1吨载人剪刀式升降机毕业设计（论文）

1、学院本科生毕业设计1吨载人剪刀式升降机系 （部）：机电工程系专 业：机械设计制造及其自动化专业学 号：学生姓名：指导教师： （副）教授 2014年 5月 学院毕业设计(论文) 摘 要铰接剪叉式升降台的设计是在原由的剪叉式升降台的基础上，运用现在的灵活性、安全性、经济性等指标；结构以能够满足灵活性要求较高的交通工具维修需要为前提,通过不同型号和模型达到满足物流、交通工具维修等性能要求。通过对铰接剪叉式升降台机构位置参数和动力参数的技术，结合具体实例，对机构中各种液压缸布置方式分析比较，并根据要求对液压传动系统个部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸，通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的

2、载荷要求，最终完成剪叉式液压升降台的设计要求。关键词：升降台；剪叉式 ；液压abstract：hinged scissors lifts in the design of the previously scissors lifts on the basis of the present application flexibility, security, economic and other indicators, structural flexibility to meet higher requirements of vehicle maintenance the need for pre

3、mise, and the response by different models to meet logistics, vehicle maintenance, and other performance requirements. through the hinged scissors lifts position parameter and the dynamic parameters of technology, combined with specific examples, the agency improved in the hydraulic cylinder layout

4、analysis and comparison, and in accordance with the requirements of part of a hydraulic system design and calculation of final pressure implementation components - hydraulic cylinder, through analysis of the fork-defined plate and fork-load requirements, the final completion of scissors hydraulic li

5、fts the design requirements.key words: cage assembly；scissors forks are dyadic；hydraulic pressure. 目 录摘 要iabstract：ii第1章 绪论11.1 升降机的发展简史11.2 升降机的设计特点21.3 升降机的安全保证措施31.3.1 设计制造方面的安全保证措施31.3.2 使用维护方面的安全保证措施41.4液压升降机5第2章总体设计方案的确定72.1 升降机的工艺参数72.2工况分析72.3 升降机二维运动速度的确定82.4 升降机各个部分的方案选择9第3章 液压缸的设计计算203.1

6、设计内容203.2 液压缸的类型及安装连接方式选择203.3 液压缸的设计原则213.4 液压缸的设计步骤223.5 液压缸承载力的计算243.6 液压缸的设计和计算243.6.1液压缸工作压力的确定243.6.2液压缸各组成部分的设计253.7 液压缸主要零件的材料和技术要求493.7.1缸体493.7.2活塞503.7.3活塞杆51第4章 升降机液压系统的设计534.1确定液压执行元件的主要参数534.2确定控制方案及控制元件544.3拟定液压系统原理图544.3.1、压力油源544.3.2、控制回路544.3.3、液压锁紧回路544.3.4、绘制液压系统原理图54第5章 升降机液压元器件

7、的选择565.1、液压泵的选择565.2、液压泵的驱动功率计算与电动机的选择575.3、各种阀的选择57第6章 升降机电控部分设计59第7章 升降机三维模型建立60参考文献61致 谢63 v学院毕业设计(论文)第1章 绪论升降机是现代物流和维修作业中必不可少的设备。升降机的从上世纪20年代开始使用，发展至今经历了许多的变化改进，种类也比较多，一般有柱式、剪式，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。本章就从升降机的产生、发展以及制造工艺等方面进行简单的介绍。1.1 升降机的发展简史升降机在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台升降机，它是一种由气动控制的单柱升降机，由于当时

8、采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱升降机才在美国以外的其它地方开始采用。1966年，一家德国公司生产出第一台双柱升降机，这是升降机设计上的又一突破性进展，但是直到1977这种升降机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱升降机在市场上已占据牢固的地位，其销量还在持续增长。它和四柱升降机相比，既有优点，也有缺点，以下将作一简要说明。我们所见到的绝大多数升降机均采用固定安装方式。在移动式升降机方面也有几项成功设计，如剪式升降机、菱架式升降机等。但这类升降机存在的主要问题是在车间移动升降机时难逾越地面上的障碍物

