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机械毕业设计全套
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液压升降台设计,机械毕业设计全套
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I 摘 要 本 次毕业设计 对象 是液压升降 平 台， 这套装置主要用于 举升 重物。 它 的举升高度为 1米，举升重量为 1吨，其动作主要是由两个双作用液压缸推动“ X”型架，带动上板来实现的。该 液压升降 平 台 主要 由 两个部分 组成 ：机械部分和液压部分 ， 其中 机械 部分 主要 由 上板架、下板架、内连杆和外连杆 四部分组成。本设计设计、选择了机械部分材料 与结构 ，并对其进行 受理分析与 校核， 以便检验是否满足强度、刚度的要求 ， 分析及校核 的结果证明机械结构的 设计可以满足要求。 在对液压控制系统的设计过程中，先进行了总体方案设计。 在选择液压的各个控制回路的时候，在 对各个回路进行了对比后调速回路 我 选择了进油 口 节流 调速回路； 卸荷回路我选择了 带有二位二通电磁 换向阀的卸荷回路；保压回路我选择的是用液控单向阀的保压回路。确定了各种 基本 回路后， 又 确定了液压系统的 传 动形式， 由于 开式系统 所具有 的系统简单和散热条件好 等优点， 所以把 传动系统确定为开式系统。 在拟定液压系统原理图后，对 液压元件及 辅件 进行了设计、选择，并对其进行校核。 经过计算后液压缸选 定 为 45毫米的液压缸， 液压泵选定 为齿轮泵，根据系统工作 的 最大功率我选 择 的电动机为Y112M-4行三相异步电动机 。 在确定泵后 ， 又对 其他的元 件及 辅 件进行了合理的选择 ， 最后确定各种元件后 ,进一步完成了我的设计题目 。 关键 词 : 液压 ；升降平台； 上板架 ； 下 板架 ； 内连杆 ； 外连杆 nts II Abstract I graduated from the current design is done mainly hydraulic lifts, mainly divided into two parts: mechanical and hydraulic parts. Mechanical parts which I think the main needs to be considered is the subject of several major part of the intensity: on board planes, under the board planes, within and outside link connecting rod. In this part of my four were on board from top to bottom-line Analysis of the internal and external linkage, I had the strength check. After my analysis and after checking I think I can satisfy the design requirements. Then I entered the various parts of the hydraulic choice. In the choice of the hydraulic control circuit all the time, in the loop on a comparison of the governor after I selected the import speed loop circuit; unloading loop I chose the valve of the unloading circuit; packing circuit I have chosen The use of one-way valve controlling the packing circuit. In determining the needs of the various circuit I, Im sure I wear the hydraulic system of fixed form, according to open-system and the system simple cooling system features good condition, I set my drive system for open - System. On the other hydraulic components