I摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)象是液壓升降平臺(tái)，這套裝置主要用于舉升重物。它的舉升高度為1米，舉升重量為1噸，其動(dòng)作主要是由兩個(gè)雙作用液壓缸推動(dòng)“X”型架，帶動(dòng)上板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該液壓升降平臺(tái)主要由兩個(gè)部分組成：機(jī)械部分和液壓部分，其中機(jī)械部分主要由上板架、下板架、內(nèi)連桿和外連桿四部分組成。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、選擇了機(jī)械部分材料與結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行受理分析與校核，以便檢驗(yàn)是否滿足強(qiáng)度、剛度的要求，分析及校核的結(jié)果證明機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以滿足要求。在對(duì)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，先進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。在選擇液壓的各個(gè)控制回路的時(shí)候，在對(duì)各個(gè)回路進(jìn)行了對(duì)比后調(diào)速回路我選擇了進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路；卸荷回路我選擇了帶有二位二通電磁換向閥的卸荷回路；保壓回路我選擇的是用液控單向閥的保壓回路。確定了各種基本回路后，又確定了液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)形式，由于開(kāi)式系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)簡(jiǎn)單和散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)，所以把傳動(dòng)系統(tǒng)確定為開(kāi)式系統(tǒng)。在擬定液壓系統(tǒng)原理圖后，對(duì)液壓元件及輔件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、選擇，并對(duì)其進(jìn)行校核。經(jīng)過(guò)計(jì)算后液壓缸選定為45毫米的液壓缸，液壓泵選定為齒輪泵，根據(jù)系統(tǒng)工作的最大功率我選擇的電動(dòng)機(jī)為Y112M-4行三相異步電動(dòng)機(jī)。在確定泵后，又對(duì)其他的元件及輔件進(jìn)行了合理的選擇，最后確定各種元件后,進(jìn)一步完成了我的設(shè)計(jì)題目。關(guān)鍵詞: 液壓；升降平臺(tái)；上板架；下板架；內(nèi)連桿；外連桿 IIAbstractI graduated from the current design is done mainly hydraulic lifts, mainly divided into two parts: mechanical and hydraulic parts. Mechanical parts which I think the main needs to be considered is the subject of several major part of the intensity: on board planes, under the board planes, within and outside link connecting rod. In this part of my four were on board from top to bottom-line Analysis of the internal and external linkage, I had the strength check. After my analysis and after checking I think I can satisfy the design requirements. Then I entered the various parts of the hydraulic choice. In the choice of the hydraulic control circuit all the time, in the loop on a comparison of the governor after I selected the import speed loop circuit; unloading loop I chose the valve of the unloading circuit; packing circuit I have chosen The use of one-way valve controlling the packing circuit. In determining the needs of the various circuit I, I'm sure I wear the hydraulic system of fixed form, according to open-system and the system simple cooling system features good condition, I set my drive system for open - System. On the other hydraulic components accessories choice, I had to them after the calculation of the hydraulic cylinders after I voted 45 mm of hydraulic cylinders, according to the transmission gear pump stability, I take my pump as a gear Pump, according to my system the maximum power of the work I elected to the motor Y112M-4 to three-phase asynchronous motor. I set the pump, I also based on this I need the yuan other accessories for a reasonable Choose, finally, I identified a variety of components, further complete the design of the topics I.Keywords：Mechanical;Hydraulic; Panels from top to bottom;Inside and outside link III目錄摘 要 .....................................................................IAbstract.................................................................II第 1 章 緒論 ..............................................................1第 2 章 確定液壓系統(tǒng)方案 ..................................................22.1 確定基本回路 .......................................................22.1.1 卸荷回路......................................................22.1.2 調(diào)速回路的確定 ...............................................42.1.3 保壓回路的確定................................................72.