汽车液压举升机设计

专 业 课 程 设 计题 目 汽 车 液 压 举 升 机 设 计 学 院:专 业:指导教师:学 号:学生姓名:日 期:设计说明书一 明确设计依据及进行工况分析1.设计依据2.5t 双柱液压举升机设计主要技术参数：举升高度：1800mm；举升质量:2500kg；举升时间：40s ；车道宽度：2460mm。2.工况分析双柱液压举升机在良好工作环境下工作，要求在液压的作用下推举升台使 2500kg 的汽车上升 1800mm，且要求在 40s 内完成。根据外载荷初选系统压力，从而确定液压缸的主要参数，拟定液压系统图，再确定系统中各个元件。二 确定液压系统主要参数1.初选系统压力压力的选择要根据载荷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的限制。表 21 按载荷选择工作压力载荷/KN 50工作压力/MPa0.81 1.52 2.53 34 45 =5外载荷： ，取 P=5MPaKNmgGFw5.248.9502.计算液压缸尺寸图 1 为液压缸活塞杆工作在受压状态： 活塞杆受压时作用于活塞上的载荷： mwF/AP21为液压缸工作压力，则1P1=5为液压缸回油腔压力查表 2-2，由回油管路中有背压2阀，故取 图 1Ma上式中液压缸机械效率由设计手册知在 0.90.97，可取 93.0m表 22 执行元件背压力系统类型 背压力/MPa简单系统或轻载节流调速系统 0.20.5回油路带调速阀的系统 0.40.6回油路设置有背压阀的系统 0.51.5用补油泵的闭式回路 0.81.5回油路较复杂的工程机械 1.23回油路较短且直接回油箱 可忽略不计液压缸在受压状态下工作其活塞面积为：PAF121/)(假设活塞往返速度相同，则令杆径比 =d/D=0.71，则： mPFD 32.86)5041.(10514.393.)1(462 则可求 d=0.71D=61.29查机械设计手册表 17-6-2 液压缸和活塞杆的直径系列，可取D=90mm，d=63mm3.液压缸壁厚和外径尺寸 2DPy式中: 为试验压力，一般是最大工作压力的 1.25-1.5 倍，取=1.55=7.5；起重运输机械的液压缸一般用无缝钢管材料，其大多属Py5.1于薄壁圆筒结构， 为缸筒材料的许用应力， =100110MPa，可取；Ma0则 m38.2095.7则缸体外径 76.1D查机械设计手册17-6-9 缸壁外径标准系列，可取 ，则可以mD108求出缸壁厚度为 =9mm4.缸盖厚度的确定无孔时的缸盖厚度： 67.105.943.043.021 yPDt 则可取 =15mm1有孔时的缸盖厚度： 49.1)6390(15.743.0)(43.0222 dDPty则可取 =20mm2式中： 试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）倍t缸盖有效厚度（m） ；缸盖止口内径（m） ，取 =90mm2 2缸盖孔的直径（m） 。0d材料的许用应力，无缝钢管 =100110Mpa，取 =1005.最小导向长度的确定 mDLH90220式中：L液压缸活塞的最大行程；D液压缸的内径；活塞宽度 B=（0.61.0）D,可取 B=0.6d=0.690=54mm ，由于故缸盖滑动支撑面的长度为：m80=（0.61.0）d=50.416.液压缸流量的计算=AvA液压缸有效作用面积v活塞与缸体的相对速度(1）活塞上升时： min58.1043.049).(1.33221 LstLDVAqv (2）活塞下降时： in38.410.79)6.().(.4)( 52222 stdv 7.活塞杆行程的确定举升台举升高度为 1800mm，而活塞杆上端连一动滑轮，由动滑轮原理可知，活塞行程 S 只有举升台举升高度的一半，则 S=900mm三、拟定液压系统原理图举升阶段：液压泵工作时，两电磁换向阀处于左位液压缸工作腔油路接通，油液经单向阀和分流阀进入液压缸工作腔使两个液压缸中的活塞杆向上运动将车辆举起，车辆上升。