普通雙柱式液壓舉升機(jī)設(shè)計(jì)-帶答辯ppt【液壓系統(tǒng)】【含12張CAD圖紙+文檔全套】

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China’s technological industry is rapidly developing. Among the various manufacturing industries, the most significant ones are automotive production. The automotive industry has a high degree of comprehensive technology and high demand for assembly precision between components. Therefore, it can intuitively reflect the level of industrial development in a country. Since entering the 21st century, China's automobile manufacturing industry has grown at a geometric multiple of its production efficiency. The product quality is also guaranteed while the production speed is increased. As the architecture of the car is very precise, it is very important to take care of the top. Car lifts are indispensable machines for troubleshooting and maintenance of cars. The force transmitted by the contact surface between the plane supported by the two supporting columns and the vehicle and the original power provided by the hydraulic device lift the vehicle up to a relatively convenient height for maintenance personnel. The working elements of such a lift are very simple, easy to produce, and inexpensive. This design is based on the above-mentioned social environment and invented and explored a mechanism to provide prime mover-type two pillars due to hydraulic pressure. Due to the variable speed characteristics of the hydraulic device, the target height can be quickly and accurately achieved. The use of a two-pillar structure that has a stable structure also saves space. In this graduation design, the overall architecture design of the lift was performed, and the individual important parts and mechanisms were calculated to achieve a comprehensive review of professional knowledge and to learn new ideas. Key words: lifting mahine; The overall design; The hydraulic system 目 錄 第一章 緒論 3 1.1 課題背景和意義 3 1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 第二章 舉升機(jī)方案的確定 6 2.1 舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)與要求 6 2.2 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 6 2.3 明確舉升機(jī)結(jié)構(gòu)策劃 6 2.3.1 舉升裝置 7 2.3.2 立柱 7 2.3.3 支撐機(jī)構(gòu) 8 2.3.4 平衡機(jī)構(gòu) 8 2.3.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 8 第三章 舉升機(jī)液壓系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì) 10 3.1 液壓缸與活塞桿的設(shè)計(jì) 10 3.1.1液壓缸缸徑的計(jì)算 10 3.1.2 活塞桿直徑的確定 10 3.1.3 活塞桿的校核 11 3.2 液壓泵與電機(jī)的選擇 12 3.2.1 液壓泵的選擇 12 3.2.2 電機(jī)的選擇 13 3.3 液壓控制系統(tǒng)基本原理和設(shè)計(jì) 13 3.4 液壓控制閥的選擇 14 3.5 液壓系統(tǒng)附件計(jì)算與選擇 15 3.5.1 流量計(jì)算 15 3.5.2 管道尺寸的確定 15 3.6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 16 3.6.1系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 16 3.6.