9、。当然，可移动性是这类升降机的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱升降机已在维修现场广泛采用，而移动式升降机却相对要少得多。最初设计单柱升降机外，车辆较大，因而检修区远远大于举升器件。而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”，导致汽车检修区域接近主要升降机器件而不便操作。但在南美洲却属例外，那里仍然采用较大的车辆，这可能是单柱升降机在该地区的市场上仍然受到欢迎的重要原因。单柱升降机有两大优点：当其下降后，不致成维修车间的障碍物；汽车可在升降机上转动。但美国却受到了责难，主要是升降机的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱升降机的主要缺点是：第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能

10、安装；其次，它只能为使用提供车轮支撑方式；第三，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题：第一是检修这些零部件颇为困难；其次是由于油缸所处的环境条件差，容易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。双柱升降机（包括液压式或机械式），均具有以下优点：第一，检修汽车下部具有很高的可接近性（几乎达到100%）；其次，结构紧凑，占地面小。双柱升降机的缺点是：第一为确保安全，安置升降机时要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力，其承力件易于磨损，因而双柱升降机的安全工作寿命一般要比四柱升降机低。四柱升降机有四根

11、立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。四柱升降机的优点是：第一，升降机操作很简便；第二，承载时非常稳定；第三，支撑载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；第四，由于具有较高的使用价值，从经济上来看也是合算的；第五，易于维修；第六，在车间现场进行安装也较方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能够固牢立柱的地脚螺栓即可。四柱升降机的缺点是：和双柱升降机相比，战地面积教大，对检修区域可接近性较差。1.2 升降机的设计特点（1）升降机台板降到下位时，与地面应尽可能在同一平面上，为达到此目的，虽然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投资费用，也破坏了车间地面的平整性。为此，在保证强度和刚度的前提下，应尽可

12、能降低升降机台板和横梁的高度；这样，便于装卸货物，又使驶上台板的斜面长度尽可能短，节约车间的占地。在条件许可时，升降机台板（或横梁）应选择专用型钢或用钢板拆弯成形。（2）正确选择传动方式。采用机械传动（螺母、螺杆）或液压传动（油缸），均用电动机驱动。机械传动的成本较高，耗能较多，但安全性较好。经验证明：机械传动的能耗为液压传动所需能耗的两倍（在举升载荷、举升时间均相同的条件下）。机械式升降机的螺母、螺栓磨损较快，而液压式升降机的维修量却相对要小些。虽然液压式升降机的技术难度较大，但多数零部件（液压泵、液压缸、阀门、密封元件等）均可外购或外协，当然一定要选用优资产品。1.3 升降机的安全保证措施

13、 今天全世界都对在危险作业环境下工作的人们的安全寄予极大的关注。升降机具有潜在的危险，因为人们要在其下面工作；当其升降时如不小心，也会碰伤手足。近年来不少国家还制定了专门性法规，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。升降机的安全保证措施主要从两方面着手：一方面从设计制造方面采取措施，好提高升降机的安全技术特性；另一方面则应在使用维修过程中遵循严格的操作规程，保证升降机能在良好的技术状态下正确地运行。现分别说明。1.3.1 设计制造方面的安全保证措施 当今世界上的许多先进技术，如自动控制光电开关等，已广泛应用到各种安全装置的设计领域，因而在设计制造升降机时，应结合产品的特点，积极采用先进

14、可靠实用的现代安全技术。以下仅列举多数升降机普遍采用的安全措施。（1）升降机应能经受超负荷试验(包括举升和支撑)，一般应为最大举升能力的125%此时升降机的构件不得有任何永久性的变形和损坏。（2）所有的操作控制机构均采用“双重保险”，以防误操作，即升降机运行前必需操作两个控制机构(或按钮开关)后才能驱动。（3）所有的控制电路均采用失效保护，即任何单个元件失效，也不会使升降机坠或上升所造成非常危险的局面。（4）所有的升降机器件均应有第二支撑系统。原有的提升系统失效时，它能自动进行有效的支撑。1.3.2 使用维护方面的安全保证措施使用维护方面的安全保证措施涉及的范围很广，包括升降机有使用前的准备工

