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机械毕业设计全套

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XYY01-139@砌筑机械手设计,机械毕业设计全套

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河北建筑工程学院 毕业设计（论文）任务书 课题 名称 砌筑机械手设计 系别： 机 械 工 程 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 机 083 班 姓名： 方 义 峰 学号： 32 号 起迄日期： 2012 年 3月 19 日 2012年 6月 26 日 设计（论文）地点 : 机 械 系 小 院 指导教师： 孙 有 亮 辅导教师： 发任务书日期： 2012 年 3 月 19 日 nts1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 1培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。 3培养学生调查研究 ，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。 2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本毕业设计课题任务的内容 ： 砌筑机械手包括砖料提升系统、灰浆输送系统、升降工作台（脚手架）及其他辅助机构和生活设施等四部分。 本设计要求 达到结构合理、生产成本低、能耗小，效率高，满足工作性能，而且操作方便的目的。 工作要求等： 一组工人（即一个瓦工、一个壮工使用一台设备）在砖混结构墙体砌筑时工效可提高 4 倍以上。 nts3、对本毕业设计（论文）课题成 果的要求（包括图表、实物等硬件要求）： 设计说明书不少于 2 万字；工程绘图量不少于折合成图幅为 A0 号的图纸 3 张；用计算机进行设计、计算与绘图 一般 不少于 2/3； 并进行计算机仿真样机和优化设计。 查阅文献 15 篇以上，翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于 3000 字。 4、主要参考文献 1 董刚 李建功 潘凤章主编 .机械设计（第三版）北京：机械工业出版社 1998 2成大先主编 .械设计图册 北京：化学工业出版社 1997 3蔡春源主编 .机电液设计手册 北京：机械工业出版社 1997 4徐灏主编 .新编机械设计师手册 北京：机械工业出版社 1995 5朱喜林 张代治主编 .机电一体化设计基础 北京：科学出版社 2004 6求是科技编著 .PLC 应用开发技术与工程实践 北京：人民邮电出版社 2005 7雷天觉主编 .液压工程手册 北京：机械工业出版社 1990 8孙桓 陈作模主编 .机械原理（第六版）北京：高等教育出版社 2001 9王爱玲主编 .现代数控机床 北京：国防工业出版社 2003 10赵如福主编 .金属机械加工人员手册（第三版）上海科学技术出版社 1990 11齐 麟 张亚雄 黎上威 董学朱 胡松春编著 蜗杆传动设计（上、下册）北京：机械工业出版社 1987 12齿轮手册编委会编著 齿轮手册（上、下册） 北京：机械工业出版社 1990 13现代机械传动手册编委会编著 现代机械传动手册 北京：机械工业出版社 1995 14郭爱莲主编 .新编机械工程技术手册 经济日报出版社 1991 15杨公源主编 .机电控制技术及应用 北京：电子工业出版社 2005 16袁任光编著 .可编程序控制器选用手册 北京：机械工业出版社 2002 17饶振纲 王勇卫编著 .滚珠丝杠副及自锁装置 北京 :国防工业出版社 1990 18陆玉 何在洲 佟延伟主编 .机械设计课程设计（第三版）北京：机械工业出版社 1999 19数字化手册系列（软件版）编写委员会编著 .机械设计手册（软件版） R2.0 北京：机械工业出版社 1999 nts5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 3.21 3.27 3.28 4.10 4.11 5.22 5.23 6.19 6.22 6.26 完成毕业实习报告，开题报告。 设计任务分析与总体方案的确定。 实施设计、计算、绘图、试验。 进行计算机仿真样机和优化设计，并编写设计说明书。 毕业设计（论文）答辩及成绩评定。 教研室审查意见： 教研室主任签字 ： 年 月 日 系审查意见： 系主任签字： 年 月 日 nts nts摘要 砖混结构的墙体砌筑是工业与民用建筑的主要工作，墙体砌筑的质量直接影响着整个建筑工程的质量。本 设计 砌筑机械手是墙体砌筑工程中的重要的设备之一，它虽然不能取代工人的体力劳动，但可 以改善工人的劳动强度，会大大提高作业的安全性、舒适性和工作效率 ,也会大大降低劳动成本。 砌筑机械手 有 四 部分组成： 平移系统、起升系统 、 液压系统、灰浆输送系统 。 小车长一米，宽零点八米 。 起升系统采用手动液压堆高车的起升原理，改进后，通过液压泵站来驱动。液压泵站由电瓶，直流电动机，油箱，液压泵，先导式溢流阀，调速阀，手动换向阀，电磁换向 阀等组成。平移系统采用双出轴电机直接驱动车轮的方式实现平移。 本 设计书主要由四部分组成，第一部分是 砌筑机械手 的总体设计 ;第二部分是起升机构和平移机构的设计和校核，第三部分是液压泵站的 设计；第四部分是灰浆泵的选型和灰浆钳的设计。 关键词 ：建筑 砌筑 双出轴 ntsABSTRACT Masonry wall brick and concrete structure of industrial and civil building is the main body of work, building directly influences the quality of construction engineering quality. The design of the building project wall lining manipulator is one of the important equipment, although it cant replace manual Labour, but the workers can improve the labor intensity, will greatly improve the operation efficiency and safety, comfort, also can greatly reduce the cost of labor. Cars have four walls part: translation system, hoisting system and