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 17 第四章 機(jī)械部件的計(jì)算 19 4.1 鏈條的計(jì)算與選擇 19 4.2 槽輪的設(shè)計(jì) 19 4.3 槽輪座和槽輪軸的設(shè)計(jì) 19 4.4 軸承得計(jì)算與選擇 20 4.5 鋼絲繩的計(jì)算與選擇 20 第五章 雙柱式汽車舉升機(jī)校核計(jì)算 21 5.1 結(jié)構(gòu)的檢測與校核 21 5.1.1 主立柱算數(shù)與解析 21 5.1.2 強(qiáng)度分析與校核 23 5.1.3 主立柱的剛度計(jì)算 27 5.2 托臂部分的強(qiáng)度校核 28 5.2.1 托臂部分截面特性 28 5.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算 28 5.2.3 撓度計(jì)算校核 31 結(jié) 論 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 第一章 緒論 1.1 課題背景和意義 1978年至今日以來，我國的經(jīng)濟(jì)體制逐漸趨于完善，人均GDP有著顯著的上升，群眾的生活水準(zhǔn)也在程幾何倍數(shù)的增長。公共交通工具或無外在動力驅(qū)動的交通工具已經(jīng)沒有辦法給人們帶來更多相對的便利。而且隨著人均消費(fèi)水平的增長，人民也不再滿足于從前的生活方式。出門的交通方式已經(jīng)成為了映射人們生活水平的重要標(biāo)志。在這種社會背景下，汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展已經(jīng)成為了必然的趨勢。由于車輛數(shù)量的增多，與汽車行業(yè)有關(guān)的附帶的服務(wù)，包括道路，維修等綜合效率服務(wù)也在迅速發(fā)展。特別是鑒于車輛安全需求的不斷增長，綜合售后系統(tǒng)已經(jīng)成為強(qiáng)制性要求。 由于人民的需求日益增多，導(dǎo)致了國家對進(jìn)口車輛政策的寬容度大大升高。然而這樣的政策導(dǎo)致直接從國外進(jìn)口汽車，是后期的售后服務(wù)和維修工作。隨著中國同質(zhì)和同類配件的發(fā)布，這種平行進(jìn)口的問題得到解決。 在科技飛速發(fā)展的今天，各種產(chǎn)品的精密精細(xì)程度越來越高。車輛更是如此。因此，車輛的維護(hù)、排除隱患、保養(yǎng)等方面的產(chǎn)業(yè)也在漸漸的蓬勃發(fā)展。因?yàn)橛羞@樣的社會背景和社會條件，像舉升機(jī)這種在車輛維修保養(yǎng)方面不可或缺的機(jī)器越來越受歡迎。舉升機(jī)不僅僅可以將車輛抬起至我們需要的高度，方便維修。甚至可以通過遠(yuǎn)程操控、變成自動化的方式準(zhǔn)確的選取自己需要的高度。以滿足多種多樣排患需求。隨著技術(shù)的革新越來越快，人們不斷在最短的時(shí)間內(nèi)要求最好的產(chǎn)品。舉升機(jī)可以提高效率并減少無用的工作。 汽車升降機(jī)是汽車行業(yè)中最常用的維修保養(yǎng)機(jī)械。它不僅適用于傳統(tǒng)中小型車輛的維修，而且適用于維修卡車類巨型汽車或大型機(jī)械。與此同時(shí)，雙柱的機(jī)構(gòu)大大節(jié)省了空間上面的問題。在控制方面，常用的液壓驅(qū)動器可以無極變速，操作人員可以快速準(zhǔn)確的定位自己需要的位置以方便作業(yè)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工作，便于自動控制。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的對象是汽車舉升機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。在這種設(shè)計(jì)中，了解汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和計(jì)算基本參數(shù)，可以期望能夠?qū)εe升機(jī)有一個(gè)全面的了解，可以了解舉升機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對舉升機(jī)設(shè)計(jì)的所有工作的總體思路。零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以用于詳細(xì)說明。 同時(shí)，由于建立了熟悉整個(gè)設(shè)計(jì)過程的升降機(jī)構(gòu)，因此設(shè)計(jì)工作有一個(gè)認(rèn)知過程。同時(shí)希望通過對舉升機(jī)械的研究，能夠有機(jī)的結(jié)構(gòu)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識，通過設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的串聯(lián)，提高自己的綜合能力。不但重新溫習(xí)了專業(yè)知識，而且能夠更加明白如何去運(yùn)用專業(yè)知識，以及專業(yè)知識如何去貫穿到實(shí)際的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中。希望能夠從更高層次去完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過全面、系統(tǒng)的研究，提高自己的專業(yè)知識素養(yǎng)，提高自己的研究能力，加強(qiáng)自我發(fā)現(xiàn)問題、了解問題所在處以及將問題解決的能力。 