液压千斤顶开题报告.doc

杭州电子科技大学信息工程学院毕业设计（论文）开题报告题 目重型液压千斤顶的液压系统设计系信息工程学院专 业机械设计制造及其自动化姓 名陈 锋班 级09090111学 号09901103指导教师许 明一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1. 国内研究现状 我国千斤顶产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国千斤顶的需求主要是以工业和国防尖端使用为主,由于历史的原因,直到1979 年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了千斤顶的需求。进入上世纪九十年代后，我国千斤顶产业进入快速发展期，千斤顶需求的增速远高于全球水平。我国的工程千斤顶产业得到快速持续发展，成为全球千斤顶生产增长最快和千斤顶消耗量最大的国家之一，因而引起业界的广泛关注。伴随着千斤顶市场的快速发展，我国千斤顶产量也结束了长期徘徊的局面，实现了高速增长。我国千斤顶产量从2000年的46万吨增长到2004年的236万吨，年平均增长率在82.6%，占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界千斤顶产量则仅以6%左右的速度增长。而且也正在从自给向外销的转变。从九十年代后期起，我国太钢、宝钢以及宝新、张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造，先后建成了一系列千斤顶生产线，千斤顶工艺技术装备达到国际先进水平，千斤顶生产初具规模。千斤顶品种结构也发生了积极的变化，千斤顶产品质量迅速提高。特别是国内千斤顶冷轧板增长迅速，2003年，国内冷轧板产量达到170万吨，首次超过进口量,自给率达到66%；2004年，国内冷轧板产量达到200万吨，自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底，国内冷轧千斤顶产能将增加约150万吨，基本满足国内市场需求。到2007年，我国将成为千斤顶的净出口国。 从总体上看，我国千斤顶正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，千斤顶需求将逐步实现自给。经过几十年努力对千斤顶全面改进和重新设计，除了卧式千斤顶以外，我国的千斤顶还规格齐全，形成系列产品，并且外形美观、使用方便、承载力大、寿命长等方面,都超过了国外的同类产品, 迅速打入欧美市场。我国的千斤顶正向着质量更高、功能更强、更美观、承载力更大方向发展。2国外研究现状千斤顶起源于20世纪初的英、美、德等国家，在逐步发展中工艺逐渐成熟，因其具有抗腐蚀、耐高温、强度高、表面精美、百分之百可回收等无与伦比的良好性能，被广泛应用于建筑、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，逐渐被人们所接受，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 早在20 世纪40 年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用，但由于当时设计和使用上的原因，其尺寸较大、承载量较低，制约它的发展。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展，在90 年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90 年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过1520 秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t 重的汽车顶起70cm。Power-Riser 型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环，一个三维机械手，一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70125t 级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。到了目前国外已经实现了千斤顶的自动化、标准化。正朝着智能化、短小化时尚化、轻薄化、人性化。3.液压千斤顶的发展前景现在液压千斤顶正在想以下几个方面发展：(1)小型化、集成化：液压千斤顶元件有些使用场合的空间有限，要求液压千斤顶元件外形尺寸尽量小，小型化是主要发展的趋势。 (2)组合化、智能化：最常见的组合是带阀、带开关的液压千斤顶。在物料搬运中，还使用了千斤顶、气动夹头和真空吸盘的组合体，同时配有电磁阀，程控器，结果紧凑，占用空间小，行程可调。 (3)精密化：目前开发了非圆活塞千斤顶、带导杆千斤顶等，可减小普通千斤顶活塞杆工作时的摆转；为了使千斤顶精确定位，开发了制动千斤顶。