升降舞台的液压系统及其机械结构设计

摘  要Ⅰ Ⅰ东北电力大学本科论文-42-第1章  绪论1.1 引言自人类形成文明社会开始就有了文化活动，然而文化活动在长期的发展中演变出了各种各样的表演形式，伴随着表演形式的发展出现了剧场、舞台等辅助表演的设备，这二者由文艺表演发展带动，经历了一个长时间的发展过程。在这个发展过程中，为演出服务的舞台设备（包括舞台机械）逐渐形成了一个独立的技术领域——舞台技术。舞台机械是舞台技术的一个重要的组成部分。舞台机械是一个广发的概念[1]。它包括服务于各种艺术表演的各种机械设备形式，其中升降舞台最具代表性，种类繁多应用广泛。1.2 课题背景及意义1.2.1课题背景最原始的舞台机械装置出现在17世纪，这种古老的舞台机械发展到如今的现代化智能机械，经历了4个世纪。其功能随着舞台技术的不断发展得到了极大的提高，得到了长足的发展。20世纪初，由于西方的各种思想传入中华，在我国很多比较开放的城市中也就逐渐出现了吊杆、转台等早期的舞台设备。那个年代的机械领域还没有足够的发达，所以控制方式还是由人力催动。由于时代进步，科技发展，与国外的很多先进国家互通有无有，使得国内的演出形式发生转变，舞台机械发展也朝着机械化，智能化发展。到了近代，由于多种表演形式的出现，升降舞台、旋转舞台、威亚等负责的设备出翔仔了我国的剧场中，随之而来的时液压传动、PLC、等下代化技术的融入，标志这我国的舞台技术进入新的阶段，舞台事业进入快速发展时期。逐渐，舞台装置已经成为了液压系统的重要应用领域，其方便、简洁、稳定以及操作简单的特点，被各大厂商所接受。1.2.2目的及研究意义以《升降舞台液压系统及其机械结构设计》为设计课题其目的是以液压系统为主，机械结构设计为辅，进行设计，检验学生的学习能力、文件检索能力以及独立设计能力，并且在设计过程中找到自己的不足。其研究意义主要为以下两点：舞台设备不仅是一种设备，更是一种文化传播的工具，可以在各种表演、演讲等大型场合应用，并且与现场的灯光、音响等设备配合使用，调动氛围使演绎的效果更上一层楼，对文化的传播有着重要意义。在此同时也丰富了人们的业余生活，缓解快节奏生活带来的疲惫。升降舞台的研究，可以向着调速范围更宽，完善稳定性、安全性、自动化、智能化等方面发展，其如何研制，提高性能满足以上要求，也可以向着改变其机械结构，如何使其受力更小，使其在生降过程中更加平稳的方向精心研究。在升降舞台的技术以及液压系统的技术上都有着重要的意义。1.3 液压升降舞台的分类及优缺点1.3.1液压升降舞台的分类由现今社会多种多样的设备可以在舞台上应用，单纯的表演早已经不能满足人们对演出的要求，当然灯光、音响等设备也早已不是新鲜设备了，这就显得吸纳进的舞台机械在演出中尤为重要，舞台机械包括升降台、旋转台等等，还包括吊杆、吊点这使得演出的形式更加丰富，精彩。升降舞台的升降机构有很多种可以选择。目前，国内主要采用的主要是钢丝绳牵引式、齿轮齿条式、丝杠螺母副式，剪叉式，直顶式，悬臂式，刚性链驱动式等形式[2]。其中钢丝绳牵引式、齿轮齿条式、丝杠螺母副式，刚性链驱动式等结构形式都是利用电动机，所以又被称作机械传动。而剪叉式，直顶式和悬臂式等均为液压传动[3]。本次设计采用液压传动的方式来设计升降舞台，其升降结构选择剪叉式。其原因是：剪叉式结构性能稳定、结构坚固、升降平稳、其操作简单，不需要任何学习，剪叉式的结构使平台的载重量得到大幅度的提高，而且成本低耐磨损，对于大多数的环境都能良好的运作。也正是因为这些原因，剪叉式的机构在各个领域官方应用，例如现代物流，航空装载，以及大型机械设备的制造维修等领域。1.3.2液压升降舞台的优缺点相比于机械电气传动，液压传动具有以下优点：（1）功率质量比大。在功率相同的情况下，液压元件的体积相对较小，其质量也较轻，即功率密度大。（2）性能稳定。由于液压元件体积小、质量轻、那么其惯性相对较小，所以在系统启动、突然制动、变换运行速度、快速换向对系统，对机械结构没有冲击，液压系统运动平稳。（3）无级调速。能在运行过程中进行无级调速，调速方便，调速范围大。（4）自动控制。与电气、电子或气动控制相配合，使得对整个液压系统内的液体的压力、流量和方向进行调节或控制，易于实现系统的远程操纵和自动控制，液压比例控制和伺服控制技术也比较成熟可靠，可以获得较高的定位控制精度。（5）过载保护。当出现载荷超出其额定载荷时，在液压系统中可以通过压力阀调压，例如溢流阀，便可以控制系统内的压力，使系统不会因压力过大而造成损伤。（6）液压元件的使用时间较长。在液压系统中，大多数的介质均是矿物质油，再起运行过程中，矿物质有不仅可作为介质传递系统内的压力，也可以作为润滑油，是系统内的各个元件保持润滑，降低元件的损伤，延长其使用寿命。（7）液压元件的标准化，通用化和系列化。液压元件标准化使得液压系统在设计过程中大大缩减了设计周期以及较小了计算量；通用化使得液压元件可相互替换，一旦出现元件损坏更换也方便，降低其制造成本，易于将液压技术推向大众。（8）泵站，作为液压系统动力源，它可以与液压执行元件分开放置，一般放置在通风好的环境中，既能有利于散热，又能够原理人群，降低系统运行时的噪音危害。液压控制系统的优点可以通过能量控制和功率转换来增强，从而提供高速控制响应以及高功率密度（功率重量比）[4]。液压传动有其优点，也必有其缺点，其缺点如下：（1）泄露问题。液压系统中介质油的压力相对较高，在系统中通过液压元件是容易在间隙处发生泄露，泄露的现象，引起了介质的先消耗，使得系统内得油液减少，提高了系统的运行成本，还造成了环境的污染。（2）传动效率问题。液压系统运行起来，再起运行过程中有多处能量损失，就像计算压力损失时的沿程压力损失、局部压力损失等，这些压力损失在造成了液压泵输出额功率很大一部分不是有效功率，使得液压系统的传动效率降低。（3）传动比不准确。由于传动介质是有可压缩性的，在运行时，油液被压缩，并且受泄漏和管路弹性变形等因素的影响，使得液压系统不能严格保证定比传动，不利于精准的运动方式。（4）温度对液压系统的影响。