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定...........................................92．3 液壓系統(tǒng)原理圖...................................................10第 3 章 設(shè)計(jì)、選擇液壓元件、輔件 .........................................113.1 確定液壓缸系數(shù) ....................................................113.1.1 初選系統(tǒng)壓力 ................................................113.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇..........................................123.3 油箱的設(shè)計(jì) ........................................................123.3.1 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)...............................................133.3.2 油箱容積計(jì)算.................................................133.4 其它元、輔件的選擇...............................................133.4.1.吸油濾油器 ..................................................133.4.2 選擇濾油器的基本要求.........................................143.4.3 溢流閥的選擇.................................................143.4.4 壓力表開(kāi)關(guān)選擇...............................................143.4.5 單向節(jié)流閥...................................................153.4.6 液控單向閥的選擇.............................................153.5 閥塊的設(shè)計(jì) ........................................................153.6 效率的計(jì)算........................................................163.6.1 計(jì)算沿程壓力損失.............................................163.6.2 效率計(jì)算.....................................................183.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算...........................................193.6.4 液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù).....................................19第 4 章 機(jī)械部分的受力分析力 .............................................22第 5 章 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核 ...............................................255.1 外連桿強(qiáng)度校核....................................................25 IV5.2 內(nèi)連桿強(qiáng)度較核....................................................265.3 連接兩連桿的銷軸的強(qiáng)度校核........................................27第 6 章 結(jié)論 .............................................................29參考文獻(xiàn) .................................................................30致謝 .....................................................................31沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1章 緒論液壓傳動(dòng)能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速方便。液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少了零件的數(shù)目。由于系統(tǒng)充滿了油液，對(duì)各液壓件有潤(rùn)滑和冷卻的作用，使之不易磨損，又由于容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，因而壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣。液壓升降平臺(tái)由于升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線和倉(cāng)庫(kù)、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送；物料上線、下線；工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。因此，對(duì)于液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究具有重要意義。我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封工業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國(guó)外的1/3 ，壽命為國(guó)外的1/2 。為了滿足重點(diǎn)主機(jī)、進(jìn)口主機(jī)以及重大技術(shù)裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動(dòng)和密封產(chǎn)品進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)及有關(guān)資料分析，1998年液壓、氣動(dòng)和密封件產(chǎn)品的進(jìn)口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動(dòng)近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計(jì)，目前進(jìn)口產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為30% 。1998 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)液壓件需求總量約600萬(wàn)件，銷售總額近40億元；氣動(dòng)件需求總量約500萬(wàn)件，銷售總額7億多元；密封件需求總量約11億件，銷售總額約13億元。社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。