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轮式起重机液压缸结构图
起重机液压缸
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轮式起重机液压缸结构设计-三维图.zip,轮式起重机液压缸结构图,起重机液压缸
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1一、选题依据1、研究领域工程机械领域、CAD。 2、论文研究的理论意义和应用价值起重机是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械，完成靠人力无 法完成的物料搬运动作，以减轻人们的体力劳动，提高生产效率，在工厂、车站、 矿山、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域的部门中得到了广泛的应用。近年来，随着社会的发展，社会生活中对起重机的需求越来越大，所以起重机的研发越来越紧迫，由于汽车式起重机转场灵活，从而方便快捷，所以进几年我国 的汽车式起重机发展很快。轮式起重机的应用价值主要体现在如下几方面：（1）装卸货物效率比较高。因为定位能力较好，货物装卸位置来回调整的时间 减少，工作效率得到提高。（2）操作简便快捷。准备工作步骤简单和时间较短，货物装卸简便快捷。（3）节省作业成本。适合装卸体积较大的货物，人力和物力成本得到节约。 起重机上的传动机构能完成复杂的机械运动，减轻体力劳动，提高生产效率，主要依赖液压缸与各种传动机构密切配合，液压缸在起重机主机中产值占比 3%- 7%，在液压元件总产值中约占 20%。起重机的液压缸种类很多，而工况不尽相同， 特别是大吨位起重机液压缸的种类更丰富。图 1 轮式起重机上液压缸的分布 单级液压缸在轮式起重机上的应用比较多，如变幅机构、支撑腿等，这类液压缸的强度决定了最大起重量时整机起重性能，其自重直接影响整机倾覆稳定性。因而单级液压缸的结构设计的优劣，将直接影响整机的性能，如整机重量、整机重心 高度和整机稳定性等。本次设计综合应用所学专业的基础理论和专业知识的能力，进一步巩固和加深 对所学的知识，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力。培养自身的设 计计算、工程绘图、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、 文字表达等基本工作实践能力。3、目前研究的概况和发展趋势 国外轮式起重机已形成了多方位多体系的产品构成，实现了产品品种系列化、功能多元化和机电液一体化，广泛用于一般起重吊装与高空作业、设备检测及维修 等行业。瑞典是世界上生产制造轮式起重机比较早的国家，HIAB（希亚伯）公司生产 的一般用途折臂式产品的特点是结构紧凑，外形尺寸较小。日本主要的生产制造公 司有古河 UNIC、多田野、加藤等，各种类型的直臂式和折臂式产品都进行生，而 主要是直臂式产品。我国轮式起重机的生产起步较晚，70 年代末，全国生产的轮式起重机产品品 种还非常单一，生产规模也很小；到 80 年代，轮式起重机产品的品种及产量逐步呈增长趋势。目前，全国具备一定生产规模的轮式起重机厂家约有 10 多家，国有企业 主要有中联重型机械科技有限公司、徐州轮式起重机公司、石家庄煤矿机械厂、山 西长治清华机械厂等，民营企业主要有由湖南专用汽车制造厂改制后分立成的湖北 程力汽车公司起重机公司、江西江环汽车有限公司及湖南飞涛专用汽车公司等。在起重机液压缸设计与制造理论的基础上，深入地分析影响液压缸可靠性的因 素，构建一个比较有效的可靠性综合评价模型对大吨位起重机液压缸可靠性进行综 合评价，为液压缸可靠性评价提供一个分析工具，进而找出影响其可靠性的关键因 子，有针对性地提出相应的对策和措施。液压缸可靠性影响因素包括设计、原材料、热处理、加工制造、装配、试验、 使用等。由于影响因素多，所以控制环节较多，失控风险大，特别是大吨位起重机 液压缸因其缸径杆径大、行程长，在结构形式、材料、密封件的选型上受到限制， 可靠性更加难以控制。液压缸制作出来，需要解决筒体及杆体原材料问题、筒体内 孔和杆体外圆加工问题、热处理问题、密封件选型问题、试验测试问题等。二、论文（设计）研究的内容1.本论文重点解决的问题；（1）分析轮式起重机液压系统的组成原理，各液压缸的分布区位置及工作原理，重 点分析单级液压缸的使用与功能。（2）设计起重机变幅机构的上单级液压缸、垂直支撑腿的单级液压缸，包含了液压 缸筒、活塞、活塞杆等部件的设计。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；1.）收集轮式起重机相关的文献资料，掌握其液压系统工作原理，各液压缸的 分布位置及功能。2）分析起重机的变幅机构的液压系统原理，设计变幅机构上的单级液压缸；3）分析起重机的支腿机构的液压系统原理，设计支腿机构上的单级液压缸；4）完成上述单级液压缸筒、活塞、活塞杆等部件计算，材料选择，导向、密封 形式，液压缸的安装等。