1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 汽車舉升機(jī)已經(jīng)有百十年的歷史了，他是伴隨著汽車工業(yè)而發(fā)展起來的，上個(gè)世紀(jì)初，在美國出現(xiàn)了第一臺汽車舉升機(jī)，當(dāng)時(shí)時(shí)利用氣動的，由于其應(yīng)用方便、快捷、占地空間小等原因迅速普及開來。 而在我國，由于汽車工業(yè)起步較晚、發(fā)展較慢，所以在汽車檢修行業(yè)也是一致處于落后的地位。后來隨著我國對先進(jìn)技術(shù)的不斷引進(jìn)、整合，一大批先進(jìn)汽車檢修機(jī)械涌入我國。汽車舉升機(jī)也得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，形成了能夠應(yīng)用到不同場合、不同結(jié)構(gòu)的汽車舉升機(jī)，并且隨著而自主研發(fā)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和加入，目前我國的汽車舉升機(jī)技術(shù)已經(jīng)能夠和國際相接軌了。 舉升機(jī)的使用非常廣泛。無論是直銷4S店還是制造商常用的獨(dú)立維護(hù)站點(diǎn)，都可以看到汽車舉升機(jī)。舉升機(jī)的制造商很多以及功能和設(shè)計(jì)形式各不相同。通常有雙柱四柱，提供動力的方式有機(jī)電傳動和液壓系統(tǒng)。由于工作環(huán)境的條件和工作人員的需求，此類機(jī)器通常都有著相對簡單的結(jié)構(gòu)和便利的操作方式。由于結(jié)構(gòu)相對簡單的緣故，排查維修起來也更加簡單，成本也會更加低廉。 對于承載能力，監(jiān)測絕緣特性和耐壓性等。對于使用液壓控制升降的舉升機(jī)，詳細(xì)介紹了整個(gè)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求。 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 隨著人民的汽車使用率逐年上升，開始對更好的性能與技術(shù)的追求也越來越高。這一現(xiàn)象促進(jìn)了新的技術(shù)的發(fā)明也越來越快。工業(yè)4.0的主旨也在車輛產(chǎn)業(yè)上體現(xiàn)的越來越多。汽車不再是單純的機(jī)械設(shè)備，而是整合了很多電子信息通信方面的科技。然而，機(jī)械可以說是制造業(yè)的基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)的機(jī)構(gòu)有了不同程度的問題，那再多承載在那方面的高新技術(shù)都只能算是扶不上墻的爛泥。該項(xiàng)目基于這一想法，研究了最簡單，最實(shí)用的雙柱液壓升降機(jī)，研究了其機(jī)械結(jié)構(gòu)和所有受控液壓系統(tǒng)的策劃和算術(shù)，使整個(gè)電梯系統(tǒng)得到設(shè)計(jì)。對一些主要組件進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算。主要內(nèi)容有： 1） 大體的結(jié)構(gòu)解析與策劃設(shè)計(jì)流程 2） 支撐住、托班等重要的部件設(shè)計(jì)算數(shù) 3） 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)，如強(qiáng)化零部件等 4） 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及部分參數(shù)計(jì)算。 第二章 舉升機(jī)方案的確定 2.1 舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)與要求 這次畢業(yè)的項(xiàng)目是基于主要參數(shù)定義的任務(wù)，通過選擇使用液壓驅(qū)動的雙位升降機(jī)。 該項(xiàng)目首先調(diào)查市場上現(xiàn)有的舉升機(jī)，進(jìn)行全面的系統(tǒng)理解。了解整個(gè)組織和相關(guān)機(jī)能，考慮所需的工作量和中國大多數(shù)車輛的工作量，提高高度等，以及目前的節(jié)能環(huán)保的舉升機(jī)設(shè)計(jì)要求： （1） 適合室內(nèi)空間的工作要求，按照符合實(shí)用要求的前提下，盡量的縮小整體的空間，所以決定采用常用的兩柱結(jié)構(gòu)。 （2） 由于室內(nèi)較為封閉，因此在使用過程中必須注意安全性能以及噪音和震動等，同時(shí)也要有工作強(qiáng)度的穩(wěn)定性。 （3） 兩柱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證整體工作的穩(wěn)定性，以減少相互之間的誤差，要增加平衡系統(tǒng)。 （4） 整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在可能的情況下采用常規(guī)的零部件，提高互換性，降低總成本。 2.2 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)是依靠任務(wù)書給定以及對市場常用液壓雙柱汽車舉升機(jī)參數(shù)的參考而來的，主要參數(shù)如下： 1、 舉升重量：3.5t； 2、 舉升高度：1700mm； 3、 總高度：3450mm； 4、 升降時(shí)間：60s，30s。 2.3 明確舉升機(jī)結(jié)構(gòu)策劃 本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品主要是以現(xiàn)在市面上的各種產(chǎn)品為參考。再通過現(xiàn)有車型和產(chǎn)品工作環(huán)境，定義了一個(gè)總體設(shè)計(jì)方案。