工作强度，实现对果实成熟时采摘的机械化，智能化。山茶采摘液压升降平台利用先进的机械化来替代繁重且低效益的农业生产方式，通过科学的方法使农民的采摘作业更有效率，从而达到节省劳动力促进生产的目的。 我们生产力的不断加大，生活的不断改善，对升降机的需求也就在不断的增多，生活中的每个角落升降机的应用都会给我们带来客观的利益。 液压升降机不论是在工业生产还是我们的日常生活中都有着重要的作用。给我们带来的利益是非常的多。升降机的功能特色是非常多的，在我们生活中我们在很多的商务大厦都会用到电梯，升降机就如电梯的性能大同小 异，我们在使用升降机的时候也可以针对自己的需求对升降机进行设置。 液压升降机在我们生产中的应用已经非常的普遍了，而且在我们生产中有着重要的作用，尤其是货物高空操作。现在经济不断的发展，顺应社会的需求，生产力不断的加大，而且现在高空操作也是比较多的，所以升降机在我们进行高空操作的时候就给我们带来了重要的作用 2。 国内外研究现状 现今国内外工业机械上的升降机构四处可见，但是在农业中很少得到合理利用。由于山茶采摘升降机构的特殊性及其使用对象的单一性，目前国内还没有得到有效的发展。在国外， 不 少大型农机企业看准中国巨大的农机市场，与中国有关部门和企业合作，在中国开拓事业，许多农业机械化上，取得了双赢的佳绩。比如番茄采摘机、纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 葡萄采摘机等。国内一些大型企业，不断学习了国外的先进经验和技术，加大技术改造和升级换代力度，推进了国产农业机械化产品质量的提高。为鼓励大型农业机械的进口，国家还制定了优惠进口税收政策。在中国举办类似于今天的展览会，也是农机界加强国际交流与合作的重要形式，我们积极支持这类活动在中国开展。 国内的机械化采茶的效率依旧很低，中小型茶农也很难购买国外的该类机器，即使有能力购买采摘机，高 昂的使用维护成本会使茶农的种植收益大打折扣。针对以上状况，本文主要以山茶采摘平台作为研究对象，目标是提高采摘工作效率，降低茶农成本，提高利润 3。 以全国性跨区机收小麦为标志，中国的农机作业向市场化、社会化服务发展。从那以来，中国有关部门大力配合，利用从南到北小麦收获的时间差，组织开展了联合收割机跨区机收小麦作业 , 使 联合收割机使用时间从平均每年 7 10 天增加到一个多月，提高了联合收割机的利用率，即满足了农民的机械化收割要求，也提高了购机者效益，促进了小麦机械化水平的提高和联合收割机保有量的增加。 改革 开放三十年以来 ,我国城市建设发展突飞猛进，有利的带动了我国升降机产业的发展 ,升降机做为人们出行的垂直交通工具已经随处可见。 1978年，党的十一届三中全会作出了实行改革开放的重大决策。我们从独立研发、生产、安装升降机阶段发展到引进外资开办升降机厂，大批合资升降机企业拔地而起。如： 1980 年 7 月 4 日创建的中国迅达升降机有限公司，这是我国改革开放以来机械行业第一家合资企业。该公司的建立在中国升降机行业相继掀起了引进外资的热潮；引进外资，合作办厂不仅有利于我国本地升降机行业的进一步发展，对于推动我国城市发展建设也 有重大深远的影响。从自 1979年至今升降机的产量有了飞速的增长，不仅如此，产品的结构也发生了明显的变化。随着大批升降机企业的创建，我国升降机行业在技术、管理也不断规范。 近 20 年世界工程升降机行业发生了很大变化。 野轮胎升降机 )和 地面升降机 )产品的迅速发展，打破了原有产品与市场格局，在经济发展及市场激烈竞争冲击下，导致世界工程升降机市场进一步趋向一体化。目前世界工程升降机年销售额已达 75亿美元左右。升降机制造业中的联合之风与汽车业很相似，在汽车行业中，通用汽车、福特、雷诺、宝马、梅赛德斯、大 众等大公司都走上了联合之路，这两个行业的世界市场已日趋一体化。多数厂商在争夺上述市场的同时，还努力扩大产品系列。格鲁夫公司的汽车升降机和 品具有竞争优势，购买克虏伯公司后，在 品方面也颇具实力，该公司还准备生产履带式升降机。纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 行业居支配地位，但也希望在其他升降机产品领域取得相同影响力。 在国内市场萎缩情况下，日立建机于 1999年 2月宣布，将再次考虑扩大流动式升降机生产与销售领域与多田野的合作。而多田野公司则希望能拥有一家美国制造基地，但目前时机尚未成熟。拥有多种类型产品可 使收入多样化。特雷克斯公司既经营采矿设备又经营起重搬运设备，起重搬运设备包括 品、汽车升降机、履带式升降机、塔机等。林克 贝尔特公司基于其生产挖掘机的经验，成为首先将液压技术应用于桁架臂式升降机的厂商之一。很多公司既生产挖掘机，也生产流动式升降机、集装箱搬运升降机和塔式升降机，且各企业均为单独实体 4。 研究内容 本设计对象为山茶树，山茶树的高度大约是 2 到 3米， 胸径可达 2430 厘米， 树冠最大半径大约为 2 米，呈三角形 。