龍門雙柱式液壓舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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油壓缸工作原理圖.doc

液壓舉升機(jī)舉升裝置裝配圖.dwg

液壓原理圖.dwg

龍門雙柱式液壓舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc

龍門雙柱式液壓舉升機(jī)裝配圖.dwg

目 錄

摘要……………………………………………………………1

第1章  總體設(shè)計(jì)……………………………………………2

1  升舉機(jī)的概述…………………………………………………2

2  技術(shù)特點(diǎn)………………………………………………………2

第2章  液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算………………………………3

1  液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 ……………………………3

2  載荷的組成和計(jì)算 ……………………………………………4

3  初選系統(tǒng)工作壓力 ……………………………………………6

4  計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 …………………………………6

5  繪制液壓系統(tǒng)工況圖 …………………………………………9

第3章  制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖…………………11

1  制定基本方案 ………………………………………………11

2  繪制液壓系統(tǒng)圖 ………………………………………………11

第4章  液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) …………………14

1  液壓泵的選擇 ………………………………………………14

2  液壓閥的選擇 ………………………………………………15

3  管道尺寸的確定 ………………………………………………15

4  液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 ………………15

5  液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 ………………………………………18

6  液壓缸的連接計(jì)算 ……………………………………………19

7  活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算及強(qiáng)度校核………………………………21

第5章  UP液壓動(dòng)力包與液壓油的選擇 …………………22

1  UP液壓動(dòng)力包 ………………………………………………23

2  液壓油的選擇 ………………………………………………27

第6章  鋼絲繩的選擇計(jì)算 ………………………………28

1  鋼絲繩的計(jì)算 ………………………………………………28

2  鋼絲繩的選擇 ………………………………………………28

第7章  總  結(jié)  ……………………………………………31

謝  辭  ………………………………………………………32

參考文獻(xiàn)………………………………………………………33

摘要

雙柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。

   本課題探討的是適用于社區(qū)汽車維修服務(wù)的一種新型汽車維修平臺(tái)。這種汽車維修平臺(tái)是適用四輪汽車維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術(shù)專用產(chǎn)品. 雙柱型汽車維修液壓同步升降平臺(tái)作為一種液壓技術(shù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)改善日益興旺發(fā)達(dá)的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動(dòng)者的工作條件,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本, 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞  升舉機(jī)  液壓執(zhí)行元件  起重鏈  槽輪  鋼絲繩 

第1章  總體設(shè)計(jì)

1.1 舉升機(jī)的概述

舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。過(guò)去汽車維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風(fēng)不良，工作起來(lái)極其不便。

目前市場(chǎng)上的舉升機(jī)有如下兩種類型：雙柱式舉升機(jī)和四柱式舉升機(jī)。雙柱式舉升機(jī)用于不大于5噸的中小型車輛的舉升；四柱式舉升機(jī)大多用于大型車輛的舉升。

在我國(guó)汽車的需求量日益增加、對(duì)汽車修理、保養(yǎng)要求越來(lái)越高,因此,根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要,設(shè)計(jì)并應(yīng)用雙柱型汽車保修液壓多級(jí)同步定位舉升機(jī)在汽車保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分析液壓傳動(dòng)在雙柱型舉升機(jī)上的應(yīng)用,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來(lái)傳遞動(dòng)力。

轎車維修用雙柱液壓升舉機(jī),使用的是雙液壓缸同步設(shè)計(jì)，通過(guò)雙液壓缸驅(qū)動(dòng)；動(dòng)力強(qiáng)勁平穩(wěn)；鋼絲繩輔助平衡；液壓、機(jī)械多重保險(xiǎn)裝置；安全可靠，美觀整潔，操作簡(jiǎn)便，電壓：220V-380V；頂車重量：3000KG；托舉高度：2m。

1.2  技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 舉升機(jī)液壓系統(tǒng)采用定量液壓泵油源，有利于減少能耗和系統(tǒng)發(fā)熱。

1.2.2 同步液壓缸采用分流集流閥控制同步，基本滿足液壓缸的同步要求；

兩極液壓控制單向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸舉升后的鎖定，舉升停位安全可靠。

經(jīng)過(guò)調(diào)研了解到，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于維修用升舉機(jī)的需求量比較大，考慮到國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案：

1. 考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。

2. 為了減少噪音及其達(dá)到升降的平穩(wěn)性采用液壓動(dòng)力升舉裝置。

3. 由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。

4. 鏈傳動(dòng)可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳遞功率較大，并且作用在軸上的力 較小。傳動(dòng)效率高。

5. 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。

  第7章  總結(jié)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從學(xué)生走向工作崗位重要的一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。

通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了舉升機(jī)的用途及工作原理，熟悉了舉升機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。　　

畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善?！　?/p>

但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等?！?/p>

這次實(shí)踐是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，為中國(guó)的機(jī)械行業(yè)添上自己的微薄之力。

謝辭

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿完成，我要首先感謝我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的導(dǎo)師，他在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給與了我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，讓我少走了很多彎路，學(xué)到了很多寶貴的知識(shí)。

同時(shí)我也要感謝教研室其他所有的老師，三年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，是你們把我從一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)幾乎一無(wú)所知的新生培養(yǎng)成為一個(gè)具有一定的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)能力的工業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)生，我能完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，得益于所有老師這三年來(lái)對(duì)我的辛勤教育，我將在以后的學(xué)習(xí)生活中，時(shí)刻嚴(yán)格要求自己，更加的刻苦努力，決不辜負(fù)老師們的教育培養(yǎng)。

我還要感謝我的所有同學(xué)們，無(wú)論是三年的學(xué)習(xí)生活還是在最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他們都給了我很多無(wú)私的幫助，讓我幸?？鞓?lè)的走過(guò)了大學(xué)土土三年、完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。祝愿我們都能在機(jī)械行業(yè)的天空下創(chuàng)造出自己的新天地。

