汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

《汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 ： 汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ________________________ 英文題目： of 院： ________________________ 專 業(yè)： ________________________ 姓 名： ________________________ 學(xué) 號(hào)： ________________________ 指導(dǎo)教師 ： ________________________ 2015年 12月 7日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解青島濱海學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 年 月 日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 I 摘要 本篇設(shè)計(jì)是汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ,主要是通過(guò)液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)連接桿，而連接桿是說(shuō)主連桿固接，這樣就等于說(shuō)控制了連桿在升降，而主連桿是一端通過(guò)滾輪支撐主大剪臺(tái)一端是通過(guò)銷軸固定在大剪臺(tái)下面，這樣就同時(shí)帶動(dòng)了大剪臺(tái)的升降，而大剪臺(tái)的升降行程與液壓缸的行程有直接關(guān)系。文章主要介紹了汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的類型以及結(jié)構(gòu)和液壓缸的選型計(jì)算等等。車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)作為液壓控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成的部分，隨時(shí)時(shí)代的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，液壓工 業(yè)對(duì)其提出了新的要求。車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)在汽車的維修方面起著重要的作用，它直接影響著汽車維修的工作效率和成本，因此車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)今機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在以后的若干年里，也會(huì)起到越來(lái)越重要的作用。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)新式的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和液壓方面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使得此種類型的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的使用范圍更廣泛，在汽車維修領(lǐng)域也會(huì)起到越來(lái)越重要的作用。 關(guān)鍵詞： 設(shè)計(jì) ；汽車用四輪定位舉升機(jī)； 液壓缸；作用 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 or a of is or we to as as of to s a of to of is a of an to a of it is of is a is by of it of is is do 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 引言 ............................................................ 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................ 1 位舉升機(jī)的分類 ............................................ 4 壓技術(shù)在舉升機(jī)方面的發(fā)展 .................................. 6 2 汽車用四輪定位舉升機(jī) 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................ 7 車用四輪定位舉升機(jī) 的總體方案圖 ............................. 9 車用四輪定位舉升機(jī) 的工作原理 .............................. 10 3 四連桿機(jī)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì) ........................................... 10 連桿機(jī)構(gòu)圖 ............................................... 11 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ....................................... 12 力分析 ................................................... 12 壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ......................................... 14 析高度，工作載荷，流量與時(shí)間的關(guān)系 ....................... 16 4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 18 定系統(tǒng)方案 ............................................... 19 定液壓系統(tǒng)圖 ............................................. 21 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................... 22 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 ..................................... 23 壓缸的工作壓力 ........................................... 24 算液壓缸的尺寸 ........................................... 