hydraulic system, mortar conveying system. Car meter long, wide 0.8 meters. Lifting system adopts full hydraulic car manual lifting principle, improvement, through hydraulic pump station to drive. Hydraulic pump station by the battery, dc, tank, pump, polot relief valve, valve, speed manual directional control valves, electromagnetic reversing valves, etc. Translation system adopt dual axis motor driven directly out of wheel translation. This design mainly consists of four parts, the first part is the overall design of car brick wall, The second part is lifting mechanism and the design and check, the third part is the design of hydraulic pump station, The fourth part is the selection and mortar mortar pump design of pliers. KEY WORDS： building laying Double the shaft nts 河北建筑工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题 名称 砌 筑 机 械 手 设 计 系 别： 机 械 工 程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机 083 班 学生姓名： 方义峰 学 号： 2008307332 指导教师： 孙 有 亮 开题时间： 2012 年 3 月 23 日 nts 课题来源 导师课题 课题类 别 新品开发 一、论文资料的准备 1） 市场调查 现今市场中还未出现类似的针对砌墙的专用设备。 本课题的设计可以 减缓 砌筑工人工作强度，提高工作效率，具有很高的科研价值和实际作用。 2） 资料搜集 本课题是 以 2T 液压物料提升机为基础 ， 设计改装成一个可以在地面或高空，能够自由控制上下左右移动的，方便砌墙工人工作的机器。 与砌筑机械手相似， 砌筑机械手 主要涉及到材料 力学 、互换 性 、机械制图、 机械 传动、 机械 加工 等 诸多方面知识，能较好的满足自己定下目标所需，遂选 砌筑机械手 作为 毕业设计的课题 。 3） 设计准备 通过查阅有关设计资料， 以及相关视频文件，对该课题的砌筑小车已经初步 了解 ，明确 了设计要求、工作条件和 设计内容的步骤 ，了解设计对象的性能、结构及工艺性。 二、本 课 题的目的 （ 重点及创新点 ） 1该课题培养 综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。 3培养学生调查研究，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件 的能力。 4 在经济实用的基础上，设计一个可以上下左右自由移动的，方便工人砌墙的辅助机器。 5 本设计要求达到结构合理、生产成本低、能耗小、效率高、满足工作性能，而且操作方便的目的。 6 创新点：一组工人（即一个瓦工、一个壮工使用一台设备）在砖混结构墙体砌筑时工效可提高 4 倍以上。 nts三、主要内容、研究方法、研究思路 主要内容 ： 砌筑机械手包括砖料提升系统、灰浆输送系统、升降工作台（脚手架）及其他辅助机构和生 活设施等四部分 。 本设计要求达到结构合理、生产成本低、能耗小、效率高、满足工作性能，而且操作方便的目的。 创新点：一组工人（即一个瓦工、一个壮工使用一台设备）在砖混结构墙体砌筑时工效可提高 4 倍以上。 研究方法和思路 ： 1) 独立思考，继承和创新 设计时，要认真阅读参考资料，继承或借鉴前人的设计经验和成果，但不能盲目地全盘抄袭，应根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆地进行改进和创新。只有这样，才能做出高质量地设计。 2) 全面考虑机械零部件地强度、刚度、工艺性、经济性和维护等要求 任何零部件的机构和尺寸，除去考虑它的强度刚度外，还应该综合考虑零件本身及整个部件的工艺性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。 3) 采用“三边”设计方法 这种边计算、边画图、边修改的“三边”设计方法是经常采用的方法。 4) 使用标准和规范 设计时应尽量使用标准和规范，这有利于零件的互换性和工艺性，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。因此，课程设计中，凡是有标准或规范的，应该尽量采用 四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期） 3.19 3.25 完成毕业实习报告，开题报告。 3.26 4.08 设计任务分析与总体方案的确定。 4.09 5.20 实施设计、计算、绘图、试验。 5.21 6.17 进行计算机仿真样机和优化设计，并编写设计说明书。 6.18 6.24 毕业设计（论文）答辩及成绩评定。 nts五、主要参考文献 1 董刚 李建功 潘凤章主编 .机械设计（第三版）北京：机械工业出版社 1998 2成大先主编 .械设计图册 北京：化学工业出版社 1997 3蔡春源主编 .机电液设计手册 北京：机械工业出版社 1997 4徐灏主编 .新编机械设计师手册 北京：机械工业出版社 1995 5朱喜林 张代治主编 .机电一体化设计基础 北京：科学出版社 2004 6求是科技编著 .PLC 应用开发技术与工程实践 北京：人民邮电出版社 2005 7雷天觉主编 .液压工程手册 北京：机械工业出版社 1990 8孙桓 陈作模主编 .机械原理（第六版）北京：高等教育出版社 2001 9王爱玲主编 .现代数控机床 北京：国防工业出版社 2003 10赵如福主编 .金属机械加工人员手册（第三版）上海科学技术出版社 1990 11齐麟 张亚雄 黎上威 董学朱 胡松春编著 蜗杆传动设计（上、下册）北京 ：机械工业出版社 1987 12齿轮手册编委会编著 齿轮手册（上、下册） 北京：机械工业出版社 1990 13现代机械传动手册编委会编著 现代机械传动手册 北京：机械工业出版社 1995 14郭爱莲主编 .