15、作，举升汽车时应该注意的事项，承载时的稳定性，降下货物时的注意事项，日常和定期维修检查工作等。虽然升降机已有70年的历史，其设计原理并无多大改变，但如果忽视安全要求，超载使用，疏忽大意，仍然会造成严重事故，甚至发生人身伤亡。因此安全问题一定要引起使用单位和操作人员的高度重视。首先，应选购那些安全性能良好的升降机，另外，还应认真学习和理解说明书中的各项安全注意事项并认真贯切执行。这里仅就使用维护升降机时普遍应当注意的事项说明于后。（1）使用中的升降机每天都应进行检查。发现有效故障或零部件损坏时，不得再使用。维修时应采用该升降机的制造厂所提供的配件，不得随意代替或自制。（2）升降机不得超载使用。每

16、台升降机的额定载荷均注明在设备的铭牌上。特别要注意防止偏载，即整机虽未超载而某一举升臂确已超过允许的额定载荷。故欲举升那些前后轴载荷严重分配不均的汽车时应特别注意，能满足要求的才能装载使用。（3）使用升降机应由经过培训并经考核合格的人员操作。（4）升降机升降和使用时，无关人员应远离升降机。（5）升降机区域内不得有任何障碍物，如油脂、废物、瓦砾等。1.4液压升降机液压升降机广泛适用于汽车、集装箱、模具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式（如滚珠、滚筒、转盘、转向、倾翻、伸缩），配合各种控制方式（分动、联动、防爆），具有升降平稳准确

17、、频繁启动、载重量大等特点，有效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如。液压升降平台主要是通过液压油的压力传动从而实现升降的功能,它的剪叉机械结构，使升降机起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，安全更保障。升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：（1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多

18、的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。（2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。（3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。（4）液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制。（5）液压装置易于实现过载保护。（6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。当然液压技术还存在许多缺点，例如，液压在传动过程中有较多的能量损失，液压传动易泄露，不仅污染

19、工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感，液压元件制造精度要求较高，造价昂贵，出现故障不易找到原因，但在实际的应用中，可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。第2章 总体设计方案的确定2.1 升降机的工艺参数本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：额定载荷：1000kg 最低高度：1773 mm 最大起升高度：5000mm 平台尺寸：2500x850mm 电源：380v,50hz整体重量 500kg升降台升降速度为0.04m/s。升降台下降速度为0-0.1m/s。（由节流阀设定）液压油使用的是46#抗磨液压油液压油的工作温度在3

20、0-50范围内。2.2工况分析该升降台主要有两部分组成(图2-1)：机械系统和液压系统。机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，他们共同作用实现升降机的功能。为使升降机能够准确、快速、安全运行，必须满足以下设计要求:(1)具备二维运动功能，即升降机前后运动、升降台垂直运动; (2)具备安全保护措施;(3)在满足强度、刚度和可靠性的前提下，尽量减小升降机各部分的重量，以减小举升功率和行走时的摩擦阻力。图2-1 升降机1. 护栏 2. 门 3. 铰链1 4. 铰链2 5. 钢板 6. 衬套 7. 升降台 8. 内六角螺钉 9. 导轨 10 滚轮 11 滚轮轴 12. 滚轮支架 13.