在系统运行过程中，油液流经管路，在经过各项阀，在到执行元件，这个过程中产生不少的热量，使得液压系统升温，这个温度促使油液的粘度降低，引起流量、泄漏量和阻力的变化，使运动过程变得不稳定，系统升温也会对液压元件在成一定的损伤，对于精度较高，造价亦不低得液压元件来说应该尽量避免。（5）制造成本问题。液压系统作为新型领域，本身造价就不低，但是要对其进行精准的控制，就必须要提高液压元件的精度，这样其制造成本有被提高。1.4 国内外发展现状通过对液压升降舞台的国内外的发展情况的阐述，决定本次设计的设计方向，以及需要注意的事项。1.4.1液压升降舞台的国内发展现状液压升降装置，在我国的起步较晚，但是近年来，由于我国工业得到了长足的发展，升降平台事业也逐渐发展起来。我国的剪叉式升降台的生产从20世纪70年代起步，到现在已经将近40年。虽然这些年剪叉式升降台的发展很快，但企业发展不均衡，企业浙江差距较大，随着工业的发展，升降平台的种类、数量不断的增加产品性能不断提高，所占有的市场份额也在不断提高。国内舞台结构见图1-1：图1-1液压升降旋转舞台上个世纪80年代，由于液压和气动系统的出现，升降平台的到大发展，随着科技的进步，液压传动，机电传动，以及各种控制技术也在不断发展，不断地应用到升降舞台中来。但是由于起步晚、起点低，以及制造方面的局限，以及制造方面的局限，与国外先进水平还有一定差距。目前，这些差距主要体现在一些几点：1、国内很多生产厂家创新能力不足，也不思进取，从不会着眼去我改变，完善产品，这使得国内的升降舞台企业用着很多年固有生产方式，性能落后，占据市场份额不足使企业销售量逐年递减；2、基础零件配套水平较差，国内的配套零件生产厂家少，生产零件质量较差，并且对于电器元件、液压元件的生产有严重的不足，其性能有待提高；3、专业化水平低，不少的企业都是自营形式，没有专业的技术人员指导，工艺落后，工作效率低下；4、小作坊企业多，这些小作坊式的企业，生产出的产品质量差，严重影响着国内企业产品的市场竞争力。近年来,液压技术在不断的探索中也在不断的进步，其能够达到更高的压力，更加精准额调速，有着更大的功率，更高的工作效率，而且能够降低其产生的噪声危害，有着高度的可靠性。并且液压技术通过对其控制系统的完善，使其能够将比例控制，伺服控制完美结合，液压技术在与控制系统结合，在通过机械结构运行的方式对机电一体化技术的发展起到了极大的促进作用。液压技术己成为包括传动、控制、检测在内的对现代机械装备的技术进步有重要影响的基础技术,这些技术都已经开始应用，使现代的升降舞台有着更优质的性能、更安全的结构和更简单的操作方法。升降舞台设备发展到今天，是与致力于这方面研究的众多科技工作者的辛勤努力分不开的。目前，国内的专家和学者大多将升降机够的研究方向放在了运动学分析和力学特性的分析，完善其运动中的应力的不足。1.4.2液压升降舞台的国外发展现状最早的舞台机械出现在欧洲，并且由欧洲的西方国家逐渐的发展起来，早在17世纪的欧洲就出现了镜框式舞台，直到1896年德国慕尼黑的大剧场里出现了旋转台，自此后德国的舞台技术便始终处于领先地位。到了20世纪，德国柏林德意志大话剧院中出现了最早的升降式的观众席，并且用伸出式的舞台相配合，场面宏大。到目前为止，国外先进的舞台设备，相比较国内有着一下的优点：升降舞台设备的技术含量相比国内要高一些：国外一些国家对于舞台设备比较重视，各种新技术应用在升降舞台上，例如PLC控制技术、液压与机械相结合的技术，传感反馈技术，电控技术等等在多方面领先。舞台机械标准化：在很多西方国际，他们对舞台制定了属于他们自己的标准，这使舞台在设计、维修、检验等方面更加的方便，快捷，并且很多西方国家的液压技术相比较国内更发达，有着精度更加高的液压元件，对于液压系统的调速，运动等更加精确。固有模式：在国外，一些专业的舞台厂商声场已有了固有模式，同时根据舞台应用的场合、地点来设计舞台，并且又有大量的相关设备来辅助舞台，达到出人意料的效果。对于本此设计应用的剪叉式升降结构的思想起源于折叠结构的出现，20世纪60年代美国建筑师的折叠网框架[5]。随着折叠机构的推广个应用，逐渐应用到升降机构中来。RenG.Dong对剪叉式作业平台进行分析，研究认为，即使剪叉式作业平台在满足强度和刚度的条件下，也要尽量避免周期性的运动和在和变化，以免影响剪叉式作业平台倾翻稳定性[6]。目前，国外大多数专家学者将升降机构的研究放在了结构的创新上，这使得国外的结构、零件以及部件的利用上更完美。1.5 本次设计的主要内容本次设计，主要设计升降舞台的液压部分：收集相关的文献，了解关于液压升降舞台的国内外发展现状，以及其工作特性、结构特点等；学习液压相关的知识，通过对液压升降舞台的了解，设计一个既可以升降，又可旋转的液压系统，并且两个运动不会互相干扰；针对升降机构中的承力部分对其进行弯矩分析，选择合适的材料并确定尺寸；根据受力，计算液压系统中，各个元件的压力、流量并对其型号进行选择；根据计算的结构绘制相关的机械结构图、液压原理图和泵站的总图纸；最后将本次设计所做的内容汇总，编写论文，完成此次设计。1.6 本章小结本章通过对升降机构的基本概念、发展历程、应用领域以及升降舞台的主要结构的介绍。通过对其发展现状的分析确定其设计方向，并了解液压系统在升降舞台领域的发展前景。并简要的叙述了本文主要研究的内容。第2章  液压升降舞台总体设计方案第2章  液压升降舞台总体设计方案2.1 液压升降舞台基本工作形式的确定2.1.1液压升降舞台的工作形式本机构的提升部分采用液压原理剪叉杆，回转部分采用摇杆伸缩杆机构同样利用液压技术来完成旋转工作。工作时，液压推杆推动平台在垂直方向上的往复直线运动，采用液控单向阀控制其中途停止的锁死，通过利用电磁换向阀来控制油路的方向进而控制升降台的启动，通过液压马达来完成所需要的旋转部分，并用调速阀来控制升降的速度。舞台通过升降，渲染表演的氛围，丰富表演形式，使得舞台表演更加的精彩。2.1.2液压升降舞台的基本方案设计升降舞台通过液压缸的伸缩来推动横梁向上，从而使剪叉支架的俩个剪叉臂的与水平面的角度便打，进而提升台面的高度。在升降机构上方的液压马达可以根据需要启动，进行旋转。