accessories choice, I had to them after the calculation of the hydraulic cylinders after I voted 45 mm of hydraulic cylinders, according to the transmission gear pump stability, I take my pump as a gear Pump, according to my system the maximum power of the work I elected to the motor Y112M-4 to three-phase asynchronous motor. I set the pump, I also based on this I need the yuan other accessories for a reasonable Choose, finally, I identified a variety of components, further complete the design of the topics I. Keywords： Mechanical;Hydraulic; Panels from top to bottom;Inside and outside link nts III 目录 摘 要 . I Abstract . II 第 1章 绪论 . 1 第 2章 确定液压系统方案 . 4 2.1确定基本回路 . 4 2.1.1卸荷回路 . 4 2.1.2 调速回路的确定 . 6 2.1.3保压回路的确定 . 8 2.2 液压传动系统的形式确定 . 10 2 3 液压系统原理图 . 11 第 3章 设计、选择液压元件、辅件 . 12 3.1确定液压缸系数 . 12 3.1.1 初选系统压力 . 12 3.2 液压辅助元件的计算及选择 . 13 3.3油箱的设计 . 13 3.3.1油箱的设计要点 . 14 3.3.2油箱容积计算 . 14 3.4 其它元、辅件的选择 . 14 3.4.1.吸油滤油器 . 14 3.4.2选择滤油器的基本要求 . 15 3.4.3溢流阀的选择 . 15 3.4.4压力表开关选择 . 15 3.4.5单向节流阀 . 16 3.4.6液控单向阀的选择 . 16 3.5阀块的设计 . 16 3.6 效率的计算 . 17 3.6.1计算沿程压力损失 . 17 3.6.2效率计算 . 19 3.6.3系统发热与温升计算 . 20 3.6.4液压系统的一般使用和维护 . 20 第 4章 机械部分的受力分析力 . 23 第 5章 机械部分的强度校核 . 26 5.1 外连杆强度校核 . 26 nts IV 5.2 内连杆强度较核 . 27 5.3 连接两连杆的销轴的强度校核 . 28 第 6章 结论 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 nts沈阳工业大学本科毕业设计 1 第 1 章 绪论 液压传动能在运动过程中实现无级调速、调速方便。液压传动简化了机器结构，减少了零件的数目。由于系统充满了油液，对各液压件有润滑和冷却的作用，使之不易磨损，又由于容易实现过载保护，因而寿命长。液压传动易于实现标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和推广。 液压升降 平 台 由于 升降平稳、安全可靠、 操作简单， 经济实用 ， 被广泛应用 于 生产流水线和仓库、造纸、医药等行业， 主要用于生产流水线高度差之间货物运送；物料上线、下线；工件装配时调节工件 高度；高处给料机送料；大型设备装配时部件举升；大型机床上料、下料；仓储装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等。 因此，对于 液压升降 平台的设计与研究具有重要意义。 我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例，产品品种只有国外的 1/3，寿命为国外的 1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要，每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析， 1998年液压、气动和密 封件产品的进口额约 2亿美元，其中液压约 1.4亿美元，气动近 0.3亿美元，密封约 0.3亿美元，比 1997年稍有下降。按金额计，目前进口产品的国内市场占有率约为30%。 1998年国内市场液压件需求总量约 600万件，销售总额近 40亿元；气动件需求总量约 500万件，销售总额 7亿多元；密封件需求总量约 11亿件，销售总额约 13亿元。 