21、外叉板 14. 双耳环 15. 耳环座 16. 油缸 17. 底座 18. 支架 19. 车轮 20 支撑轴 21 筋板 22. 转轴 23. 轴承1 24. 轴用挡圈 25. 轴承2 26. 铰轴 27 内叉板 28. 动力单元 2.3 升降机二维运动速度的确定行走速度的确定：由于本设计中行走机构无电动、液压或其他辅助装置，而由人力驱动。按成人正常平均步行速度在5-7千米/小时左右，取为100m/min，即1.67m/s。升降速度的确定：升降台最大起升高度为5000 mm，升降台升降由液压缸驱动。则升降台升降速度由液压缸确定。液压缸运动速度不能过高或过低。速度过高，常常会引起密封件的过热和磨

22、损，同时也会加剧柱塞与输出缸缸筒的磨损。速度过低时，则容易产生爬行等不稳定现象。一般液压缸在低压条件下以10mm/s的速度运动时，就要注意爬行问题。采用橡胶件密封时，液压自由式的最快速度不宜超过400mm/s500mm/s。综合考虑各因素确定液压缸升降速度为=1.068m/min，即0.0178m/s。则升降台升降速度为3=2.4m/min，即0.04m/s。2.4 升降机各个部分的方案选择2.4.1升降机起升机构的选择升降机的起升机构是使升降台垂直运动的机构，主要由电动机、泵阀元件、液压缸、叉杆等组成。电动机通过泵阀元件产生液压能驱动液压缸使升降台升降。在升降机特殊的工作环境下，为了使起升机

23、构结构紧凑，本设计采用紧凑型液压动力单元。如图2-2，这种紧凑型液压动力单元将电机、液压泵、各种阀元件以及油箱集成在一起，重量轻，体积小。起升机构的位置布置在升降机的下部，与两内叉板铰接。图2-2 紧凑型液压动力单元2.4.2升降机行走机构的选择升降机的行走机构是升降机水平运行的驱动装置。由于本设计中行走机构无电动、液压或其他辅助装置，所以升降机水平运行由人力驱动。前两轮采用固定轮，后两轮采用万向轮，转向运动由后轮完成。确定车轮直径总起重量，q=10000n，升降机自重m=500kg，机构工作级别为m4，比值根据经验，由于机构布置上的原因，升降机自重在四个车轮上的分布是均匀的，于是每一只车轮由

24、升降机自重引起的轮压为：起升载荷在四个车轮上的分布是不均匀的，假设不均匀系数为1.2，则最大一个车轮由起升载荷产生的轮压为：从而可得车轮的最小轮压（就是空载轮压）：最大轮压为满载轮压，即：车轮的等效疲劳计算载荷为： （4.1）查gb/t2977-2008,车轮直径d=406mm，车轮允许轮压为3650n，满足要求2.4.3升降机机架的设计思路升降机叉板采用矩形方管，矩形方管具有抗扭、抗弯刚度大，重量轻等特点。升降台除用来搬运货物外，还可用于载人，所以载货台周边设置有护栏。保护载货台上工作人员的安全。2.4.4升降机安全方案的确定为了保护人身、设备和货物的安全，升降机必须具有完善的安全保护措施：

25、（1）升降机在载货台升降终端处设有机械和电气限位装置。（2）断电保护如载货台升降过程中忽然断电，则通过液压系统锁止回路使载货台停在当前位置，不会掉落下来。2.4.5升降机电控部分的设计升降机电气设备主要包括电气传动和控制设备。电气传动设备采用交流电机。控制设备采用继电器电路控制，具有可靠性高，抗干扰能力强等特点。2.4.6升降机主要参数设计计算 本剪叉式升降机最大起升高度为5000 mm，如采用两组x形的剪叉臂上下组合，形成双级剪叉机构，则剪叉臂长度过长，整机占地面积大；如采用四组x形的剪叉臂上下组合，形成四级剪叉机构，则剪叉臂长度可以做得比较短，但每两级需设置一个液压缸。同等载荷下，液压系统