為了適應(yīng)這些目標(biāo)和滿足用戶的需要，現(xiàn)代液壓氣動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展呈如下主要趨勢(shì)。(1) 減少能耗 ,充分利用能量液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題：①減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時(shí)還可減少漏油損失。②減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節(jié)流系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力。③采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。④發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展 3 通徑、4 通徑電磁閥以及低功率電磁閥。⑤改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。日本小松、日立、川崎、德國(guó) Rexroth，Linde，美國(guó) Eiton-Vickers’，Parker 都采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，可節(jié)省功率 20-30%。⑥為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方法，對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量，要及時(shí)調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時(shí)而造成損失。(2) 主動(dòng)維護(hù)液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、觸、測(cè)等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。另外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)3(3) 機(jī)電一體化電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),其主要發(fā)展動(dòng)向如下：① 電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。液壓系統(tǒng)將由過(guò)去的電氣液壓on-oE 系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng),為適應(yīng)上述發(fā)展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。② 發(fā)展和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為 5mA 以下電磁閥，以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥(小于 3mS)等。③ 液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷,由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低,監(jiān)控系統(tǒng),包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。④ 計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對(duì)高精度、“高級(jí)”系統(tǒng)更有此要求。⑤ 由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問(wèn)題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。液壓元件由于制造精度高，因而造價(jià)相對(duì)于機(jī)械零件要求，為了做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，在選擇液壓元件時(shí)，盡量以國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品代替國(guó)外產(chǎn)品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽(yáng)液壓件廠的產(chǎn)品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因?yàn)椋m然用直流電源，電磁換向閥如果卡位，電磁塊不至于被燒壞。但配置一套直流電源的價(jià)格遠(yuǎn)比一個(gè)電磁塊的價(jià)格高，況且電磁閥被卡住的情況也是偶而的。權(quán)衡了一下還是選擇了交流電池。同理，在一些產(chǎn)品性能不相上下時(shí)，我盡量選用了沈陽(yáng)液壓件廠的產(chǎn)品。可以省去運(yùn)費(fèi)和避免一些其它問(wèn)題，這都降低了成本。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)4第 2章 確定液壓系統(tǒng)方案液壓系統(tǒng)方案的確定是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的是選擇回路，并把各回路組成系統(tǒng)，以便以后確定原理。理論課上，我們知道任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡(jiǎn)單的基本回路構(gòu)成的。液壓元件又組成了基本回路。所以根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和性能特點(diǎn)選液壓元件組成液壓系統(tǒng)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的液壓升降平臺(tái)要求為：1 舉升高度為 1 米；2 原始高度0.6 米；3 舉升重量 1 噸。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能完成舉升動(dòng)作，并達(dá)到以上要求，考慮系統(tǒng)效率以及經(jīng)濟(jì)上的一些問(wèn)題。2.1確定基本回路2.1.1卸荷回路卸荷回路的作用是在電動(dòng)機(jī)不熄火的情況下使液壓油卸荷，即泵輸出的液壓油以最低壓力回油箱。卸荷回路主要有以下幾種： 如圖 2-1 采用換向閥的卸荷回路，用三位四通換向閥中位 M 型（或 H，K型）滑閥機(jī)能，或在液壓泵出口旁路接二位三通閥，使液壓泵輸出的油液流回油箱，液壓泵卸荷。它適用于低壓小流量（P=2.5Mpa，Q p≦40L/min）的液壓系統(tǒng)，高壓大流量系統(tǒng)用換向閥卸荷時(shí)沖擊較大。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖 2-1 換向閥的卸荷回路圖 2-2 溢流閥的卸荷回路如圖 2-2 為溢流閥的卸荷回路。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥 1 控制管路通過(guò)二位二通沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)6電磁換向閥 3 接回油箱時(shí)，液壓泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱。實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。工作過(guò)程中流量變化較大的液壓系統(tǒng)，采用雙連泵供油。