新编机械工程技术手册 经济日报出版社 1991 15杨公源主编 .机电控制技术及应用 北京：电子工业出版社 2005 16袁任光编著 .可编程序控制器选用手册 北京：机械工业出版社 2002 17饶振纲 王勇卫编著 .滚珠丝杠副及自锁装置 北京 :国防工业出版社 1990 18陆玉 何在洲 佟延伟主编 .机械设计课程设计（第三版）北京：机械工业出版社 1999 19数字化手册系列（软件版）编写委员会编著 .机械设计手册（软件版） R2.0 北京：机械工业出版社 1999 nts 指导教师意见 ： 指导教师签名： 日期： 教研室意见 ： 教研室主任签名： 日期： 系意见 ： 系领导签名： 日期： 系 盖章 nts nts目录 第 1章 概述 1 第 2章 总体设计 3 2.1 概述 3 2.2 确定总 体设计方案 4 2.2.1 选择确定总体参数 4 2.2.2 总体设计原则 4 2.2.砌筑机械手 的工作机构 5 2.2.4主要技术参数性能 5 第 3章 升降工作台设计 6 3.1 升降工作台概述 6 3.1.1 升降工作台组成 6 3.2 升降工作台方案确定 16 3.3 升降工作台材料的选择 18 3.4 液压系统设计 22 3.5 升降平台校核 28 3.6 横向传动方案确定 29 3.7 轴承的选择及校核 30 3.8 辅助装置的设计 44 第 4章 砖料提升系统设计 45 4.1 砖料提升系统概述 45 4.2 砖料提升系统方案选择 45 nts第 5 章 灰浆输送系统设计 49 第 6 章 总体布置 53 第 7 章 毕业设计小节 53 参考文献 55 毕业实习报告 01 附录或后记 01 附 ：英文原文 英文翻译 nts 设计项目 计算与说明 结果 1 概述 第 1 章 概述 砖混结构的墙体砌筑是工业与民用建筑的主要工作，墙体砌筑的质量直接影响着整个建筑工程的质量。而墙体砌筑的工作一直以来都是由工人的体力劳动来完成。本项目 砌筑机械手 是墙体砌筑工程中的重要的设备之一，它虽然不能取代工人的体力劳动，但可以改善工人的劳动强度，会大大提高作业的安全性、舒适性和工作效率，也会大大降低劳动成本。本项目 砌筑机械手 研究可以填补国际空白。因此对 砌筑机械手 的研制具有重要的意义。 砖混结构的墙体砌筑在国内外仍是沿用传统的作业方法，这种完全由工人的体力劳动来完成的传统的作业方法，工人劳动强度大，效率低，作业环境条件差，作业成本高，工程质量及工人安全不易保证。虽然国内外的许多人士曾试图利用砌筑机器人来取代工人的体力劳动，但至今未能用于工程实际中。随着建筑业的不断发展和科学技术的不断进步，这种传统的作业方法已经不能适应时代的要求。 砌筑机械手 目前在国内外属于空白，起点较低。当前，各行业都在向机械化、自动化和现代化发展，建筑业也必 然如此。 砌筑机械手 的研制和使用，必将推动建筑业在砖混结构的墙体砌筑中向机械化迈进的步伐。因此， 砌筑机械手 具有广阔的市场前景和发展空间。而且，随着技术的不断成熟， 砌筑机械手 的功能会进一步增强，结构会不断完善， 砌筑机械手 会走向更多的施工工地。 研究内容、依据、拟采用的工艺技术路线、规模与地点 研究内容：包括 砌筑机械手 的砖料提升系统、灰浆输送系统、升降工作台（脚手架）及其他辅助机构和生活设施等四部分。 一、研制 砌筑机械手 的砖料提升系统。将砖料提升至最佳位置，使砌筑工人方便地取砖，从而节约时间，降低劳动强度。 nts 设计项目 计算与说明 结果 2 二 、研制 砌筑机械手 的灰浆输送系统。将灰浆用灰浆泵通过输送管道运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置。灰浆输送系统用作抹灰时可直接涂抹在墙上。 三、研制 砌筑机械手 的升降工作台（脚手架）。砌筑工人可有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。 四、其他辅助机构和生活设施。包括机架、遮阳伞、电扇、饮用水保温瓶等。尽可能改善砌筑工人的工作条件。 依据：实际需要，现有技术又可以实现。 拟采用的工艺技术路线： 一、 小车 的砖料提升系统 ： 二、 小车 的灰浆输送系统用灰浆泵通过输送管道 将灰浆运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置。 三、 小车 的升降工作台（脚手架）利用起重机原理调整高度，设有站和坐两种工位，打破瓦工只能站立作业的惯例，使砌筑工人处于最佳工作高度，工作时更舒适、更便于发挥体能。 四、其他辅助机构和生活设施添加了遮阳伞、电扇、饮用水保温瓶等，使工作更人性化，改善了劳动条件。 主要技术关键及预期达到的技术经济指标： 技术关键： 一、砖料提升系统是利用悬挂输送机将砖料提升至指定位置，使砌筑工人方便地取砖，保证砌筑工人有一定数量的砖备用，且达到备用数量时 提升系统自动停机。其关键是系统的可靠性。 二、灰浆输送系统是将灰浆用灰浆泵通过输送管道运输至工作位置，再由砌筑工人控制灰浆钳将灰浆均匀地涂抹在指定位置或用作抹灰时将灰浆直接涂抹在墙上。要求在使用时压力适中、灰浆均匀；暂停使用时灰浆输送系统自动停机。其关键是灰浆nts 设计项目 计算与说明 结果 3 总体设计 概述 确定总体设计方案 选择确定总体参数 泵的选型和灰浆钳的研制。 三、升降工作台主要起脚手架作用。要求有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。其关键是系统的安全可靠性。 四、其他辅助机构和生活设施是如何尽可能地改善砌筑工人的工作条件。达到使用的舒适性。 第 2 章 总体设计 2.1 概述 总体设计是机械设计中最为关键之一环节，它是对满足机械技术参数及形式的总的构想，总体设计一旦失败，整个设计也就没什么意义了，决定了机械设计的成败。 总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行。一般由技术负责人（总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行探入细致的调查研究。收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前的国内外砌筑喷涂机械的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机型达到国家的有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经济性好，工 艺简单，工作可靠。 制定设计总则以后，便可以编写设计任务书，在调研的基 础 上运用所学的知识，从优选择确定总体方案，保证设计的成功。 2.2 确定总体设计方案 2.2.1 选择确定总体参数 1.总体方案的选择 本次设计的课题是 砌筑机械手 本课题有 传动 方案如下 ： 1.采用手脚架传动 2.