油壓缸工作原理圖 - 1 - 目 錄 摘要…………………………………………………………… 1 第 1 章 總體設(shè)計(jì)…………………………………………… 2 1 升舉機(jī)的概述………………………………………………… 2 2 技術(shù)特點(diǎn)……………………………………………………… 2 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算……………………………… 3 1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 …………………………… 3 2 載荷的組成和計(jì)算 …………………………………………… 4 3 初選系統(tǒng)工作壓力 …………………………………………… 6 4 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ………………………………… 6 5 繪制液壓系統(tǒng)工況圖 ………………………………………… 9 第 3 章 制定 基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖………………… 11 1 制定基本方案 ……………………………………………… 11 2 繪制液壓系統(tǒng)圖 ……………… ……………………………… 11 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) … … … … … … … 14 1 液壓泵的選擇 ………………………………………… …… 14 2 液壓閥的選擇 ……………………………………………… 15 3 管道尺寸的確定 ……………………………………………… 15 4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 ……………… 15 5 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 ……………………………………… 18 6 液壓缸的連接計(jì)算 …………………………………………… 19 7 活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算及強(qiáng)度校核 ……………………………… 21 第 5 章 壓動(dòng)力包與液壓油的選擇 … … … … … … … 22 - 2 - 1 壓動(dòng)力包 ……………………………………………… 23 2 液壓油的選擇 ……………………………………………… 27 第 6 章 鋼絲繩的選擇計(jì)算 ……………………………… 28 1 鋼絲繩的計(jì)算 ……………………………………………… 28 2 鋼絲繩的選擇 ……………………………………………… 28 第 7 章 總 結(jié) …………………………………………… 31 謝 辭 ……………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn)……………………………………………………… 33 - 3 - 摘要 雙柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于 3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。 本課題探討的是適用于社區(qū)汽車維修服務(wù)的一種新型汽車維修平臺(tái)。這種汽車維修平臺(tái)是適用四輪汽車維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術(shù)專用產(chǎn)品 . 雙柱型汽 車維修液壓同步升降平臺(tái)作為一種液壓技術(shù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)改善日益興旺發(fā)達(dá)的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動(dòng)者的工作條件 ,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本 , 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務(wù)質(zhì)量。 關(guān)鍵詞 升舉機(jī) 液壓執(zhí)行元件 起重鏈 槽輪 鋼絲繩 - 4 - 第 1 章 總體設(shè)計(jì) 升機(jī)的概述 舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。過(guò)去汽車 維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風(fēng)不良，工作起來(lái)極其不便。 目前市場(chǎng)上的舉升機(jī)有如下兩種類型：雙柱式舉升機(jī)和四柱式舉升機(jī)。雙柱式舉升機(jī)用于不大于 5噸的中小型車輛的舉升；四柱式舉升機(jī)大多用于大型車輛的舉升。 在我國(guó)汽車的需求量日益增加、對(duì)汽車修理、保養(yǎng)要求越來(lái)越高 ,因此 ,根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要 ,設(shè)計(jì)并應(yīng)用雙柱型汽車保修液壓多級(jí)同步定位舉升機(jī)在汽車保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分析液壓傳動(dòng)在雙柱型舉升機(jī)上的應(yīng)用 ,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來(lái)傳 遞動(dòng)力。 轎車維修用雙柱液壓升舉機(jī) ,使用的是雙液壓缸同步設(shè)計(jì)，通過(guò)雙液壓缸驅(qū)動(dòng)；動(dòng)力強(qiáng)勁平穩(wěn)；鋼絲繩輔助平衡；液壓、機(jī)械多重保險(xiǎn)裝置；安全可靠，美觀整潔，操作簡(jiǎn)便，電壓： 220車重量： 3000舉高度： 2m。 技術(shù)特點(diǎn) 升機(jī)液壓系統(tǒng)采用定量液壓泵油源，有利于減少能耗和系統(tǒng)發(fā)熱。 步液壓缸采用分流集流閥控制同步，基本滿足液壓缸的同步要求； 兩極液壓控制單向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸舉升后的鎖定，舉升停位安全可靠。 經(jīng)過(guò)調(diào)研了解到，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于維修用升舉機(jī)的需求量比 較大，考慮到國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案： 1. 考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。 2. 為了減少噪音及其達(dá)到升降的平穩(wěn)性采用液壓動(dòng)力升舉裝置。 - 5 - 3. 由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。 4. 鏈傳動(dòng)可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳遞功率較大，并且作用在軸上的力 較小。傳動(dòng)效率高。 5. 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互 穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。 1. 確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2. 進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3. 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4. 選擇液壓元件； 5. 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； 6. 繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 計(jì)要求 - 6 - 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 1. 主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2. 液壓 系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； 3. 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度； 4. 各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； 5. 對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 6. 自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求； 7. 對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8. 對(duì)效率、成本等方面的要求。 荷的組成和計(jì)算 通過(guò)工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量， 它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 壓缸的載荷組成與計(jì)算 圖 2示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖上，其中 右 圖 2壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖 - 7 - 作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷 軌的摩擦力 a。 （ 1）工作載荷 見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿 軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向如與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。 （ 2）導(dǎo)軌摩擦載荷 于平導(dǎo)軌 （ 1） 對(duì)于 （ 2） 式中 G—— 運(yùn)動(dòng)部件所受的重力（ N）； 外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力（ N）； μ —— 摩擦系數(shù)，見(jiàn)表 1； α —— 般為 90° 。 （ 3）慣性載荷 2擦系數(shù) μ 導(dǎo)軌類型 導(dǎo)軌材料 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 摩擦系數(shù) 滑動(dòng)導(dǎo)軌 鑄鐵對(duì)鑄鐵 起動(dòng)時(shí) 速（ υ ＜ s) 速（ υ ＞ s） 動(dòng)導(dǎo)軌 鑄鐵對(duì)滾柱（珠） 火鋼導(dǎo)軌對(duì)滾柱 壓導(dǎo)軌 鑄鐵 中 g—— 重力加速度； g= △ υ —— 速度變化量（ m/s）； - 8 - △ t—— 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（ s）。一般機(jī)械 △ t=輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對(duì)重載高速部件取大值。