如圖 2-3 是利用特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸使泵卸荷的回路。在液壓缸 3 活塞向左運(yùn)動(dòng)返回終點(diǎn)時(shí)，缸體上帶單向閥 2 的旁通油口開(kāi)啟，液壓泵的油液從液壓缸的有桿腔經(jīng)過(guò)此油口流回油箱，液壓泵卸荷。我在設(shè)計(jì)中選擇了第一種卸荷方式，因?yàn)槠溥m用于低壓小流量的液壓系統(tǒng)，并比較簡(jiǎn)單。圖 2-3 特殊液壓缸使泵卸荷2.1.2 調(diào)速回路的確定液壓調(diào)速分為節(jié)流調(diào)速，容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速三種方式。節(jié)流調(diào)速，容積節(jié)流調(diào)速只能用于開(kāi)式系統(tǒng)。容積調(diào)速多用于閉式系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)簡(jiǎn)單，固采用開(kāi)式系統(tǒng)，具體原因以后在述。節(jié)流調(diào)速回路，由流量控制閥，溢流閥，定量泵和執(zhí)行元件等所組成。它通過(guò)改變流量控制閥的通流面積，控制和調(diào)節(jié)流入和流出執(zhí)行元件的流量，達(dá)到調(diào)速的目的。這種調(diào)速回路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，使用維護(hù)方便，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但它能量損失大，效率低，一般用于功率不大的場(chǎng)合。由于流量控制閥在回路中的按放位置的不同，節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)口節(jié)流式，出口節(jié)流式，旁路節(jié)流式和進(jìn)出口同時(shí)節(jié)流式幾種節(jié)流形式。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)7(1)進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（如圖 2-4 所示）為使油液通過(guò)節(jié)流閥流入液壓缸，液壓泵的工作壓力 P 必須大于 P1，節(jié)流閥的壓差在工作中或因負(fù)載變化或因其開(kāi)度的改變，要在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)。其設(shè)定值一般為△P i=0.2-0.3MPa。圖 2-4 進(jìn)口節(jié)流調(diào)速(2)出口節(jié)流調(diào)速回路這種調(diào)速回路是將節(jié)流閥置在回油路上，用它來(lái)控制油腔流出的油量，因而也就控制了進(jìn)入液壓缸的流量，從而也就控制了液壓缸的速度。(3)旁路節(jié)流調(diào)速回路（如圖 2-5 所示）如圖 2-5，這種調(diào)速回路是把節(jié)流閥放在與液壓缸相并聯(lián)的支路上。節(jié)流閥在調(diào)節(jié)流量的同時(shí)、起溢出多余流量的作用?；芈分幸缌鏖y起安全閥作用。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)81) 當(dāng)節(jié)流面積一定時(shí)，負(fù)載越大，速度剛性越大；2) 當(dāng)負(fù)載不邊時(shí)，節(jié)流閥通流面積越小，即速度越大，速度剛性越大；3) 當(dāng)活塞面積變大時(shí)，減小節(jié)流閥指數(shù)和泄露系數(shù)均可提高速度剛性。圖 2-5 旁路節(jié)流調(diào)速回路(4)容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和節(jié)流閥組合而成的一種調(diào)速回路。它保留了容積調(diào)速回路無(wú)溢流損失、效率高和發(fā)熱少的長(zhǎng)處。綜合以上調(diào)速回路的特點(diǎn)，我選擇了進(jìn)油調(diào)速回路。2.1.3保壓回路的確定有些機(jī)械回程時(shí)如釋放過(guò)快，將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊、震動(dòng)和噪聲，基至導(dǎo)致管路和閥門的破裂。保壓回路有以下幾種：(1) 用液壓?jiǎn)蜗蜷y的保壓回路（如圖 2-6）在液壓缸無(wú)桿腔油路上接入一個(gè)液控單向閥，利用單向閥錐形閥座的密封性能實(shí)現(xiàn)保壓。一般在 20MP 工作壓力下保壓 10min。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9圖 2-6 用單向閥的保壓回路(2) 用輔助液壓泵保壓回路在回路中增設(shè)一臺(tái)輔助液壓泵。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器發(fā)出電訊號(hào)，使輔助液壓泵供油，維持系統(tǒng)壓力不變。(3) 用蓄能器的保壓回路(如圖 2-7)用重錘式蓄能器在保壓過(guò)程中向 a 點(diǎn)供油、保壓時(shí)，蓄能器充入高壓油，重錘上升，觸及限位開(kāi)關(guān)時(shí)，使電液換向閥的電磁鐵 1Y 斷電，主液壓泵卸荷，以后由蓄能器保持系統(tǒng)壓力。此種保壓回路壓力液動(dòng)小，不超過(guò) 0.1-0.2MP。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)10圖 2-7 用蓄能器的保壓回路綜上所述，我選用了第一種用液控單向閥的保壓回路。2.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開(kāi)式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，低壓油直接返回油箱，有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。閉式系統(tǒng)中油泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排油管相連通，形成一個(gè)閉合回路。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中泄露損失，還需有一個(gè)輔助供油泵，其優(yōu)點(diǎn)是 1）油箱所需容積小；2）無(wú)論是高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3）系統(tǒng)中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來(lái)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向，減少了換向時(shí)的沖擊。綜合以上傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)我選用開(kāi)式系統(tǒng)。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)112．3 液壓系統(tǒng)原理圖在以上基本回路確定的基礎(chǔ)上，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，如圖 2-8 所示。圖 2-8沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)12第 3章 設(shè)計(jì)、選擇液壓元件、輔件3.1確定液壓缸系數(shù)3.1.1 初選系統(tǒng)壓力系統(tǒng)壓力選定是否合理直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定情況下，若選取的系統(tǒng)壓力過(guò)底，則液壓元、輔件的尺寸、重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選的較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價(jià)會(huì)相對(duì)較低。