在此过程中，可以利用节流调速阀进行调速，使得舞台以一个稳定的速度上升或者下降；并且通过溢流阀控制系统中的压力，并控制多个液压缸同步运动其机构简图见下图2-1：1—铰支座；2—升降液压缸；3—滚轮；4—剪叉臂；5—液压马达图2-1液压升降舞台的剪叉机构图对与剪叉式液压升降机构，本次设计主要采用几何方法分析，推到剪叉式支架的运动折叠方程，给出几个元件的基础运动方程，并且对其运动形式进行运动学分析[7]。此机构中上升运动和旋转运动互不影响，并且属于两个单独的液压回路，每个运动都可单独执行，也可一起执行。本此设计运用此机构具有以下优点：1.调速性好，本系统中可通过运用调速阀来控制液压油的流量，进而控制速度，其调苏范围较大，从而实现较宽的调速范围，以及无级调速；2.运行平稳，大大增加其可靠性，液压系统运行时，液压油流经的元件均可通过液压油进行润滑，使用寿命长；3.易于实现过载保护，借助于溢流阀等液压元件可以控制系统内的压力上限，从而实现自动过载保护；4.功率质量比高；5.能够保证垂直方向和旋转方向上的自锁和换向；6.节省空间。2.2 液压升降舞台的设计方案本次设计中液压系统主要实现一下几个动作：升降台载重上升，升降台根据自重下降，台面旋转。这其中，上升和下降都是通过液压缸来实现，台面旋转是通过液压马达来旋转2.2.1本次设计的主要设计参数本次设计主要通过以下几个参数进行，其具体数据如下表2-1：表2-1参数表参数数值舞台台面直径最低高度上升时间升降机构负载旋转机构负载转速机械效率3.6m280mm20s600kg200kg3r/min0.9本此设计根据以上参数对升降舞台的机械结构，及其液压系统进行计算，在此过程中对其结构进行强度校核，并且对设计的液压系统也许验算来确定其可行性。2.2.2设计方案本次设计升降舞台，其应用场所须事先假定，应用场所不同，其各个方面对舞台的影响就不同，因此根据其应用场所，进行合理的设计，达到为剧场定制舞台的效果。那么本次设计，要求升降舞台为直径3.6m，此升降舞台位于剧场的舞台中央，在表演时可根据需要进行升降或旋转，增加表演效果。其大致的效果见下图2-2：图2-2剧场中升降舞台效果图本次设计中设计剧场中整体的大舞台长为19m，宽为6.6m，升降舞台在其中间，主要是提供给边沿过程中的主演。2.3 本章小结本章首先通过对课题要设计的升降舞台的大致结构示意图给出，通过其结构示意图确定升降舞台的动作要求，然后确定要实现这种动作要求所采取的的总体方案。最后根据设计要求给出所要设计的舞台的主要参数。以上就给以后的设计提供了一个清晰，明朗的设计思路。第3章  机械结构分析及计算第3章  机械结构分析及计算3.1 液压升降舞台的结构形式本次设计采用双剪叉支架，并且每个剪叉支架上连接两个液压缸。即通过四个液压缸同事运动，来使舞台上升。因为舞台台面为直径3m的圆，为避免上升时支架受到阻挡，所以支架的台面需要小于圆的面积，本次设计初步拟定支架底座长2.5m，宽1.2m，那么升降机台面为直径为3m的圆，由两个剪叉支架支撑着。其结构如下见图3-1：3-1升降舞台结构图如图所示即为该升降舞台的基本结构形式，其中剪叉支架，主要起支撑作用和运动转化形式的作用，一方面支撑升降台的上顶板，承受来自重力以及外负载传递来的的载荷[8]，另一方面通过与下底板的铰接，将液压缸的伸缩运动转换为升降平台的升降运动，上顶板与载荷直接接触，将载荷转化为均布载荷，从而增强局部承载能力。下底架主要起支撑和载荷传递作用，它不仅承担着整个升降机的重量，而且能将作用力传递到地基上。通过这些机构的相互配合，实现升降机的稳定和可靠运行[9]。3.2 液压升降台上台面强度校核工作台面选择碳素结构钢，碳素结构钢是一种低碳钢，其含碳量不超过0.22%，低合金钢也是一种低碳钢，它含有不超过2.5%的合金元素（锰、硅、铜、铬、镍、硼等）。用碳当量来衡量钢材的可焊性表明，Q235和15Mn的可焊性都是良好的。常用碳素结构钢的物理性能如下：弹性模量：E=2.1×104MPa；剪切弹性模量：G=8.1×104；线膨胀系数：a=12×轧制钢材由钢材扎制成的钢板和型钢是制造起重机金属结构最基本的元件。按国际GB709—65规定，厚度为4.5～60mm，宽度1200×3000mm，长度6～8mm，厚钢板由Q235、15Mn、15MnTi等材料扎成。1.钢板的厚度δ=4.5～6mm，其厚度间隔为0.5mm；δ=7～30mm，其厚度间隔为1mm；δ=32～60mm，其厚度间隔为2mm； 常用厚度为：5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、36、40、46、50、60mm本次设计选用厚度为10mm的4个长为2.4m,宽为0.3m的槽钢钢板。其大致形状见下图3-2：图3-2升降台上板面俯视图其横截面积为3cm3，抗弯截面系数6.21×10−6q=上式中F—为升降平台载荷与升降平台上平台重力之和（N）l—载荷的作用长（m）将负载P和重力G带入得q=3340N分析升降台受力，可以发现升降台在刚要升起时和达到最大高度时受力最大。此时会出现最大弯矩。所以对此时的台面进行强度校核就可以了。3.2.1最高位置时：此次设计，升降机构是由双剪叉支架构成，所以支点共有八个，那么8N=F将F的值带入求得N=1094N，根据其形状，绘制受力图如下图3-3：图3-3升降舞台处于最高位置时其受力图AB段：M当x=0.25时其弯矩为-104.37Nm。BC段：M当x=0.3时此段弯矩取最大值，其值为-103.7Nm。当x=1.76时此段弯矩最小，其值为-2319Nm。CD段：M当x=2.5时此弯矩最大为-3443Nm。根据弯曲强度理论：σσ即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。式中σs—为钢的屈服极限，σn—安全系数，n=3；W—抗弯截面系数，W=6.21×10代入数据：σ由此可知，符合要求。其弯矩如下图3-4所示：图3-4最高位置时上台面弯矩图3.2.2最低位置时·与平台在最高位置时的分析过程相同，受力简图如下：3-5最低位置时上表面受力简图根据上述所求得N=1094N，q=3304N根据受力图列弯矩计算式，可发现最低位置时得弯矩计算式AB段和BC段是相同得，并且通过受力图也可以看出来，其弯矩是对称的。