保压阶段：两电磁换向阀处于中位时断开了液压缸工作腔油路，经液压泵出油口出来的液压油经单向阀、分流阀和换向阀的中位回到油箱。下降阶段：两电磁换向阀处于右位时，经液压泵出来的油经单向阀和分流阀进入液压缸有杆腔活塞杆下降使车辆下降，无杆腔中的油液经电磁阀和背压阀回到油箱。四、液压缸主要零部件的选择1.活塞杆的确定因 d=63mm，B=54mm 所以螺纹直径选取 D：M42 2，螺纹长 84mm，轴肩取15mm（查机械设计手册17-271）查机械设计课程设计P101，选圆螺母 M42 1.52.油口连接螺纹缸内径 D=90mm，查机械设计手册17-6-25：选螺孔 M27 2 3.后端盖元件选择 查机械设计课程设计表 14-1 选螺钉 M10，数目 6 个则md10螺钉分布圆直径 ，由于缸体有一定的mdD150.295.30 厚度，可在直径 的基础上加上缸体厚度，则有 =115+18=133mm0 0端盖直径 mm2=0+2.53=158端盖厚度 ，取67.1tme13=2+2.53=1834=3+2.53=2084.密封圈查液压系统设计表 6-35（GB3452.1-82） O 形橡胶密封圈可知：用于与缸体内表面密封时，若选 O 形圈，则： )65.287(21d为 O 型圈内径， 为截面直径1d2d当用于与活塞杆间的密封时，若选 O 形圈，则： (632.65)12O 型圈的沟槽：1）活塞密封：沟槽深度 mt6.活塞杆密封为静密封： 522）沟槽宽度： ，槽底圆角半径：b0.3mr4.05.导向环导向环长度取 =3=633=216.防尘圈选取活塞杆选取 smV1025.直径 查机械设计手册P17-284 表 17-6-28 选 A 型防尘圈md637.排气阀查机械设计手册表 17-6-23 选整体排气阀 M12， ，ms14e2.68.法兰活塞杆直径 md63故法兰盘直径 D73106)510(选取 M9 型螺钉，数目 6 个，查机械设计手册 表 11-8 得mdHhH 6.,5.2,.,5.13 01mdD12095.75.2.302 9.前端盖螺栓选择查机械设计课程设计表 11-11 选 M10： mdh18,221M9: mdmh16,0,8.12110.活塞杆强度校核活塞杆在稳定工况下的强度计算公式： MPadF17.8)063.(41.92026活塞杆材料一般采用 45 钢调质处理 ，因 故强度符合p40p要求。行程与活塞杆直径比为 14.29，大于 10 故要做压杆稳定性验算。弯曲强度验算公式为： knF2610BkLKIE式中： 为活塞杆弯曲失稳临界压缩力， 实际弹性模量kF1， 为活塞杆横截面惯性矩其值为：MPaE5108.I4744 102.)063.(9.6mdI K 为液压缸安装及导向系数查机械设计手册第 21-292 页表 21-6-17取 K=1，则：KNFk 27523.10.78014.352 即 故弯曲强度符合要求kn五.液压元件的选择1.液压泵的选择(1）确定液压泵的最大工作压力PP1式中： 为液压缸的最大工作压力， 为从液压泵出口到液压缸入口1 P之间的总的管路损失，因进口有分流节流阀，可取 =0.5MPa，则=5+0.5=5.5MPaPP1(2）确定液压泵的流量液压泵的输出流量： ，K 为系统泄漏系数，取 K=1.1， ）（vmaxvpq则： mLss/42.9/1057./1043.qK343-vmaxvp ）（(3）确定液压泵的驱动功率液压泵的驱动功率：pvP式中： p为液压泵的总效率，选齿轮泵则 %90p则： kws6.90/m157.Pa1.5qP34-6-pv(4）电动机的选择查机械设计（第三版） P148，取 Y90L-4 电动机额定功率为 1.5kw，满载转速 1400r/min(5）液压泵排量 rmlrs/5.79.0in/14657.V3-查机械设计手册成大先主编 选择 GB300 外啮合单级齿轮泵，额定128-7P转速 2000r/min ,最高转速 3000r/min,额定压力 14-16MPa，最高压力 17.5-20MPa。2.