由于對(duì)制造液壓元件、輔件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大或增加液壓設(shè)備的尺寸、重量和造價(jià)、其系統(tǒng)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降。根據(jù)我所要設(shè)計(jì)的機(jī)器的特點(diǎn)，并參照有關(guān)資料，我初選系統(tǒng)工作壓力10MP。1) 計(jì)算液壓缸尺寸：活塞面積 A=F/ηp=2.5x10 3/0.9x10x106=2.78x10-3m2D=5.89cm查表 [4]，取液壓缸的內(nèi)徑為 63mm，外徑為 76mm。桿徑比 d/D，一般按下述原則?。寒?dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取 d/D=0.3-0.5.當(dāng)活塞桿手壓時(shí)，一般取d/D=0.5-0.7。所以本設(shè)計(jì)我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7x58.9=44mm，取活塞桿直徑為 45mm。2) 泵組選擇：液壓杠所需流量為 q=2Av=2x1/4π(D 2-d2)xV=2x0.25x3.14x632x10-6x2x10-2=7.48L/minq=7.48L/min沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)13查表 [4]選取齒輪泵 CB3-10.理論排量 10ml/r，理論流量 14.5L/min，電動(dòng)機(jī)最大功率 P=pq/η。P=106x10x14.5x106/0.8x60=3.02kw取電動(dòng)機(jī) Y112M-4 型：額定功率 4KW，效率 84.55。3.2 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇1）根據(jù)齒輪泵的額定流量 14.5L/min 查表（JB827-66） 。根據(jù)推薦管路通過(guò)流量 25L/min 的管徑為 8mm 管路通過(guò) 6.3L/min 的管徑為 5.6mm，所以選取公稱直徑 D=8mm 的鋼管，鋼管外徑為 14mm.管接頭連接螺紋 M14x1.5。2）管接頭的類型管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。金屬管接頭又可分為擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。各管接頭的特點(diǎn)如下：擴(kuò)口式管接頭：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于薄管連接，工作壓力〈8MP?？ㄌ资焦芙宇^：利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對(duì)管子尺寸精度要求較高，工作壓力〈31.5MP。焊接式管接頭：利用“0”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對(duì)管子尺寸精度要求不高。管壁要求較厚，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力〈31.5MP。球面焊接式管接頭：利用球面進(jìn)行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求較高，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力≦35MP。 根據(jù)以上介紹的各種管接頭的特點(diǎn)，我選擇了焊接式管接頭，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)更適合于我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。3.3油箱的設(shè)計(jì)油箱的作用是儲(chǔ)油、散發(fā)油的熱量、沉淀油的雜質(zhì)和使油中的氣泡上浮釋出；有時(shí)油箱蓋還可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)143.3.1油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）油箱必須有足夠大的容積以滿足散熱、容納停機(jī)時(shí)因重力作用而返回油箱的油，操作時(shí)油面保持適當(dāng)高度的要求；（2）油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)放油塞；（3）從構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗換油方便，應(yīng)設(shè)置人孔，便于清洗污物；（4）箱壁上需裝油面指示器，油箱上并裝上溫度計(jì)；（5）油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時(shí)注油孔和通氣孔可兼用；（6）吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開(kāi)，吸油管離箱底的距離 H≧2D（管徑） 。距箱邊不小于 3D，回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣。距箱底h>=2d（管徑） 。油的排口面向油箱，管端斜成 45 度；（7）吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，用以分離回油帶來(lái)的氣泡和贓物。隔板高度不低于油面到管底高度的 3/4；（8）為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)用好的耐油涂料。綜合以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我設(shè)計(jì)我的油箱,但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒(méi)有設(shè)計(jì)溫度計(jì)，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)隔板。3.3.2油箱容積計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容積：V=（3-5）q p=3x14.5=43.5L我所設(shè)計(jì)的油箱設(shè)有冷卻器，在這種情況下，油箱的長(zhǎng)：寬：高為1：1：1 到 1：2：3。油面達(dá)到油箱高度的 80%。油箱的長(zhǎng)為 370mm,寬為 365mm,高為 320mm。3.4 其它元、輔件的選擇3.4.1.吸油濾油器濾油器有以下幾種形式、用途特性如下：（1）網(wǎng)式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護(hù)油泵。特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，過(guò)濾效果差；（2）線隙式濾油器 過(guò)濾材料強(qiáng)度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果較好，通油能力大，但不易清洗；沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)15（3）紙芯濾油器 用于油的粗過(guò)濾，最好與其它濾油器聯(lián)合使用，特性為過(guò)濾效果好，精度高，但易阻塞，無(wú)法清洗，需要換紙蕊；（4）燒結(jié)式濾油器 用于特別要求過(guò)濾質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，最好與其它濾油器合用，特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐蝕能力強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定；（5）磁式濾油器 用于濾清帶磁性鐵屑與磨料，特性是效果好，維護(hù)復(fù)雜； （6）片式濾油器 用于一般過(guò)濾，特性為強(qiáng)度大，不易損壞，通油能力大。