竖直方向利用 手动液压堆高车 的原理，水平nts 设计项目 计算与说明 结果 4 总体设计 原则 方向将提升机的车轮的方向改为左右方向运动。 3.竖直方向利用 手动液压堆高车 的原理，水平方向采用导轨。 2.结构形式 本机构有三部分组成： 升降工作台 灰浆输送系统 砖料提升系统 2.2.2总体设计原则 1.设计原则 1)遵守 “三化”：零件标准化、产品系列化、部 件通用化。 2）采 用“四新”：新技术、新结构、新材料、新 工艺。 3） 满足“三好”：好制造、好使用、好维修 。 2.砌筑工作台金属结构的设计必须满足以下要求： 1） 满足 砌筑机械手 总体设计要求 砌筑机械手 金属结构应满足建筑施工的作业空间要求，保证有足够的工作高度和作业半径，另外还要求满足 砌筑机械手 各工作机构的布置协调要求。 2） 满足 砌筑机械手 手安全可靠的要求 为 了使 砌筑机械手 工作安全可靠，其金属结构必须有足够的强度、刚度、整体和局部稳定性 （ 1）重量轻、材料省 金属结构重量占 砌筑机械手 重量的大部分，而整机重量是 砌筑机械手 的重要技术经济指标。因此降低升降工作台的重量可以节约钢材，减轻工作及过的负荷，降低整机的造价。 （ 2）构造合理、工艺良好 砌筑机械手 结构的构造必须适应结构受力，并且有良好的工艺性，便于加工制造、运输、安装和拆卸。 nts 设计项目 计算与说明 结果 5 砌筑机械手 的工作机构 主要技术参数性能 升降工作台设计 升降工作台概述 升降工作台组成 （ 3）造型美观 金属结构的外形尺寸，比例应尽可能体现造型美观。 2.2.3 砌筑机械手 的工作机构 升降工作台机构分为 2 种：上升机构、水平移动机构。 上升机构：参照 2T手动液压堆高车 结构原理 水平移动 机构： 采用低转速大扭矩的双出轴电机带动车轮实现平移 灰浆输送系统主要机构 :灰浆泵、灰浆钳。 砖料提升系统 ： 取消，在升降工作台左侧设置砖架平台，专用于存储备用砖，砖架底面距小车工作台 700mm，摆放方式为共 十 层，每层 九 块，横向 三块，纵向 三 块， 体积为 （ 240 3） （ 115 3） （ 53 10） ，砖的密度约为 1800-1900 /m，砖的尺寸为 240mm 115mm 53mm，每块砖的重量为2.63-2.78，取平均重量 2.7，五层砖总的重量为 2.7 90=243。 2.2.4 主要技术参数性能 1.砌筑机械手 的升降工作台长 1米，高 1.5-2米，宽 0.8米 。 自重 2.砖料提升系统 取消，改为直接在平台上垒砖。 3.灰浆输送系统的灰浆输送量 0.2 3m /h 左右 ，该部分由他人设计，设计后与升降工作台组装，成为砌筑机械手 。 第 3 章 升降工作台设计 3.1升降工作台概述 3.1.1 升降工作台组成 升降工作台的金属结构主要部件为： 手动液压堆高车，低转速大扭矩双出轴电机，尼龙车轮等 升降工作台是 砌筑机械手 的重要组成部分，通常约占整机自身的 20%左右，承受整机的自重 载荷及nts 设计项目 计算与说明 结果 6 脚手架技术的起源 脚手架技术在我国的发展 工作时的各种外载荷，必须在结构的强度、刚度、稳定性等方面保证安全可靠的工作，因此金属结构设计是否合理，制造质量的好坏都将直接影响 升降工作台 的工作性能。 升降工作台主要起脚手架作用。要求有站和坐两种工位，方便调整高度，使砌筑工人处于最适合工作的高度。其关键是系统的安全可靠性。 3.1.2 脚手架技术的起源 脚手架技术是伴随着建筑施工的要求而产生并发展的。我国故代的脚手架技术已无从追溯 ,但从新中国成立之后最初的建筑业中 ,仍可以看到一些脚手架技术的传统和做法。刚刚解放的新中国建设是依靠营造 厂来进行的 ,其施工作业基本是手工业方式的。主要工种有瓦工、木工、油工及架子工。其中架子工是其一个重要工种 ,因为除了瓦工、木工、油工的专业工作之外 ,其他的工作都要有架子工来完成。 架子工需要矫健的身体 ,有灵活进行高空作业的能力 ,其中一部分人出身于棚工。这个工种需要较强的专业知识 ,一般是需要跟师傅学习才能操作的。可以说是建筑工程中危险艰难的工作都有他们来解决。其中运输重量较大的器物都是他们的职责，其次是为其他工种创造安全施工的条件。由于这种情况，许多运输设备的打设乃至垂直运输工作本身都是有架子工完成的。 随着建 筑机械化的发展，到 20 世纪 60 年代起其中运输机械走向了完全机械化，移动式起重机在现场广泛应用使得起重工成为一个专业工种与架子工的职能逐步分离。架子工的职能逐渐单一化，但他仍保留了打架子和安全防护设施搭设两项职能。 3.1.3 脚手架技术在我国的发展 脚手架技术在中华人民共和国成立以后在国家的建设中发挥了重要作用。其早期（ 20世纪 50 年代nts 设计项目 计算与说明 结果 7 到 60年代）经历了较长的自然发展阶段。称其为自然发展阶段式由于它的技术主要是架子工的传统技艺。其主要的发展推动力是建筑施工的需要。在第一、第二个五年期间，我国进行了大规模的工 业建设。在当时的技术条件下砖石结构仍然是机构主体；跨度较大的工业厂房多采用预制柱装配式结构；只有多层的工业厂房，如电站等采用现轿钢筋混凝土结构。其中需要脚手架的主要是砌筑工程，也就是采用传统的单排或双排的外脚手。对于现浇结构则需搭设满足支模钢筋绑扎和浇灌混凝土的脚手架体系。这种脚手架还是有较大难度的。从高度讲达到20 30m，而且混凝土的浇灌要依靠高车架提升混凝土手推车，并在上部满足手推车运输的需要。但是不论这种需要多么艰难，我国脚手架工人都依靠传统技艺使之解决。当然，随着建设规模的不断的扩大，脚手架木的供 应日趋紧张，于是出现了“以钢代木”的革新运动。同时，由于建筑机械化的发展，从施工工艺角度改革有外脚手逐步发展为里脚手，于是出现了砌筑工程的平台架取代了外脚手。工业厂房的装配业使得脚手架的应用有所减少。 到了 20 世纪 70 年代，钢管架开始引入我国，使脚手架技术进到了一个新阶段。钢管架的引入是由于国内杉蒿资源日益减少不足建设工程的需要的必然的结果。但是由于我国钢材的生产也不能生产的需要，钢管架的使用过程也是极为缓慢的。但是20 世纪 70年代末期又是我国建设发展的新阶段，迎来了民用建筑的高潮。出现了“大模板体系”、“ 装配式大板体系”等新型钢筋混凝土结构，而且建筑高度也由 6层变为 10层以上。由于这些新型建筑体nts 设计项目 计算与说明 结果 8 脚手架分类及其介绍 多立杆式脚手架 扣件式钢管架 系的体现对脚手架提出了一些新的要求。根据这些需要，相应开发了桥架、插口架、挂架吊篮架等专用脚手架体系。 20 世纪 80 年代以后高层建筑由上述几种体系走向全现浇结构，大型公共建筑也开始出现。脚手架技术方面，开发了碗口架，引进了门形架。脚手架技术呈现百花齐放的局面。 20世纪 90年代适应高层建筑发展，陆续出现了爬架爬模等高技术脚手架体系。给我国脚手架技术发展展现了无限美好的前景。 3.1.4 脚手架分类及其介绍 1多立杆式 脚手架 多立杆式脚手架是脚手架的最原始形式。