26、流量增大一倍，元器件成本增加，经济性差。故本升降机采用三组x形的剪叉臂上下组合，形成三级剪叉机构，剪叉臂长度适中，液压系统的成本也较低。1、剪叉臂长度的确定 因为台面尺寸为2500x850mm，所以剪叉臂的长度不大于2400mm为好。这里初选剪叉臂长度为2100mm。根据设计要求，升降机的最高高度为5000mm，最低为1773mm，根据上述已知条件，我们可以分别计算出当升降机处于最低高度状态时剪叉臂与水平面之间的夹角amin，以及当升降机台面处于最高高度状态时剪叉臂与水平面的夹角amax。依照几何关系得到： 最低高度： 则： 8.13o 最高高度： 则： amax40.9 o2、升降台的受力分

27、析设计要求升降机的额定载荷为1000kg。举升工作臂与工作台的自重约为500kg。载荷及自重为f= (1000+500)x10=15000n，因结构对称，故可对其中一侧剪叉臂组进行受力分析，所以取载荷为p=f/2=7500n。机构简图如图2-3。图2-3 机构简图升降机a. c点为固定铰链连接，d.b两点分别可沿机架底座轨道及升降台面下方轨道水平移动，应为其摩擦系数小于o.o1所以摩擦力可忽略不计。aif、 ejh、gkd、bie、fjg、hkc为剪叉臂，臂长皆为b。油缸底部与aif剪叉臂n点铰接。油缸头部与fjg剪叉臂m点铰接。mn为油缸推力作用线，mn呈竖直状态。1）上平台的受力分析 假设

28、载荷p作用在cd的中点，对上平台的受力分析如图2-4：图2-4上平台的受力图 因为摩擦力忽略不计，所以得到： fcx=0fcy+fdy-p=0fdy*cd-p*(cd/2)=0由以上导出 fdy=fcy=p/2=7500/2=3750n2）剪叉臂gkd、ckh的受力分析 因为液压缸的运动是平稳的，在运动过程中的每一点可认为是静平衡，忽略滚动摩擦的影响，可近似认该平衡是理想状态的。 以剪叉臂gkd、ckh整体为研究对象做受力分析，受力情况如图2-5：图2-5 gkd、ckh的受力图设水平向右为正，竖直向上为正，列平衡方程：竖直方向 fy=o -fcy+fgy+fhy-fdy =o以k点为中心，列

29、力偶平衡方程 mk =o fcy1/2 l cosa+ fhyl/ 2cosa- fgy1/2 l cosa-fdy1/2 l cosa=o由得 fgy =p/2=7500/2=3750n fhy =p/2=7500/2=3750n3）剪叉臂ejh的受力分析 以剪叉臂ejh为研究对象做受力分析，受力情况如图2-6：图2-6 ejh的受力图设竖直向上为正，列平衡方程：竖直方向 fy=o -fcy+fjy+fhy-fhy =o以j点为中心，列力偶平衡方程 mj =o fcy1/2 l cosa+ fhyl/ 2cosa =o由得 fey =fhy =p/2=7500/2=3750n fjy =p=

30、7500n4）剪叉臂fjg的受力分析 以剪叉臂fjg为研究对象做受力分析，受力情况如图2-7：图2-7 fjg的受力图设竖直向上为正，列平衡方程：竖直方向 fy=o -fgy-fjy+t+fhy-ffy =o以f点为中心，列力偶平衡方程 mf =o fjy1/2 l cosa+ fgylcosa- y1/3 l cosa =o由得 t=22500n ffy =11250n5）剪叉臂aif、bie的受力分析 以剪叉臂aif、bie整体为研究对象做受力分析，受力情况如图2-8：图2-8 aif、bie的受力图设竖直向上为正，列平衡方程：竖直方向 fy=o fay+fey+fby+ffy-t =o以

31、i点为中心，列力偶平衡方程 mi =o ( fay+fby+fey+ffy)1/2 l cosa-t(1/2-1/3) l cosa =o由得 fay = 3750n fby = 3750n6）油缸负载计算 油缸负载f=2t=45000n:7）剪叉臂fjg铰轴的剪切强度和挤压强度已知铰轴尺寸d=50mm，铰轴耳环厚度=20mm，f=fjy =7500n，材料的许用切应力=100mpa，许用挤压应力mpa。1. 校核剪叉臂fjg铰轴的剪切强度拉杆头部剪切面上的切应力为故剪叉臂fjg铰轴满足剪切强度要求。2. 校核剪叉臂fjg铰轴的挤压强度则挤压应力为故剪叉臂fjg铰轴也满足挤压强度要求。第3章