3.4.2選擇濾油器的基本要求（1）過(guò)濾精度滿足要求；（2）能力滿足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求；（3）濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞；（4）在一定溫度下，有一定的耐久性；（5）能抵抗濾油的侵蝕；（6）容易清洗和更換濾芯；（7）價(jià)錢低廉。由于液壓系統(tǒng)中對(duì)油的要求很高，尤其是油的過(guò)濾過(guò)程。因此濾油器的選擇非常重要。所以敘述頗多。綜合各種濾油器的特性，我選擇了網(wǎng)式濾油器。泵的流量為 14.5L/min。由于經(jīng)驗(yàn)公式告訴我濾油器過(guò)濾能力大于泵的流量的2 倍，因此我選的濾油器為 XV-40x180j。3.4.3溢流閥的選擇由于我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中有閥塊，閥塊上有溢流閥、換向閥、截止閥（壓力表開(kāi)關(guān)） ，所以溢流閥選板式溢流閥，系統(tǒng)壓力為 10MP，流量為 14.5L/mn。所以我選擇了直動(dòng)式溢流閥型號(hào)為 DBDS6P10。3.4.4壓力表開(kāi)關(guān)選擇由于是板式連接，系統(tǒng)管道公稱直徑 8mm。所以我選擇了型號(hào)為 KF-L8/12E 的壓力表開(kāi)關(guān)。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)163.4.5單向節(jié)流閥由于閥塊上沒(méi)有安裝單向節(jié)流閥，所以單向節(jié)流閥選管式，根據(jù)管路公稱直徑、流量，我選擇了型號(hào)為 MK8G10/V 的單向節(jié)流閥。3.4.6 液控單向閥的選擇選擇液控單向閥為 SV10PB120 型。各種元件、輔件的詳細(xì)型號(hào)如表 3-1 所示：表 3-1名稱 型號(hào) 流量 備注吸油濾油器 XV-40X180J 40 壓力 0.3~0.6 損失液位計(jì) 溢流閥 DBDS6P10齒輪泵 CB3-10 14.5 5.7KW電動(dòng)機(jī) Y112M-4 4KW壓力表 Y-60截止閥 KF-L8/12E電磁換向閥 4WEP10/AW220單向節(jié)流閥 MK8G10/V液控單向閥 3V10PB120空氣濾清器 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 D=45mm3.5閥塊的設(shè)計(jì)我所設(shè)計(jì)的閥塊相安有電磁換向閥，直動(dòng)式溢流閥，壓力表開(kāi)關(guān)。根據(jù)所選的以上幾種元、輔件的外形尺寸，初設(shè)計(jì)閥塊為 100X100X100 的立方體。閥塊體如圖 3-2：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)17圖 3-11)為壓力油入口 2)回油口 3)側(cè)壓口 4）油液進(jìn)系統(tǒng)口 5）油液出系統(tǒng)口 6）溢流閥瀉油口 7）溢流閥進(jìn)油口 8）換向閥進(jìn)（出）油口（A）9）換向閥進(jìn)油口10）B 口 11）換向閥出油口3.6 效率的計(jì)算3.6.1計(jì)算沿程壓力損失1）判斷流動(dòng)狀態(tài)由雷諾系數(shù) Re=vd/r=4Q/3.14dr 可知，在油液黏度一定的條件下，Re 大小與 Q 成正比，與管道的內(nèi)徑成反比。缸的所需流量為 7.8L/min，管子公稱直徑為 8mm，所以Re=4Q/πdr=4*Q*7.8*10 -3/60*3.14*8*10-3*4.5*10-5=230由于累諾數(shù) Re 小于臨界雷諾數(shù) 2000，由此可推論出各工況下的進(jìn)、回油路中油液的狀態(tài)為層流。2）計(jì)算沿程壓力損失ΔPc=λl/d*v 2*p/2 (5-2)λ=75/Re=75*3.14dv/4QV=4Q/3.14d2上式代入沿程壓力損失的計(jì)算公式得：ΔPc=150prl/πd 4xQ沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)18（1）油箱到泵的進(jìn)口沿程壓力損失：ΔP L1=150ρrl/πd 4Q=150*917.4*4.5x10-5*0.2*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.3*104Pa（2） 泵出口到閥塊沿程壓力損失：ΔP L2=150ρrl/πd 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.5*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=5.8*104Pa（3） 閥塊到油箱沿程壓力損失：ΔP L3=150ρrl/πd 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.8*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=4.9*104Pa（4） 閥塊到單向節(jié)流閥沿程壓力損失：ΔP L4=150ρrl/πd 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.1*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=0.6*104Pa（5） 單向節(jié)流閥到閥塊 2 沿程壓力損失：ΔP L5=150ρrl/πd 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.4*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.4*104Pa（6） 閥塊到液壓缸沿程壓力損失：ΔP L6=150ρrl/πd 4*Q=150*917.4*4.5*10-5*0.6*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=1.5*104Pa（7） 液壓缸到閥塊沿程壓力損失：ΔP L7=ΔPL 6=1.5*104Pa總的沿程壓力損失為：ΔP L=0.19*106Pa3）計(jì)算局部壓力損失 （1）油箱到泵有一個(gè) 90 度的彎頭V=Q/0.25*π*d 2=14.5*10-3/0.25*3.14*60*0.0082=4.8m/sΔPr 1=rHδ=0.29ΔP r1=3000Pa （2）泵到閥塊 4 個(gè)彎頭ΔP r2=4rH=4rδv 2/2g=1200Pa沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)19（3）閥快到油箱 3 個(gè)彎頭ΔP r3=3rH=9000Pa（4）閥塊到液壓缸 1 個(gè)彎頭ΔP r4=rH=3000Pa（5）液壓缸到閥塊ΔP r5=rH=3000Pa所以，總的管道局部壓力損失為ΔP r=30000Pa4）計(jì)算閥類元件壓力損失ΔP r=ΔP n(Q/Qn)2 (5-3)式中 ΔPv—閥的額定壓力損失?？捎僧a(chǎn)品樣本查出。