以杉篙和竹篙搭设脚手架采用的主体结构杆件是天然的木杆和竹杆，作为脚手架其基本条件是要保持直线形才易于搭设。为了便于操作，杆件的直径不能太大，因而尽量不使其承受弯矩或将其弯矩减少到杆件截面能承受的程度。 2. 扣件式钢管架 扣件式钢管架是木质脚手架金属化的发展的结果，以钢管代替杉篙；扣件代替铅丝及扎巴绳。其主要贡 献是将钢管连接成结构的扣件。连接扣件主要由三个：横立杆连接直角扣件，斜杆连接采用的旋转扣件以及杆件接长用 对接扣件。 钢管架应用的初期采用了两种管 径： 51和 48两种。经过近 20年的来的发展逐渐统一为48 3.5 钢管。脚手架的搭设方法于木脚手架相同，但其连接点依靠拧紧螺栓之后的摩擦力。影响其承载力的主要因素有二：一是立杆的长细比；二是扣件的抗滑力。 钢管脚手架的优点是不用加工 ( 48 钢管截成所需长度即可）；可以任意搭设即 (战杆和顺杆的nts 设计项目 计算与说明 结果 9 碗口型脚手架 门形脚手架 间距不受限制；具有较大的通用性。由于上述优点，其他一些脚手架扣件时常要用它来做辅助构件。 其缺点是：横、竖、斜杆间有偏心，对结构有不利影响；其次是结点处的连接力受螺丝拧紧程度的影响，因而其搭设质量有人为因素 。 3. 碗口型脚手架 碗口型脚手架是铁道部专业设计院之专利产品，曾获 1986年全国第二届发明展览会铜牌奖和 1987年第十五届日内瓦国际发明和新技术展览会镀金奖。该脚手架主要杆件仍是 48 钢管，但是钢管的连接点采用碗扣。碗扣由上下碗扣构成，下碗扣焊接在立管上，上碗扣套在立管上。水平杆两端焊有“插头”，该插头下插入下碗 ;上插入上碗。上碗扣利用上端之螺螺旋与立杆上焊的“锁销”别住紧而连接。 碗口架不同于钢管架的区别是：脚手架全部需要加工；横杆两端全部要焊插头；立杆上需焊碗扣及锁销并套入上碗扣。这样 带来的结果是横杆与立杆的间距变成固定的，没有钢管架的灵活性好，同时也提高了其成本。 从受力性能方面讲，由于采用了中心线连接，因而大大提高了承载能力；其次是承受横杆垂直力的下碗扣与立杆采用焊接，因而改善了“结点”的受力性能 (扣件式脚手架主要依靠扣件扣紧时的摩擦力极限承载力约 10KN),使其达到了完全了可靠的程度。 从安装角度上讲，较钢管架方便，只需用小锤紧即可。同时在保管上减少了扣件丢失，降低了应用成本。 4. 门形脚手架 门形脚手架于 20 世纪 80 年代初引入我国。它是由美国 Betty 脚手架公司所首创，于 20 世 纪 60年代初引入日本。 1961 年列入日本工业标准， 1963nts 设计项目 计算与说明 结果 10 导座式升降脚手架 年日本劳动安全卫生规则作出了有关使用的规定。这种脚手架打破了单根杆件组合脚手架的模式，以单个式钢架作为主要结构构件，时很大的创新 。 门形脚手架的主要结构有：门架、十字撑、平行 架或专用钢脚手架板。辅助件有连接销、锁臂等。 门形架的主立杆采用 42.7 2.4薄壁钢管，衡梁及辅助立杆等采用 27.2 1.9薄壁钢管。充分发挥了薄壁钢管的特性，使其重量达到最清 (相对于其他脚手架 )。 门形架除了重量轻之优点外，每一组脚手架自身可形成稳定的结构体系。钢 管架则达不到这种要求（它必须适当增加斜杆或与与建筑物拉结才能稳定）。门形架的缺点是体形和尺寸单一，只能构成双排脚手架而且其平面尺寸是固定的。此外由于是薄壁构件坚固性较差，对拆装过程要求较高，否则会过渡变形。 这种脚手架引入我国后，在钢管的规格上及脚手架的结构尺寸 (长宽高 )上各个厂家的规格有所不同，因而其标准化程度较差 。 5.导座式升降脚手架 升降脚手架结构主要由导轨主框架、水平支承框架、附墙导向座、提升设备、防坠装置等组成。 特辰公司的导座式升降架脚手架具有如下结构特点： 1） 操作十分简便、迅速。导座式升降 脚手架操作程度十分简单，相对工程量大的操作仅是提升设备的安装和拆除及导座的移动，其它工作劳动强度低，操作容易方便，误操作可能性相对较少，另外由于导向座的移动简便迅速，因此可实现该架连续多层的提升或下降，特别是装修阶段，该架可一次性下降四层，能较好的满足了装修施工的要求。 2） 主框架多点附着，提升装置独立设置，多个导向座既起导向作用又能独立承受架体荷载，且nts 设计项目 计算与说明 结果 11 在每个导向座中均设有防坠器，加之提升设备独立设置，因此该架不论是在使用工况中或是在升降工况中，任何时候每一框架处均与建筑结构有不少于独立的三个附着点（升降 工况时，独立的附着提升设备视为一点附着），其中任何一点的附着失效，该架不会坠落或倾翻。 3） 防坠装置多重设置、多道防坠、灵活可靠。在任何工况下，每一主框架处都至少设置有相互独立的二个以上的摆针式防坠器，该防坠器可随时检查防坠功能是否正常，因此还大大消除了由于防坠器失效或误动作带来的危险。 4） 导轨刚度大，其它加工定型件也无塑性变形。导轨本身为桁架式构件，更主要的是与其它构件一道形成空间框架，因此刚度较大，在正常使用中，和其它所有定型加工件一样都无塑性变形，维修量较小，重复使用可靠性好。 5） 承力结构可靠，传 力简单明晰。该架荷载的传递顺序为：架体水平支承框架导轨主框架导向座建筑结构。 6） 架子具有无级调整建筑结构或预留孔较大误差的功能，导向座还具有能自动调节与导轨之间推挤等造成过大次应力的功能。 7） 具有性能先进、可靠保护的专用电控线路，该电控线路设有过载保护，漏电保护，错、断相保护，接地保护和单独升降、整体升降和总停功能。 导座式升降脚手架与传统的全高落地式双排脚手架相比，具有显著的特点 : 1） 一次性投入的材料大大减少，提高周转材料的利用率 。 2）操作简单迅捷，劳动力投入少，劳动强度低。 3）使用过 程中不占用塔吊，加快施工进度。 4） 相对自重减轻。 5）虽然是高层 建筑的施工脚手架，但由于仅需在地面安装，地面拆除，因此操作安全。 nts 设计项目 计算与说明 结果 12 扣件式附墙电动升降钢管脚手架 脚手架搭设安全要求 6）降低了工程成本。 6.扣件式附墙电动升降钢管脚手架 1） 脚手架搭设安全要求 (1)扣件式升降钢管脚手架安装顺序：按方案图布置安装脚手架承力架 +搭设扣件钢管脚手架、安全栏杆一铺设脚手板一绑扎安全挡板一挂安全立网、兜底网 +安装提升机挑梁一安装电控升降系统一安装防倾斜装置、防坠落安全保险装置、防雷装置、脚手架附墙临时拉结等。 (2)为使脚手架在转角墙面处贯通，可将一 个墙面的脚手架大横杆伸至墙面转角处，将另一墙面的脚手架大横杆外伸与其接通，外伸量不宜大于1200mm，并设斜杆加强外伸部位的刚度 。 (3)脚手架承力架、拉杆、预留螺栓孔或预留螺栓位置，必须符合施工组织设计要求。所有焊缝、螺母、螺栓、索具均应处于紧固良好状态 。 (4)扣件式升降钢管脚手架宜用外径 48 51mm，壁厚 3 3.5mm的钢管。有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的不得使用。扣件应有出厂合格证明，发现有脆裂变形滑丝的禁止使用。 (5)扣件式升降钢管脚手架第一层立杆必须采用长短立杆交错布置，立杆及横 杆的接头宜采用搭接方法。