升降機(jī)是雙柱液壓升降機(jī)。整個(gè)升降系統(tǒng)由四部分組成：驅(qū)動機(jī)構(gòu)，立柱支架，橫向拖臂和升降裝置。整個(gè)傳動系統(tǒng)由液壓控制。經(jīng)過氣缸的來回抽動，來對運(yùn)動傳遞裝置進(jìn)行控制，可以帶動托班的上升與下調(diào)。而且要保證兩個(gè)托班移動的速度和位置要保持一直。應(yīng)傭一組安穩(wěn)性較高的動力機(jī)和傳動裝置，對整個(gè)進(jìn)行移動。 2.3.1 舉升裝置 舉升機(jī)構(gòu)是一個(gè)重要的組成部分。它所有的工作都是由液壓系統(tǒng)提供的。 整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)施由電器設(shè)備控制。液壓缸通過液壓系統(tǒng)帶動整條鏈條的工作并監(jiān)控回路的運(yùn)行，從而達(dá)到升降工作的目的，他的基本結(jié)構(gòu)簡圖如下圖2-1所示。 圖2-1驅(qū)動舉升裝置示意圖 從圖中可以了解到，兩個(gè)液壓系統(tǒng)是由液壓膠管進(jìn)行聯(lián)結(jié)的，但由于受到管道路徑的影響，在實(shí)際的操作過程中出現(xiàn)，受到各種工作能量傳遞缺失的原因，會導(dǎo)致兩邊的工作層度有所不同，而這個(gè)液壓膠管就是為了免除這種運(yùn)動差異的有效方式。 2.3.2 立柱 產(chǎn)品的整體主要受力位置在兩個(gè)立柱上，而且在重力和托班的影響下也會產(chǎn)生彎矩和扭矩的問題。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，使用了兩個(gè)柱子的對稱機(jī)構(gòu)。在實(shí)際的工作中，由于整車的質(zhì)量，它必須有足夠的剛性和強(qiáng)度。以空心的方式來對立柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，空心的部分用來安裝液壓系統(tǒng)和運(yùn)動傳遞裝置。在這種情況下，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)裝配精度也有相應(yīng)的要求。 2.3.3 支撐機(jī)構(gòu) 連接汽車和產(chǎn)品的部分，即支撐汽車的部分就叫做支撐機(jī)構(gòu)。因此整個(gè)產(chǎn)品的受力都加載在改機(jī)構(gòu)上。由于支撐住的長度和材料的影響，支撐住會有一定的彎曲或變形?？梢酝ㄟ^托班的工作狀態(tài)來判斷托班的操作流程。 2.3.4 平衡機(jī)構(gòu) 通過以上的對產(chǎn)品的工作狀態(tài)和運(yùn)動過程的解析，可以得出促使車輛抬高的原動機(jī)為液壓系統(tǒng)。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)提供的動力只能進(jìn)行無極調(diào)速，因此我們需要配合各種不一樣的零部件來協(xié)調(diào)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。由于產(chǎn)品的重力及穩(wěn)定因素，液壓系統(tǒng)的安裝位置在支撐機(jī)構(gòu)內(nèi)偏下部分。因此要將車輛舉起來本人選擇鋼絲繩平衡機(jī)構(gòu)。通過安裝，當(dāng)工件抬起時(shí)，鋼絲繩執(zhí)行反向運(yùn)動，并且由安裝設(shè)定規(guī)定的預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)平衡的使用效果。在實(shí)際中，鋼絲繩的機(jī)構(gòu)如下圖2-2所示。 圖2-2單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖 2.3.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 在舉升機(jī)作業(yè)過程中，汽車的全部重力都回壓在舉升機(jī)上。由于通常沒有少于1噸的汽車，并且車輛是高附加值的產(chǎn)品，所以它通常需要更高的安全系數(shù)。同時(shí)，由于人們在車輛下工作，在發(fā)生事故時(shí)，人身傷害較大，因此需要機(jī)械設(shè)備的安全系數(shù)較高。 可以保證車輛和人員的安全。 本次設(shè)計(jì)采用的是電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)。 第三章 舉升機(jī)液壓系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì) 3.1 液壓缸與活塞桿的設(shè)計(jì) 3.1.1液壓缸缸徑的計(jì)算 液壓缸的輸出壓力通常都是由牽引力來選擇，選擇的表如下表3-1所示。 表3-1 液壓缸拉力與輸出壓力之間的關(guān)系 牽引力F（KN） <5 5～10 10～20 20～30 30～50 >50 工作壓P(MPa） <0.8～10 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 在本次設(shè)計(jì)中，汽車的種類是3.5噸，也就是35KN，采用的是雙柱式液壓舉升，所以液壓缸的推力是18KN，根據(jù)上表，可以確定其液壓缸的工作壓力為3MPa。 同多工作壓力等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對液壓剛剛筒的直徑進(jìn)行算術(shù)，計(jì)算公式如下： (3-1) 式中： D —剛筒里面的直徑，； F —沒有桿的心房的推力，為； P —輸出力比上面積，取值為 ； —液壓缸機(jī)械效率，取值為0.96。 參數(shù)帶入： 對計(jì)算的數(shù)值進(jìn)行取值的D=90mm。