5）计算选择合适的液压阀、油管等液压元件；6）绘制装配图及主要零件图，编写设计说明书。3.本论文（设计）预期取得的成果。1）完成单级液压缸的装配图、各零件图（CAD 绘制）；2）完成设计说明书一份；3）外文资料翻译；三、论文（设计）工作安排 1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；本课题针对某汽车起重机上的单级液压缸的结构设计，根据单级液压缸所在位 置及功能要求，确定液压系统传动方案，进而采用传统的理论力学计算方法和现代 计算机辅助设计方法对液压缸进行设计和分析。起重机主要的参数： 最大起重量：60T；起升高度为基本臂作业10.2米，最长主臂作业38米； 起重机的幅度R=3m；基本臂起重力矩为150 tm，最长主臂的起重力矩为85 tm；2.论文（设计）进度计划：第 1-4 周根据毕业设计任务书要求，收集参考文献资料，撰写开题报告；学习毕业设计中所用软件等；第 5-6 周分析轮式起重的液压系统组成及各部分的功能，确定起重机液压缸的分布布置，液压缸的类型等；第 7-10 周针对起重机变幅机构、支腿机构用的单级液压缸进行详细计算，确定液压回路，关键液压元器件选型等；第 11-12 周完成单级液压的结构设计，包含液压缸筒、活塞、活塞杆等部件计算，材料选择，导向套、密封形式，液压缸的安装等。第 12-13 周绘制液压缸的装配图，各零部件的图纸；第 14-15 周撰写设计说明书，翻译外文文献；第 16 周进一步完整设计资料，准备毕业设计答辩 PPT；四、主要的参考文献1 王凤萍,孙颖等.国内外轮式起重机的现状及发展趋势J.工程机械,2014.02 2刘晓明, 叶玮.液压缸结构设计及运行特性分析J.液压传动与控制，2013.7 3 刘观华. 液压缸的密封结构J, 液压气动与密封, 2014 年第 2 期4 魏效玲,张宁博,景晓桓.轮式起重机变幅机构仿真与优化设计J.河北建筑科技学院学 报,2015,22(4):94-96.5 车仁炜，胡长胜，陆念力. 轮式起重机变幅机构动力分析J. 建筑机械, 2005,(2):68-71.7 罗军，轮式起重机液压系统研究与优化D. 长安大学硕士论文，2014.68 石兰芳，基于模糊可拓的大吨位起重机液压缸可靠性评价研究D. 吉林大学硕士论文，长 春，2014.49 周建军.探讨如何提高机械液压缸寿命的初探J,中国新技术新产品, 2016.1210 吴洋子. 轧机 AGC 液压缸的结构性能及可靠性研究D. 武汉科技大学硕士学位论文，2012 11 EC, CB. Performance assessment of complex maintenance policies using stochastic PetrinetsJ. Proceedings of Esrel2012,(2):1732.12Kenobi T.Unbeaten H. Adaptive position control of dectrohydraulic servosystems using ANN. Mechatronics. 2000,10(1):127143.13Durga Rao K,Gopika V,Verma A K. Dynamic fault tree analysis using Monte Carlo simulation in probabilistic safety assessmentJ . Reliability Engineering and System Safety. 2009(94):872 883.14 LI Yang，WANG Long，JIANG Jihai1. Experimental Research on Internal and External Leakageof Construction Machinerv Hvdraulic Cvlinderj.Hvdromechatronics Engineering.Jun .201215 Zio E，Marella M，Podofillini L. A Monte Carlo simulation approach to the availability assessment of multi state systems operational dependenciesJReliability Engineering and System Safety2007:82-92.附文献综述:文献综述1 起重机的应用现状起重机是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械，完成靠人力无 法完成的物料搬运动作，以减轻人们的体力劳动，提高生产效率，在工厂、车站、 矿山、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域的部门中得到了广泛的应用。