其余应符合“扣件式钢管脚手架搭设与拆除”安全交底的有关要求。 （ 6)附墙临时拉结。扣件式升降钢管脚手架在施工使用前，必须按施工组织设计要求安装与建筑物临时拉固的螺栓 (或钢管 )，脚手架的临时拉固螺栓和钢管严禁拉结在支模架上。用钢管做临时拉结，只能用直角扣件，不应用旋转扣件。附墙临时拉结支座应避开建筑物的内隔墙、高层建筑的中间水池(箱 )、管道井和垃圾井，结构上应避开配筋密集处以及梁的支座等部位。 (7)防倾斜安全保险装置，应设在提升机挑梁上方。 nts 设计项目 计算与说明 结果 13 当采用钢丝绳加定滑轮防倾斜安全 保险装置时，钢丝绳两端应用卡环固定在脚手架立杆 和大横杆交叉位置，预留螺栓固定在预留孔上并与定滑轮联结牢固可靠。 当采用钢管导杆加套环防倾斜安全保险装置时，导杆宜用 5lmm 3.5mm 600mm钢管，导杆两端使用横杆和扣件与导杆及脚手架内、外立杆连结牢固，横杆与导杆、外立杆的连结长度应大于 200mm，预留螺杆位置应符合要求，套环与预留螺栓联结应牢固可靠，导杆应垂直。 (8)防坠落安全保险装置，应设在提升机挑梁上方。 当采用限位型防坠落安全保险装置时，预留螺栓位置应符合要求，与棘轮棘爪机构联 结应牢固可靠；链条与吊架、配重块联结应牢固可靠，并不得有卡链、爬链、扭绕的现象。当采用冲击型防坠落安全保险装置时，预留螺栓位置应符合要求，与定滑轮联结应牢固可靠；钢丝绳与吊架、配重 (防坠 )块联结应牢固可靠，所用钢丝绳的规格、质量应符合设计规定。 (9)升降钢管脚手架外侧必须满挂密眼安全立网和首步平桥底设兜底网，并同时在每步脚手架外立杆内侧脚手板面加设不低于 1m的安全挡板。安全网、安全挡板均应与脚手架立杆、横杆绑扎牢固，绑扎点间距应小于 30cm。 (10)电控制箱、电动葫芦的连接方法及所有电缆型号必须 符合施工组织设计和有关规范要求，以保证电控升降系统正常运行。 (11)电动葫芦编号与电控制箱单动按钮编号 、提 升机挑梁编号必须一致。 (12)升降钢管脚手架在超过 30 层建筑施工中时，必须设置抗风浮力拉杆。 2） 脚手架升降开始前的安全要求 (1)应对脚手架系统作全面检查。在分跨升降时nts 设计项目 计算与说明 结果 14 脚手架升降开始前的安全要求 升降过程中的安全要求 先解除与邻跨的拉结牵杆，清除升降墙面上下方向的障碍物及脚手板上的周转料、混凝土渣、灰土、砖碎等一切杂物。检查脚手架的杆、扣件连接是否牢靠。 (2)检查提升段的最下一层楼的外墙围蔽施工情况，施工完毕后方可提升，以保 证施工安全。 (3)检查脚手架提升至施工层附墙 (梁、柱 )体的混凝土强度是否符合施工组织设计规定要求。如施工组织设计无规定时，混凝土强度应大于 15MPa。 (4)全面检查电动升降系统是否正常。电动机所设置的一机一闸一防漏电保护装置是否符合要求，运转方向是否一致。电源线要用绝缘子固定，要留有足够长度且不少于 2m，并绕圈挂起，不得拖地或拖脚手板。起重链不得有卡链、爬链、扭绕的现象 。 (5)检查提升机挑梁、垫块、拉杆和预留螺栓安装是否符合要求，是否牢靠；提升机吊钩与需升降的脚手架承力架吊环钩挂是否正确； 吊钩要有保险装置。吊钩挂好后，收紧起重链，起重链受力后才可卸去被升降部分脚手架在墙上的穿墙螺栓及临时附墙拉结。 (6)检查防倾斜、防坠落安全保险装置的安装应符合施工组织设计要求。安全保险装置的构件应齐全、完好、灵活、有效。 (7)电控制箱操作人员，必须由持有效合格证的电工担任，要备有仪表等工具。电控制箱外壳应有可靠接地，严禁带电移动电控制箱。电控操作人员离开操作台时，必须切断电源，锁好电控制箱。 3） 升降过程中的安全要求 (1)应根据机具布置情况组织管理人员，原则上设总指挥 1 人，每人监看 2 3 台机具， 1 人操作电控制箱， 2 3 人观察脚手架的升降情况。在升降全过程中，各岗位人员必须坚守岗位，不得随意离开 。 (2)钢管升降脚手架升降顺序：启动电动葫芦将起重链条拉紧 +拆除脚手架与建筑物的拉结 (如分跨nts 设计项目 计算与说明 结果 15 升降工作台方案确定 升降工作台方案选择 升降时，还应拆除与邻跨的拉结杆 )一拆除脚手架承力架与建筑物的连结一启动电动葫芦按规定的速度(一般是 8 l0cm/min)将脚手架承力架同步升降至上 (下 )一个预留孔位置一按顺序调平脚手架，并固定脚手架承力架与建筑物连结螺栓及拉杆 +安装脚手架与建筑物的拉结装置及做好各项安全防护措施一将电动葫芦、提升机挑梁及防 倾斜、防坠落安全保险装置拆除并向上 (下 )移一层安装好。 (3)升降脚手架时，脚手架下方及建筑物四周15m 内严禁站人，并设专人监护。 (4)升降过程中，原则上脚手架上除电控制箱操作人员，其他人员必须撤离脚手架，不得滞留，严禁脚手架上存有其他施工物品。电控制箱操作人员应扣挂好安全带。 3.2 升降工作台方案确定 3.2.1 升降工作台方案选择 从以上资料可 知 以选定扣件式钢管架，钢管脚手架的优点是不用加工 ( 48 钢管截成所需长度即可）；可以任意搭设即 (战杆和顺杆的间距不受限制；具有较大的通用性。而且 脚手架钢管现在建筑工地上大量使用，这样更利于 砌筑机械手 推广。 但手脚架搭建起来比较麻烦，不方便运输，以下是列处的几个方案，若既满足稳定性要求又满足运输方便的要求，那么便选用该方案。 方案一 如图 3-1所示 图 3-1 nts 设计项目 计算与说明 结果 16 该方案利用管套管来完成其轴向固定，但是其不能拆解，故运输不方便。 方案二 如图 3-2所示 主视图 侧视图 图 3-2 1-扣件 2-钢 管 3-小车 4-脚轮 5-导向轮 6-钢丝绳 7-卷扬机 该方案由扣件来完成管的固定，可以任意拆解，运输方便，零件易购买，便于大规模生产 .。整个骨架有扣件和钢管组成，由卷扬机来完成整个升降平台的上下动作，由小车来完成其左右水平的运动。 但该方案的稳定性有待提高。 方案三 竖直方向：利用 手动 液压堆高机的原理实现上升和下降。在液压堆高机的动叉上面焊接 3 毫米厚的 镀锌 钢板，以承载人和砖。在人的活动区域安装护栏，在砖的 区域安装砖架， 在定叉的下方焊接 3nts 设计项目 计算与说明 结果 17 升降工作台材料选择 脚手架钢管 毫米厚的 镀锌 钢板 。 布局如下图 水平方向：安装车轮 ，车轮尺寸为 180mmX50mm，轮距 750mm，轮中心距 820mm。动力源采用低转速大扭矩的双出轴直流电机直接带动。 3.3升降工作台材料选择 3.3.1 脚 手架钢管 脚手架钢管应采用现行国家标准直缝电焊钢管（ GB/T 12793）或低压流体输送用焊接钢管（ GB/T 3092）中规定的 3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准碳素结构钢（ GB/T 700）中 Q23 A 级钢的规定。产品材质应符合现行国家标准 GB 700 88碳素结构钢中 Q235 A级钢的 规定。生产企业备案时须提供钢材的材质报告。