32、液压缸的设计计算作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。3.1 设计内容液压缸一般由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置及排气装置等部分组成。其中缓冲装置和排气装置是否需要应视具体应用场合而定，其他装置是必不可少的。 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图

33、和非标准零件工作图反映这些内容。3.2 液压缸的类型及安装连接方式选择液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式：一、拉杆型液压缸前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用

34、件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。二、焊接型液压缸缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。焊接型液

35、压缸通常额定压力、缸筒内径，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程s m 。三、法兰型液压缸缸筒与前、后端盖均为法兰连接，而法兰与缸筒有整体、焊接、螺纹等连接方式。法兰型液压缸的特点是额定压力较高，缸筒内径大，外形尺寸大。适用于较严酷的冲击负载和外界工作条件，又称重载型液压缸。法兰型液压缸通常额定压力、缸筒内径，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程s m 。由此可知，我们设计的液压升降平台车的液压缸应选择（2）焊接型液压缸比较合适。当然对缸筒的连接还需根据具体情况具体分析确定。3.3 液压缸的设计原则液压缸结构确定以后，需进行具体设计和计算。设计时，一般要注意以下几个原则： (1

36、)保证液压缸能获得所要求的往复运动的速度、行程和作用力； (3)保证液压缸每个零件有足够的强度、刚度和寿命； (3)在合理选择液压泵供油压力和流量的条件下，以尽量减小液压缸的尺寸； (4)最好使活塞杆在工作时受拉力作用，以免产生纵向弯曲， (5)液压缸应尽量避免承受侧向载荷； (6)液压缸轴线应与被拖动机构的运动方向一致， (7)长液压缸活塞杆伸出时应尽量避免下垂； (8)液压缸各部的密封要可靠，泄漏少摩擦力小； (9)由于温度变化而引起伸长时，液压缸不能因受约束而产生挠曲； (10)根据机械设备的要求，选择合适的缓冲、防尘和排气装置； (11)液压缸的结构设计应充分注意零件加工和装配的工艺性

37、， (12)液压缸的各结构要素，要采用标准系列尺寸，尽量选用经常使用的标准件和密封件； (13)制造容易，维修简单，成本低廉。3.4 液压缸的设计步骤设计液压缸时，应根据已经确定的条件灵活选择设计程序，反复进行计算，一般可参考下列步骤进行：(1)进行工作情况分析。根据负载机构的动作要求，选择适当的液压缸结构，安装方式，密封形式，缓冲、排气、防尘装置；(2)根据液压缸的承裁力，如有效工作负栽、重力、摩擦力、惯性力等外作用力，确定液压缸在行程各阶段上负载的变化规律以及必须提供的动力数据；(3)根据液压缸必须输出的动力数据和选定的油液工作压力，确定活塞及活塞杆的直径；(4)根据液压缸的运动速度、活塞

38、与活塞杆的直径，确定液压泵的流量；注：以液压缸作用力为主的设计，按此顺序进行。以液压缸运动速度为主的设计，第（3）步应根据液压缸的工作速度选用工作油的流量确定活塞及活塞杆直径；第(4)步根据液压缸压力，活塞及活塞杆直径，确定液压泵的压力。因为活塞与活塞杆直径对液压缸作用力和运动速度都有影响。因此确定工作油液的压力和流量时，应作综合考虑。(5)选择缸筒材料，计算外径；(6)选择缸盖和缸底的结构形式计算它们的厚度及其与缸筒的连接强度；(7)活塞杆直径与液压缸最大工作长度之比大于1：10时（即l10d），应进行活塞杆纵向弯曲强度的校核；(8)必要时，设计缓冲、徘气、防尘等装置；(9)绘制液压缸装配图