所以：当x为0.25时其弯矩为-104.37Nm。当x=0.3时此段弯矩取最大值，其值为-103.7Nm。由于此弯矩是对称的，那么当x=1.25m时此段弯矩最小，其值为-1656Nm。CD段与AB段相同是对称的，所以其弯矩图如下：图3-6最低位置时上台面弯矩图将其最大弯矩1656Nm和σs=235MPa，n=3，W=6.21×σ所以符合强度要求。3.3 剪叉臂结构设计计算3.3.1剪叉臂分析本此设计，液压升降舞台用两组剪叉臂支撑着上升，剪叉臂一端连接铰支座，另一端连接滚轮，通过液压缸的推力，在经过与其铰合的支座和支点，使其运动转化为升降平台的上升运动。剪叉臂除了满足必要的安装要求外，还需满足强度要求。工作台底座长2.5m,当工作台面下降到最低位置时，滚轮距离底座边缘最近，为了使滚轮不至于脱离轨道，所以：l所以剪叉臂长度为：l=2m对剪叉臂进行受力分析，发现剪叉臂的受力较为复杂，保留其主要的受力并对其进行分析。我们可以发现剪叉臂不仅受液压缸的推力，还有来自升降平台上板面传递过来的压力以及下板面给予的支撑的力，在两个剪叉臂相交的连接处还存在着相互作用力。其受力情况如下图3-7图3-7剪叉臂受力图其中：Fy1=F设液压缸支点到O点的距离为d,那么以O点为支点，计算转矩Mo2l∙cosα−dFsinF=其中为液压执行元件（液压缸），当均为最小值时其值最大，所以在升降台最低位置时其值最大理论上是d的值越小F越大，但是液压缸支点在剪叉臂上半部分，所以取特殊值0.3m。那么可以计算出最低高度和最高高度时的受力，以及角度：最低高度时：剪叉臂与平面夹角sinα的值为最低高度与剪叉臂的比值，等于0.14，所以α≈8°那么此时液压缸整体的长度为：S=将l,d,α分别带入上式得S=0.73m,那么此时：sinθ=所以解得θ≈14°同理最高高度时：sinα'=0.68那么此时液压缸整体长度为S'sin所以θ‘所以取最大值F=38559.7N。3.3.2剪叉臂强度校核剪叉杆（如图3.8）是升降台的重要组成结构。此设计非受液压缸推力的的剪叉杆采用50mm厚的Q235钢板焊接而成。Q235具有良好的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能，对于一些一般要求的零件和简单的焊接结构，大都采用Q235钢，例如，受力较小的拉杆、连杆[10]，受剪力和弯矩较小的轴、销等，此结构提高了系统的刚度，增加了升降台的承载能力，由于采用了双孔支撑，故在剪叉杆的铰接处需要特殊处理，不仅保证了机构的刚度，而且使其收放自如。其结构如下图3-8：图3-8剪叉臂当此升降舞台满载时，通过之前的计算可以得出剪叉臂得最上端收到的压力为N=1096NM=NL上式中L—剪叉臂在水平面的投影。当弯矩最大时，也就是L最大的时候，此时是在最低位置时，那么此时L×cosα=1.98将其带入（3-13）求得其最大弯矩为2166.2Nm。那么假设剪叉臂的截面为长方形，其长为a,其宽为b，此时的a和b应该满足下列方程：σσ式中W—为抗弯截面系数，对于长方形截面来说W=σs—所选材料为Q235，所以σs将数值带入可得a那么选择a=10cm,b=5当剪叉杆为最高位置时所受的载荷最大，因此只要在该位置时的强度符合要求，剪叉杆的强度就满足要求。查《机械工程材料手册》第二版，［］=375～500MPa。升降舞台的剪叉臂，其横截面积为S=5000mmσσB—剪叉杆的抗压强度，（MPa）将面积S和力F带入（3-16）得：σ所以剪叉杆的抗压强度满足要求。3.4 横梁强度校核横梁是升降舞台的重要组成结构，在本次设计中，横梁式焊接在剪叉臂上的，其主要是承受液压缸提供的推力，并且将此推力传递到剪叉臂，带动剪叉臂运动，改变其与水平面的夹角达到使升降舞台上升的目的。本次横梁也是采用Q235钢，，有良好的强度，并且易于焊接。其外形是长为525mm,直径为80mm的圆柱体，横梁焊接在剪叉臂上为固定链接。此横梁所受的最大力来自液压缸所给的推力，当推理最大时F=38559.7N，此时，横梁的截面积为5026mm其受力分析简图如下图3-9：AABB图3-9横梁受力分析图3.4.1计算其抗压强度与剪叉臂得抗压强度校核一样，同理，将F=38559.7N，和S=5026σ那么σB3.4.2计算其弯矩根据其受力分析图，此横梁只受四个力，其中两个向下得力是由台面的重力和负载传递下来得，此力N=1094N;另外两个力为液压缸得推力，其力得大小为F=38559.7N当处于最高位置时其垂直方向的F值最大本此设计中横梁长为525mm,且液压缸作用在距横梁两端125mm处，由此可得弯矩计算式，又因为其受力是对称的，所以其弯矩也是对称的。当处于最高位置时AB段：M将N值，F值以及前文所得的α，当x=0时，M当x=0.125时，MB到中点段：M在中点时，其弯矩为零。因为此横梁截面为圆形，那么其抗弯截面系数为W=所选材料为Q235，所以σs=235MPa,σ所以满足强度要求，合理。3.5 升降部分的底座设计升降部分的底座承受着整个舞台的负载和重力，它将所有承受的力，都导入大地，其设计重点是：只要其他部分满足强度，尺寸要求不被负载压垮即可。具体可见装配图。3.6 三维建模本此三位建模运用CATIA软件，建模主要是对其支撑架进行建模，包括支架，剪叉臂，上顶板等。首先，根据尺寸对上顶板进行建模，见图3-10：图3-10升降机构上顶板此上顶板两边的空隙由两点好处，首先时减轻了升降台的质量，其次此结构节约材料，减低成本，中间的圆孔是液压马达的安装孔，并且为了使马达的进油从下而上，中间开了一个间隙。其次剪叉臂的三维建模，剪叉臂在此结构中为主要的支撑结构，起作用不仅使升降台结构稳定，也使其整体能够稳定的上升。剪叉臂的三位模型如下图3-11：图3-11剪叉臂此剪叉臂在结构中共有8个，两端的两个孔为连接支座和滚轮，中间孔为上下两个剪叉臂之间的连接孔。再有需要特别说明的就是本此设计中多次用到的销轴，在升降结构中，轴与套同配合、小舟与开口销配合都是常用的，本此我选用销轴与开口销配合，这样的结构简单，易拆卸，并且成本低。