常年在连绵叠嶂的群山之中天然孕育。油茶是我国南方特有的木本油料树种， 世界四大木土食用油树种，南方 15 个省区有自然分布，现有面积约 6000 万亩，油茶分布在低纬度， 低海拔茶油土层深厚的低山丘陵地区 。 专家称之为 “天赐中国 ” 、 “油中之王 ”。油茶树 10 月开花后直到次年 10 月间果实方能成熟，因此，油茶树会有罕见的花果同株现象。民间因此对山茶树有 “抱子怀胎 ”的美誉。山茶果成熟周期长，从开花到果实成熟历经春、夏、秋、冬将近七季的云雾滋养，吸尽天然精华，确属人间奇珍。开花早，花期长，花大、多、艳，古人把它和红梅、迎春、水仙称为 “雪中四友 ” 5。 山茶果实为蒴果，多为椭圆形、有细毛。种子 多为黄褐色，有光泽，三角状。俗称油茶籽，呈球形、桃形，可提炼重要的天然绿色有机保健食用油 是一种纯天然绿色保健食品。全国年产量有 20万吨左右，极其珍贵。 山茶采摘机械化成为农业自动化发展的必然趋势 6。 2 升降机构的选择及其设计计算 工艺参数及工况分析 本设计的相关工艺参数为： (1)升降行程： 2m (2)最大负载： 500山茶采摘升降平台是采用剪叉式液压升降机构， 利用 液压泵把液压能转换为机械能来 驱动 的剪叉式液压升降平台 。利用 遥控 车的 运动 ，使升降机有更好的灵活性和机 动性 ， 使高空作业的效率更高。 剪叉式升降机 结构紧凑，采用新型优质型锰钢，强度高，重量轻，升降速度快，工作台既可升高又可水平延伸。该高空作业平台 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 高山茶采摘效率有显著的效果，且易于操作，适应性强。 山茶树高度大约为 3m，地盘与人的上半身达到 机构提供 2茶种植地处于小山坡，所以采用履带式轮，可以适应较困难的斜坡。 采摘平台升降机构方案确定 剪叉式液压升降平台具有制造容易、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、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，一般我们会考虑如下三种设计方案，如下图所示： 图 1 结构简图 中表示气液动剪叉式升降平台的三种结构形式。长度相等的两根支撑杆 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 中的驱动液压缸的支点不固定在机架上，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 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 接于 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，且球铰链加工复杂，在实际种应用较少。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 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 7。 升降机构机械结构的确定 通过几种机架结构形式的选择，最后选择具有强度和刚度高、制造周期短、重 量轻、成本较低以及具有搬运方便等优点的剪叉式升降结构，由于主机的结构特点，通过选择比较，采用 。 双铰接剪叉式升降平台机构的位置参数计算 由下图可知 图 2 位置参数示意图 1 / 2s i n (1 c o s ) ,C L C （ 1） 2 2 2()c o s ;2T C （ 2） 上 式中： H 任意位置时升降平台的高度； 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - C 任意位置时铰接点 的距离； L 支撑杆的长度； l 支撑杆固定铰支点 的距离； T 机架长度（ A 到 活塞杆与水平线的夹角。 以下相同。 将（ 2）式代入（ 1）式，并整理得 2 2 2 2 1 / 2 1 ( ) 2H L T C lC l T C。 （ 3） 设00/ , / ,C C H H代入（ 3）式得 2 2 2 2 1 / 200() 1 ( ) 2H T C l T C 。 （ 4） 在（ 4）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 3 运动参数示意图 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 图中， 点的绝对速度； B 点绝对速度；是 撑杆的速度； 液压缸活塞平均相对速度； 升降平台升降速度。由图 3 可知： 1111112,s i n ( ) s i n ( ) ,s i n ( )c o sc o s ,s i n ( ) 21c o ss i n ( )V 。 （ 5） 在（ 5）式中， 1V 液压缸活塞平均相对运动速度； 2V 升降平台升降速度； 支撑杆与水平线的夹角。 以下相同 8。 双铰接剪叉式升降平台机构的动力参数计算 图 4 动力参数示意图 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 图 4 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（过程省略）得出： 升降平台上升时 c o s c o s s i n c o s t a n t a n ( ) ( ) s i n ( ) 2 2 2 c o s s i n c o f L b f b bP b f 升降平台下降时 c o s c o s s i n c o s t a n t a n ( ) ( ) s i n ( ) 2 2 2 c o s s i n c o f L b f b bP b f b 以上两式中， 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（ f=,为简化计算，或忽略不计，以上两式简化为 9： c o ss i n ( ) 。 （ 6） 剪叉式升降平台机构设计时应注意的问题 由式（ 5）和（ 6）可知：当 、 增大时， 21/ 、 减小时，P/Q 值随之增大。在确定整体结构值随之减小；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 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。 液压缸可采用单作用缸也可以采用双作用缸，不过要看具体情况。一般我们都采用单作用柱塞缸，因为采用这样的缸比较经济，而且总体泄漏量少，密封件寿命长。采用单作用柱塞缸时考虑到在空载荷时，上平板的自 重应能克服液压缸活塞与缸体间的密封阻力。否则，会导致升降平台降不下来。 如某自动生产线上，需设计一种升降平台，要求升降平台最大升降行程应大于620降平台面最低高度应小于 300大承重载荷 1150据实际使用要求，我们选取了单作用柱塞缸式液压缸。纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 0C=595大行程20降机构尺寸：升降台面最低高度0H=281架长度 T=1200;支撑杆长度 L= 按照上述尺寸，结合以上公式分别对双铰接剪叉式和水平固定剪叉式两种结构形式进行了计算。计算结果见表 1、表 2 和统计图（其中滚动摩擦忽略不计）。水平固定剪叉式结构公式如下： 1222()H L T S （ 7） 12t a n c o sP 其中， S 液压缸的实际行程， T 机架长度（ A 点到 G 点的距离） 表 1 双铰接剪叉式结构计算计算结果 H h P/Q h/S 0 81 0 40 0 20 60 00 40 80 20 2 水平固定剪叉式结构计算结果 H h P/Q h/S 0 81 0 40 0 20 60 00 40 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 280 20 计算结果可以看出：在整体结构尺寸相同、液压缸行程相同的前提下，作用在液压缸活塞杆上的最大推力平固定剪叉式结构大于双铰接剪叉式结构；升降台最大行程 铰接剪叉式结构大于水平固定剪叉式结构。 由于采用了双铰接剪叉式结构液压升降平台，在设备安装时避免了挖地坑，不仅节省了费用，还给以后了设备维护和检修带来方便。 综上所述，气液动双铰接剪叉式结构液压升降平台整体尺寸较小，结构简单、紧凑，节省投资；可获得缸 体二倍以上的升降形成；非常适合于空间尺寸小、升降行程大的场合，是一种值得推荐使用的升降机构 10。 剪叉式升降平台机构中两种液压缸布置方式的分析比较 刚刚我们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柱塞式液压缸、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，能否将设计进行进一步的优化呢？ 为证明这一点，我们可以从该机构的布置方式考虑，将结构略改动一下。 从直观的角度分析考虑，如下图： 杆1杆2图 5 结构示意图 们可以从图 5上看出，液压缸的尾部是连接在右侧支撑杆活动的区域的，液压缸的头部是连接在杆 1的右端（偏向杆 1的活动铰连接）。因此，我们针对实际升降台剪叉机构中液压缸常用的布置方式存在的问题，提出了另一种相对布置方式，将液压缸布置在与之相对称的左侧，即与剪叉机构的固定支点在同一侧，来进一步分析讨论。利用瞬时速度中心法和虚位移原理，推导出这两种布置方式液压缸活塞运动速度与台面升降速度的关系式及活塞推力与台面荷重的关系式，并对两种布置方式进行了分析比较，指出了它们各自的优缺点以及适用场合。纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 几何、运动和动力参数的对比计算和液压缸结构参数的合理选择。 液压缸驱动的剪叉机构在各种升降台中广泛应用，因安装的空间不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液压缸在剪叉机构内的布置要受到折合后高度的约束。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，得知在这种布置方式的情况下，如图 11： 图 6 左侧液压缸 压缸活塞运动速度与台面升降速度的关系式为 22 2 c o s 2 s i n ( )2 c o s ya l a （ 8） 活塞推力与台面荷重的关系式为 2 c o ss i n ( ) s i n ( ) （ 9） 式中， 1 1 1s i n , t a n t a n , s i n ( s i n 2 )2h l a al l a d 。以上两式的推导基于工程中常用的液压缸布置方式，即液压缸下支点与剪叉机构的固定支 点在同一侧，如上图。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 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，以致在折合后的剪叉机构中难以布置；或采用两个直径较小的液压缸取代一个大直径的液压缸，不过这将增加一对液压缸的支座，同时带来机械加工、液压缸安装以及液压系统的复杂性，加大了整个装置的成本。 为了解决以上 提出的问题，可考虑将液压缸反向布置（即采用第一种设计方案），计算一下该方案的有关参数再将两者作以比较。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 这里仍用瞬时速度中心法来求解活塞运动速度。杆上点、点的瞬时转动中心为 ： 图 7 右侧液压缸 ()l a台面升降速度： c o s 2 c o v l 点的运动速度： ()2 co s a 活塞运动速度： ( ) s i n ( )c o s 2 c o sA l （ 10） 式中，11 ( ) s i ns i n , t a ) c o sh l l a 依据虚位移原理有： ( ) 00i x i i x i i x ix p y p WF x F y F zP x P y W y （ 11） 由图 2分析可得： c o s , s i n( ) c o s , ( ) s i n , 2 s i p P Px l a y l a y l 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 经变分后： ( ) s i n( ) c o s2 c o l ay l 代入式（ 4），整理后得活塞推力： 2 c o s( ) s i n ( ) （ 12） 式（ 10）和式（ 12）的正确性可以用机械能守恒原理来证明，即 v W 将式（ 12）与式（ 11）进行比较，再 , , , , , yl a W v 各参数都相同的条件下，显然，液压缸布置再右侧时的推力较液压缸布置在左侧时小；而式（ 10）与式（ 8）比较，则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。可见，活塞推力的减小是以活塞速度的提高为代价换 来的。 液压缸布置在剪叉机构的右侧，使得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；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 12。 实例计算 表 3 液压缸各分布位置数据结果 of in 参 数 液压缸布置在左侧 液压缸布置在右侧 杆 角 1压缸倾角 1 ( ) s i nt a n( ) c o a e 1 ( ) s i nt a n ( ) c o l a 起始角 0 /( ) 始角 0 /( ) 始活塞速度 0v 起始活塞推力 0P 止角( ) 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 终止角 ( ) 塞有效行程 L/53 365 根据以上分析结果，结合实例进行对比计算，两种布置方式主要参数计算结果见上表： 剪叉机构的结构尺寸： h=400 1200mm,l =2000mm,a =535mm,e =770mm,f =3210从统计表中的数值比较可以看出，液压缸在剪叉机构中的布置方式对其运动参数和动力参数有着较明显的差异。当起始角为最小值 0 、 0 时，活塞推力为最大值 0P 。在台面荷重 压缸布置 在右侧时的推力明显小于液压缸布置在左侧时的情况，两者的比值为 活塞的有效行程 在左侧时增加了 112果载荷量不是很大的话（即载荷量 W这时可以考虑采用左侧的布置方案，因为这样可以缩短液压缸的伸长长度。