社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。为了适应这些目标和满 足用户的需要，现代液压气动产品发展呈如下主要趋势。 (1) 减少能耗 ,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能nts沈阳工业大学本科毕业设计 2 都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题： 减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部 流道的压力损失 ,采用集成化回路和铸造流道 ,可减少管道损失 ,同时还可减少漏油损失。 减少或消除系统的 节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系 统来调节流量和压力。 采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。 发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展 3 通径、 4 通径电磁阀以及低功率电磁阀。 改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 日本小松、日立、川崎、德国 Rexroth， Linde，美国 Eiton-Vickers ， Parker都采用负荷传感系统，可节省功率 20-30%。 为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响 ，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 (2) 主动维护 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识 ,建立完整的、 具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 3 (3) 机电一体化 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化 ，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点 ,其主要发展动向如下： 电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统 ,为适应上述发展 ,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。 发展和计算机直接接口的功耗为 5mA 以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀 (小于 3mS)等。 液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实 现自动测量和诊断 ,由于计算机的价格降低 ,监控系统 ,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。 计算机仿真标准化，特别对高精度、“高级”系统更有此要求。 由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液 压 泵 ，采用通用化控制 机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。 液压元件由于制造精度高，因而造价相对于 机械零件要求，为了做到经济实惠，在选择液压元件时，尽量以国内同类产品代替国外产品。比如电磁换向阀，我选择了沈阳液压件厂的产品，并且有直流电源和交流电源两种，我选择了交流电源。因为，虽然用直流电源，电磁换向阀如果卡位，电磁块不至于被烧坏。但配置一套直流电源的价格远比一个电磁块的价格高，况且电磁阀被卡住的情况也是偶而的。权衡了一下还是选择了交流电池。同理，在一些产品性能不相上下时，我尽量选用了沈阳液压件厂的产品。可以省去运费和避免一些其它问题，这都降低了成本。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 4 第 2 章 确定液压系统方 案 液压系统方案的确定是液压系统设计的一个重要环节。目的是选择回路，并把各回路组成系统，以便以后确定原理。 理论课上，我们知道任何复杂的液压系统都是由一些简单的基本回路构成的。液压元件又组成了基本回路。所以根据液压系统的动作要求和性能特点选液压元件组成液压系统。 这次毕业设计的液压升降平台要求为： 1 举升高度为 1米 ； 2 原始高度 0.6米 ； 3 举升重量 1 吨。