销轴模型如下图3-12：图3-12销轴对于已经建好的模块进行装配就建好了模型，如下图3-12图3-13升降舞台总体图3.7 本章小结本章节通过对升降舞台的各个部分结构的计算，并进行强度校核，得到了一个合适的尺寸，为二维和三维图纸的绘制做了一个良好的基础，并且本章节中计算出了各个结构的承力，以及承力点，为接下来的液压系统的元件的选型计算和验算做了一个良好的铺垫。第4章  液压原理设计及元件选型第4章  液压原理设计及元件选型计算4.1 制定系统方案及原理图液压系统以及常规液压系统的设计，通常主要包括计算液压执行机构所需的压力和流量，完成液压系统参数配置和优化，以及选择适合于本套设备的液压介质、液压液箱及其附件、电动机泵组、阀组、加热及冷却装置、过滤装置以及检测装置等[11-12].1）执行机构的确定：升降旋转舞台主要是靠液压缸推动上升，并且由液压旋转马达带动旋转，所以其执行机构为液压缸和液压马达。又因为其下降时使利用自身重力下降，不需要利用液压系统的压力，所以本次设计所选用的液压缸为单作用液压缸。2）液压缸回路：液压缸需要利用压力伸出，但不需要压力使其缩回杆腔内，所以在其回路上安装液控单向阀，上升时液流单项通过，下降时利用重力使液控单向阀打开，液流通过回到油箱。另外，多个液压缸同时推动上升，那么此系统利用多个液压缸并联，但是需要一个溢流阀来控制几个液压缸的同步运动。3）液压马达回路：此次设计钥匙舞台进行旋转运动，要使其能够进行双向旋转，选择双向马达。4）系统中各项阀：本此设计的系统，其阀均要在油箱上安装，除换向阀外尽量选择叠加阀，叠加阀如今应用广泛，有固定标准，便于更换元件。5）液压源的选择：此次设计液压系统分为两个回路，上升和旋转各一个，两个回路所需的油量变化较大，所以选择双泵供油系统，旋转马达需要的油量大，所以大泵为马达供油，可以减少功率损失，提高效率。液压系统就是将各个液压回路结合在一起，通过将其中重复或者多余的液压元件去掉，形成简单的回路，并且容易控制。其原理如下：1、启动时，液压油直接从换向阀5进入油箱，卸荷，保护回路，而距离液压泵最近的两个溢流阀的作用，是在整个回路不工作的情况下卸荷，保护回路；2、上升时，首先YA5触发，换向阀5换向，液压油通过换向阀1，2，3，4后进入单项节流阀，可通过单向节流阀进行调速，在进入液控单向阀后进入液压缸，开始上升，另有支路连接单向阀和溢流阀，其目的是为了通过压力来控制多个液压缸同步运动；3、下降时，换向阀1~6均换向，泵对液压缸无作用，并且利用重力使杆缩回，压力使液控单向阀开关打开，液压油通过单项节流阀调速后回到油箱；4、另外，通过触发YA7、YA8可控制旋转马达正反转，达到使舞台旋转的目的。此系统的原理图如下：图4-1升降旋转舞台液压原理图电磁铁动作顺序表如下：表4-1电磁铁动作顺序表动作名称YA1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8启动上升终点停留下降旋转反转停止++++-++-+++++-4.2 液压仿真拟定液压原理图之后，需要运用仿真软件进行仿真，确定此系统是否可行。此次仿真用的是FluidSIM-H软件进行仿真。FluidSIM-H主要是用于液压传动教学。这款软件主要是将AutoCAD中的绘图功能以及液压系统的仿真运行功能结合在一起，FluidSIM-H通过运行仿真检测此系统中是否存在错误，元件连接是否正确[13]。最重要的是可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，这样就使回路图绘制和相应液压系统仿真相一致，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。在进进行仿真过程中，需要先根据原理图，选出各个元件并且连接无误后，将各项负载，数据等对应相应的液压元件填好，然后进行仿真[14]。图4-2液压系统仿真4.3 液压元件选型计算4.3.1液压缸的选型及参数计算本次设计采用双剪叉支架，每个剪叉支架上有两个液压缸，通过液压缸的动作实现上升。初步拟定，剪叉支架的底座为长2.5m,宽1.2m.由于需要系统提供压力支持活塞杆伸出，并不需要系统提供压力使其缩回，所以选择但作用液压缸。计算液压缸杆的行程在计算剪叉臂时就已经算出液压缸在最低位置和最高位置时的长度，那么两个长度只差便是液压缸活塞杆的行程：∆S=S表4-2液压缸活塞杆行程240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800所以取标准值，为260mm此行程为短距离，所以选用但作用柱塞式液压缸。此时的α、θ关系如下：cosθ=sinθ=对于外负载力的计算运用力矩的计算方式，本此设计升降舞台是由两个剪叉支架构成，并且每个剪叉支架由两个相同的运动机构，所有每个运动机构承受负载的四分之一。根据前文所求得每个剪叉臂上端受台面得压力为：N=1094以剪叉支架中点为支点，利用扭矩M=0来计算液压缸的推力：F=38559.7当最小时，也是最小，即台面在最低位置时，此时，表4-3按载荷选工作压力载荷/KN<55~1010~2020~3030~50>50工作压力/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~5>5初选工作压力根据上表4-3，2.6MPa。（3）计算活塞直径及活塞杆直径杆上升时受压，此时：FD=上式中F—为液压缸的推力；A1A2P1P2—背压力，根据表4-4φ—背为活塞杆径于活塞直径的关系,φ=dD—液压缸活塞直径。由于此回路中回油路上有节流调速阀。所以背压力选取之中的一个中间值即：P表4-4执行元件背压力系统类型背压力简单系统或轻载节流调速系统回有路带调速阀的系统回油路有背压阀的系统用补油泵的闭式回路回油路较复杂的工程机械回油路短，直接回油箱0.2~0.5MPa0.4~0.6MPa0.5~1.5MPa0.8~1.5MPa1.2~3MPa忽略不计表4-5按工作压力选取d/D工作压力5.0~7.00.5~0.550.62~0.700.7表4-6常用缸的内径D4050638090100110125140160180200220250根据工作压力选定φ=dD=0.5，将D=由此根据表4-4和表4-5表便可以得到标准的液压缸活塞直径标准值为90mm，活塞杆直径的标准值为d=45mm。