26 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 ..................... 27 壓缸工況圖 ............................................... 28 壓缸推力的計(jì)算 ........................................... 30 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 ..................................... 31 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 筒的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................................... 32 筒壁厚的驗(yàn)算 ............................................. 33 結(jié)論 ............................................................. 34 致謝 ............................................................. 35 參考文獻(xiàn) ......................................................... 36 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 課題研究的主要內(nèi)容 由于我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；折疊雙四連桿液壓舉升機(jī)在現(xiàn)代維修中占有越來(lái)越重要的地位，市場(chǎng)需求也大。本設(shè)計(jì)是 汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，首先對(duì)題目進(jìn)行分析，分析液壓力，流量與時(shí)間 的關(guān)系。再結(jié)合現(xiàn)有的車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，加上對(duì)車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)的深入研究。然后對(duì)其中的方案進(jìn)行擬定選擇，并且對(duì)其中的重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將汽車用四輪定位舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。 從國(guó)內(nèi)外目前發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，液壓式舉升機(jī)可以分為二柱普通薄底板舉升機(jī)（雙缸）、二柱單缸液壓舉升機(jī)、二柱龍門式液壓舉升機(jī)、四柱普通式舉升機(jī)、四柱舉升機(jī)（配四輪定位），手動(dòng)或氣動(dòng)二次舉升系列、四柱舉升機(jī)（配四輪定位），電動(dòng)液壓二次舉升 系列、小剪舉升機(jī)、大剪（子母雙層）液壓舉升機(jī)系列（配四輪定位儀）、巴士移動(dòng)式舉升機(jī)這幾大類型。因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)舉升能力只有 升高度為 升時(shí)間 1 分 20 秒～ 1 分 30 秒 ,所以是小功率場(chǎng)合。因此采用折疊雙四連桿式舉升機(jī)，主要是它占用的空間小、設(shè)備運(yùn)行比較平穩(wěn)、安全可靠。 液壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： a）在相同的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動(dòng)力，在相同的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功率密度大，液壓式馬達(dá)的體積和重量只有相同功率電機(jī)的 12%。 b）液壓裝置工作相對(duì)平穩(wěn)，而由于重量較輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 容易實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向。 c）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，（調(diào)速范圍可達(dá)到 2000），并且可以在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 d）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，它對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向容易進(jìn)行調(diào)解或控制。 e）液壓裝置容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 f）液壓元件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用都比較方便。 當(dāng)然液壓技術(shù)還存在不少缺點(diǎn)，比如，液壓在傳動(dòng)過(guò)程中會(huì)有較多的能量損失，液壓傳動(dòng)容易泄露，不僅會(huì)污染工作場(chǎng)地 ，限制其應(yīng)用范圍，還有可能引起失火事故，并且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性以及正確性。它對(duì)油溫的變化比較敏感，液壓元件制造精度的要求較高，造價(jià)昂貴，如果出現(xiàn)故障不容易找到原因，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，卻可以通過(guò)有效的措施來(lái)減小不利因素帶來(lái)的影響。 由于液壓式傳動(dòng)有其突出的優(yōu)點(diǎn)，所以目前在國(guó)內(nèi)外機(jī)械工程上已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。而工程機(jī)械采用液壓傳動(dòng)后，普遍比原來(lái)同規(guī)格機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品減小了外型尺寸，減輕了重量，提高了產(chǎn)品的性能，并且使操縱大大簡(jiǎn)化、輕巧、靈便。比如起重機(jī)采用了液壓伸縮臂后增加了運(yùn)輸狀態(tài)的機(jī)動(dòng)性和作業(yè)時(shí)的靈 活以及作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性；挖掘機(jī)工作裝置采用液壓式傳動(dòng)，使得鏟斗可以轉(zhuǎn)動(dòng)，即增加了作業(yè)的自由度，也提高了作業(yè)質(zhì)量；裝載機(jī)采用液壓傳動(dòng)后使鉸接車架的結(jié)構(gòu)形式從而得到廣泛應(yīng)用。 