如果伸长度过大的话，不仅在材料上会有所浪费，而且在长期承受载荷的同时也会相应的增大液压缸及活塞部分的弯曲应力。综合以上考虑，可以初步设想采用液压缸布置在左侧的方案。而该方案中活塞起始的速度小于液压缸布置在右侧时的速度，两者比值 / =了弥补在速度方面的不足，以及减小举升及整体的体积，可以考虑采用双级支撑杆共同举升平台以达到提升速度的目的。如图 8所示： 图 8 双级支撑杆升降结构 转换过程如图所示 ,将两根支撑杆的右侧部分折合到左侧，产生四根相对比较短的支撑杆，即可达到目的 14。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 按照本设计液压缸初始长度 1200大行程 000降机构尺寸：升降台面最低高度 00机架长度 T=2600撑杆长度 L=如下图 9： 图 9 参数转化过程 升降机构液压系统的设计计算 该液压系统的负载与运动分析 要求设计的剪叉式液压升降平台实现的工作循环是：慢速上升 保压 快速回程 停止。主要性能参数与性能要求如下：剪叉式升降机的液压缸负载000N，慢速上升速度 0mm/s=s，快速回程速度 00mm/s=s，升降机的升降行程 ，液压系统执行元件选为液压缸活塞杆。液压缸采用 封圈，其机械效率 。 液压系统主要参数的确定 工作压力 1p 确定 初选工作压力为 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 液压泵流量计算 剪叉式升降机液压系统主缸的最大负载为 5000N，主缸无杆腔的面积21 615000 0 . 0 1 10 . 9 1 0 . 5 1 0 。 主缸内径 114 4 0 . 0 1 1 0 . 1 1 8 参考简明设计手册，按 2348标准值 200D 15， 根据快速下降与快速上升进的速度比确定活塞杆直径 d: 22250 2 . 520V d 快上快下155d ，取标准值 d=160压缸无杆腔的面积 22 2* 0 . 2 0 . 0 3 144D m液压缸有杆腔的面积 22 2d * 0 . 1 6 0 . 0 2 044 m液压缸在工作循环中升降阶段 的压力和流量计算： 311* 0 . 0 2 * 0 . 0 3 1 0 . 0 0 0 6 2 3 7 . 2 m i nq v A m s L 工进 332* 0 . 0 5 * 0 . 0 2 0 0 . 0 0 1 6 0 m i nq v A m s L 快退 拟定液压系统图 选择基本回路 （ 1）调速回路 因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。为有较好的低速平衡性和速度负载特性，可选用调速阀调速。 （ 2）换向回路 为了换向平稳，选用三位四通电磁换向阀，并使用中位 O 型机能，各油口全部封闭，缸两腔封闭，系统不卸荷。液压缸缸充满油，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起的液压冲击较大，换向位置 精度高，并实现保压。 （ 3）压力控制回路 系统在工作状态时定量泵的工作压力由溢流阀调整，对液压泵起到保护作用 16。 回路合成 对选定的基本回路在合成时，有必要进行整理、修改和归并。具体方法为： （ 1）防止工作进给时液压缸进油路、回油路相通，需接入单向阀 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - （ 2）要实现控制板控制回路，必须在进油路、回油路上各阀接到控制板上 合并后完整的液压系统如下图 10： 图 10 液压系统原理图 0 运动机理分析 按下电源按 钮，电动机开始预热，进行空载。按下启动按钮按下上升按钮，二位四通换向阀阀 7左位运行，压力油通过单向控制阀 8、单向调速阀 9，进入液压缸 10，平台开始缓慢上升。达到合适高度后，再按下上升按钮，阀 7 中位运行，进行保压，工人开始采摘。采摘完成后，按下下降按钮，压力油使单向控制阀 8 打开，二位二通换向阀 11右位工作，液压缸进行快速回程。 表 4 液压升降系统工作过程图 进 + + - - 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 快退 + - + + 停止 - - - - 液压元件的选择和设计 液压泵的选择 (1）由前述计算可知，液压缸的最高工作压力出现在加压压制阶段 P ，因液压泵出口到液压缸的有压力损失，m a x 0 . 5 50 . 9 1 P a。 故：泵的最高工作压力为 2）液压泵的最大供油量 液压缸最大输入流量计算： 60 / m 取泄漏系数 ，则 1 . 1 6 0 6 6 m i (3）根据上述计算，查手册，选用规格为 齿轮泵，排量为 80 /V ml r ，额定转速为 1 4 5 0 / m ，额定流量为9 8 m 取总效率为 ，则驱动泵所需功率为 2 . 