图4-3液压缸的几个主要参数图液压缸杆的工作时间为20s，那么液压活塞杆的速度为13mm/s，通过液压缸的油口流量为：上式中q—为液压缸进油口流量（m3v—为液压缸活塞杆的速度（mms将v=13mms,D=86.06mm带入上式得：4.3.2旋转马达的选择根据已经给出的参数可知：台面为直径为3m的圆，那么其半径为1.5m，其负载为400kg,根据转动惯量公式：J=将半径和负载代入的得到J=450对于旋转台面，其转速规定为3r/min，即为0.05r/s那么其角速度为0.314rad/s根据其转矩公式：T=Jα将之前的到的J和α的值带入得到其值为T=141.3Nm液压马达排量为：V=马达出油口压力为0，又是由泵提供压力，所以其工作压力也初定为2.6MPa，所以求得其排量V=0.3415L/r其流量为：q=V∙n将数值带入所得q=1.02L/min所以选择马达1QJM21-0.5。4.3.3液压源——泵的选择整个液压系统中的所有介质，都是通过液压泵提供压力，然后流向整个系统中的各个元件。一般情况下，液压泵的实际供油量是大于系统所需的供油量的，多余的液压油流经溢流阀回到油箱，那么此时溢流阀同时起到控制并稳定液压源的两个作用。为尽量提高能源的利用效率，液压泵的选择要尽量的符合本系统所需的流量值，在对于各个工况中流量变化的情况，必要时可以通过多个泵来进行供油。对于长时间工作且供油量较小的系统中还可以增加一个蓄能器作为辅助油源。（1）泵的工作压力的确定P上式中P—系统中执行元件的最大工作压力（MPa）∆P—从液压泵出口到系统中执行元件的入油口之间总的压力损失[15]。∆P的精确计算需要等到元件选定并绘制出管路图之后才可以进行，初步估算时，可根据前人的设计经验来选取：管路简单，流量流速不大的，取∆P=0.2~0.5MPa；管路复杂，流量流速大的，取液压执行元件的最高工作压力是∆P=2.6MPa，∆P为泵到执行元件之间损失的压力，本系统中取0.4多个液压缸和液压马达同时工作时，通过计算可知液压缸的所需的流量大[11]，所以根据液压泵流量计算式：q上式中K—系统泄露系数，一般取K=1.1~1.3，本此设计中取1.2[17-19]；qvmax本次设计中舞台升降和旋转可同时进行，舞台上升时液压缸的流量为q=8.27×10q所以泵的工作压力为PP≥3MPa，工作中的流量表4-7液压泵的技术规格型号排量/ml/r额定压力/MPa转速/r/minPV2R1-6PV2R1-8PV2R1-10PV2R1-12PV2R1-14PV2R1-17PV2R1-12PV2R1-2368.29.712.614.117.119.123.416750PV2R1-26PV2R2-33PV2R2-41PV2R2-4726.633.341.247.214600泵的工作流量可以换算为24×V=qn其中v—泵的转速。当转速为750r/min得到排量为32ml/r；当转速为6000r/min得到排量为40ml/r。所以选取双联变量叶片泵PV2R2−41，其排量为4.3.4液压阀的选择液压阀的选择主要是根据各个管路的流量和压力，本系统的工作压力在3MPa左右，所以液压阀都选低压阀，可通过机械零件手册等图书选出各个阀的型号，但是本次设计中计划好最终是要将这些阀集成到油箱盖上，将所有元件组成一个泵站，此泵站可与执行元件分离，降低了系统运行时噪音对周围的影响。计划时将大多数的阀，按照板式的安装方法安装，所以大多数阀要选择板式阀，但是例如单项阀这种，用板式安装不能够体现出它在此系统中的作用，这样的要选择管式安装阀。板式阀配置：板式阀具有通用的尺寸、安装孔以及油孔，通常板式阀都是安装在同意的集成板上，并它们有序连接，液压油由下至上的依次通过各个阀，达到系统连接的目的。各阀型号如下表4-8：表4-8各个阀的型号名称型号二位三通电磁换向阀二位三通电磁换向阀三位四通电磁换向阀板式液控单向阀管式单向阀管式溢流阀板式溢流阀板式节流阀3E5A6.0/DW220RN3WE10A20/DAW220RNDG4V-5-2ALC-VM-SV-C5MPA-03-※-20S6A0/2DBDS10G-10N25*BP-01-※-30MSA-01-Y-304.3.5管道尺寸的计算和选择液压系统的设计，一部分在于对系统的元件选型计算以及性能验算，另一部分主要在于针对现场的液压系统的安装上，那么安装就主要体现在各种管路的匹配，以及管路到泵站的连接。在常见的液压传动中，常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。其中钢管具有较高受压能力，并且价格低廉，但是安装时的弯曲半径不能太小，多用在装配位置比较方便的地方。紫铜管能承受较低的压力，一般只在低压系统使用，其制造价格较贵且抗震能力弱，也日容易被氧化，不利于保养和长期使用，不建议在此系统中使用[20-22]。尼龙管可用在低压系统；塑料管只能用于回油管或者这泄油管这等几乎没有压力的位置[23]。胶管通常是两个小型部件之间连接的管道，不宜过长。本次设计中选用钢管，其原因有以下几点：1、本系统的工作压力并不高，除尼龙管、塑料管外均可；2、升降舞台大多为剧院准备，而剧院宽敞，舞台又是其主要的表演工具，大可以为升降舞台准备一个良好的安装环境，以方便安装，也便于邮箱散热；3、钢管的性价比高，既能承受住压力，又比铜管耐氧化，其价格底廉，经济又划算。本系统管路较为简单，管道内径主要运用公式：d=上式中qv—通过该管道内的流量mv—管道内允许通过的流速ms计算出内径d之后按照标准系列选择管路。表4-9允许流速推荐值[22]管道推荐流速/（m/s）液压泵吸油管道液压系统压油管道液压系统回油管道0.5~1.5,一般情下取1以下3~6，压力高，管道短，粘度小取大值1.5~2.6δ=上式中p—管路内的最高工作压力Pa；d—管道的内径m；δ—管道材料的许用应Pa。