产品力学性能应符合国家标准 GB/T 13793 92直缝电焊钢管或 GB/T 3091 2001低压流体输送用焊接钢管中的要求。 外观及尺寸符合 JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求，即外径48mm，最大负公差 0.5mm；壁厚 3.5mm根钢管的最大质量不应大于 25kg，宜采用 48 3.5mm钢管。每 nts 设计项目 计算与说明 结果 18 脚手架扣件 由表 3.1-215查的（参考书 3公式 3-190） 公称口径 / 公称外径 / 公称壁厚 / 理论重量 / . 1m 40 48.3 3.5 3.87 注： 1. 表中的公称直径西近似内径的名义尺寸，不表示公称外径减去两个公称壁厚所得的内径。 2. 根据需方要求，经供需双方协议，并在合同中注明，可供表中规定以外的尺寸的钢管。 脚手架钢管需要检测的项目：钢管的检测项目检测项目包括：抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、外观质量、外径、壁厚、端面偏差等。 3.3.2 脚手架扣件 1.脚手架扣件（铸铁可锻铁或铸钢制造）执行GB15831 1995钢管脚手架扣件标准。 钢板冲压扣件执行 JG3061 1999钢板冲压件标准。 2.扣件需要检测的主要性能 :力学性能和扣件的外观和附件质量。 3.扣件力学性能 :直角型式扣件的抗滑性能、抗破坏性能及扭转刚度；旋转型式扣件的抗滑性能、抗破坏性能；对接型式扣件的抗拉性能；以及底座的抗压性能 4.抗滑 直角扣件 P=7.0KN时， 1 7.0mm; P=10.0 KN时， 2 0.5mm 旋转 扣件 P=7.0 KN 时， 7.0mm;P=10.0KN时， 2 0.5mm 5.抗破坏 直角扣件 P=25.0KN 时， 各部位不得破坏 旋转扣件 P=17.0KN 时，各部位不得破坏 6.扭转刚度 直角扣件力矩为 900 N m时 , 4 7.抗拉 nts 设计项目 计算与说明 结果 19 对接扣件抗拉 P=4.0 KN 时， 2.0mm 8.抗压 底座 P=50.0kN时 各部位不得破坏 9.生产企业扣件的外观和附件质量包括：扣件各部位不允许有裂纹存在；盖板与座的张开距不得小于 49(52) mm；扣件不允许在主要部位有缩松； 扣件表面大于 10mm,的砂眼不应超过三处，且累计面积不应大于 50 ；扣件表面粘砂面积累计不应大于 150 mm； 错箱不应大 1mm； 扣件表面凸（或凹的高值（或深）不应大 1mm；扣件与钢管接触部位不应有氧化皮，其他部位氧化面积累计不应大于 150 mm；铆钉应符合 GB867 的规定，铆接处应牢固，铆接头应大于铆孔直径 mm，且美观，不应有裂纹存在； T 型螺栓、螺母、垫圈、铆钉采用的材料应符合 GB 700 的有关规定。螺栓、螺母的螺纹均应符合 GB196 的规定，垫圈应符合 GB95的规定； 活动部位应能灵活转动，旋转扣件两旋转面间隙应小于 1mm, 产品的规格、商标应在醒目处铸出，字迹图案要清晰、完整； 扣件表面应进行防锈处理（不能用沥青漆），油漆应均匀美观，不应有堆漆或露铁。 10.脚 手架扣件租赁企业存量扣件备案外观和附件质量需要检测的项目： 扣件各部位不允许有裂纹存在；盖板与座的张开距不得小于 49(52) mm； 扣件表面凸（或凹）的高值（或深）不应大于 1mm； 扣件铆接处应牢固，铆接头应大于铆孔直径1mm，且美观，不应有裂纹存在； T 型螺栓、螺母、垫圈、铆钉采用的材料应符合 GB700 的有关规定。螺栓、螺母的螺纹均应符合 GB 196 的规定，垫圈应符合 GB 95的规定， T型螺栓 M12，总长 72 0.5mm，螺母对边宽 22 0.5mm，厚度 0.5mm；活动部位应能灵活转动； 产品的规格、 商标应在醒目处铸出，字迹图案要清晰、完整； 11. 抽样的组批规则： 钢管的组批规则是：每nts 设计项目 计算与说明 结果 20 批钢管由同一尺寸、同一牌号、同一材料状态组成，每批钢管的根数不大于 400根。 扣件的组批规则是：每批扣件由同一生产厂家、同一牌号、同一材料状态组成，每批须大于 280 件，当批量超过 10000件，超过部分应做另一批检验验收。 12. 产品检测报告要求：检测报告要求是省级以上法定检验机构出具的报告，报告的签发时间要求在一年以内，检测报告要求是抽样检验报告。 有关产品质量的检测问题可咨询有关检测部门。 3.3.3 手动液压 堆高车以及车轮材料的选择 1. 根据设计要求 ，起升重量为 2 吨，起升高度2.5 米，故选择 20/25的手动液压堆高车，将之改 造 。 2. 根据资料， 2吨的手动液压堆高车采用的车轮一般为尼龙材料，故选择尼龙 9（加 3%MoS2填充料）为车轮材料。 3. 起升机构：将起升扳手拆掉，组装一个液压泵站，用直流电机带动液压泵，电瓶带动直流电动机。 4. 平移机构：整车 最大 重量 Q=2T，车轮材料为尼龙 9，小车工作场地一般为水泥地面，故车轮与地nts 设计项目 计算与说明 结果 21 液压系统设计 液压泵站的组成 液压泵的选择 面的摩擦系数为 0.57，所需电动机的驱动功率 P=FV，F=2 1000 9.8N 0.57=11172N， V=0.19 m/s， P=0.19 11172w=2.12 kw。 3.4 液压系统的设计 3.4.1液压泵站的组成：油箱，过滤器，液压泵， 先导式溢流阀， 按钮式二位二通换向阀， 调速阀 ， 手动式二位二通换向阀 。考虑到实际应用，小车需要在上升到指定高度后即位停车，泵站不会连续不断的工作，而是间歇性的工作，不必考虑散热的问题，所以蓄能器和冷却器不必安装，而油箱也不必设计的过大，以免占据很大空间。 液压系统如下图： 3.4.2. 液压泵的选择：查机械设计手册第四版 第四卷 成大先主编，第 17-34页，表 17-2-15，液压泵流量的计算， Qh=Vg A 已知：液压缸缸径 D： 105 起升速度 V： 0.12m/s 最大起重量 Q： 2t 则 有效截面积 A： A=0.008654625 m nts 设计项目 计算与说明 结果 22 油箱设计与油液的选择 起升力 F： P=2 110 9.8=19600N 工作压力 P： P=F/A=2.26 MPa 压力等级： 低 级 系统等级：一般 Qh=Vg A=0.11 0.008654625 m/s=0.000952 m/s = 0.05712 m/min = 57.1L/min 若转速 n=1450r/min，则 q=39ml/r 查表 17-130 页，表 17-5-8，选定型号为 CB-B40 型齿轮 泵，相关参数为： 理论排量： 40 ml/r 额定压力： 2.5 MPa 驱动功率： 2.1 kw 额定 转速： 1450 r/min 重量 kg： 10.5 3.4.3. 油箱设计与油液的选择 1. 液压油的选择：由于该液压系统为 低压 一般系统，所以选择石油基液压油，代号为 L-HL，其组成与特性为：无添加剂的石油基液压液 +抗氧化剂 +防锈剂。 