液壓技術(shù)的采用大大促進(jìn)工程機(jī)械的發(fā)展，這既表現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)、性能上的提高，而且也表現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)格、品種和數(shù)量的增加，即工程機(jī)械效率的發(fā)展速度上。而要發(fā)展一種新的工程機(jī)械品種，一般來(lái)說(shuō)，采用液壓式傳動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng)所需要用的研制過(guò)程要短得多，原因是液壓元件容易實(shí)現(xiàn)“三化”，元件在整機(jī)上的布置容易，并且使整機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以說(shuō)，工程機(jī)械的發(fā) 展，液壓技術(shù)起到了非常重要的作用。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 汽車用四輪定位舉升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 車用四輪定位舉升機(jī)的總體方案圖 汽車用四輪定位舉升機(jī)一般常見(jiàn)于汽車維修場(chǎng)所，當(dāng)待修理的汽車開(kāi)到檢修臺(tái)架上面后，呈兩組對(duì)稱分布的液壓缸開(kāi)始動(dòng)作，在連桿機(jī)構(gòu)的作用下，帶動(dòng)汽車緩緩上升，同時(shí)上面裝有小型的剪式平臺(tái)，可以把汽車托起更高，從而可以方便維修工人對(duì)汽車車輪的維修和更換。當(dāng)汽車檢修好后，液壓缸緩緩縮回行程，這樣汽車就被慢慢地放回底面。其總體方案圖如下圖 2示：2車用四輪定位舉升機(jī)總體方案圖 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 車用四輪定位舉升機(jī)的工作原理 當(dāng)待修理的汽車開(kāi)到檢修臺(tái)架上面后，呈兩組對(duì)稱分布的液壓缸開(kāi)始動(dòng)作，在連桿機(jī)構(gòu)的作用下，帶動(dòng)汽車緩緩上升，同時(shí)上面裝有小型的剪式平臺(tái)，可以把汽車托起更高，從而可以方便維修工人對(duì)汽車車輪的維修和更換。 3 四連桿機(jī)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 這種折疊式液壓舉升機(jī)其實(shí)是平面的四連桿機(jī)構(gòu)的變態(tài)形式。平面四連桿機(jī)構(gòu)是若干個(gè)剛性構(gòu)件用平面低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）連接而成，各構(gòu)件均在相互平行的 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) ]3[ 。由于平面連桿機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且低副不易磨損，而又易于加工及能由本身幾何形狀保證接觸等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域。 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包括選型、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制機(jī)構(gòu)裝配圖與零件工作圖等內(nèi)容。其中運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)又是重中之重，它是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)，包括各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置尺寸以及描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置尺寸等等。 四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 桿 D 點(diǎn)可以作水平方向的滑動(dòng) ， 點(diǎn)的水平運(yùn)動(dòng)。該折疊雙四連桿機(jī)構(gòu)由液壓缸驅(qū)動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)，此液壓缸一端固定于地面或者鉸接在桿一端鉸接與桿 對(duì)系統(tǒng)建模，分析各桿的受力狀況和桿上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)得出的方程計(jì)算出液壓力的大小以及液壓缸的長(zhǎng)度。 點(diǎn)距 a ( ) c o sx l a ??? ( 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 ? ? s l a ??? (軌跡方程為 22221( ) ( )a l a????（ 舉升高度為 122 ( s i n s i n )?? ? ?（ 液壓桿長(zhǎng)度 L 1）另一端固定于桿上 固定點(diǎn)距離 b 2 2 2 2( ) c o s ( ) s i nL l a b l a b??? ? ? ? ? ? （ 2）另一端固定于地面 固定點(diǎn)距離 b 2 2 2[ ( ) c o s ] ( ) s i nL l a b l a??? ? ? ? ? （ 受力分析 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，可以利用虛位移原理計(jì)算出液壓力 F C 體受力圖 可以看出系統(tǒng)所受的外力只有 液壓力 做功，可得： 液??? （ 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 ? ? ? ?? ?2222c o s s i n2 s i nG l l a b l a l b???? ? ? ? ??? ? ?（ 液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 由于舉升機(jī)各構(gòu)件均屬于剛性元件，因此系統(tǒng)的整體剛度 K 近似的可以被忽略，而只考慮等效總粘性阻尼系數(shù) B。 建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下： m 壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 這個(gè)系統(tǒng)在液壓缸流量發(fā)和負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生變化的過(guò)程根據(jù)液壓缸工作腔的流量連續(xù)方程為 pl v k ? ?（ 式中： A —— 活塞有效工作面積 v —— 活塞移動(dòng)速度 液壓缸工作腔的泄漏系數(shù) p —— 液壓缸工作腔壓力 V —— 液壓缸工作腔和進(jìn)油管內(nèi)油液體積 以上式子中等好右邊 活塞移動(dòng)所需流量，第二項(xiàng)三項(xiàng)體積變化率。