所设计系统必须能完成举升动作，并达到以上要求，考虑系统效率以及经济上的一些问题。 2.1 确定基本回路 2.1.1 卸荷回路 卸荷回路的作用是在电动机不熄火的情况下使液压油卸荷，即泵输出的液压油以最低压力回油箱。 卸荷回路主要有以下几种： 如图 2-1采用换向 阀 的卸荷回路，用三位四通换向阀中位 M型（或 H， K型）滑阀机能，或在液压泵出口旁路接二位三通阀，使液压泵输出的油液流回油箱 ，液压泵卸荷。它 适 用于低压小流量（ P=2.5Mpa， Qp 40L/min）的液压系统 ， 高压大流量系统用换向阀卸荷时冲击较大。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 5 图 2-1 换向阀的 卸 荷回路 图 2-2 溢流阀的卸荷回路 如图 2-2为溢流阀的卸荷回路。当先导 式 溢流阀 1控制管 路通过二位二通电nts沈阳工业大学本科毕业设计 6 磁换向阀 3 接回油箱时，液压泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱。实现液压泵的卸荷。工作过程中流量变化较大的液压系统，采用双连泵供油。 如图 2-3是利用特殊结构的液压缸使泵卸荷的回路。在液压缸 3 活塞向左运动返回终点时，缸体上带单向阀 2 的旁通油口开启，液压泵的油液从液压缸的有杆腔经过此油口流回油箱，液压泵卸荷。 我在设计中选择了第一种卸荷方式，因为其适用于低压小流量的液压系统，并比较简单。 图 2-3 特殊液压缸使泵卸荷 2.1.2 调速回路的确定 液压调速分为节流调速，容积调速和容积节流 调速三种方式。节流调速，容积节流调速只能用于开式系统。容积调速多用于闭式系统。由于本系统简单，固采用开式系统，具体原因以后在述。 节流调速回路，由流量控制阀，溢流阀，定量泵和执行元件等所组成。它通过改变流量控制阀的通流面积，控制和调节流入和流出执行元件的流量，达到调速的目的。这种调速回路具有结构简单，工作可靠，成本低，使用维护方便，调速方便，调速范围大等优点。但它能量损失大，效率低，一般用于功率不大的场合。 由于流量控制阀在回路中的按放位置的不同， 节流调速回路 有进口节流式，出口节流式，旁路节流式 和进出口同时节流式几种节流形式。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 7 (1)进口节流调速回路 （ 如图 2-4所示） 为使油液通过节流阀流入液压缸，液压泵的工作压力 P 必须大于 P1，节流阀的压差 在 工作中或因负载变化或因其开度的改变，要在一定的范围内变动。其设定值一般为 Pi=0.2-0.3MPa。 图 2-4 进口节流调速 (2)出口节流调速回 路 这种调速回路是将节流阀置在回油路上，用它来控制油腔流出的油量，因而也就控制了进入液压缸的流量，从而也就控制了液压缸的速度。 (3)旁路节流调速回路 （ 如图 2-5所示） 如图 2-5，这种调速回路是把节流阀放在与液压缸相并联的支路上。节流阀在调节流量的同时、起 溢 出多余流量的作用。回路中溢流阀起安全阀作用。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 8 1) 当节流面积一定时，负载越大，速度刚性越大 ； 2) 当负载不边时，节流阀通流面积越小，即速度越大，速度刚性越大 ； 3) 当活塞面积变大时，减小节流阀指数和泄露系数均可提高速度刚性 。 图 2-5 旁路节流调速回路 (4)容积节流调速回路 容积节流调速回路是利用变量泵和节流阀组合而成的一种调速回路。它保留了容积调速回路无溢流损失、效率高和发热少的长处。 综合以上调速回路的特点，我选择了进油调速 回路 。 2.1.3 保压回路的确定 有些机械回程时如释放过快，将引起液压系统剧烈的冲击、震动和噪声，基至导致管路和阀门的破裂。 保压回路有以下几种： (1) 用液压单向阀的保压回路 （ 如图 2-6） 在液压缸无杆腔油路上接入一个液控单向阀，利用单向阀锥形阀座的密封性能实现保压。一般在 20MP工作压力下保压 10min。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 9 图 2-6 用单向 阀的保压回路 (2) 用辅助液压泵保压回路 在回路中增设一台辅助液压泵。当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器发出电讯号，使辅助液压泵供油，维持系统压力不变。 (3) 用蓄能器的保压回路 (如图 2-7) 用重锤式蓄能器在保压过程中向 a 点供油、保压时，蓄能器充入高压油，重锤上升，触及限位开关时，使电液换向阀的电磁铁 1Y断电，主液压泵卸荷，以后由蓄能器保持系统压力。