目前活塞的基本組件已經(jīng)行程了標(biāo)準(zhǔn)化，所以在設(shè)計(jì)的過程中都需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化選擇，以提高互換性。 3.1.2 活塞桿直徑的確定 根據(jù)前面的基本參數(shù)，計(jì)算了活塞桿的輸出抵擋力是18000N，工作路程是850mm，設(shè)定液壓缸啟動時(shí)上行速度v1為14.2mm/s，下行的v2為28.3mm/s。則設(shè)定的速比為φ=v1/v2=2，則柱塞的直徑計(jì)算如下： mm （3-2） 標(biāo)準(zhǔn)選擇63mm。 3.1.3 活塞桿的校核 首先對活塞桿進(jìn)行強(qiáng)度校核，在活塞桿工作的過程中，支撐手推力或者拉力，受力較為簡單，所以可以按照承受拉壓力開始校核，算數(shù)基準(zhǔn)公式如下： （3-3） 式中： （3-4） 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： =5.8MPa＜ 根據(jù)參數(shù)計(jì)算可知，活塞桿能夠滿足強(qiáng)度要求。 然后對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 本次所設(shè)計(jì)的活塞桿，在工作中并不承受偏心的作用力，所以可以將活塞桿和活塞看成一個(gè)細(xì)長桿，比值為： 時(shí)， （3-5） 液壓缸在安裝的時(shí)候，鉸接的聯(lián)結(jié)方式十分為普遍，其基礎(chǔ)參數(shù)如下： （3-6） 把上面的參數(shù)數(shù)值帶入下面的公式中得： （3-7） 因此以該公式作為校核基準(zhǔn)： （3-8） 將計(jì)算出來的數(shù)值帶到以下公式中： 他的固定要求為是： （3-9） 式中： —穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取 取 —液壓缸的最高推力 將參數(shù)帶入以下公式中得： 因此活塞桿的堅(jiān)固耐勞可靠性得到了證實(shí)。 3.2 液壓泵與電機(jī)的選擇 3.2.1 液壓泵的選擇 液壓泵的選擇可以根據(jù)所需要的流量、壓力等進(jìn)行計(jì)算功率，通過功率和效率等因素對計(jì)算的值選擇合適的泵。同時(shí)由于泵在工作中，流量等都是不斷變化的，所以也可以根據(jù)工作過程中的平均功率進(jìn)行計(jì)算?；蛘摺稒C(jī)械設(shè)計(jì)手冊》進(jìn)行選擇。本次設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行選擇的，選擇電機(jī)的功率為4kw。然后根據(jù)前面章節(jié)所計(jì)算的壓力以及流量等參數(shù)選擇泵。一般泵的壓力要比系統(tǒng)最高的壓力大25%到60%左右，能夠使得液壓泵具有一定的壓力調(diào)節(jié)范疇。所以根據(jù)前面所計(jì)算的值，選擇的液壓泵是三螺桿泵，其基本參數(shù)如下： ：：； ：：10； ：2900； ：4； ：266； ：4； ：25mm ； ：20mm ； ：11Kg； ：5m()； 根據(jù)所選擇的泵的特點(diǎn)，采用的液壓油是20號油，他的粘度范圍在之間。 3.2.2 電機(jī)的選擇 根據(jù)前面的設(shè)計(jì)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)選擇一般的三相異步電機(jī)，初步選擇電機(jī)的型號為Y-112M-2，他的基本參數(shù)如下： 3.3 液壓控制系統(tǒng)基本原理和設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)是舉升機(jī)的原動力提供裝置，舉升機(jī)的性能配置由液壓系統(tǒng)確定。液壓系統(tǒng)起草設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮眾多的特點(diǎn)，有理有據(jù)的挑選相關(guān)的配件。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)繁雜冗長，互相之間牽一發(fā)而動全身。而且經(jīng)常在計(jì)劃過程中沒有計(jì)算或公式作為客觀依據(jù)，更多的是要靠前輩或自己的經(jīng)驗(yàn)來做出相應(yīng)的判斷。在計(jì)劃過程中，主要做如下步驟： 判斷設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)設(shè)想的操作處境與基本數(shù)據(jù)； 根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)器需要的工作條件來設(shè)計(jì)需要的控制方案； 通過基本判斷出來的方案來設(shè)計(jì)控系統(tǒng)，同時(shí)校核是否滿足條件； 通過以上的判斷和算術(shù)，決定整個(gè)液壓系統(tǒng)功能圖。 在雙柱式舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的工作中，主要有三個(gè)動作，分別是上升、下降、停止等。其液壓系統(tǒng)工作原理如下圖3-1所示。 1油箱；2濾清器；3液壓泵；4先導(dǎo)式溢流閥；5手動閥；6液壓缸 圖3-1液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理以及舉升機(jī)的基本要求，當(dāng)舉升機(jī)進(jìn)行上升動作的時(shí)候，手動閥在C位的時(shí)候，液壓油會進(jìn)入液壓缸內(nèi)，使其內(nèi)部的壓力增大，從而通過柱塞舉升車輛。