5 9 8 . 6 4 . 86 0 0 . 8 5 w 电动机的选择 根据泵所需功率，按 9619取 电动机。其额定功率为12P ,额定转速为 1 4 7 0 / m ，按所选电动机的转速和液压泵的排量，计算出液压泵的最大理论流量 1 4 7 0 / m i n 9 8 . 6 / m i n 1 4 4 . 9 4 / m i n V r m L L 。大于实际所需的最大流量 66L/满足使用需要 17。 阀类元件及辅助元件 根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量可选出这些辅助元件的型号及规格，结果见下表 5。 油管元件 各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算，由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进出流量已与已定数值不同，当油液在压力管中速度取 5m/教材 72 算得 液压缸进油路油管内径 36 0 1 02 0 . 0 2 2 2 25 6 0d m m m 进； 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 21 - 液压缸回油路管内径 36 6 1 02 0 . 0 1 75 6 0d m m 回=17 表 5 液压元件的型号及规格 of 号 元件名称 额定压力/定流量 L/号及规格 说明 2 齿轮泵 r 定转速 1450r/动电机功率为 溢流阀 调压 20 径 10 三位四通换向阀 3 35径 10 液控单向阀 调压 21 80 径 13 单向阀 0 通径 8两根油管选用参照液压系统设计简明手册 油管的外径 34 ，内径 25 ，回油路管的外径 42 ，内径 32 18。 油箱的容积计算 容量 V (单位为 L)计算按教材式 (6: ，式中 L)； L/; 此系统为低压，选择 = 9 8 . 6 2 9 5 . 8PV q L 按 793800. 油箱的长宽高确定 因为油箱的高、宽、长的比例范围是 1： 1： 1 1： 2： 3，此处选择比例是 1： 由此可算出油箱的高、宽、长大约分别是 55025100选择开式油箱中的分离式油箱设计。其优点是维修调试方便，减少了液压油的温升和液压泵的振动对机械工作性能的影响；其缺点是占地面积较大。 由于系统比较简单，回路较短，各种元件较少，所以预估回路中各种元件和 管道所占的油液体积为 为主缸推杆行程为 800取缸的内腔长度为 1m。忽略推杆所占的体积，则液压缸的体积为 21 3 1 0 1 0 1 0 3 1v A L L 缸当液压缸中油液注满时，此时油箱中的液体体积达到最小为：纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 22 - 5 0 0 3 1 0 . 6 4 6 8 . 4 油 m i n 则油箱中油液的高度为：1 4 6 8 . 4 1 0 0 0 / ( 8 2 . 5 1 1 0 ) 5 1 . 6H c m 由此可以得出油液体下降高度很小，因此选取隔板的高度为 选用两块隔板 19。此分离式油箱采用普通钢板焊接而成，参照书上取钢板的厚度为： t=4 为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，取箱底离地的距离为 200 故可知，油箱的总长总宽总高为： 长为：1 2 ( 1 1 0 0 2 4 ) 1 1 0 8l l t m m m m 宽为：1 2 ( 8 2 5 2 4 ) 8 3 3w w t m m m m 高为： ( 2 0 0 4 4 ) ( 5 5 0 4 2 0 0 4 ) 7 5 81h h m m m m m m 油箱地面倾斜度 为了更好的清洗油箱，取油箱底面倾斜度为： 1 过滤器的选取 取过滤器的流量至少是泵流量的两倍的原则，取过滤器 的流量为泵流量的 有 ： 2 . 5 ( 9 8 . 6 4 2 . 5 ) / m i n 2 4 6 . 6 / m i nq q L L 泵入过滤器查中国机械设计大典得，先取通用型 列网式吸油中过滤器： 表 6 网式吸油过滤器 液位 /温度计的选取 选取 照机械设计手册表 。考虑到钢板的刚度，将其放在偏左边的地方 20。 液压系统油液温升验算 系统在工作中绝大部分时间是处在工作阶段，所以可按工作状态来计算温升。 设液压泵主缸工作状态压力为 量为 66L/计算其输入功率为550W。液压缸副缸工作状态压力为 量为 45L/计算其输入功率为 375W。液压缸的最小有效功率为： P=000N*s=20W 系统单位时间内的发热量为 型号 通径 称流量 /过滤精度 m 180 50 250 100 纸全套， Q 号交流 401339828 或 119