此种保压回路压力液动小，不超过 0.1-0.2MP。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 10 图 2-7 用 蓄 能器的保压回路 综 上所述，我选用了第一种用液控单向阀的保压回路。 2.2 液压传动系统的形式确定 液压传动系统可分为开式系统和闭式系统。 开式系统中，油泵自油箱吸油，供给执行机构，低压油直接返回油箱 ， 有系统简单 、 系统散热条件好 等优点 。 闭式系统中油泵进油管直接与执行机构的排油管相连通，形成一个闭合回路。为了补偿系统中泄露损失，还需有一个辅助供油泵， 其 优点 是 1） 油箱所需容积小 ； 2） 无论是高压管路还是低压管路都有一定压力。因此空气难进入，运转平稳 ； 3） 系统中采用变量轴向柱塞泵，一般不需要换向阀来改变执行机构运行方向，减少了换向时的冲击。 综合以上传动系统的特点我选 用开式系统。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 11 2 3 液压系统原理图 在以上基本回路确定的基础上，拟定液压系统原理图，如图 2-8 所示。 图 2-8 nts沈阳工业大学本科毕业设计 12 第 3 章 设计、选择液压元件、辅件 3.1 确定液压缸系数 3.1.1 初选系统压力 系统压力选定是否合理直接关系到整个系统设计的合理程度。在液压系统功率一定情况下，若选取的系统压力过底，则液压元、辅件的尺寸、重量就增加，系统造价也相应增加；若系统压力选的较高，则液压设备的重量、尺寸和造价会相对较低。由于对制造液压元件、辅件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而会增大或增加液压设备的 尺寸、重量和造价、其系统效率和使用寿命也会相应下降。 根据我所要设计的机器的特点，并参照有关资料，我初选系统工作压力10MP。 1) 计算液压缸尺寸 ： 活塞面积 A=F/ p=2.5x103/0.9x10x106=2.78x10-3m2 D=5.89cm 查表 4，取液压缸的内径 为 63mm， 外径 为 76mm。 杆径比 d/D， 一般按下述原则取 ： 当活塞杆受拉时，一般选取 d/D=0.3-0.5.当活塞杆手压时，一般取d/D=0.5-0.7。 所以 本设计 我 取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7x58.9=44mm， 取活塞杆直径 为 45mm。 2) 泵组选择： 液压杠所需流量为 q=2Av=2x1/4 (D2-d2)xV =2x0.25x3.14x632x10-6x2x10-2=7.48L/min q=7.48L/min nts沈阳工业大学本科毕业设计 13 查表 4选取齿轮泵 CB3-10.理论排量 10ml/r， 理论流量 14.5L/min， 电动机最大功率 P=pq/ 。 P=106x10x14.5x106/0.8x60=3.02kw 取电动机 Y112M-4 型 ： 额定功率 4KW，效率 84.55。 3.2 液压辅助元件的计算及选择 1） 根据齿轮泵的额定流量 14.5L/min 查表（ JB827-66） 。 根据推荐管路通过流量 25L/min 的管径为 8mm 管路通过 6.3L/min 的管径为 5.6mm， 所以选取公称直径 D=8mm的钢管，钢管外径为 14mm.管接头连接螺纹 M14x1.5。 2） 管接头的类型 管接头按材料可分为金属管接头、软管接头和快速接头。通常选用金属管接头。金属管接头又可分为扩口式管接头、卡套式管接头、焊接式管接头、球面焊式管接头。各管接头的特点如下： 扩口式管接头：利用管子端部扩口进行密封，不需其他密封件；结构简单，适用于薄管连接，工作压力 8MP。 卡 套式管接头：利用卡套变形卡住管子进行密封，装拆方便，但对管子尺寸精度要求较高，工作压力 31.5MP。 焊接式管接头：利用“ 0”型密封圈端面密封，连接牢固可靠，对管子尺寸精度要求不高。管壁要求较厚，装配时需要焊接。工作压力 31.5MP。 球面焊接式管接头：利用球面进行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求较高，装配时需要焊接。工作压力 35MP。 根据以上介绍的各种管接头的特点，我选择了焊接式管接头，因为它的特点更适合于我所设计的系统。 3.3 油箱的设计 油箱的作用是储油、散发油的热量、沉淀油的杂质和使油中的气泡上浮释出；有时油箱盖还可以用作油泵装置和其它液压元件的底板。