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 活塞上的動(dòng)力平衡方程為 p m B v ? ?（ 式中： m —— 液壓缸所驅(qū)動(dòng)的工作部件（包括活塞、活塞桿等移動(dòng)部件質(zhì)量） B —— 粘性阻尼系數(shù)。 上式中 液壓缸產(chǎn)生的推力，等號(hào)右邊第一項(xiàng) 二項(xiàng) 三項(xiàng) 將式（ （ 拉氏變換后得到 ( ) ( ) ( ) ( )l Vq s A v s k s p ? ?（ ( ) ( ) ( ) ( )LA p s m s B v s F s? ? ?（ 根據(jù)以上兩式可作出該液壓缸 系統(tǒng)的方框圖如圖 綜合成下式： 22( ) ( ) ( )()( ) ( )q s k s F s k m B s A k ?? ? ? ? =222( ) ( ) ( )11q s k s F k B s?????? ??（ 其中的n?和 ? 分別代表液壓缸系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻率和阻尼比，其值為： 2()k B ? ，22 nl lK k m V k B?? ?? ? （ 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 ())s B?())壓缸系統(tǒng)方框圖 由總體部分得知在舉升機(jī)舉升動(dòng)作過(guò)程中外負(fù)載是恒定的即 ()，液壓缸系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 2 2( ) 1()() ( ) 2 1s s A k B s???? ???（ 分析高度，工作載荷，流量與時(shí)間的關(guān)系 由總體設(shè)計(jì)知道，桿長(zhǎng) l =a =b=始角度0?= 6o ，最高角度 ? =26o ，重量 G=5 ， 1 ? ?設(shè)計(jì)上升的速度 v 與時(shí)間 t:舉升機(jī)上升高度 0速度a=m /25度 v=s 勻速運(yùn)動(dòng)。 高度 t=0 220 ???t=25 5(???? 液壓桿長(zhǎng)： ???22222s co s)(???????? ???? s c o ss ???( 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 前 0s 2 ??? ?? t? )1 0 4 0 1 2 r c s 2 ?? t? 22 )? 代入式子（ : 2222 )i i i i ????? ?????(后 25?s 5(1 ???? 0 4 ? t?)07 r c s ?? t?2)? 代入式子（ : 222 )i i i i ????? ??????（ 由此可得到液壓缸流量公式 02222) 0 12 0 0 0 12 i o ss i ?????? ?? （ 25 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 2222) 0 12 0 0 0 12 i o ss i ?????? ?? （ 式中 A —— 液壓缸工作面積 2m D —— 直徑 m 由下面液壓設(shè)計(jì)部分得到數(shù)據(jù)直徑 20 . 1 2 5 , 0 . 0 1 2 3D m A m?? 工作載荷與時(shí)間 t 的函數(shù)關(guān)系：代入（ 得 ??S 0 0 0 ??(0 ??S 0 0 0 ?? ?? t? 25 ??S 0 0 0 ??0 7 0 4 ? t?利用編程計(jì)算求出在相應(yīng)時(shí)間所需要的工作載荷和流量，如下表： )()(V（ m/s） 43 10)/( ??1 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 29 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 52 3 54 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 75 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 上面表格用 成示意圖 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由上圖可知流量 Q，工作載荷 上述曲線可知，工作載荷 量 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 定系統(tǒng)方案 a) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸和液壓馬達(dá)，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)選擇雙作用單活塞桿液壓缸。 b) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定后，其運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。由于本系統(tǒng)工作在小流量場(chǎng)合，因此采用適合此流量的方向控制回路， 即通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。速度控制的相應(yīng)調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度，這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于功率不大的場(chǎng)合，本系統(tǒng)就是采用這種方式。缺點(diǎn)是效率低，發(fā)熱量交大，但是對(duì)于不是頻繁工作的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只要按發(fā)熱功率計(jì)算出合適的油箱即可解 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 決。正是因?yàn)槠浒l(fā)熱量大，所以節(jié)流調(diào)速一般用開(kāi)式循環(huán)。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開(kāi)式回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但就是油箱 體積大。 c) 其它回路 因?yàn)闉榱吮ＷC整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性，所以必須設(shè)置安全鎖止機(jī)構(gòu)。這需要鎖緊即保壓回路。鎖緊回路的主要功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且不因外力作用而移動(dòng)位置，本系統(tǒng)采用液控單向閥的鎖緊回路。壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向上運(yùn)動(dòng)。