39、和零件图； (10)审定全部设计计算资料、图纸及其他技术文件。3.5 液压缸承载力的计算由前面计算可知油缸负载f=2t=45000n，因为所求的负载f是在静止时并且载荷均匀分布在工作台上的，但实际上举升机在工作的过程中是一个运动的受力过程的，是动载荷，并且载荷不一定均匀的分布在工作台上的，可能会集中在其中的一端上的，所以为了确保在各种工况下都能将额定载荷安全平稳的举升起来，使举升机够能够正常工作，现取液压缸的安全系数为2，故选择液压缸的推理为f=90kn。3.6 液压缸的设计和计算3.6.1液压缸工作压力的确定液压缸所能克服的最大负载力f与有效工作面积a的关系为 f=ap式中f-液压缸最大负载

40、（为工作负载、摩擦力和惯性力之和）； p-液压缸工作压力； a-液压缸活塞有效工作面积；若系统的额定压力已确定，则取系统压力为设计压力，液压缸的工作压力课根据最大负载参照表3-1选取，选择适当的工作压力是一个很重要的问题，应从结构尺寸、经济性等方面进行全面考虑。压力选得过低，系统所需流量大，对工作平稳性、可靠性、密封性及降低噪声有利，但会使液压缸内经增大、质量增大；反之，压力选得过高，会使密封复杂化，并且对液压缸的强度、刚度要求高，同时会导致换向冲击大等缺点，对液压缸的制造精度要求提高，使容积效率降低，优点是可以减小液压缸尺寸。应综合各种因素，合理确定工作压力。液压件的额定压力是指在指定的工作

41、条件下液压件能够长期正常工作的压力，又称公称压力。液压缸设计压力的数值应等于额顶压力的值。表3-1 不同负载条件下的工作压力负载f/kn50液压缸的工作压力p/mpa16mpa时的=1.25; -材料许用应力,mpa为材料的抗拉强度，为安全系数,n=3.55,这里取=5。选用45号钢，并且调质241，查阅工程力学刘静香著可知号钢的抗拉强度=530，现取=560mpa，故：= =560=112mpa由于液压缸的工作压力p=12mpa60.84 mm，活塞杆强度符合要求.故选择活塞杆直径d=80mm满足强度要求。3、 活塞杆的结构设计：活塞杆的外端头部与负载的拖动机构相连接，为了避免活塞杆在工作中

42、产生偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构，见下表：活塞杆端部结构根据本次设计的负载情况及其他因素，选择活塞杆端部结构为单耳环。采用单耳环型连接，活塞杆端部耳环尺寸的选择，端部尺寸（耳环型连接） （mm）根据缸径d=100mm,工作压力p=12mpa,单耳环材料选用45号钢，并参考上表可得： cd=mr1=40mm,ew=1.2cd=48mm. 液压缸活塞杆的螺纹尺寸的选择: 压缸活塞杆螺纹尺寸系列（mm）压缸活塞杆螺纹形式（gb/t2350-1980）结合本次设计的参数，选择活塞杆螺纹尺寸直径与螺dl为m362，螺纹长l为短型50mm

43、.4、活塞杆的导向、密封与防尘：常见的活塞杆的密封与防尘结构如下表：本次设计中活塞杆与防尘结构采用o型密封圈形式的o型密封圈 由于设计举升高度为h=5米，剪叉杆与水平线的夹角，的变化范围是0。42。选取干的长度为2.1米，液压缸安装如图所示的m、n点。而n、m点在剪叉杆的1/3长度位置，当举升高度为5米时，液压缸的行程s至少要等于nm的长度:即snm.而nm=hd/3,hd=h/1.5=5/1.5,所以snm=5/4.5=1.111m=1111mm.由上表可知，选择液压缸的工作行程s=1200mm.四、液压缸工作流量的确定：计算液压缸工作需要流量由一下公式计算可得：q=d2s/4t式中s-液压