σ上式中σb—管道材料的抗拉强度，pan—安全系数，对钢管来说p<7MPa时，取n=8；p<17.5MPa时，取n=6；p(1)旋转马达回路管道尺寸由于P最大值小于7MPa，所以选择n=8，钢管的许用应力σB=400旋转马达的回路中流量为qv=0.017×10将d值带入（4-15）得δ=0.5所以取标准值，此管路的壁厚为1mm，外径为14mm，通径8mm，流量25L/min（2）升降液压缸回路管道尺寸液压缸回路与液压马达回路相同σ=80MPa。液压缸的回路中流量为qv=8.27×10将d值带入（4-15）得δ=0.8所以取标准值，此管路的壁厚为1mm，外径为14mm，通径8mm，流量25L/min（3）泵吸油管路尺寸泵吸油管路与液压马达回路相同σ=80MPa。泵吸油的回路中流量为qv将d值带入（4-15）得δ=3.4所以取标准值，此管路的壁厚为5mm，外径为90mm，通径80mm，流量1250L/min综合以上计算的管路计算得出的尺寸如下表4-10：表4-10各管路尺寸明细管路壁厚(mm)外径(mm)通径(mm)流量（L/min）液压马达管路液压缸管路吸油泵回路1151414501584025254004.3.6计算油箱的有效容积油箱在液压系统中除了做储油得工具外，还有散热，分离油液中得气泡、沉淀杂质等作用[25]。有些油箱中还有很多辅助元件，例如冷却剂、加热器、空气过滤器和液位计等，这些辅助元件配合油箱完成整个系统的储油，供油的工作。油箱分为开式油箱和闭式油箱两种，开式油箱与大气相同，装有空气过滤器，结构简单，维修方便，而且制造简单性价比高[26]。闭式油箱一般用于压力油箱，内部加有一定量的惰性气体，充气压力可达0.5MPa[27]。初步确定油箱容积：V=aqv已知泵的流量为q=24L/m所以油箱的有效容积为：V=120油箱的容积也有其标准值。其标准如下表：表4-11经验系数系统类型行走机械中压系统低压系统锻压系统冶金系统a1~22~45~76~1210表4-12油箱容量JB/T793-1999（L）46.31025406310016025031540050063080010001250遂取其标准值V=160L，油箱的油箱容积为其体积的0.8，所以其体积为：V=设其长宽高分别为abc，那么a×b×c=200令a=1m，b=0.5m，c=0.4m4.3.7电动机的选择电动机作为本系统中唯一动力源，其主要作用是在通电后带动液压泵的运行，并且为整个液压系统提供动力，本此设计中我们选用三相异步电动机，那么其根据液压泵所需的转速，我们可以推断其转速不低于600r/s。那么其功率就需要我们按照泵的功率，以及机械效率来计算其计算方法如下：首先计算泵的功率：P=pq其中p—为液压泵的工作压力，为3MPa；q—为液压泵的工作流量，为0.4L/s。那么求得电动机的工作效率为1.2KW。因此利用公式：P式中η—为电动机的机械效率，取值0.9。所以求得电动机的功率为1.3KW。那么选择电动机，其功率为1.3KW，转速不低于600r/s,的三相异步电动机。所以选择Y90L—4型号的电动机。4.3.8升降舞台泵站的设计泵站式液压系统的重要组成部分，它将电动机、液压泵、油箱，各种阀类元件集于一身为整个系统提供压力、流量、工作介质。其放置既可以与执行元件很近，减小压力损失，又可以将其放置在距离液压执行元件较远的地方，以防止其运作时声音较大，最其他人造成影响，还有一优点，对于泵站的安装位置可以装在通风状态良好的环境，加快油箱散热。（1）选择液压泵站的结构液压泵站的结构有多种分类方式，不同的情况下选择不同的结构来适应，其分类如下：按照布置形式分为上置式和非上置式；在上置式泵站中。按电动机的放置形式分类可分为立式和卧式；在非上置式泵站中，油箱与泵组为并列水平放置的为旁置式。对于本此泵站的设计，我采用的式卧式的泵站结构，其原因如下：其一，本次设计的油箱体积在之前的计算中已经计算出，其高度并不高且油箱的面积足够大，采用非上置式辉增大其占用的面积，不利于节省空间；其二，立式泵站需要将液压泵置与油箱内部，这使油箱内部的设计，焊接增加了难度，并且多耗费了人力物力，其方式不入卧式本站经济性高。（2）液压泵站上各元件的分布本此设计大多数阀，都选择的板式阀，其板式安装的方法既节省空间，又方便拆卸，所有阀集成安装在集成块上，放置在油箱边缘。按照已经选择的电动机通过联轴器连接泵确定高度，然后泵与吸油口连接，构成吸油回路。整个泵站运行期来就是，电动机通电，带动液压泵吸油，将液压油传输到叠加阀组，通过阀组的控制之后，在将液压油传递至执行件，然后通过回油口回油。其泵站整体装配图如下：图4-4液压泵站总体装配图上图中除了最左测得单项阀和直动式溢流阀外，其余阀都是板式阀，其中单项阀和直动式溢流阀由于其链接位置在升降液压缸回路得一条支路上，而板式阀只能将液压油直接传到液压缸，所以只能选择管式阀，以其可以安装在管道上的特性解决这一问题。4.4 液压系统性能验算液压系统在的初步计算是在机械结构初步确定的基础上进行的，将各个回路，液压元件和与其相连接的管路确定之后，正对现场以及系统本身的实际情况进行各项的性能分析，大多数液压系统性能验算都是计算其压力损失及发热升温等。若在计算分析过程中法相不合理，需要对某些位置进行重新调整，必要的需采取一定措施。本系统回路并不复杂，但是也有多个回路，计算其压力损失主要是计算其液压马达转动回路以及液压缸升降回路的压力损失。通过其性能验算确定本系统是否可行[28]。4.4.1压力损失验算压力损失包括管路的沿程压力损失和各类元件的局部压力损失。（1）沿程压力损失∆式（4-19）中l—管道得长度（m）；d—管道得内直径（m）；v—管道内得液压油得平均流速（m/s）；ρ—液压油密度（kg/mλ—沿程阻力系数。选用20号机械系统损耗油，所以其运动粘度ν=27mm2/s沿程压力损失主要是由液压泵到旋转马达以及液压缸的管路的压力损失构成。首先是计算液压泵到液压缸的压力损失，共四个液压缸，每个管路l=2m，根据所选的管路确定管内直径：d=D−2δ式（4-20）中D—管道的外直径（m）；δ—管道的壁厚（m）。