當(dāng)閥門處于B位的時(shí)候，液壓油會直接流入到油箱中，從而不進(jìn)入到液壓缸增加壓力，就會保持停止的狀態(tài)，當(dāng)閥位處于A位的時(shí)候，液壓缸里面的液壓油則會和油箱連同，返回油箱，則柱塞下降，從而整個(gè)舉升機(jī)都會下降。 3.4 液壓控制閥的選擇 液壓系統(tǒng)的控制閥一般都是由標(biāo)準(zhǔn)的控制單元組成，通過相互之間開關(guān)、閉合等關(guān)系對液壓油路進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)舉升、停止、下降等功能。 所選擇的壓力控制閥的額定壓力需要高于系統(tǒng)的最大壓力，以確保控制閥能夠穩(wěn)定的工作，同時(shí)系統(tǒng)的壓力應(yīng)在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。同時(shí)綜合考慮本次設(shè)計(jì)的應(yīng)用場合等，選擇了直動型壓力閥，選擇的型號為DBDS6G10式型號，其最低調(diào)節(jié)壓力為5MPa，流量達(dá)到40L/min，能夠適用的溫度范圍是-20℃到70℃。 流量控制閥，他要求所選擇的閥的流量要大于液壓系統(tǒng)的流量，同時(shí)在選擇的時(shí)候，還需要能夠滿足最小流量時(shí)對速度的要求。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所采用管式鏈接。分流閥的型號選擇為FL-B10。 方向控制閥需要綜合考慮所選擇的壓力、流量等，其操作方式一般有手動、電動或者液壓驅(qū)動等方式，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要采用的是電磁換向閥，通過閥芯位置的不同來實(shí)現(xiàn)部分油路的通斷，所選擇換向閥的型號為4WE5E50F，其額定流量為15L/min，工作壓力A、B、P腔小于25MPa，T腔小于6MPa。 3.5 液壓系統(tǒng)附件計(jì)算與選擇 3.5.1 流量計(jì)算 流量的計(jì)算公式如下： m2/s （3-21） 3.5.2 管道尺寸的確定 在舉升機(jī)的管路中，其液壓系統(tǒng)可以分為主管道、控制管道以及泄油管道。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，以主要油管路上的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 1、 吸油管尺寸 管路的流速以及壓力等基礎(chǔ)數(shù)值來確定主管路油管的尺寸，直徑計(jì)算公式如下： （3-22） 將答案整數(shù)化可得： 2、回油管尺寸 回油管尺寸與上述計(jì)算過程相同：，取為 將以上數(shù)值帶入該公式中： 將答案整數(shù)化可得： 3、壓力油管 壓力油管： ，本設(shè)計(jì)中取為： 將以上數(shù)值帶入該公式中： 將答案整數(shù)化可得： 4、油管壁厚 可以選擇橡膠管或者尼龍管兩種來做為舉升機(jī)工作中的油道管路材料選取。本次設(shè)計(jì)選擇的是橡膠軟管，其安裝方便，能夠吸收工作中所產(chǎn)生的震動以及液壓沖擊等。選擇的軟管基本尺寸如下： 內(nèi)徑：10mm； 外徑：型，17.5-19.7mm； 工作壓力：型，16； 最小彎曲半徑：130mm。 油箱的設(shè)計(jì)，前面已經(jīng)設(shè)計(jì)選定了容量為40L。 3.6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 判斷效率與系統(tǒng)的升溫等是否能夠滿足使用要求。在驗(yàn)算的過程中，主要是參考相關(guān)的資料。 3.6.1系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 在計(jì)算的時(shí)候需要對不同的階段進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對于回油路上的壓降進(jìn)行折算。 （3-23） 壓力損失。 根據(jù)油管尺寸的計(jì)算項(xiàng)目，取 則雷諾數(shù)： （3-24） 分流閥： 0.6 換向閥為：0.04 油路的總壓力損失為： 在油箱中的溫度，一般要求保持在30℃到50℃之間，當(dāng)然也不能過低或者過高，不然都會對工作產(chǎn)生影響。 3.6.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 1、液壓泵的功率損失： （3-25） 2、閥的功率損失 其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥時(shí)的損失為最大： 3、管路及其它功率損失 這部分損失一般行程原因比較復(fù)雜，損失量也比較少，所以在實(shí)際的計(jì)算中一般都會忽略，取值全部能量的0.03-0.05，即 取 4、系統(tǒng)的總功率損失為： 第四章 機(jī)械部件的計(jì)算 4.1 鏈條的計(jì)算與選擇 我們在選擇鏈條的過程中要以工作速度為依據(jù)： 由此可以得出我們應(yīng)當(dāng)選擇片時(shí)鏈條，以6為安全系數(shù)，則其需要承受的力： N 根據(jù)鏈條承受的力，選擇鏈條的型號為LH1634，公稱節(jié)距P取值為25.4mm，其承受的極限載荷是129KN，鏈板厚4.09mm，鏈板孔徑9.56mm，銷軸直徑9.54 mm, 鏈條通過高度24.38mm，鏈板高度24.13mm，每米重量3.8kg/m。然后根據(jù)鏈傳動計(jì)算其基本參數(shù)： ， ，取。 mm， kg。 4.2 槽輪的設(shè)計(jì) mm, mm, mm, 通過以上公式的聯(lián)合計(jì)算10mm，是100mm，通過過盈配合的方法對內(nèi)腔和軸采用進(jìn)行連接配合。 4.3 槽輪座和槽輪軸的設(shè)計(jì) 通過槽輪座孔和槽輪軸直徑的判斷，采用四十五號鋼作為其材料。 （4-1） （4-2） 圖4.1槽輪座 4.4 軸承得計(jì)算與選擇 在工作中，軸承主要承受精心載荷，所以選擇深溝球軸承，根據(jù)軸承使用壽命20000小時(shí)進(jìn)行計(jì)算選擇，通過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選擇軸線型號為6407型號。查得，，，，求得C=137.349KNKN，選KN。 4.5 鋼絲繩的計(jì)算與選擇 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，以及本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所研究的汽車舉升機(jī)的特點(diǎn)，選擇鋼絲繩的型號為。 S= =52 =52=52 S== 所以選用619—11.0—1850類型鋼絲繩合理[8]。 第五章 雙柱式汽車舉升機(jī)校核計(jì)算 5.1 結(jié)構(gòu)的檢測與校核 全觀之前的部分，我們可以判斷出舉升機(jī)的整體架構(gòu)被我們拆解成了4部分。在作業(yè)過程中，判斷工作平穩(wěn)性的要點(diǎn)在于傳動系統(tǒng)。而且在作業(yè)過成遭受著絕大部分的力量。與此同時(shí)，不僅僅是升降運(yùn)動，立柱和舉升機(jī)可以表現(xiàn)出絕對位移。群部的舉升系統(tǒng)的安穩(wěn)性作業(yè)也可以通過鋼絲繩同步系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。 通過現(xiàn)階段市場上流通的各種家用汽車的基本數(shù)據(jù)，確定了舉升機(jī)的液壓驅(qū)動數(shù)量要在四個(gè)左右，驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)輸出功率是2.2kw，在作業(yè)過程中工作機(jī)的最大上升空間在兩米足有，僅需五十秒就可以在我們需要的范圍內(nèi)快速的達(dá)到2米的高度。 5.1.1 主立柱算數(shù)與解析 不僅僅是在遭受著主體部分的載荷，主立柱還維持舉升系統(tǒng)大部分的細(xì)小部件。不僅僅使彎矩扭矩，還有作業(yè)過程中來自整個(gè)架構(gòu)的全部重力。因此兩個(gè)支撐住會因重力等各種因素而導(dǎo)致往里變形的趨勢，不僅對整個(gè)支撐住的抗壓能力進(jìn)行了考驗(yàn)，還對基座的抗變形能力有著十分不俗的測試。因此在設(shè)計(jì)構(gòu)架的過成里，我們可以通過對加加勁的硬度提高來進(jìn)行整體架構(gòu)的強(qiáng)度提升，以達(dá)到支撐住剛度在預(yù)期范圍內(nèi)的目的。 全部的加工工藝計(jì)劃里，支撐住的材料可以以鋼板為主，通過壓制的處理手段，用焊接的方式對鋼架內(nèi)部進(jìn)行處理達(dá)到整體加工的目的。全部構(gòu)架可以應(yīng)傭撐持結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，滿足使用的要求。在這樣的情況下還要在支撐住的里面進(jìn)行液壓系統(tǒng)與駕馭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝。因此。 在起草算數(shù)的開始，要對鋼制支撐住的受力重心點(diǎn)和受力中心線進(jìn)行判斷。并且將鋼住分為各個(gè)帕特進(jìn)行演算。。 圖5-1舉升機(jī)主立柱橫截面示意圖 在以上的算數(shù)依據(jù)里， 、、是一個(gè)又一個(gè)截面去比對的受力中心線的，以彼此管的你堆在一起的原理為依據(jù)，。 （1）我們先來計(jì)算看一看之前的靜態(tài)例句： 公式中的SA1、SA2、SA3分別表示每一個(gè)截面所承受的靜態(tài)力矩，所以加一起可以得到總 的力矩S。 我們再來看一看計(jì)算別的帕特的靜態(tài)例句： 5.1.2 強(qiáng)度分析與校核 舉升機(jī)作業(yè)的時(shí)候，把需要修繕排查的汽車提升到需要的高度是主要目的。在車輛被提升到我們需要的高度時(shí)，要求能夠固定在這一高度上。因此，很容易就讓托班和支撐住的鉸接點(diǎn)來承受懸梁帶來的所有力矩。這時(shí)候我們就需要對該力矩集合處進(jìn)行力的判斷，以達(dá)到強(qiáng)度能夠滿足我們最大工作承重的目的。本人選擇在舉升機(jī)架框中應(yīng)傭滾輪結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，支撐住和托班想醉位置的醋溜部分。滾筒是圓柱形的。 圖5-2滑臺部件受力情況示意圖 本人將一百六成一百六方鋼作為整個(gè)滑臺的應(yīng)用材質(zhì)。根據(jù)相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn)，選擇壁厚為8mm。，選擇整體高度為800mm。 本人用一百成一百的方鋼座位整個(gè)拖臂的應(yīng)用材質(zhì)，他的壁厚選擇仍然為8mm，，選擇長度為440mm， 本人用一百成一百的方鋼作為伸縮鋼架的應(yīng)用材質(zhì)，他的壁厚選擇仍然為8mm，，選擇長度為1110mm， 通過向國家標(biāo)準(zhǔn)看齊，剛才選的重量和體積之比為7.85g/cm3。 在實(shí)際的計(jì)算中，將他們?nèi)齻€(gè)看做一個(gè)整體，則總質(zhì)量為： 作業(yè)過程中，本次設(shè)計(jì)的舉審計(jì)最大器重大小為4噸。因此我們可以將其分給兩個(gè)支撐住上。算上每個(gè)托班的總體零部件重量之和，總體質(zhì)量為2066.37kg。根據(jù)上面的作用力的只是，F(xiàn)1和F2分半表示支反力，平衡機(jī)構(gòu)生出的工作壓力分別FBX和FBY表示。這些我們從章節(jié)初的受力分析圖中可以清楚地了解到。 假定 。 