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 14 3.3.1 油箱的设计要点 （ 1）油箱必须有足够大的容积以满足散热、容纳停机时因重力作用而返回油箱的油，操作时油面保持适当高度的要求 ； （ 2）油箱底部 做 成适当的斜度，并设放油塞 ； （ 3）从构造上应考虑清洗换油方便，应设置人孔，便于清洗污物 ； （ 4）箱壁上需装油面指示器，油箱上并装上温度计 ； （ 5）油箱上应有带空气滤清器的通气孔，有时注油孔和通气孔可兼用 ； （ 6）吸油管和回油管应尽量远隔开，吸油管离箱底的距离 H 2D（管径）。距箱边不小于 3D，回油管插入最低油面以下，防止回油时带入空气。距箱底 h=2d（管径）。油的排口面向油箱，管端斜成 45 度 ； （ 7）吸油侧和回油侧要用隔板隔开，用以分离回油带来的气泡和赃物。隔板高度不低于油面到管 底 高度的 3/4； （ 8）为了防锈、防凝水，油箱内壁应用好的耐油涂料 。 综合以上的设计要点，我设计我的油箱 ,但由于机器工作不频繁，所以没有设计温度计，并设计了两个隔板。 3.3.2 油箱容积计算 按经验公式计算油箱容积： V=（ 3-5） qp=3x14.5=43.5L 我所设计的油箱设有冷却器，在这种情况下，油箱的长：宽：高为 1： 1： 1到 1： 2： 3。油面达到油箱高度的 80%。油箱的长为 370mm,宽为 365mm,高为 320mm。 3.4 其它元、辅件的选择 3.4.1.吸油滤油器 滤油器有以下几种形式、用途 特性如下： （ 1）网式滤油器 装在油泵吸油管上，可以保护油泵。特性为结构简单，通油能力大，过滤效果差 ； （ 2）线隙式滤油器 过滤材料强度低，一般用于低压系统，特性为结构简单，过滤效果较好，通油能力大，但不易清洗 ； （ 3）纸 芯 滤油器 用于油的粗过滤，最好与其它滤油器联合使用，特性为过滤nts沈阳工业大学本科毕业设计 15 效果好，精度高，但易阻塞，无法清洗，需要换纸蕊 ； （ 4）烧结式滤油器 用于特别要求过滤质量的液压系统中，最好与其它滤油器合用，特性是能在高温下工作与承受较高压力，抗腐蚀能力强，制造简单，性能稳定 ； （ 5）磁式滤油器 用于滤清带磁性铁屑与磨料，特性是效果好，维护复杂 ； （ 6）片式滤油器 用于一般过滤，特性为强度大，不易损坏，通油能力大。 3.4.2 选择滤油器的基本要求 （ 1） 过滤精度满足要求 ； （ 2） 能力满足设计系统要求 ； （ 3） 滤 芯 应有足够的强 度，不至于因油液压力而破坏 ； （ 4） 在 一定温度下，有一定的耐久性 ； （ 5） 能抵抗滤油的侵蚀 ； （ 6） 容易清洗和更换滤 芯 ； （ 7） 价钱低廉 。 由于液压系统中对油的要求很高，尤其是油的过滤过程。因此滤油器的选择非常重要。所以叙述颇多。综合各种滤油器的特性，我选择了网式滤油器。泵的流量为 14.5L/min。由于经验公式告诉我滤油器过滤能力大于泵的流量的 2倍，因此我选的滤油器为 XV-40x180j。 3.4.3 溢流阀的选择 由于我设计的系统中有阀块，阀块上有溢流阀、换向阀、截止阀（压力表开关） ， 所以溢流阀选板式溢流 阀，系统压力为 10MP， 流量为 14.5L/mn。所以我选择了直动式溢流阀型号为 DBDS6P10。 3.4.4 压力表开关选择 由于是板式连接，系统管道公称直径 8mm。所以我选择了型号为 KF-L8/12E的压力表开关。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 16 3.4.5 单向节流阀 由于阀块上没有安装单向节流阀，所以单向节流阀选管式，根据管路公称直径、流量，我选择了型号为 MK8G10/V的单向节流阀。 3.4.6 液控单向阀 的选择 选择液控单向阀 为 SV10PB120 型 。 各 种元件、辅件的详细型号如 表 3-1 所示 ： 表 3-1 名称 型号 流量 备注 吸油滤油器 XV-40X180J 40 压力 0.30.6 损失 液位计 溢流阀 DBDS6P10 齿轮泵 CB3-10 14.5 5.7KW 电动机 Y112M-4 4KW 压力表 Y-60 截止阀 KF-L8/12E 电磁换向阀 4WEP10/AW220 单向节流阀 MK8G10/V 液控单向阀 3V10PB120 空气滤清器 查机械设计手册取 D=45mm 3.5 阀块的设计 我所设计的阀块相安有电磁换向阀，直动式溢流阀，压力表开关。根据所选的以上几种元、辅件的外形尺寸，初设计阀块为 100X100X100的立方体。 阀块体 如 图 3-2： nts沈阳工业大学本科毕业设计 17 图 3-1 1)为压力油入口 2)回油口 3)侧压口 4） 油液进系统口 5） 油液出系统口 6） 溢流阀泻油口 7） 溢流阀进油口 8） 换向阀进（出）油口（ A） 9） 换向阀进油口 10）B口 11） 换向阀出油口 3.6 效率的计算 3.6.1 计算沿程压力损失 1） 判断流动状态 由雷诺系数 Re=vd/r=4Q/3.14dr 可知，在油液黏度一定的条件下， Re 大小与 Q成正比，与管道的内径成反比。 