行走機(jī)械一般取 =1.5 m/ 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 起 動(dòng) 加 速 時(shí) g+a （ 4） 穩(wěn) 態(tài) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) g+ （ 5） 減 速 制 動(dòng) 時(shí) g+ （ 6） 工作載荷 該階段沒(méi)有工作，則 。 除外載荷 用于活塞上的載荷 處的摩擦阻力 于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 （ 7） 式中 η m—— 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 （ 8） 壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計(jì)算 （ 1）工作載荷力矩 見(jiàn)的載荷力矩有被驅(qū)動(dòng)輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等。 （ 2）軸頸摩擦力矩 f=μ （ 9） 式中 G—— 旋轉(zhuǎn)部件施加于軸勁上的徑向力（ N）； μ —— 摩擦系數(shù)， 參考表 1選用； r—— 旋轉(zhuǎn)軸的半徑（ m）。 （ 3）慣性力矩 9 - （ 10） 式中 ε —— 角加速度（ △ω —— 角速度變化量（ s）； △t —— 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（ s）； J—— 回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg·m 2）。 起動(dòng)加速時(shí) （ 11） 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) （ 12） 減速制動(dòng)時(shí) （ 13） 計(jì)算液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩 m（ η m= （ 14） 根據(jù)液壓缸或液壓馬達(dá)各階段的載荷，繪制出執(zhí)行元件的載荷循環(huán)圖，以便進(jìn)一步選擇系統(tǒng)工作壓力和確定其他有關(guān)參數(shù)。 初選系統(tǒng)工 作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表 2和表 3。 - 10 - 算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖 2。圖 活塞桿受壓時(shí) （ 15） 活塞桿受壓時(shí) （ 16） 式中 —— 無(wú)桿腔活塞有效作用面積（ —— 有桿腔活塞有效作用面積（ 液壓缸工作腔壓力（ 液壓缸回油腔壓力（ 即背壓力。其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時(shí)可參照表2動(dòng)連接時(shí)要另行考慮； D—— 活塞直徑（ m）； d—— 活塞桿直徑（ m）。 右 圖 2壓缸主要設(shè)計(jì)參數(shù) 表 2載荷選擇工作壓力 載荷 / 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 ＞ 50 - 11 - 工作壓力 / 1 2 3 3～ 4 4～ 5 ≥5 表 2種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī)床 家業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門創(chuàng)床 拉床 工作壓力/2 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 18 20～ 32 表 4 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 /單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 補(bǔ)油泵的閉式回路 油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì) 一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為 （ 17） 運(yùn)用式（ 17）須事先確 定 2的關(guān)系，或是活塞桿徑 的關(guān)系，令桿徑比 φ=d/D ，其比值可按表 5和表 6選取。 （ 18） 采用差動(dòng)連接時(shí)， υ 1/υ 2=（ 。如果求往返速度相同時(shí)，應(yīng)取 d= 對(duì)行程與活塞桿直徑比 l/d＞ 10的受壓柱塞或活塞桿， 還要做壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。 當(dāng)工作速度很低時(shí)，還須按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸 - 12 - 式中 A—— 液壓缸有效工作面積（ 系統(tǒng)最小穩(wěn)定流量（ m3/s），在節(jié)流調(diào)速中取決于回路中所設(shè)調(diào)速閥或節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。容積調(diào)速中決定于變量泵的最小穩(wěn)定流量。 υ 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求的最小工作速度（ m/s）。 如果液壓缸的有效工作面積 應(yīng)按最低穩(wěn)定速度確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸。 另外，如果執(zhí)行元件安裝尺寸受到限制，液壓缸的缸徑及活塞桿的直徑須事先確定時(shí)，可按載荷的要求和液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定系統(tǒng)的工作壓力。 液壓缸直徑 D 和活塞桿直徑 與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。常用液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑見(jiàn)表 7和表 8。 表 2工作壓力選取 d/D 工作壓力 /d/D 2速比要求確定 d/D υ 2/υ 1 d/D ： υ 1— 無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度； υ 2— 有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。 表 2用液壓缸內(nèi)徑 D（ 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 表 2塞桿直徑 d（ 速比 缸徑 40 50 63 80 90 100 110 - 13 - 2 28 35 45 50 55 63 3 45 50 60 70 80 速比 缸徑 125 140 160 180 200 220 250 0 80 90 100 110 125 140 2 90 100 110 125 140 制液壓系統(tǒng)工況圖 工況圖包括壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它們是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵、閥等元件的依據(jù)。 1）壓力循環(huán)圖 —— （ 通過(guò)最后確定的液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，再根據(jù)實(shí)際載荷的大小，倒求出液壓執(zhí)行元件在其動(dòng)作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把它們繪制成（ 。 2）流量循環(huán)圖 —— （ 根據(jù)已確定的液壓缸有效工作面積或液壓馬達(dá)的排量，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)速度算出它在工作循環(huán)中每一階段的實(shí)際流量，把它繪制成（ 。若系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作，要把各自的流量圖疊加起來(lái)繪出總的流量循環(huán)圖。 3）功率循環(huán)圖 —— （ 繪出壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，根據(jù) P=可繪出系 統(tǒng)的功率循環(huán)圖。 - 14 - 第 3 章 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào) 速以及二者的結(jié)合 —— 容積節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，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。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(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，但油箱體 積大，容易混入空氣。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 - 15 - 定壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路 得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。 定順序動(dòng)作方案 主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥 或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。 另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。 擇液壓動(dòng)力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源 來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。 - 16 - 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有 粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 制液壓系統(tǒng)圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（ 如壓力表、溫度計(jì)等）。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。 - 17 - 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) 液壓泵的選擇 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定泵的類型，然后 根據(jù)液壓泵的最大供油量和系統(tǒng)工作壓力來(lái)選擇液壓泵的規(guī)格。 1. 液壓泵的最高供油壓力 ??? lp （ 1） 式中： p — 執(zhí)行元件的最高工作壓力； — 進(jìn)油路上總的壓力損失。 