以現(xiàn)實(shí)生活中的狀況為基礎(chǔ)進(jìn)行受力分析。并對托班所受的總作用力進(jìn)行計(jì)算與驗(yàn)校。 通過到目前為止計(jì)算出的具體數(shù)值，計(jì)算整個(gè)懸梁的強(qiáng)度。拖臂的樣式是懸梁的架構(gòu)的問題可以通過整體結(jié)構(gòu)分析圖來判斷。 圖5-3立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖 圖5-4 立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖 由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩： 通過以上計(jì)算出來的數(shù)值在推算支撐住收到的彎矩和剪切應(yīng)力 S＝171.24cm3， 對兩個(gè)支撐住進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)校： ： 可以看到，符合強(qiáng)度要求。 選取 并且許用應(yīng)力 可以看到，滿足強(qiáng)度條件。 5.1.3 主立柱的剛度計(jì)算 通過迭代的方式進(jìn)行算數(shù)： == 撓度 5.2 托臂部分的強(qiáng)度校核 5.2.1 托臂部分截面特性 想要計(jì)算托臂的橫截面，不進(jìn)行對其各種性能的分析是不可以得。通常用70mm的方鋼作為托臂材料和尺寸的選取，參考國家標(biāo)準(zhǔn)，壁厚取得8mm，a=70，b=54得： ： 、 ： 5.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算 托臂的整體結(jié)構(gòu)如圖所示 圖5-5左后托臂部件圖 我們可以從圖中可以看出托臂不同的位置界面的形狀也不同。因此我們應(yīng)當(dāng)將不同的截面都單獨(dú)提出逐個(gè)分析。 (a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面 圖5-6截面示意圖 ： 慣性矩：I=129.225cm4；Wx=36.92cm3 符合應(yīng)傭條件。 ：92×92方鋼 所以cm4 符合應(yīng)用條件。 ： Mc=2066.37×94=194238.78Kg?cm 符合應(yīng)用條件。 ： 慣性矩：I=318.976cm4；W=69.342cm3 MD=2066.37×53=109517.61Kg?cm 符合應(yīng)用條件。 5.2.3 撓度計(jì)算校核 因?yàn)橥斜凼且粋€(gè)懸梁結(jié)構(gòu)，在工作的過程中有彎折的風(fēng)險(xiǎn)。因此需要考慮兩個(gè)托臂的撓度 ： 大臂： ： 因?yàn)閮蓚€(gè)托班在工作過程中做往復(fù)運(yùn)動，因此會產(chǎn)生一定的誤會，產(chǎn)生撓度。在這時(shí)候由于滑臺往復(fù)的運(yùn)動也會產(chǎn)生撓度。由此我們可以算數(shù)出總的撓度。 結(jié) 論 此次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)是一種傳統(tǒng)的帶液壓驅(qū)動的雙柱升降機(jī)，作為升降裝置的液壓缸和作為平衡裝置的鋼絲繩。 液壓驅(qū)動由液壓系統(tǒng)和電箱組成。舉升機(jī)的一般形式是雙柱式舉升機(jī)，經(jīng)過電磁鐵安全鎖可確保在立柱中滑動并保護(hù)它。 設(shè)計(jì)的舉升機(jī)只是一個(gè)小型的基礎(chǔ)舉升機(jī)，與任何可以執(zhí)行自動控制的現(xiàn)代化設(shè)備相距一定距離。鏈條傳動被添加到設(shè)計(jì)中，并采用液壓和鏈條傳動的組合，有效降低手臂高度并增加安全系數(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了舉升機(jī)的拖臂，并增加了平衡系統(tǒng)以滿足實(shí)際的工作要求。 設(shè)計(jì)主要研究液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇。主要零部件液壓缸經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和計(jì)算。 參考文獻(xiàn) [1] 李寶順，液壓與氣動[J]，2005年第4期 [2] 孫成通,液壓傳動[M]。北京化學(xué)工業(yè)出版社，2001.4 [3] 王守城，段俊勇，液壓元件及選用[M]，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2007.1 [4] 張利平，液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M]。化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4 [5] 張玉蓮，液壓和氣壓傳動與控制[M]，浙江大學(xué)出版社，2006.12 [6] 陳啟松,液壓傳動與控制手冊[M].上?？茖W(xué)出版社,2006 [7] 李笑,液壓與氣壓傳動[M],北京國防工業(yè)出版社,2006.2 [8] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會, 起重工機(jī)具[M],北京機(jī)械工業(yè)出版社,2007.7 [9] 鄭銀環(huán)，胡均安，宋庭新，雙柱汽車舉升機(jī)立柱結(jié)構(gòu)的有限元分析[J]，2000年第3期 [10] 周士昌,液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集[M],北京機(jī)械工業(yè)出版社,2003.9 [11] 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