缸的所需流量 为 7.8L/min， 管子公称直径为 8mm，所以 Re=4Q/ dr=4*Q*7.8*10-3/60*3.14*8*10-3*4.5*10-5=230 由于累诺数 Re 小于临界雷诺数 2000，由此可推论出各工况下的进、回油路中油液的状态为层流。 2） 计算沿程压力损失 Pc= l/d*v2*p/2 (5-2) =75/Re=75*3.14dv/4Q V=4Q/3.14d2 上式代入沿程压力损失的计算公式得： Pc=150prl/ d4xQ nts沈阳工业大学本科毕业设计 18 （ 1） 油箱到泵的进口 沿程压力损失 ： PL1=150 rl/ d4Q =150*917.4*4.5x10-5*0.2*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.3*104Pa （ 2） 泵出口到阀块 沿程压力损失 ： PL2=150 rl/ d4*Q =150*917.4*4.5*10-5*0.5*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=5.8*104Pa （ 3） 阀块到油箱 沿程压力损失 ： PL3=150 rl/ d4*Q =150*917.4*4.5*10-5*0.8*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=4.9*104Pa （ 4） 阀块到单向节流阀 沿程压力损失 ： PL4=150 rl/ d4*Q =150*917.4*4.5*10-5*0.1*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=0.6*104Pa （ 5） 单向节流阀到阀块 2沿程压力损失 ： PL5=150 rl/ d4*Q =150*917.4*4.5*10-5*0.4*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.4*104Pa （ 6） 阀块到液压缸 沿程压力损失 ： PL6=150 rl/ d4*Q =150*917.4*4.5*10-5*0.6*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=1.5*104Pa （ 7） 液压缸到阀块 沿程压力损失 ： PL7= PL6=1.5*104Pa 总的沿程压力损失为： PL=0.19*106Pa 3） 计算局部压力损失 （ 1）油箱到泵有一个 90度的弯头 V=Q/0.25* *d2=14.5*10-3/0.25*3.14*60*0.0082=4.8m/s Pr1=rH =0.29 Pr1=3000Pa （ 2）泵到阀块 4个弯头 Pr2=4rH=4r v2/2g=1200Pa nts沈阳工业大学本科毕业设计 19 （ 3） 阀快到油箱 3个弯头 Pr3=3rH=9000Pa （ 4） 阀块到液压缸 1个弯头 Pr4=rH=3000Pa （ 5） 液压缸到阀块 Pr5=rH=3000Pa 所以，总的管道局部压力损失为 Pr=30000Pa 4） 计算阀类元件压力损失 Pr= Pn(Q/Qn)2 (5-3) 式中 Pv 阀的额定压力损失。可由产品样本查出。 Q 通过阀 的实际流量 Qn 阀的额定流量 （ 1）直动式溢流阀 Pv1= P(Q/Qn)2=10*106(0.7/60)2=0.1*106Mpa （ 2）电磁换向阀 Pv2= P(Q/Qn)2=1.3*106*(0.7/60)2=1.4*105Pa （ 3）液控单向阀 Pv3= P(Q/Qn)2=0.2*106Pa 所以，总的阀类元件局部压力损失为 0.34*106Pa 5） 管路总的压力损失为： P=0.66Mpa 3.6.2 效率计 算 升降回路效率： c1=P1Q1/Pp*Qp=10*106*7.48/10.66*106*14.5=0.48=48% 系统总效率： c2= p* c1* m p=0.8 m=0.95 nts沈阳工业大学本科毕业设计 20 c2=0.8*0.95*0.48=0.36=36% 3.6.3 系统发热与温升计算 升降平台上升速度 0.02m/s 上升时间 t=1/0.02=50s 由手册 4查最高温度Q1=75 P1=KA(Q1-Q2)=16*2(0.32*0.365+0.365*0.37+0.37*0.32)*(75-20)=644w Q=(Ph-P1)/KA Pin=P0*Qp/ =10*106*14.5*10-3/0.8*60=3*103w. Pef=0.02*(2.5*104*320x10-3*2)=320w Ph=Pin-Pef=2680w Q=42 55 所以，满足要求。 