如系統(tǒng)在執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)才出現(xiàn)最高工作壓力，則 0?? ；否則，須計(jì)算出油液流過(guò)進(jìn)油路上的控制、調(diào)節(jié)元件和管道的各項(xiàng)壓力損失，初算時(shí)可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)， 復(fù)雜系統(tǒng)取 2. 確定液壓泵的最大供油量 液壓泵的最大供油量為 p ?? （ 2） 式中： k— 系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù) (一般取k=流量取小值，小流量取大值； — 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。 如果液壓泵的供油量是按工進(jìn)工況選取時(shí)，其供油量應(yīng)考慮溢流閥的最小流量。 3. 選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào) 液壓泵的規(guī)格型號(hào)按計(jì)算值在產(chǎn)品樣本選取，為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，通常泵的額定壓力可比工作壓力高 25%— 60%。泵的額定流量則宜與 當(dāng)，不要超過(guò)太多，以免造成過(guò)大的功率損失。 4. 選擇驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)功率和泵的轉(zhuǎn)速來(lái)選擇。 在整個(gè) 工作循環(huán)中，泵的壓力和流量在較多時(shí)間內(nèi)皆達(dá)到最大工作值時(shí)，驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)功率 ( - 18 - ?（ 3） 式中： p? — 液壓泵的總效率，數(shù)值可見(jiàn)產(chǎn)品樣本。 限壓式變量葉片泵的驅(qū)動(dòng)功率，可按泵的實(shí)際壓力流量特性曲線拐點(diǎn)處的功率來(lái)計(jì)算。 在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量變化較大時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其均方根值即可。 在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將求得的功率值與各工作階段的最大功率值比較，若最大功率符合電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載 25%的范圍，則按平均功率選擇電動(dòng)機(jī)；否則應(yīng)按最大功率選擇電動(dòng)機(jī)。 壓閥的選擇 1. 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)也允許有 20%以內(nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。 2. 閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 道尺寸的確定 1. 管道內(nèi)徑計(jì)算 （ 4） 式中 Q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量（ m3/s）； υ —— 管內(nèi)允許流速（ m/s） ，見(jiàn)表 10。 計(jì)算出內(nèi)徑 d 后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。 2. 管道壁厚 δ 的計(jì)算 （ 5） 表 4許流速推薦值 - 19 - 管道 推薦流速 /（ m/s） 液壓泵吸油管道 般常取 1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～ 6，壓力高，管道短，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 中 p—— 管道內(nèi)最高工作壓力（ d—— 管道內(nèi)徑（ m）； [σ] —— 管道材料的許用應(yīng)力（ [σ]= ； σ b—— 管道材料的抗拉強(qiáng)度（ n—— 安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)， p＜ 7 n=8； p＜ ，取 n=6； p＞ n=4。 壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)及 幾何尺寸 液壓缸主要的結(jié)構(gòu) 1、典型液壓缸的結(jié)構(gòu)空心活塞式液壓缸如 上 圖所示。它由缸筒 10，活塞 8，活塞桿 1、 15，缸蓋 18、 24，密封圈 4、 7、 17，導(dǎo)向套 6、 19，壓板 11、 20等主要零件組成。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 9、 22與空心活塞桿連接，并用堵頭 2堵死活塞桿的一頭。缸筒- 20 - 兩端外圓上套有鋼絲環(huán) 12、 21，用于阻止壓板 11、 20向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋 18、 24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。空心活塞桿和其上的油口 a、 油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 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 5、 14，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 從上面所述的液壓缸典型結(jié)構(gòu)中可以看到，液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個(gè)部分，分述如下。 (1)缸筒和缸蓋。 一般來(lái)說(shuō)，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力 p＜ 10用鑄鐵； p＜ 20，使用無(wú)縫鋼管； p＞ 20，使用鑄鋼或鍛鋼。缸筒和 缸蓋的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式有 (a)法蘭連接式 (b)半環(huán)連接式 (c)螺紋連接式 (d)拉桿連接式 (e)焊接連接式 (2)活塞與活塞桿。 可以把短行程的液壓缸的活塞桿與活塞做成一體，這是最簡(jiǎn)單的形式。但當(dāng)行程較長(zhǎng)時(shí)，這種整體式活塞組件的加工較費(fèi)事，所以常把活塞與活塞桿分開(kāi)制造，然后再連接成一體。 下面是幾種常見(jiàn)的活塞與活塞桿的連接形式。 (a)活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負(fù)載較小，受力無(wú)沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。 (b)卡環(huán)式連接方式?；钊麠U上開(kāi)有一個(gè)環(huán)形 槽，槽內(nèi)裝有兩個(gè)半圓環(huán)以?shī)A緊活塞，半環(huán)由軸套套住，而軸套的軸向位置用 (c)徑向銷式連接結(jié)構(gòu)， 用錐銷把 活塞固連在活塞桿上。這種連接方式特別 適用于雙出桿式 活塞。 (3)密封裝置。 液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置有 (a)間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細(xì)小的環(huán)形槽，以增大油液通過(guò)間隙時(shí)的阻力。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用。 (b)為摩 擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán) (尼龍或其他高分子材料制成 )在 O 形密封圈彈力作用 下貼緊缸壁 而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。 (c)密封圈 (O 形圈、 V 形圈等 )密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 - 21 - 對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易 把 臟物 帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 (4)緩沖裝置。 液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對(duì)大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)， 孔中的液壓油只能通過(guò)間隙排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的降低，起緩沖作用。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥排出，由于節(jié)流閥是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。在緩沖柱塞上開(kāi)有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來(lái)越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過(guò)弱的問(wèn)題。 (5)放氣裝置。 液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正常現(xiàn)象，需把 缸 中和系統(tǒng)中 的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置放氣孔或?qū)ｉT的放氣閥 . 壓缸主要的幾何尺寸 1． 液壓缸內(nèi)徑 ΦF=04N，活塞桿在受壓狀態(tài)，由公式： 式中 F=04N 作腔壓力 42 液壓缸回油腔壓力 ,因?yàn)榛赜椭苯舆M(jìn)入油箱 ,壓力較低 ,可視其為零。 Φ=d/D d— 活塞桿直徑 D— 活塞直徑 整并取標(biāo)準(zhǔn)系列值得 Φ00=100— 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè) ． 活塞桿 直徑 Φ據(jù)速度比的要求條件來(lái)確定活塞桿直徑，由公式 Φ=1 - 22 - 活塞桿伸出速度 活塞桿縮入速度 ∵ Φ[∴ 穩(wěn)定 性 好，安全。 第 5 章 壓動(dòng)力包與液壓油的選擇 壓動(dòng)力包 - 29 - 壓油的選擇 擇液壓油的品種 各種液壓油都有其特性，選用液壓油主要是依據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境、工況條件及液壓油的特性，選擇合適的液壓油品種和粘度。 壓力范圍 下 使用溫度 50℃ 以下 50℃ 以下 50～ 80℃ 80～ 100℃ 室內(nèi)固定液壓設(shè)備 M M 露天、寒冷和嚴(yán)寒區(qū) S S S 地下、水上 M M 溫?zé)嵩椿蛎骰鸶浇? - 30 - 一般而言，齒輪泵對(duì)液壓油的抗磨要求比葉片泵、柱塞泵低，因此齒輪泵可選用 葉片泵、柱塞泵一般則選用 。 