44、缸工作时最大行程（dm） d-活塞杆直径（dm） t-活塞伸到工作时的最大行程所用的时间（min） q-额定流量考虑到工作台上升的稳定性，选取平台上升5米所需要的时间为62.5s，则平台上升速度为5000/62.5=80mm/s,所以根据活塞直径d=100mm,活塞运动到工作平台上升最高位置时所需要时间t=62.5s,此时活塞行程为s=833mm,将这些数据代入公式q=d2s/4t得：q=d2s/4t=3.140.011.111/（462.5/60）=8.38l/min五、活塞的设计：由于活塞在液压力的作用下，沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不

45、仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的表面配合，间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，是液压缸达不到要求的设计性能。因此在结构上映慎重考虑。一般常用的密封结构及特点见下表结合本设计的情况。活塞与缸底的密封结构选择o型密封圈的第一种活塞与活塞杆的连接方式见下表本此选择螺纹连接的第一种连接形式。六、导向套的设计与计算： 1、最小导向长度h的确定：当活塞杆全部伸出时，从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度。如果导向长度过短。将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性。因此，在设计时必须保证液压缸有一定的最小导向长度。对于一般液压缸

46、，最小导向长度应满足下式要求：hl/20+d/2式中 l-最大工作行程（m） d-缸筒内径（m）由前面的数据可知，l=0.85m,d=0.1m,代入公式hl/20+d/2得：hl/20+d/2=0.85/20+0.1/2=0.0925m=92.5mm活塞宽度b的计算：活塞宽度b取b=(0.61.0)d=(0.61.0)100=(60100) mm取b=80mm 导向套滑动面的长度a，在缸径小于80mm时取 a=(0.61.0)d当缸径大于80mm时取a=(0.61.0)由前面的数据可知，d=100mm80mm.故取a=(0.61.0)=(0.61.0)36=21.636取=30mm. 中隔圈k

47、的长度c:由公式h=1/2(a+b)+c,得：c=h-1/2(a+b)=100-1/2(30+80)=45mm2、导向套的结构： 导向套有普通导向套、易拆导向套、球面导向套、静压导向套等，可按工作情况适当选取。（1）普通导向套：这种导向套安装在支撑座或端盖上，油槽内的压力油起润滑作用并可以张开密封圈唇边而起密封作用。（）易拆导向套： 这种导向套用螺钉或螺纹固定在端盖上。当导向套和密封圈磨损而需要更换时，不必拆卸段该和活塞杆就能进行，维修十分方便。它适用于工作条件比较恶劣，需要经常更换导向套和密封圈而又不允许拆卸液压缸的情况下。（3）球面导向套： 这种导向套的外球面和端盖接触，当活塞杆受一偏心负

48、载而引起方向偏斜时，导向套可以自动调位，使向套轴线始终与运动方向一致，不产生“憋径”现象。这样，不仅保证了活塞杆的顺利工作，而且导向套的内孔磨损也比较均匀。（4）静压导向套：活塞杆往复运动频率高、速度快、震动大的液压缸。可以采用静压导向套。由于活塞杆与导向套之间有压力油膜，不存在它们之间的直接接触，而是在压力油中浮动，所以摩擦系数小、无磨损、能吸收震动、同心高度，但制造复杂，要有专用的静压系统。常见的导向套结构图见下表：本次设计采用普通导向套，安装在端盖上。七、液压缸油口的设计： 油口孔是压力油进出液压缸的直接通道，虽然只是一个孔，但不能轻视其作用。如果孔小了，不仅造成进油时流量供不应求，影响液压缸的活塞运动速度，而且会造成回油时受阻，形成背压，影响活塞的退回速度，减少液压缸的负载能力。对液压缸往复运动要求较严格的设计，一定要计算孔径的大小。 液压缸的进出油口。可以布置在缸筒和前后端盖上。对于活塞杆固定的液压缸，进出油口可以设在活塞杆端部。如果液压缸无专门的排气装置，进出油口应设在液压缸的最高处，以便空气