3.6.4 液压系统的一般使用和维护 1） 油箱中的液压油经常保持正常油面。配管和油缸容量很大时，最初应放入足够数量的油。在启动之后，由于油进入 管道和油缸，油面会下降，甚至使滤油器露出油面。因此必须再一次补油。再使用过程中，还会经常发生泄露，应该在油箱上设置液位计，以便以后经常观察和补油。 2） 液压油应该经常保持清洁，检查油的清洁应经常与检查油面同时进行。 （ 1） 油桶上不要积聚雨水和尘土，也不要直接放在地上 ； （ 2） 在檫试泵，阀或油的容器时要极力防止不屑之类落入油中 ； （ 3） 油箱要经常清洗，在灌油时应通过 120目以上的滤油器 ； （ 4） 洗涤配管，一般应先用透平油清洗 4-5小时，然后用与使用油相同的油清洗 4-5小时 ； （ 5） 最好不使用铜管作为液压系统的配管 ，一定要使用时，可放在油中浸24小时以上，使生成不治性的薄膜后再安装 ； （ 6） 油需要经常检查和更换，工作油的情况应经常加以注意和检查。更换工作油期限，由于使用条件，使用地点而有很大的出入，一般来说，大概一年更换一次 ， 在连续运转、高温、高湿、尘土多的地方，需要缩短换油的周期。 3） 油温应适当，油箱的油温一定不能超过 60 。一般液压机械在 35-60 围 内工作比较合适。从维护的角度看也应绝对避免油温过高。若油温有异常的上nts沈阳工业大学本科毕业设计 21 升时，应立刻停机进行检查。常见有以下原因： （ 1） 油的黏度太高 ； （ 2） 受外 界的影响（例如开关炉门的液压装置等） ； （ 3）回油设计不好，例如效率太低、采用的元件容量太小、流速过高等所至 ； （ 4） 油箱容积太小、散热慢（一般来说油箱容量在油泵每分钟的 3倍以上才可） ； （ 5） 阀的性能不好，例如容易发生震动就有可能引起异常发热 ； （ 6） 由于油质变坏，阻力增大 ； （ 7） 冷却器的性能不好，例如水量不足、管道内有水圬等。 4） 回路里的空气应完全排除掉。回路里进入空气后，因为气体的体积和压力成反比。所以随着负荷的变动，油缸的运动也要受影响。另外，空气优势造成油液变质和发 热的很大 原 因，所以应特别注意以下各列事项： （ 1） 为了防止回油管回油时带入空气，回油管必须插入油面以下； （ 2） 入口滤油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空气分离出来，产生所谓的空蚀现象 ； （ 3） 吸入管和泵面密封部分等各个低于大气压的地方应注意不要漏入空气 ； （ 4）油箱的油面应尽量大些，吸入侧和回油侧要用隔板隔开，以达到消除气泡的目的 ； （ 5） 管路及油缸的最高部分均要有放气孔，在起动时应放掉其中的空气。 5） 装在室外的液压装置使用时应注意以下几项： （ 1） 屋外随着季节的不同温度变化比较剧烈，因此尽可能 使用黏度指数大的液压油 ； （ 2） 由于温度变化，油箱中水蒸气会凝成水滴在冬天应每星期进行一次检查，发现后应立即除去 ； （ 3） 在屋外因为赃物容易进入油中，因此要经常换油。 6） 在初次启动油泵时，应注意以下事项： （ 1） 向泵里灌满油 ； （ 2） 检查转动反向是否正确 ； （ 3） 入口和出口是否接反 ； nts沈阳工业大学本科毕业设计 22 （ 4） 用手试转 ； （ 5） 检查吸入侧有否漏入空气 ； （ 6） 在规定的转速内启动和运转 。 7） 在低温下启动油泵时，应注意以下事项： （ 1） 在寒冷地带或冬天启动油泵时，应该开开停停，往复几次使油温上升、液压装置运转灵活后，再 进行正式运转 ； （ 2） 在短时间内用加热器加热油箱，以提高油温，是较好的。但这时泵等装置还是冷的，仅仅油是热的，很容易造成故障，应注意 。 8） 其它 （ 1） 在油泵启动停止时，应使溢流阀卸荷 ； （ 2） 溢流阀的调定压力不得超过液压系统的最高压力 ； （ 3） 应尽量保持电磁阀的电压稳定，否则可能会导致线圈加热。 （ 4） 易损零件如密封圈等，应经常有备品，以便及时更换。 nts沈阳工业大学本科毕业设计 23 第 4 章 机械部分的 受 力 分析 估算各构件的自重： 上板 钢板： G1=shp=2.2*1.2*0.005*7.8*103=102.96Kg 上板架： G2=SLp=12*0.248*10-4*7.8*103=96.5Kg F=(G1+G2)g=(102.96+96.5)*9.8=1955N 内连杆： G=SLp=25.162*4.2*10-4+0.9*2*0.25*3.14*(0.0832-0.0632)+0.085* 0.15*4.2*7.8*103=156Kg F=Gg=156*9.8=1530N 外连杆：G=SLp=25.
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