含鋅油在鋼－鋼磨擦體上性能很好，但由于含有硫（ P－ S）對(duì)銅、銀敏感，因此在含有銅、銀材質(zhì)部 件的系統(tǒng)不能用，水易侵入的系統(tǒng)也盡量少用。 無(wú)灰抗磨油（ S－ P－ N）系具有優(yōu)良的水解安定性、破乳化性或可濾性，使用范圍較廣，因含有硫，對(duì)銅、銀材質(zhì)部件系統(tǒng)不適應(yīng)。 僅含磷的液壓油是具有中負(fù)荷水平的抗磨液壓油，其水解安定性、破乳化性、可濾性也不錯(cuò)，由于不含硫所以對(duì)銀系統(tǒng)無(wú)傷害。 液壓系統(tǒng)中有鋁元件，則不能選用堿性液壓油。 壓油粘度的選擇 在選擇完品種后，需要確定其使用粘度級(jí)別。粘度選擇太大，液壓傳動(dòng)損失大，系統(tǒng)效率低，油泵吸油困難。粘度太小，油泵內(nèi)滲漏量大，容積損失增加，同樣會(huì) 使系統(tǒng)效率降低。因此必須針對(duì)系統(tǒng)、環(huán)境選擇一個(gè)適宜的粘度，使系統(tǒng)在容積效率和機(jī)械效率間求得最佳的平衡。 液壓油的粘度選擇主要取決于啟動(dòng)、系統(tǒng)工作溫度和所用泵的類型。一般中、低壓室內(nèi)固定液壓系統(tǒng)的工作溫度比環(huán)境溫度高 30～ 40℃ 。在此溫度下，液壓油應(yīng)具有較好的粘度，粘度過(guò)低會(huì)加大磨損。一般要求粘度指數(shù)在 90 以上。而在戶外高壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)中（大于 20作溫度要比環(huán)境溫度高 50～ 60℃ ，為減少滲漏，工作粘度最好在 25s。同時(shí)，考慮到戶外溫差變化大，因此要求液壓油有較好的粘溫性能，粘度指數(shù)一般應(yīng) 在 130以上。為防止泵的磨損，還需要限制最低粘度。 第 6 章 鋼絲繩的選擇計(jì)算 鋼絲繩的選擇 及計(jì)算 ： 經(jīng)常性作業(yè)中，以提升礦石作業(yè)載荷最重，故以此條件選擇鋼絲繩。根據(jù)箕斗型號(hào)，決定選用四繩摩擦提升機(jī)， n=4；采用兩根尾繩， n=屬非金屬礦山安全規(guī)程》，鋼絲繩安全系數(shù)。 （ 1）鋼絲繩最大終端荷載 （ 2）鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度 - 31 - 式中， 鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度， m； 井架高度，預(yù)選井架高度為 40m； 裝載高度，取 20m； 井深，為 822m； 尾繩環(huán)高度， m； g+過(guò)卷高度。當(dāng)提升速度大于 10m/s 時(shí)， 小于 10m，取 0m,0+ （ 3）每根首繩每米重量 首繩選用 4V×39 類鋼絲繩（合成纖維芯），鋼絲繩主要參數(shù)： 鋼絲繩公稱直徑： 24絲繩參考重量： m 鋼絲繩最小破斷拉力： 388 4）首繩安全系數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）尾繩 選用 3V×37(b)類鋼絲繩（合成纖維芯） 鋼絲繩主要參數(shù)： 直徑 34尾繩每米重量差 △ =4×m 尾繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）提升機(jī)的選擇 1）主導(dǎo)輪直徑 2）鋼絲繩最大凈張力 - 32 - 3）鋼絲繩最大凈張力差計(jì)算 第 7 章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從學(xué)生走向工作崗位重要的一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了舉升機(jī)的用途及工作原理，熟悉了舉升機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí) 際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。 這次實(shí)踐是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，為中國(guó) 的機(jī)械行業(yè)添上自己的微薄之力。 謝辭 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿完成，我要首先感謝我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的導(dǎo)師，他在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給與了我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，讓我少走了很多彎路，學(xué)到了很多寶貴的知識(shí)。 同時(shí)我也要感謝教研室其他所有的老師， 三 年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，是你們把我從一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)幾乎一無(wú)所知的新生培養(yǎng)成為一個(gè)具有一定的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)能力的工業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)生，我能完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，得益于所有老師這 三 年來(lái)對(duì)我的辛勤教育，我將在以后的學(xué)習(xí)生活中，時(shí)刻嚴(yán)格要求自己，更加的刻苦努力，決不辜負(fù)老師們的教育培養(yǎng)。 我還要感謝我的所有同學(xué)們，無(wú) 論是 三 年的 學(xué)習(xí) 生活還是在最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他們都給了我很多無(wú)私的幫助，讓我幸?？鞓?lè)的走過(guò)了大學(xué) 土土三 年、 完成 了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 祝愿我們都能在 機(jī)械行業(yè) 的天空下創(chuàng)造出自己的新天地 。 油壓缸工作原理圖 - 1 - 目 錄 摘要…………………………………………………………… 1 第 1 章 總體設(shè)計(jì)…………………………………………… 2 1 升舉機(jī)的概述………………………………………………… 2 2 技術(shù)特點(diǎn)……………………………………………………… 2 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算……………………………… 3 1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 …………………………… 3 2 載荷的組成和計(jì)算 …………………………………………… 4 3 初選系統(tǒng)工作壓力 …………………………………………… 6 4 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ………………………………… 6 5 繪制液壓系統(tǒng)工況圖 ………………………………………… 9 第 3 章 制定 基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖………………… 11 1 制定基本方案 ……………………………………………… 11 2 繪制液壓系統(tǒng)圖 ……………… ……………………………… 11 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) … … … … … … … 14 1 液壓泵的選擇 ………………………………………… …… 14 2 液壓閥的選擇 ……………………………………………… 15 3 管道尺寸的確定 ……………………………………………… 15 4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 ……………… 15 5 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 ……………………………………… 18 6 液壓缸的連接計(jì)算 …………………………………………… 19 7 活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算及強(qiáng)度校核 ……………………………… 21 第 5 章 壓動(dòng)力包與液壓油的選擇 … … … … … … … 22 - 2 - 1 壓動(dòng)力包 ……………………………………………… 23 2 液壓油的選擇 ……………………………………………… 27 第 6 章 鋼絲繩的選擇計(jì)算 ……………………………… 28 1 鋼絲繩的計(jì)算 ……………………………………………… 28 2 鋼絲繩的選擇 ……………………………………………… 28 第 7 章 總 結(jié) …………………………………………… 31 謝 辭 ……………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn)……………………………………………………… 33 - 3 - 摘要 雙柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于 3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。 本課題探討的是適用于社區(qū)汽車維修服務(wù)的一種新型汽車維修平臺(tái)。這種汽車維修平臺(tái)是適用四輪汽車維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術(shù)專用產(chǎn)品 . 雙柱型汽 車維修液壓同步升降平臺(tái)作為一種液壓技術(shù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)改善日益興旺發(fā)達(dá)的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動(dòng)者的工作條件 ,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本 , 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務(wù)質(zhì)量。 關(guān)鍵詞 升舉機(jī) 液壓執(zhí)行元件 起重鏈 槽輪 鋼絲繩 - 4 - 第 1 章 總體設(shè)計(jì) 升機(jī)的概述 舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。過(guò)去汽車 維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風(fēng)不良，工作起來(lái)極其不便。 目前市場(chǎng)上的舉升機(jī)有如下兩種類型：雙柱式舉升機(jī)和四柱式舉升機(jī)。雙柱式舉升機(jī)用于不大于 5噸的中小型車輛的舉升；四柱式舉升機(jī)大多用于大型車輛的舉升。 