并使用了传感器、比例阀等实现反馈控制，定位精密达0.01mm,在精密千斤顶方面已开发了0.3mm/s低速千斤顶和0.01NMpa的减压阀也已开发出来。 (4)高速化：目前千斤顶的活塞速度范围为50-750mm/s。为了提高生产率，自动化的节拍正在加快。今后要求千斤顶的活塞速度提高到5-10m/s。与此相应，阀的响应速度也将加快，要求由现在的1/100秒秒级提高到1/1000秒级. (5)高寿命、高可靠性和智能诊断功能：液压元件大多用于自动化生产中，元件的故障往往会影响设备的运行，使生产线停止工作，造成严重的经济损失，因此，对液压元件的工程可靠性提出了更高的要求。 (6)节能、低功耗：液压元件的低功耗能够节约能源，并能更好地与微电子技术相结合。功耗小于0.5w的电磁阀已成为商品化，可由计算机直接控制。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：本课题主要完成的的是进行电控式液压千斤顶。通过液压千斤顶设计手册等相关资料千斤顶的零部件，结构设计，计算的完成。研究课题液压千斤顶的主要参数或指标：起升重量10吨，起升高度500mm。主要完成内容：设计传统的液压千斤顶（包括其参数确定，材料选定等）。在传统液压千斤顶的基础上对其进行适当的改进（包括动力传动、液压系统等）。其研究内容如下：1）液压千斤顶总体设计：其原理分析，初步选定该千斤顶的载重行程等基本参数；2）大小液压缸的结构及参数的设计，也是设计的重点和难点，包括液压缸的类型，选材，主要参数及尺寸的确定，结构设计，各个部件的选材和校核；3）密封，排气油箱，阀门，油口，液压油的选用等设计；4）各个杆件的强度校核；5）利用CAD画出总装配图和零件图。解决的主要问题有： 1）液压千斤顶的方案 2）液压千斤顶的液压系统的设计 3）液压千斤顶的外部控制系统的选择：利用电机控制液压千斤顶，怎么才能使电机与千斤顶结合起来从而实现一体化。4) 电动液压千斤顶的电机的选择：这是一个令电动液压千斤顶使用方在采购电动液压千斤顶时很头疼的问题，究竟配多大的电机才能满足液压千斤顶的高效使用？随着科技技术的进步，企业工作生产需要精细化生产管理，那必然要提高生产管理的效力，许多液压千斤顶客户在配备千斤顶泵站都会选择电动液压泵，大家都知道使用液压千斤顶配备电机工作大大的提高了生产工作效率，但是配多大电机的电动液压泵才时合适的，才能满足自己工作的使用需求。液压千斤顶工作需要动力，而这个动力来源就是液压泵站，正常情况下，100吨以上的液压千斤顶才会需要配备电动液压泵，单个液压千斤顶负载吨位越大，所需配备的电动泵的电机功率就越达，所以说，选择电机的一个要素是： 1.电动液压千斤顶的负载吨位 液压千斤顶需要配备的电动泵电机功率为一个额定的值，功率大了效果反而不佳，大功率的电机出油量很大，会伤害液压千斤顶，导致液压千斤顶顶升太快，不稳定。还有电动液压千斤顶的电机大小与对应液压千斤顶的行程有关，行程越大，所需液压泵站的储油量就大，如使用正常吨位对应的电机，工作效力则会很慢，所以说，选择电机的另一个要素是：2.电动液压千斤顶的行程上段所述的是电动液压千斤顶的单个使用时的电机的配备，然后还有同步多个千斤顶使用呢，同步电动液压千斤顶使用时，同步千斤顶多的情况下，所需的电动液压泵站的电机就会大一点，而且液压千斤顶需要同步顶升工作，则需要大一点功率的电机来提供动力；故选择电机的一个要素是：3.同步电动液压千斤顶的数量三、研究步骤、方法及措施：本课题使用理论设计与实地考察相结合的方法。通过某些具体的参数来决定产品某一结构形式下的结构参数，从而设计出该规格的产品。其设计思路为1.通过网络收集整理国内外关于千斤顶的文献资料，来了解本课题的研究的意义；2.通过取生产厂家参观，与技术人员交流等些实地考察方式，来确定课题所设计的内容及注意事项；3.通过相应的资料，在指导老师的指导下，完成本课题；4.将课题带入工厂，向设计制造人员取经，来发现本课题缺陷与不足；5.修改课题中不合理处，再请教与设计制造人员，看是否合理，重复该过程几次。四、研究工作进度：序号时间内容111月30日12月9日资料翻阅、查找，资料的准备。212月11日12月30日在杭州各大工程机械产品零售店和千斤顶生产厂家现场了解千斤顶的结构31月2日1月7日完成开题报告和文献综述42月19日3月10日整理各方面与之相关的资料，对液压千斤顶的方案构思、设计，各组成部分结构的分析，确定研究方案，制定研究方法与步骤。53月11日4月11日在上一步的研究方案确定后，按照研究方法及步骤，一步一步进入深入的研究与计算，完成千斤顶主要参数的选择与主要零件的设计等64月11 日4月 20日完成设计说明书74月20 日5月1日绘制装配图和零件图。85月2 日5月 5日整理和修改设计说明书、装配图和零件图五、主要参考文献：1陈燕，欧阳加强. 千斤顶技术的研究现状与展望J. 现代机械, 2002.2伦冠德. 机动车传统液压千斤顶系统改进J. 拖拉机与农用运输, 2006.3雷天觉. 新编液压工程手册M. 北京：北京理工大学出版社, 1998.4 李建蓉，徐长寿，陶亦亦.液压与气压传动M. 化学工业出版社,2006.5 王文斌. 液压传动与控制M. 北京：机械工业出版社,2009.6 张