液压控制阀的选择(1）溢流阀的选择查机械设计手册第四版 P17-383 选 C-175-B 型溢流阀，调压范围 0.5-7MPa，最大流量 12L/min。(2）电磁阀的选择根据机械设计手册第四卷表 17-7-164，选 S-DSG-01-3C*-*-50 型三位四通电磁阀，最大流量 40L/min,最高使用压力 16MPa,T 口允许背压 16MPa。(3）背压阀的选择查机械设计手册P17-445，选 FBF3-6B 型背压阀，额定流量 25L/min,调压范围 0.5-6.3MPa。(4）分流阀的选择查机械设计手册表 17-7-129 可选单向分流阀 FDL-B10H，公称通径10mm。(5）单向阀的选择根据机械设计手册第四卷 17-491 页可查到，选 CIT-02-*-50 型直通单向阀，额定流量 16L/min,最高使用压力 25MPa，开启压力 0.04MPa。3.管路的选择出于系统安装及油路的布置的灵活与方便性，选用软管油管更适合。根据软管的内径与流量、流速的关系计算 vqA61软管的通流截面积2cm管内的流量q管内的流速，通常软管允许的流速v smv/6(1）吸收管，取管内允许流速 V=1m/s,，圆整取工程内径 d=15mmm1.41.30574vqd-(2）回油管取允许流速 V=2m/s，024.-(3）压力油管取允许流速 V=4m/s，取整 d=8mm。m1.7.351vqd4-根据机械设计手册第四卷表 17-8-49，选用 I 型软管，吸油管的内径14.1mm，公称内径为 15mm。回油管的内径 10mm，公称内径 10mm，压油管的内经 7.1mm，公称内经为 8mm。4.油箱容量的选择油箱容量的统计公式：vaqV表 5-1 经验系数系统类型 行走机械 低压系统 中压系统 锻压机械 冶金机械a 12 24 57 612 10低压系统取 a=4，则 =49.42=37.685.过滤器的选择根据机械设计手册第四卷 17-715 及表 17-8-129，结合系统的工作要求，选择线隙式过滤器，型号为 XU-A2530S，其过滤精度为 30m，流量，通径 。min25L15六、液压系统的性能验算1.系统压力损失计算查机械设计课程设计P38 选 L-HFDR32 液压油，其运动粘度为密度为sm2.358.2 3165.2.cmg液压系统的压力损失为： 32PP23221)(nvqPdvl为沿程阻力损失(Pa)； 为局部压力损失(Pa)； 为阀类元件的局部1P2 3P损失(Pa)；L 为管道的长度 (m)；d 为管道内径(m)；V 为液流平均速度( )；sm为液压油密度； 为沿程阻力系数； 为局部阻力系数； 为阀的额定流量；nvq为通过阀的实际流量； 为阀的额定压力损失。vqnP032.75Re查汽车液压与气压传动P23 表 2-3 取 ，则：15,.21PaP a34.105.2)0.(156. 8.405.12)0.(84323 331 故泵的压力损失： P52.1082.液压系统的发热温升计算(1) 液压泵的功率损失 wPph 150.)1(2) 液压执行元件的功率损失 wqmvh 507.43.)(62 (3）溢流阀的功率损失 yvhP3为溢流阀调整压力， 为经溢流阀流回油箱的流量。y yvqwh 7)1043.57.1(0.63 (4）油液流经阀或管路的功率损失 wqPqPvvh 44324 109.83.).6()( 整个系统的功率损失： hhhr 27109.8750144321 若系统达到热平衡，则： 21AKPThr式中为油箱传热系数。查液压技术实用手册 P74 表 5-12 取 =161K 1K为管路传热系数，查液压技术实用手册P74-表 5-13 取 =82 221 58.0)3.204.35.0( mA，则：2164m27156.08.7T环境温度为 ，取 ，则：0250T表 61 各种机械允许油温（单位：）液压设备类型 正常工作温度 最高允许温度数控机床 3050 5570一般机床 3055 5570机车车辆 4060 7080船舶 3060