在我國(guó)汽車的需求量日益增加、對(duì)汽車修理、保養(yǎng)要求越來(lái)越高 ,因此 ,根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要 ,設(shè)計(jì)并應(yīng)用雙柱型汽車保修液壓多級(jí)同步定位舉升機(jī)在汽車保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分析液壓傳動(dòng)在雙柱型舉升機(jī)上的應(yīng)用 ,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來(lái)傳 遞動(dòng)力。 轎車維修用雙柱液壓升舉機(jī) ,使用的是雙液壓缸同步設(shè)計(jì)，通過(guò)雙液壓缸驅(qū)動(dòng)；動(dòng)力強(qiáng)勁平穩(wěn)；鋼絲繩輔助平衡；液壓、機(jī)械多重保險(xiǎn)裝置；安全可靠，美觀整潔，操作簡(jiǎn)便，電壓： 220車重量： 3000舉高度： 2m。 技術(shù)特點(diǎn) 升機(jī)液壓系統(tǒng)采用定量液壓泵油源，有利于減少能耗和系統(tǒng)發(fā)熱。 步液壓缸采用分流集流閥控制同步，基本滿足液壓缸的同步要求； 兩極液壓控制單向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸舉升后的鎖定，舉升停位安全可靠。 經(jīng)過(guò)調(diào)研了解到，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于維修用升舉機(jī)的需求量比 較大，考慮到國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案： 1. 考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。 2. 為了減少噪音及其達(dá)到升降的平穩(wěn)性采用液壓動(dòng)力升舉裝置。 - 5 - 3. 由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。 4. 鏈傳動(dòng)可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳遞功率較大，并且作用在軸上的力 較小。傳動(dòng)效率高。 5. 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。 第 2 章 液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互 穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。 1. 確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2. 進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3. 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4. 選擇液壓元件； 5. 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； 6. 繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 計(jì)要求 - 6 - 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 1. 主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2. 液壓 系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； 3. 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度； 4. 各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； 5. 對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 6. 自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求； 7. 對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8. 對(duì)效率、成本等方面的要求。 荷的組成和計(jì)算 通過(guò)工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量， 它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 壓缸的載荷組成與計(jì)算 圖 2示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖上，其中 右 圖 2壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖 - 7 - 作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷 軌的摩擦力 a。 （ 1）工作載荷 見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿 軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向如與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。 （ 2）導(dǎo)軌摩擦載荷 于平導(dǎo)軌 （ 1） 對(duì)于 （ 2） 式中 G—— 運(yùn)動(dòng)部件所受的重力（ N）； 外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力（ N）； μ —— 摩擦系數(shù)，見(jiàn)表 1； α —— 般為 90° 。 （ 3）慣性載荷 2擦系數(shù) μ 導(dǎo)軌類型 導(dǎo)軌材料 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 摩擦系數(shù) 滑動(dòng)導(dǎo)軌 鑄鐵對(duì)鑄鐵 起動(dòng)時(shí) 速（ υ ＜ s) 速（ υ ＞ s） 動(dòng)導(dǎo)軌 鑄鐵對(duì)滾柱（珠） 火鋼導(dǎo)軌對(duì)滾柱 壓導(dǎo)軌 鑄鐵 中 g—— 重力加速度； g= △ υ —— 速度變化量（ m/s）； - 8 - △ t—— 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（ s）。一般機(jī)械 △ t=輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對(duì)重載高速部件取大值。行走機(jī)械一般取 =1.5 m/ 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 起 動(dòng) 加 速 時(shí) g+a （ 4） 穩(wěn) 態(tài) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) g+ （ 5） 減 速 制 動(dòng) 時(shí) g+ （ 6） 工作載荷 該階段沒(méi)有工作，則 。 除外載荷 用于活塞上的載荷 處的摩擦阻力 于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 （ 7） 式中 η m—— 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 （ 8） 壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計(jì)算 （ 1）工作載荷力矩 見(jiàn)的載荷力矩有被驅(qū)動(dòng)輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等。 （ 2）軸頸摩擦力矩 f=μ （ 9） 式中 G—— 旋轉(zhuǎn)部件施加于軸勁上的徑向力（ N）； μ —— 摩擦系數(shù)， 參考表 1選用； r—— 旋轉(zhuǎn)軸的半徑（ m）。 （ 3）慣性力矩 9 - （ 10） 式中 ε —— 角加速度（ △ω —— 角速度變化量（ s）； △t —— 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（ s）； J—— 回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg·m 2）。 起動(dòng)加速時(shí) （ 11） 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) （ 12） 減速制動(dòng)時(shí) （ 13） 計(jì)算液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩 m（ η m= （ 14） 根據(jù)液壓缸或液壓馬達(dá)各階段的載荷，繪制出執(zhí)行元件的載荷循環(huán)圖，以便進(jìn)一步選擇系統(tǒng)工作壓力和確定其他有關(guān)參數(shù)。 初選系統(tǒng)工 作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表 2和表 3。 - 10 - 算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖 2。圖 活塞桿受壓時(shí) （ 15） 活塞桿受壓時(shí) （ 16） 式中 —— 無(wú)桿腔活塞有效作用面積（ —— 有桿腔活塞有效作用面積（ 液壓缸工作腔壓力（ 液壓缸回油腔壓力（ 即背壓力。其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時(shí)可參照表2動(dòng)連接時(shí)要另行考慮； D—— 活塞直徑（ m）； d—— 活塞桿直徑（ m）。 右 圖 2壓缸主要設(shè)計(jì)參數(shù) 表 2載荷選擇工作壓力 載荷 / 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 ＞ 50 - 11 - 工作壓力 / 1 2 3 3～ 4 4～ 5 ≥5 表 2種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī)床 家業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門創(chuàng)床 拉床 工作壓力/2 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 18 20～ 32 表 4 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 /單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 補(bǔ)油泵的閉式回路 油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì) 一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為 （ 17） 運(yùn)用式（ 17）須事先確 定 2的關(guān)系，或是活塞桿徑 的關(guān)系，令桿徑比 φ=d/D ，其比值可按表 5和表 6選取。 （ 18） 采用差動(dòng)連接時(shí)， υ 1/υ 2=（ 。如果求往返速度相同時(shí)，應(yīng)取 d= 對(duì)行程與活塞桿直徑比 l/d＞ 10的受壓柱塞或活塞桿， 還要做壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。 