Q——通過(guò)閥的實(shí)際流量Qn— 閥的額定流量（1）直動(dòng)式溢流閥ΔP v1=ΔP(Q/Qn) 2=10*106(0.7/60)2=0.1*106Mpa（2）電磁換向閥ΔP v2=ΔP(Q/Qn) 2=1.3*106*(0.7/60)2=1.4*105Pa（3）液控單向閥ΔP v3=ΔP(Q/Q n)2=0.2*106Pa所以，總的閥類元件局部壓力損失為 0.34*106Pa5）管路總的壓力損失為：ΔP=0.66Mpa3.6.2效率計(jì)算升降回路效率：η c1=P1Q1/Pp*Qp=10*106*7.48/10.66*106*14.5=0.48=48%系統(tǒng)總效率：η c2=η p*η c1*η mη p=0.8沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)20η m=0.95η c2=0.8*0.95*0.48=0.36=36%3.6.3 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算升降平臺(tái)上升速度 0.02m/s 上升時(shí)間 t=1/0.02=50s 由手冊(cè) [4]查最高溫度 Q1=75℃P1=KA(Q1-Q2)=16*2(0.32*0.365+0.365*0.37+0.37*0.32)*(75-20)=644w ΔQ=(P h-P1)/KAPin=P0*Qp/η=10*10 6*14.5*10-3/0.8*60=3*103w. Pef=0.02*(2.5*104*320x10-3*2)=320wPh=Pin-Pef=2680wΔQ=42℃<55℃所以，滿足要求。3.6.4 液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù)1）油箱中的液壓油經(jīng)常保持正常油面。配管和油缸容量很大時(shí)，最初應(yīng)放入足夠數(shù)量的油。在啟動(dòng)之后，由于油進(jìn)入管道和油缸，油面會(huì)下降，甚至使濾油器露出油面。因此必須再一次補(bǔ)油。再使用過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)常發(fā)生泄露，應(yīng)該在油箱上設(shè)置液位計(jì)，以便以后經(jīng)常觀察和補(bǔ)油。2）液壓油應(yīng)該經(jīng)常保持清潔，檢查油的清潔應(yīng)經(jīng)常與檢查油面同時(shí)進(jìn)行。（1）油桶上不要積聚雨水和塵土，也不要直接放在地上；（2）在檫試泵，閥或油的容器時(shí)要極力防止不屑之類落入油中；（3）油箱要經(jīng)常清洗，在灌油時(shí)應(yīng)通過(guò) 120 目以上的濾油器；（4）洗滌配管，一般應(yīng)先用透平油清洗 4-5 小時(shí)，然后用與使用油相同的油清洗 4-5 小時(shí)；（5）最好不使用銅管作為液壓系統(tǒng)的配管，一定要使用時(shí)，可放在油中浸 24 小時(shí)以上，使生成不治性的薄膜后再安裝； （6）油需要經(jīng)常檢查和更換，工作油的情況應(yīng)經(jīng)常加以注意和檢查。更換工作油期限，由于使用條件，使用地點(diǎn)而有很大的出入，一般來(lái)說(shuō)，大概一年更換一次，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高濕、塵土多的地方，需要縮短換油的周期。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)213）油溫應(yīng)適當(dāng)，油箱的油溫一定不能超過(guò) 60℃。一般液壓機(jī)械在 35-60℃圍內(nèi)工作比較合適。從維護(hù)的角度看也應(yīng)絕對(duì)避免油溫過(guò)高。若油溫有異常的上升時(shí)，應(yīng)立刻停機(jī)進(jìn)行檢查。常見(jiàn)有以下原因：（1）油的黏度太高；（2）受外界的影響（例如開(kāi)關(guān)爐門的液壓裝置等） ；（3）回油設(shè)計(jì)不好，例如效率太低、采用的元件容量太小、流速過(guò)高等所至；（4）油箱容積太小、散熱慢（一般來(lái)說(shuō)油箱容量在油泵每分鐘的 3 倍以上才可） ；（5）閥的性能不好，例如容易發(fā)生震動(dòng)就有可能引起異常發(fā)熱；（6）由于油質(zhì)變壞，阻力增大；（7）冷卻器的性能不好，例如水量不足、管道內(nèi)有水圬等。4）回路里的空氣應(yīng)完全排除掉?；芈防镞M(jìn)入空氣后，因?yàn)闅怏w的體積和壓力成反比。所以隨著負(fù)荷的變動(dòng)，油缸的運(yùn)動(dòng)也要受影響。另外，空氣優(yōu)勢(shì)造成油液變質(zhì)和發(fā)熱的很大原因，所以應(yīng)特別注意以下各列事項(xiàng)：（1）為了防止回油管回油時(shí)帶入空氣，回油管必須插入油面以下；（2）入口濾油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空氣分離出來(lái)，產(chǎn)生所謂的空蝕現(xiàn)象；（3）吸入管和泵面密封部分等各個(gè)低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣；（4）油箱的油面應(yīng)盡量大些，吸入側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，以達(dá)到消除氣泡的目的；（5）管路及油缸的最高部分均要有放氣孔，在起動(dòng)時(shí)應(yīng)放掉其中的空氣。5）裝在室外的液壓裝置使用時(shí)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)：（1）屋外隨著季節(jié)的不同溫度變化比較劇烈，因此盡可能使用黏度指數(shù)大的液壓油；（2）由于溫度變化，油箱中水蒸氣會(huì)凝成水滴在冬天應(yīng)每星期進(jìn)行一次檢查，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即除去；（3）在屋外因?yàn)橼E物容易進(jìn)入油中，因此要經(jīng)常換油。6）在初次啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)22（1）向泵里灌滿油；（2）檢查轉(zhuǎn)動(dòng)反向是否正確；（3）入口和出口是否接反；（4）用手試轉(zhuǎn)；（5）檢查吸入側(cè)有否漏入空氣；（6）在規(guī)定的轉(zhuǎn)速內(nèi)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。7）在低溫下啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）在寒冷地帶或冬天啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)該開(kāi)開(kāi)停停，往復(fù)幾次使油溫上升、液壓裝置運(yùn)轉(zhuǎn)靈活后，再進(jìn)行正式運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）在短時(shí)間內(nèi)用加熱器加熱油箱，以提高油溫，是較好的。但這時(shí)泵等裝置還是冷的，僅僅油是熱的，很容易造成故障，應(yīng)注意。8）其它（1）在油泵啟動(dòng)停止時(shí)，應(yīng)使溢流閥卸荷；（2）溢流閥的調(diào)定壓力不得超過(guò)液壓系統(tǒng)的最高壓力；（3）應(yīng)盡量保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能會(huì)導(dǎo)致線圈加熱。（4）易損零件如密封圈等，應(yīng)經(jīng)常有備品，以便及時(shí)更換。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)23第 4章 機(jī)械部分的受力分析估算各構(gòu)件的自重：上板 鋼板：G 1=shp=2.2*1.2*0.005*7.8*103=102.96Kg上板架：G 2=SLp=12*0.248*10-4*7.8*103=96.5KgF=(G1+G2)g=(102.96+96.5)*9.8=1955N內(nèi)連桿： G=SLp=[25.162*4.2*10 -4+0.9*2*0.25*3.14*(0.0832-0.0632)+0.085* 0.15*4.2]*7.8*103=156Kg F=Gg=156*9.8=1530N外連桿：G=SLp=[25.162*4.2*10 -4+0.25*3.14*[10.22-8.22]*10-4*1.8+0.25*3.14*(8.32-6.32)*10-4*1.8+4.2*0.85*15*10-4]*7.8*103=196kg取軸自重 7KG，則F=205*9.8=2010N取滑輪與槽鋼摩檫系數(shù) μ=0.2，外負(fù)載 1000Kg。