起重机上的传动机构能完成复杂的机械运动，减轻体力劳动，提高生产效率，主 要依赖液压缸与各种传动机构密切配合，据有关资料统计，液压缸在起重机主机中 产值占比 3%-7%，在液压元件总产值中约占 20%1。起重机式一种循环的，间歇运 动的，短程搬运物料的机械，一个工作循环，一般包括上料，运送，卸料及回到原 位的过程，即取物装置从取物地点，由起升机构吧物料提起，由运行回转或变幅机 构把物料移位，然后物料在指定的地点下放，接着进行相反的动作，使取物装置回 到原位，以便进行下一步的工作循环，在两个工作循环之间一般由短暂的停歇。起 重机工作时，各机构经常是处于启动，制动，正向，反向，等相互交替的运动状态 之中。因此，用户在选购起重机对比性能优劣时，将液压缸的可靠性作为首先考虑 的一个典型指标2。2 液压传动技术及液压缸的应用与发展液压缸是起重机关键执行元件，也是其液压系统的重要元件，其能将液压能转化 机械能；液压缸可靠性直接决定了起重机使用可靠性。液压缸的主要结构单元包括 缸底、缸筒、活塞、活塞杆、杆头及各种密封件等。各结构单元本身的结构形式多 种多样，同一结构形式的零件又有多型号的系列尺寸，而且各结构单元之间的联接 方式又有多种类型，是一种典型的树状结构。因此，可以说液压元件及液压系统的 可靠性将直接关系起重机的工作可靠性。液压缸是液压元件重要组成成员，液压缸 可靠性问题受到越来越多的重视。西安科技大学的曹春玲教授7在液压缸在参数化设计方面进行了深入研究，参 数化设计也叫尺寸驱动设计，是指设计对象的结构外形大体一致，可用一组参数来 约定其尺寸关系。参数化设计是技术在实际设计应用中被提出来并得到发展的、有 着强大实用价值的技术。参数化设计是技术在实际应用中不仅可使系统具有交互式 绘图功能，还具有自动绘图的功能。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统， 将设计采用的知识和经验积累，使设计人员在设计中减少因个人知识的局限性而造 成的错误，减少重复性劳动操作，减少信息的存储量，并大大提高设计速度。参数化设计是新一代智能化、集成化系统的核心技术之一。清华大学的机械工 程学院8在液压系统的集成化设计进行了系统研究，将液压元件集成化。涉及虚拟 产品的集成建模技术、虚拟产品开发系统的集成化、虚拟产品设计、测试和制造的 集成化等。另外，将人的知识和智能融入到虚拟产品开发技术中，使新产品开发过 程实现自动化，将智能化的知识和数字产品结合起来，使其具有自律、分布、智能、 仿生和分形等特点。液压缸是液压系统中最重要的执行元件。液压传动的主要优点是：体积小、重量 轻、能容量大；调速范围大，可方便地实现无级调速；可方便灵活地布置传动装置； 与微电子技术结合，易于实现自动控制；可实现过载保护。现在的液压技术正在朝着以下几个方面进行飞速的发展：（1）节能。因为当前能源的不断紧缺，很多国家都把节能看作液压技术不断发 展的重要问题。上个世纪，一些科技发达的国家研制出了一些节能液压元件，例如 负载敏感泵和具有低功率的电磁铁等，为节能做出了一定的贡献。（2）液压技术与微电子和计算机技术相结合。计算机控制和集成传感器技术的 不断普及，创造了充分的条件使液压和电子技术的相互结合。微电子和计算机技术 的不断发展过程中，各类数字泵和数字阀随之出现，而且还出现了一种具有反馈的 闭环液压装置，其将单片机直接安装在了液压系统中。（3）将液压系统的可靠性不断的进行提高。在液压系统研发中更多的使用有限 元分析方法、进行可靠性试验以及不断的发展新工艺技术等，大大的提高了液压元 件的使用寿命。近些年来液压技术也广泛使用在航天航空等重要先进领域，在使用 中对这种技术的研究得到了加强，并且在一定程度上获得重要成果，从而对提高液 压系统的可靠性起到了一定的促进作用。（4）液压元件的高度集成化。使用叠加阀块、集成块和插装阀块，将各类控制 阀高度集成在液压泵和其它各个执行元件上，从而形成一个组合形式的液压元件。 还有将单片机芯片等电子元件高度集成在液压系统的控制机构中，从而在一定程度 上完成了高度集成化的机电液一体化。3液压缸分类及设计要求液压缸的结构型式有活塞缸、柱塞缸、摆动缸三大类，活塞缸和柱塞缸实现往复 直线运动，输出速度和推力，摆动缸实现往复摆动，输出角速度（转速）和转矩。液压缸除了单个地使用外，还可以两个或多个地组合起来或和其他机构组合起来使 用。起重机的液压缸种类很多，而工况不尽相同，特别是大吨位起重机液压缸的种 类更丰富。对于起重机来说，多个机构的动作依赖于作为执行元件的液压缸。用来 衡量液压缸产品性能指标有可靠性、安全性、缓冲性能、清洁环保、作业噪声、智 能化程度、经济性、制造水平、节能性等，而可靠性是液压缸最主要的质量性能指 标3。Kenobi T 等12设计发了液压缸疲劳试验装置，可对推力为 30、50、150KN 等 在 10KHZ 件下进行疲劳试验。Durga Rao K,等13移动式液压缸的耐用性和续航能力，对其聚四氟乙稀密封件 的密封性能、耐高压性能、螺纹连接和支撑结构的耐久性进行了测试。LI Yan
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