當(dāng)工作速度很低時(shí)，還須按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸 - 12 - 式中 A—— 液壓缸有效工作面積（ 系統(tǒng)最小穩(wěn)定流量（ m3/s），在節(jié)流調(diào)速中取決于回路中所設(shè)調(diào)速閥或節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。容積調(diào)速中決定于變量泵的最小穩(wěn)定流量。 υ 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求的最小工作速度（ m/s）。 如果液壓缸的有效工作面積 應(yīng)按最低穩(wěn)定速度確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸。 另外，如果執(zhí)行元件安裝尺寸受到限制，液壓缸的缸徑及活塞桿的直徑須事先確定時(shí)，可按載荷的要求和液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定系統(tǒng)的工作壓力。 液壓缸直徑 D 和活塞桿直徑 與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。常用液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑見(jiàn)表 7和表 8。 表 2工作壓力選取 d/D 工作壓力 /d/D 2速比要求確定 d/D υ 2/υ 1 d/D ： υ 1— 無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度； υ 2— 有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。 表 2用液壓缸內(nèi)徑 D（ 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 表 2塞桿直徑 d（ 速比 缸徑 40 50 63 80 90 100 110 - 13 - 2 28 35 45 50 55 63 3 45 50 60 70 80 速比 缸徑 125 140 160 180 200 220 250 0 80 90 100 110 125 140 2 90 100 110 125 140 制液壓系統(tǒng)工況圖 工況圖包括壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它們是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵、閥等元件的依據(jù)。 1）壓力循環(huán)圖 —— （ 通過(guò)最后確定的液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，再根據(jù)實(shí)際載荷的大小，倒求出液壓執(zhí)行元件在其動(dòng)作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把它們繪制成（ 。 2）流量循環(huán)圖 —— （ 根據(jù)已確定的液壓缸有效工作面積或液壓馬達(dá)的排量，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)速度算出它在工作循環(huán)中每一階段的實(shí)際流量，把它繪制成（ 。若系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作，要把各自的流量圖疊加起來(lái)繪出總的流量循環(huán)圖。 3）功率循環(huán)圖 —— （ 繪出壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，根據(jù) P=可繪出系 統(tǒng)的功率循環(huán)圖。 - 14 - 第 3 章 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào) 速以及二者的結(jié)合 —— 容積節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，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。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(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，但油箱體 積大，容易混入空氣。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 - 15 - 定壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路 得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。 定順序動(dòng)作方案 主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥 或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。 另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。 擇液壓動(dòng)力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源 來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。 - 16 - 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有 粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 制液壓系統(tǒng)圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（ 如壓力表、溫度計(jì)等）。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。 - 17 - 第 4 章 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) 液壓泵的選擇 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定泵的類型，然后 根據(jù)液壓泵的最大供油量和系統(tǒng)工作壓力來(lái)選擇液壓泵的規(guī)格。 1. 液壓泵的最高供油壓力 ??? lp （ 1） 式中： p — 執(zhí)行元件的最高工作壓力； — 進(jìn)油路上總的壓力損失。 如系統(tǒng)在執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)才出現(xiàn)最高工作壓力，則 0?? ；否則，須計(jì)算出油液流過(guò)進(jìn)油路上的控制、調(diào)節(jié)元件和管道的各項(xiàng)壓力損失，初算時(shí)可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)， 復(fù)雜系統(tǒng)取 2. 確定液壓泵的最大供油量 液壓泵的最大供油量為 p ?? （ 2） 式中： k— 系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù) (一般取k=流量取小值，小流量取大值； — 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。 如果液壓泵的供油量是按工進(jìn)工況選取時(shí)，其供油量應(yīng)考慮溢流閥的最小流量。 3. 選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào) 液壓泵的規(guī)格型號(hào)按計(jì)算值在產(chǎn)品樣本選取，為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，通常泵的額定壓力可比工作壓力高 25%— 60%。泵的額定流量則宜與 當(dāng)，不要超過(guò)太多，以免造成過(guò)大的功率損失。 4. 選擇驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)功率和泵的轉(zhuǎn)速來(lái)選擇。 在整個(gè) 工作循環(huán)中，泵的壓力和流量在較多時(shí)間內(nèi)皆達(dá)到最大工作值時(shí)，驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)功率 ( - 18 - ?（ 3） 式中： p? — 液壓泵的總效率，數(shù)值可見(jiàn)產(chǎn)品樣本。 限壓式變量葉片泵的驅(qū)動(dòng)功率，可按泵的實(shí)際壓力流量特性曲線拐點(diǎn)處的功率來(lái)計(jì)算。 在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量變化較大時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其均方根值即可。 在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將求得的功率值與各工作階段的最大功率值比較，若最大功率符合電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載 25%的范圍，則按平均功率選擇電動(dòng)機(jī)；否則應(yīng)按最大功率選擇電動(dòng)機(jī)。 壓閥的選擇 1. 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)也允許有 20%以內(nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。 2. 閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 道尺寸的確定 1. 管道內(nèi)徑計(jì)算 （ 4） 式中 Q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量（ m3/s）； υ —— 管內(nèi)允許流速（ m/s） ，見(jiàn)表 10。 計(jì)算出內(nèi)徑 d 后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。 2. 管道壁厚 δ 的計(jì)算 （ 5） 表 4許流速推薦值 - 19 - 管道 推薦流速 /（ m/s） 液壓泵吸油管道 般常取 1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～ 6，壓力高，管道短，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 中 p—— 管道內(nèi)最高工作壓力（ d—— 管道內(nèi)徑（ m）； [σ] —— 管道材料的許用應(yīng)力（ [σ]= ； σ b—— 管道材料的抗拉強(qiáng)度（ n—— 安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)， p＜ 7 n=8； p＜ ，取 n=6； p＞ n=4。 壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)及 幾何尺寸 液壓缸主要的結(jié)構(gòu) 1、典型液壓缸的結(jié)構(gòu)空心活塞式液壓缸如 上 圖所示。它由缸筒 10，活塞 8，活塞桿 1、 15，缸蓋 18、 24，密封圈 4、 7、 17，導(dǎo)向套 6、 19，壓板 11、 20等主要零件組成。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)。