反之，活塞則向下運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封 性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。為加強(qiáng)安全系數(shù)，還用到了平衡回路，功用是機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，不致因受負(fù)載重力作用而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行下落。本系統(tǒng)采用液控單向閥串連單向節(jié)流閥的平衡回路，這種回路鎖定性好，工作可靠。卸荷回路采用 換時(shí)液壓沖擊小。 定液壓系統(tǒng)圖 液壓執(zhí)行元件及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件即可。具體的液壓系統(tǒng)圖如下（圖 3－ 1）： 圖 3－ 1 液壓系統(tǒng)圖 本液壓系統(tǒng)主 要實(shí)現(xiàn)舉重機(jī)的上升，下降和鎖止這幾個(gè)動(dòng)作，它的液壓油流向不一樣。 要實(shí)現(xiàn)液壓缸的上升動(dòng)作，首先要把三位四通換向閥打到左位液壓油從油箱 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥左位運(yùn)行到節(jié)流閥和單向閥的交接處，因?yàn)閱蜗蜷y只允許液壓油從上往下流動(dòng)，所以液壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，同時(shí)節(jié)流閥可以通過(guò)調(diào)節(jié)流量來(lái)調(diào)節(jié)舉升機(jī)舉升的速度。液壓油流到雙控液壓閥左邊液控單向閥經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)舉升的動(dòng)作。 要實(shí)現(xiàn)液壓缸的下降動(dòng)作，則要把三位四通換向閥打到右位液壓油從油箱通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥右位流到雙控液壓閥右邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸右，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸左腔的回路經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，液控單向閥，單向閥及換向閥流回油箱，活塞向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)下降的動(dòng)作。液壓缸和液控單向閥之間的節(jié)流閥可以改變舉升機(jī)下降的速度。 要實(shí)現(xiàn)鎖止的動(dòng)作，舉升機(jī)動(dòng)作時(shí) 到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。 對(duì)于此液壓系統(tǒng)一般都是把換向閥至于中位，打開(kāi)液壓泵，由于換向閥中位卸荷能力，所以液壓泵打開(kāi)之后液壓油也會(huì)流到油箱。而如果先開(kāi)液壓泵，換向閥沒(méi)有調(diào)整，則可能會(huì)引起事故，如果換向閥左位舉升機(jī)就會(huì)舉升，如果在右位舉升機(jī)就會(huì)下降。所以液壓泵的開(kāi)啟要等換向閥調(diào)到中位才可以。 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的基本組成。 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒，活塞，活塞桿，缸蓋，密封圈，導(dǎo)向套，壓板等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊缅F銷與空心活塞桿連接，并用堵頭堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)，用于阻止壓板向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋與壓板相連（圖中沒(méi)有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊?？招幕?塞桿和其上的油口 a、 c 提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 c 的開(kāi)度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒(méi)有畫出）相連的排氣孔，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表 2類型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 雙活塞桿液壓缸 U=q/=塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 液 壓 缸 單活塞桿液壓缸 U=q/1=塞僅 單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱塞反向運(yùn)動(dòng) 差動(dòng)液壓缸 U3=q/3=使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)， V 縮液壓缸 向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（ 2） U2=1=21=22） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入 B 腔輸出高壓油 齒條液壓缸 塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（ b（ T=p（ D^2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（ b（ T=p（ D^2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 150度 注： b— 葉片寬度； D— 葉片的底端 、頂端直徑； w— 葉片軸的角速 度；論轉(zhuǎn)矩 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力 算液壓缸的尺寸 鑒于磨頭要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型油缸。無(wú)桿腔工作面積 桿腔工作面積 且 活塞桿直徑 呈 d= 回油路上背壓 路壓力損失△ 1=F/()=4182× 10)= ?/)14( A =d= 2348直徑元整成就進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值 D=50mm d=35油缸兩腔的實(shí)際有效面積為： =102=π (4=10據(jù)上述 D與 估算油缸在各個(gè)工作階段中的壓力。 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 推力 F/N 回油腔壓力油腔壓力入流量/ L/ 輸入功率/P 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F A ??1 2 1 A 1P p Q??