将管路计算中得到的液压缸回路管道的尺寸带入（4-20），得d=12mm.管路内的实际流速为：v=式（4-21）中qv将其值qv=8.27×10那么雷诺数Re为：Re=将已知的数据v、d、带入（4-21），并且将运动粘度值也一同带入得Re=324.4，因此Re小于2300，此管路中液油得状态为层流，其沿程阻力系数为：λ=所以求得λ值为0.197。那么，将λ、d、l、v、ρ、的值分别代入式（4-19），得到泵到液压缸部分管路沿程压力损失为：∆泵到旋转马达部分：管道长度为l‘=3m，求其管道内径，将液压旋转马达的D’及δ’为求其实际管内流速将旋转马达的流量带入式（4-21）得v’所以将v‘=0.15m/s那么，λ‘=0.95升降液压缸回路一共有相同的回路4个，那么其总沿程压力损失为：∆局部压力损失Δ在式（4-24）中ξ—局部阻力系数，层流时ξ=1。计算沿程压力损失时计算出液流在液压缸的管内流速v=0.73m/s，也要留在液压旋转马达的管内流速vΔ所以总的局部压力损失为0.00265MPa。ΔP=Δ将计算出的∆P沿=0.0354MPa和ΔP4.4.2液压系统升温发热计算液压系统工作时，除了液压执行元件驱动外负载输出的有效功率外，其余的功率损失全部转化为热量，使油温升温。液压泵的总输入功率式（4-27）中T—工作循环周期；z—投入工作的液压泵数；Pi、qηPiti—第i根据已经给的技术参数可以得知上升回路和旋转的液压缸其周期T=20s；液压泵数为z=2；泵的工作效率一般取ηPi=0.8；上升回路P执行元件输出的有P式（4-28）中n、m—为液压缸数和液压马达数；T—工作周期（s）；TWj、ωjFwi将在元件选型中计算所得的TWj、ωjP液压系统发热功率：P将刚刚求得的Pr、P4.4.3液压系统散热功率计算液压系统散热主要渠道是通过油箱得表面积散热，但是如果管路较长，也可以通过管路得表面积散热。P式（4-29）中K1—K2—管路散热系数，见表4-A1、A2—分别为油箱和管路得散热面积（∆T—油温与环境温度只差（℃）因通风环境良好K1=16，油温与环境温度之差表4-13各种机械允许油温（℃）液压设备类型正常工作温度最高允许温度数控机床一般机床机车车辆舶船冶金机械、液压机工程机械、矿山机械30~5030~3540~6030~6040~7050~8055~7055~7070~8080~9060~9070~90表4-14油箱散热系数K1（W/（m2·℃））冷却条件通风条件很差8~9通风条件良好 15~17用风扇冷却 23循环水强制冷却 110~170管道面积：液压缸回路管道d=12mm，l=2m，共4段，所以A1=0.3m表4-15管道散热系数K2（W/（m2·℃））风速m/s管道外径/m0.010.050.1015825696144051023风速为0，管道外径14mm，所以K2=8，所以当P将上式带入数据可得98.4W。P初步计算油箱得表面积，根据已经计算出得尺寸可得其表面积：A=2×将其带入（4-32）可得油箱散热功率为Pℎc油箱=K所以满足其散热要求，此系统完全符合设计要求。4.5 经济性分析本此设计，关于液压元件选型及验算部分，和液压原理图设计部分，都尽量的选用性价比较高的材料和元件，并且液压元件选型都很适合本系统的运用，多有功能合理应用，绝不会出现功能过盛。并且对于液压油箱的设计部分，尽量的采用了简单、经济的方式，并且各个液压阀之间采用板式连接的方式使此系统的操作更加简单，实用。关于升降舞台的结构部分，本次设计中采用剪叉支架的方式升降，其结构稳定，并且其结构足够简单，造价不高，使其成本容易接受，并且其加工部分，无论是剪叉臂，还是上顶板、下底板，都容易加工，大大使其经济性得到更大的提高，并且其材料的选择很合适，其性价比足够高，大大加速升降舞台的应用推广。4.6 本章小结本章介绍了从液压系统的设计到针对液压系统得性能验算。首先，液压系统设计，也就是设计其原理图，式整个系统能够按照设计要求运行，实现相应的动作，对其进行仿真即是验证其可行性。之后的元件选型计算式根据计算出的压力和流量，来选择液压元件，主要是由于不同压力和流量下的液压元件其性能不同。最后针对本次系统验算其压力损失和其散热效率，保证了整个系统的平稳运行。结  论结  论本文对液压驱动，机械传动的升降舞台进行了总体的设计，并且对重要的机械结构部分进行了必要的计算以及强度校核分析，对液压系统进行了详细的设计和验算，通过运动仿真以及液压系统仿真确定方案的可行性，得出了一些的结论：1）液压技术在舞台机械领域有着广泛的应用，并且有着很好的前景，其利与用机电一体化结合的技术，在整个的驱动、传动、控制等方面实现了多领域结合，将各个领域的有点各自展现出来，使得升降舞台摆脱了单独的机械升降和单独的液压升降。有效的克服其局限性，提高升降舞台的性能，安全性以及经济性，其操作简单让升降舞台的操作面向大众。2）采用剪叉式的升降结构，使其增大负载能力，减小液压缸的工作压力，使得液压元件的选择避免高精度，大大减小了制造成本，使其性价比得到大幅度提高。3）对剪叉式升降结构和其它的承力结构进行了抗压和抗弯的能力分析，大大增加了生个升降结构的稳定性、安全性。4）通过对液压系统的计算和验算，选择和式的液压元件，是整个系统避免功能过盛，并且降低了系统漏油的风险。通过的验算，确定系统的合理性。总之，通过此次设计对升降舞台的机械结构和液压系统的分析，保证了其运行起来的安全性、可靠行及经济性，通过全面综合的考虑，做到机、电、液完美结合，保证设备整体性能满足市场需求。参考文献东北电力大学本科毕业论文参考文献[1]孙涛. 液压驱动丝杠升降台的研制[D].兰州：兰州理工大学硕士学位论文，2003：1.[2]韩莹，多功能舞台升降台的直顶液压传动应用[J]. 艺术科技，2007，(01)：22-23.[3]甘媛媛，多功能舞台升降台的直顶液压传动技术[J]. 科技资讯，2011，(09)：57-57.[4]TakaoNishiumi;ShizurouKonamiHydraulicControlSystems[J]. TheoryandPractice,2