對(duì)上板進(jìn)行受力分析如圖 4-1：圖 4-1Fy1+Fy2=(P+G)*0.5Fx1= -Fx2= -uFy2Fy2*2000=0.5*(F+P)*1000解得 Fy 2=2744NFy1=2744NFx1=Fx2=548.8N對(duì)內(nèi)連桿進(jìn)行受力分析如圖 4-2：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)24圖 4-2根據(jù)受力平衡得：Fx1+Fx3=Fx4Fy3=F+Fy1+Fy4Fx4=uFy4Fy3*d3+Fx4*d4=Fx3*d1+F*d2+Fy4*d解得： Fx 3=46NFy3=7247NFx4=595NFy4=2973N對(duì)外連桿進(jìn)行受力分析如圖 4-3：圖 4-3沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)25外連桿自重 2010N。根據(jù)力矩平衡原理：對(duì) 0 點(diǎn)取矩，并設(shè) X 為液壓缸受力，力臂為 600mm。X*600=(7247+2010)*1000+46*200+400*548.8+2000*2744解得 X=25000N。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)26第 5章 機(jī)械部分的強(qiáng)度校核5.1 外連桿強(qiáng)度校核圖 5-1由受力分析得：x=25000NFx2=548.8NFy2=2744NFx3=46NFy3=7247Nsinα =380/2020，則 α =11°cosβ =a2+b2-c2/2ab，則 β =10。此外連桿材料為熱軋 16 號(hào)槽鋼，高度 160mm，寬 65mm，Wx=117cm 3, L=934.5cm4,A=25.15cm2該外連桿的危險(xiǎn)截面為 I-I 截面。軸力產(chǎn)生正應(yīng)力為 θ ′ =Fr3/A=46/25.15*10-4=1.8*104Pa彎距 Mx 產(chǎn)生正應(yīng)力為 θ ′ =Mx/Wx=7247*0.535/117*10-6=33.1*106Pa由兩種應(yīng)力疊加后，可知，危險(xiǎn)點(diǎn)在 I-I 截面上側(cè)和下側(cè)邊緣，分別為最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力。最大壓應(yīng)力 θ 1=θ ′ +θ ″ =0.018+33.1=33.118Mpa沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)27最大拉應(yīng)力為 θ 2=|θ ′ -θ ″ |=33.082Mpa查表 [4]得，Q235 型槽鋼的彎曲靜許用應(yīng)力[θ]=135Mpa,θ 1<[θ]，θ 2<[θ]，因此，外連桿各個(gè)截面均為安全截面。5.2 內(nèi)連桿強(qiáng)度較核圖 5-2由受力分析得：Fx 1=548.8NFy1=2744NFy3=7247NFx3=46NFx4=595NFy4=2973N內(nèi)連桿材料為 16 號(hào)熱軋普通槽鋼：Wx=117cm3，Ix=934.5cm 4，A=25.15cm 2此內(nèi)連桿的危險(xiǎn)截面為 I-I 截面。軸力產(chǎn)生的拉應(yīng)力為θ ′ =N/A=548.8/25.15*10-4=0.218Mpa彎距 Mx 產(chǎn)生彎曲正應(yīng)力為θ ″ =Mx/Wa=2973/117*10-6=2.5Mpa兩種應(yīng)力疊加后，I-I 截面上、下邊緣點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)，分別產(chǎn)生最大拉應(yīng)力和最沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)28大壓應(yīng)力分別為：θ 1=θ ′ +θ ″ =25.218Mpaθ 2=|θ ′ -θ ″ |=24.782Mpa許用應(yīng)力[θ]=135Mpa所以，內(nèi)連桿各截面安全。5.3 連接兩連桿的銷軸的強(qiáng)度校核圖 5-3彎距圖：圖 5-4沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)29扭距圖：圖 5-5Q4=x=25000N T=x*0.02=5000N.m綜合分析，可知，截面 I-I 或 II-II 為危險(xiǎn)截面。Mg=Q4*L=2.5*104*(0.08-0.06)/2=2500N.m抗彎截面模量 w=3.14/32*d 3=0.1d3抗扭截面模量 wt=3.14/16*d 3=0.2d3由第三強(qiáng)度 [4]理論得：θ= 24T???= )/()/(??== 13.0/5220x?=5.6MPa查表 [4]得許用彎曲應(yīng)力為 120Mpa，因此，此銷安全。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)30第 6章 結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我又學(xué)習(xí)了很多的知識(shí)，并且把我在這四年中學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次融會(huì)貫通，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、液壓傳動(dòng)、機(jī)電一體化和工程制圖等專業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯(lián)系。有機(jī)的掌握了完成一次設(shè)計(jì)所需要的各個(gè)方面的知識(shí)。但由于本人的知識(shí)有限，因此在設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些這樣或那樣的問(wèn)題，例如當(dāng)我把我的圖紙打印出來(lái)拿給導(dǎo)師審閱時(shí)，導(dǎo)師指出了一些問(wèn)題：我的液壓控制部分如何來(lái)保證兩個(gè)液壓缸所進(jìn)的液壓油是相同的。當(dāng)時(shí)我恍然大悟，但由于時(shí)間緊迫我會(huì)在以后的設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)我覺(jué)得我在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)把我的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，盡量把計(jì)算機(jī)與液壓結(jié)合起來(lái)，這樣不僅控制方便還可以提高它的工作效率。還有一個(gè)我覺(jué)得可以改進(jìn)的地方，那就是可以把升降臺(tái)加上車輪結(jié)構(gòu)，用來(lái)使它更加的方便和靈活。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)31參考文獻(xiàn)[1] 宋錦春，蘇東海. 液壓與氣壓傳動(dòng).北京：科學(xué)出版，2006[2] 李壯云，葛宜遠(yuǎn). 液壓元件與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3] 雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè).北京：北京理工大學(xué)出版社，1999[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[5] 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