加速 1193 1p p p? ??△ P= - 恒速 645 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 工進(jìn) 4182 211F p 12Q P p Q??快退 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F p 2Q P p Q??加速 1193 - 恒速 645 壓缸工況圖 壓缸推力的計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知油壓范圍介于 14間，故根據(jù)油缸推力計(jì)算公式可知： F= 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 1）、快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，油缸差動(dòng)連接，進(jìn)油路上通過(guò)單向閥 3 的流量是 6L/過(guò)電液換向閥 4，油缸有桿腔的回油與進(jìn)油路匯合，以 并進(jìn)入無(wú)桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2+(3)2] =(力閥不會(huì)被打開(kāi)，油泵的流量全部進(jìn)入油缸?；赜吐飞?，油缸有桿腔中的油液通過(guò)電液換向閥 4和單向閥 9的流量都是 后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 5流入無(wú)桿腔。由此可算出快進(jìn)時(shí)有桿腔壓力 △ p=(0)2+(3)2+(3)2] =(值小于原估計(jì)值 以是安全的。 2）、工進(jìn) 工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)電液換向閥 4 的流量為 調(diào)速閥 7處得壓力損失為 液在回油路上通過(guò)換向閥 4的流量是 背壓閥 10 處得壓力損失為 過(guò)順序閥 11 的流量為（ 6+此這時(shí)油缸回油腔的壓力 (0)2+3)2] =(值小于原估計(jì)值 重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)油缸進(jìn)油腔壓力 p1 F`+(4182+106× 10106× 10數(shù)值與 近。 3）、快退 快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)換向閥 4 的流量為 6L/液在回油路上通過(guò)單向閥 7、換向閥 4 和單向閥 13 的流量都是 此進(jìn)油路上總 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2]=(值較小， 所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐? ∑△ (3)2+(0)2+ 3） 2] =(值與 必重算。所以快退時(shí)液壓泵的最大工作壓力 pp=△ 因此液壓泵卸荷的順序閥 11的調(diào)壓應(yīng)大于 壓缸的負(fù)載力分析與計(jì)算 本課題任務(wù)要求液壓缸的出力 滿足能夠?qū)ζ嚨闹亓窟M(jìn)行托起的要求。 （ 1）工作載荷 常見(jiàn)的工作載荷為活塞桿上所受的擠壓力，彈力，拉力等，在這里我們可得 鋁合金板材所受的最大外力為： 0? 464 1 0 1 2 0 1 0 4 8?? ? ? ? ?式中σ 0 ； 2m 。 由上式得 液壓缸所受工作載荷約為 48 （ 2）單活塞桿雙作用缸液壓缸作伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)，其阻力 F 所需提供的液壓力可表示為 F? 2L a f F F F?? ? ? ? 式中 N ； 制動(dòng)）時(shí)的慣性力， N ； N ； 活塞和活塞桿自重）， N ； N ；通常以液壓缸的機(jī)械效率來(lái)反映，一般取機(jī)械效率 μ m= N 。 在上述諸阻力中，在不同條件下是不同的，因此液壓缸的工作阻力往往是變化的。因?yàn)榇颂幰簤焊字皇亲骼彀宀淖冃巫饔?，故其運(yùn)動(dòng)速度較小，慣性力和 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 摩擦阻力都較小，得 F≤ 50塞外徑 D與 擇出適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫凸┮毫髁繚M足負(fù)載和速度要求后， D和 D和 壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)尚有活塞行程 S、導(dǎo)向距離 壓缸的行程應(yīng)根據(jù)工作需要設(shè)定，為簡(jiǎn)化制造工藝和節(jié)約制造成本，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化行程尺寸系列參數(shù)。為減 小活塞桿伸出時(shí)與缸體軸線的偏斜，液壓缸應(yīng)有合理的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 缸筒與缸蓋的連接方式 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將液壓缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋常見(jiàn)的連接方式有 8種：拉桿式、法蘭式、焊接式、內(nèi)螺紋式、外螺紋式、內(nèi)卡環(huán)式、外卡環(huán)式和鋼絲擋圈式，其中焊接式只適應(yīng)缸筒與后端蓋的連接。 對(duì)缸筒的要求 缸筒是液壓缸的主要零件，有時(shí)還是液壓缸的直接做功部件（活塞桿或柱塞固定時(shí)）；它與端蓋、活 塞（柱塞）構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力油液、驅(qū)動(dòng)負(fù)載而做功，因而對(duì)其有強(qiáng)度、剛度、密封等方面的要求。 缸筒的材料選擇 缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋的無(wú)縫鋼管，市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)過(guò)珩磨或內(nèi)孔經(jīng)過(guò)精加工的半成品，只需要按所要求的長(zhǎng)度切割無(wú)縫鋼管，材料有20、 35、 45 號(hào)鋼和 27金鋼。因 20 號(hào)鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，則應(yīng)用焊接性能較好的 35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用 45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241~285 缸筒的計(jì)算 2 青島濱海學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 266 . 3 3 0 1 0