2. 油箱的设计：油箱在液压系统中的主要功用是：（ 1）贮存供系统循环所需的油液 ; （ 2）散发系统工作时所产生的热量 ; （ 3）释放混在油液中的气体； （ 4）为系统中原件的安置提供位置。 液压系统中的油箱有整体式油箱、分离式油箱；开式油箱、闭式油箱等之分。 整体式油箱是利用主机的内腔作为油箱，结构紧凑，易于回收漏油，但维修不便，散热条件不好，P=2.26 MPa n=1450r/min q=39ml/r nts 设计项目 计算与说明 结果 23 且会使主机产生热变形。分离式油箱单独设置，于主机分开，减少了油箱发热和野鸭元旦振动对主机工作精度的影响，应用较为广泛。 所谓开式油箱是油箱液面和大气相通的油箱，应用最广。而 闭式油箱则是油箱液面和大气隔绝。油箱整个密封，在顶部有一个充气管，送入0.05-0.07MPa 的纯净压缩空气。空气或者直接和油液接触，或者直接输送到皮囊内对油液施压。只在特殊场合下使用。 所以选择应用最广的开式分离式油箱。 油箱容量的确定： 油箱的容量可依下式估算： V= q q 液压泵的额定流量，单位为 L/min 与压力有关的经验数据；低压系统 =2-4，中压系统 =5-7，高压系统 =10-12. V=6 56.5=339 L 应注意：系统需要高峰流量时，油箱中页面正好下降到最低点，此时页面 还应高于泵的吸油口 75或 3/2 倍管径，二者中取最大值。液压系统处于最大回油工况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有 10%的储备容量。 但是考虑到实际应用，小车需要在上升到指定高度后即位停车，泵站不会连续不断的工作，而是间歇性的工作，不必考虑散热的问题，所以蓄能器和冷却器不必安装，而油箱也不必设计的过大，以免占据很大空间。 当小车升到最高处时，升高了 2 米，液压缸的有效面积是 0.0086546 ，此时缸内的液体体积是nts 设计项目 计算与说明 结果 24 过滤器的选择 换向阀的选择 V=0.008654 2=0.0157 m=17.3L 所以 25L的油箱 即可 满足要求 油 箱内尺寸长 宽 高 =0.50m 0.16m 0.32m 由于要求的储备容量为 10%，所以注入的液压油为 25 0.9=22.5L。 3.4.4 过滤器的选择 该液压系统工作压力为 2.26MPa，为低压系统，查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第 17-720页，表 17-8-129，选用 XU-A40 50BS，额定压力 2.45MPa，原始压力损失 0.06MPa，过滤精度 50 m 3.4.5 换向阀的选择 由于需要达到 工况 ：上升，任意位停止，下降，三个工况，所以选用 手动式二位二通换向阀和按钮式二位二通换 向阀。 按钮式二位二通换向阀所起的作用是：在小车上升过程中，按动换向阀的按钮，液压泵卸荷，小车停止上升，再次按动按钮，溢流阀停止工作，泵工作，小车继续上升。 手动式二位二通换向阀在该液压系统中所起的作用：在小车上升到最高处时，系统压力增大，先导式溢流阀工作，小车停止上升，搬动手动式二位二通换向阀的扳手， 油缸与油箱相接通，系统卸载，小车下降。 手动换向阀 与按钮式电磁换向阀 的选择： 查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第 17-496 页，选用型号为 2WE650/AG24Z4 的 WE 型电磁换向阀。额定流量 60L/min，重量 1.6kg，直流电源电压 12V,24V,110V，消耗功率 26W，最高环境V=17.3L 选取 25L的油箱即可满足要求 nts 设计项目 计算与说明 结果 25 溢流阀的选择 单向阀的选择 电动机的选择 温度 50。 尺寸在 17-541 页。 生产厂：沈阳液压件厂、天津液压件一厂、上海立新液压件厂、邵阳液压公司。 第 17-540页，先用型号为 2WMM6的 2WMM型手动换向阀，流量 60L/min，介质温度 -30到 70，重量 1.4kg。 生产厂 ：北京华德液压集团液压阀分公司、沈阳液压件厂、上海立新液压件厂、上海东方液压件。 尺寸在 17-541页，表 17-7-199 。 3.4.6溢流阀的选择 在该液压系统中，溢流阀起过载保 护作用， 查机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第 17-397页 ，选用型号为 DA25A-2-30/16G24NZ4的先导式溢流阀，最大通径 25mm，最大工作压力 31.5MPa，最大流量 100L/min，介质温度 -20到 70，重量 7.7kg，生产厂：北京华德液压集团液压阀分公司、天津液压件一厂、天津液压件二厂、邵阳液压公司等。其外形尺寸在 17-397页可知。 3.4.7 单向阀 的选择 在该液压系统中，该单向 阀所起作用：当小车上升到一定高度制动时，防止油液回流，小车下降 .查阅机械设计手册第四版第 四卷成大先主编，第 17-483页，表 17-7-134， S10A1型单向阀，控制压力 0.05MPa，重量 8.0 。生产厂：上海立新液压件厂、北京液压阀厂、沈阳液压件厂。 尺寸在 17-484页，表 17-7-135 。 3.4.8 电动机的选择 液压泵的 驱动功率为 2.1kw，查阅机械设计手册单行本减变速器电机与电气成大先主编，nts 设计项目 计算与说明 结果 26 调速阀的选择 自动升降平台校核 第 16-146 页， 表 16-1-117，选用型号为 Z4100-1的直流电动机： 额定功率： 2.2kw 额定转速： 1490r/min 重量： 72kg 效率： 67.8% 3.4.8 电 源的选择 本设计采用的电源为电瓶： 电池尺寸为： 580 180 150 电池电压： 12V 额定容量 120AH 可持续供电 3-4小时 3.4.9 调速阀的选择 在该液压系统中，调速阀所起的作用是，限制系统内液体的流动速度，使小车平稳的上升。 查阅机械设计手册第四版第四卷成大先主编，第 17-465页，表 17-7-109， 选用 MSA30EF50型调速阀，表 17-7-110 即为该调速阀的外型尺寸。 3.5 升降平台校核 本课题的 砌筑机械手 是根据手动液压堆高车改装而成，在动叉之上与定叉之下分别焊接厚 4 毫米的镀锌钢板，根据经验， 1.5t 的起重量通常采用2 毫米厚的钢板，那么 2t 的起重量采用 4 毫米的钢板一定可以满足安全要求。 横向稳定性的验算：整车的重心在横向接近小车的中心三分之一处，人的重量大概 100 ，工作时人的胳膊有时会伸出工作台，但这点重量不会使整车的重心偏移到两车轮轴线以外，所以小车在横向nts 设计项目 计算与说明 结果 27 横向传动方案的确定 是稳定的。 纵向稳定性的验算：整车的纵向几乎没有运动，所以不会有改变