活塞用錐銷 9、 22與空心活塞桿連接，并用堵頭 2堵死活塞桿的一頭。缸筒- 20 - 兩端外圓上套有鋼絲環(huán) 12、 21，用于阻止壓板 11、 20向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋 18、 24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?？招幕钊麠U和其上的油口 a、 油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 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 5、 14，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 從上面所述的液壓缸典型結(jié)構(gòu)中可以看到，液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個(gè)部分，分述如下。 (1)缸筒和缸蓋。 一般來(lái)說(shuō)，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力 p＜ 10用鑄鐵； p＜ 20，使用無(wú)縫鋼管； p＞ 20，使用鑄鋼或鍛鋼。缸筒和 缸蓋的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式有 (a)法蘭連接式 (b)半環(huán)連接式 (c)螺紋連接式 (d)拉桿連接式 (e)焊接連接式 (2)活塞與活塞桿。 可以把短行程的液壓缸的活塞桿與活塞做成一體，這是最簡(jiǎn)單的形式。但當(dāng)行程較長(zhǎng)時(shí)，這種整體式活塞組件的加工較費(fèi)事，所以常把活塞與活塞桿分開(kāi)制造，然后再連接成一體。 下面是幾種常見(jiàn)的活塞與活塞桿的連接形式。 (a)活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負(fù)載較小，受力無(wú)沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。 (b)卡環(huán)式連接方式。活塞桿上開(kāi)有一個(gè)環(huán)形 槽，槽內(nèi)裝有兩個(gè)半圓環(huán)以?shī)A緊活塞，半環(huán)由軸套套住，而軸套的軸向位置用 (c)徑向銷式連接結(jié)構(gòu)， 用錐銷把 活塞固連在活塞桿上。這種連接方式特別 適用于雙出桿式 活塞。 (3)密封裝置。 液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置有 (a)間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細(xì)小的環(huán)形槽，以增大油液通過(guò)間隙時(shí)的阻力。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用。 (b)為摩 擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán) (尼龍或其他高分子材料制成 )在 O 形密封圈彈力作用 下貼緊缸壁 而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。 (c)密封圈 (O 形圈、 V 形圈等 )密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 - 21 - 對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易 把 臟物 帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 (4)緩沖裝置。 液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對(duì)大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)， 孔中的液壓油只能通過(guò)間隙排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的降低，起緩沖作用。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥排出，由于節(jié)流閥是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。在緩沖柱塞上開(kāi)有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來(lái)越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過(guò)弱的問(wèn)題。 (5)放氣裝置。 液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把 缸 中和系統(tǒng)中 的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置放氣孔或?qū)ｉT的放氣閥 . 壓缸主要的幾何尺寸 1． 液壓缸內(nèi)徑 ΦF=04N，活塞桿在受壓狀態(tài)，由公式： 式中 F=04N 作腔壓力 42 液壓缸回油腔壓力 ,因?yàn)榛赜椭苯舆M(jìn)入油箱 ,壓力較低 ,可視其為零。 Φ=d/D d— 活塞桿直徑 D— 活塞直徑 整并取標(biāo)準(zhǔn)系列值得 Φ00=100— 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè) ． 活塞桿 直徑 Φ據(jù)速度比的要求條件來(lái)確定活塞桿直徑，由公式 Φ=1 - 22 - 活塞桿伸出速度 活塞桿縮入速度 ∵ Φ[∴ 穩(wěn)定 性 好，安全。 第 5 章 壓動(dòng)力包與液壓油的選擇 壓動(dòng)力包 - 29 - 壓油的選擇 擇液壓油的品種 各種液壓油都有其特性，選用液壓油主要是依據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境、工況條件及液壓油的特性，選擇合適的液壓油品種和粘度。 壓力范圍 下 使用溫度 50℃ 以下 50℃ 以下 50～ 80℃ 80～ 100℃ 室內(nèi)固定液壓設(shè)備 M M 露天、寒冷和嚴(yán)寒區(qū) S S S 地下、水上 M M 溫?zé)嵩椿蛎骰鸶浇? - 30 - 一般而言，齒輪泵對(duì)液壓油的抗磨要求比葉片泵、柱塞泵低，因此齒輪泵可選用 葉片泵、柱塞泵一般則選用 。 含鋅油在鋼－鋼磨擦體上性能很好，但由于含有硫（ P－ S）對(duì)銅、銀敏感，因此在含有銅、銀材質(zhì)部 件的系統(tǒng)不能用，水易侵入的系統(tǒng)也盡量少用。 無(wú)灰抗磨油（ S－ P－ N）系具有優(yōu)良的水解安定性、破乳化性或可濾性，使用范圍較廣，因含有硫，對(duì)銅、銀材質(zhì)部件系統(tǒng)不適應(yīng)。 僅含磷的液壓油是具有中負(fù)荷水平的抗磨液壓油，其水解安定性、破乳化性、可濾性也不錯(cuò)，由于不含硫所以對(duì)銀系統(tǒng)無(wú)傷害。 液壓系統(tǒng)中有鋁元件，則不能選用堿性液壓油。 壓油粘度的選擇 在選擇完品種后，需要確定其使用粘度級(jí)別。粘度選擇太大，液壓傳動(dòng)損失大，系統(tǒng)效率低，油泵吸油困難。粘度太小，油泵內(nèi)滲漏量大，容積損失增加，同樣會(huì) 使系統(tǒng)效率降低。因此必須針對(duì)系統(tǒng)、環(huán)境選擇一個(gè)適宜的粘度，使系統(tǒng)在容積效率和機(jī)械效率間求得最佳的平衡。 液壓油的粘度選擇主要取決于啟動(dòng)、系統(tǒng)工作溫度和所用泵的類型。一般中、低壓室內(nèi)固定液壓系統(tǒng)的工作溫度比環(huán)境溫度高 30～ 40℃ 。在此溫度下，液壓油應(yīng)具有較好的粘度，粘度過(guò)低會(huì)加大磨損。一般要求粘度指數(shù)在 90 以上。而在戶外高壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)中（大于 20作溫度要比環(huán)境溫度高 50～ 60℃ ，為減少滲漏，工作粘度最好在 25s。同時(shí)，考慮到戶外溫差變化大，因此要求液壓油有較好的粘溫性能，粘度指數(shù)一般應(yīng) 在 130以上。為防止泵的磨損，還需要限制最低粘度。 第 6 章 鋼絲繩的選擇計(jì)算 鋼絲繩的選擇 及計(jì)算 ： 經(jīng)常性作業(yè)中，以提升礦石作業(yè)載荷最重，故以此條件選擇鋼絲繩。根據(jù)箕斗型號(hào)，決定選用四繩摩擦提升機(jī)， n=4；采用兩根尾繩， n=屬非金屬礦山安全規(guī)程》，鋼絲繩安全系數(shù)。 （ 1）鋼絲繩最大終端荷載 （ 2）鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度 - 31 - 式中， 鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度， m； 井架高度，預(yù)選井架高度為 40m； 裝載高度，取 20m； 井深，為 822m； 尾繩環(huán)高度， m； g+過(guò)卷高度。當(dāng)提升速度大于 10m/s 時(shí)， 小于 10m，取 0m,0+ （ 3）每根首繩每米重量 首繩選用 4V×39 類鋼絲繩（合成纖維芯），鋼絲繩主要參數(shù)： 鋼絲繩公稱直徑： 24絲繩參考重量： m 鋼絲繩最小破斷拉力： 388 4）首繩安全系數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）尾繩 選用 3V×37(b)類鋼絲繩（合成纖維芯） 鋼絲繩主要參數(shù)： 直徑 34尾繩每米重量差 △ =4×m 尾繩安全系數(shù)符合要求。 （ 5）提升機(jī)的選擇 1）主導(dǎo)輪直徑 2）鋼絲繩最大凈張力 - 32 - 3）鋼絲繩最大凈張力差計(jì)算 第 7 章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從學(xué)生走向工作崗位重要的一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了舉升機(jī)的用途及工作原理，熟悉了舉升機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí) 際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。 這次實(shí)踐是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，為中國(guó) 的機(jī)械行業(yè)添上自己的微薄之力。 謝辭 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿完成，我要首先感謝我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的導(dǎo)師，他在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給與了我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，讓我少走了很多彎路，學(xué)到了很多寶貴的知識(shí)。 同時(shí)我也要感謝教研室其他所有的老師， 三 年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，是你們把我從一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)幾乎一無(wú)所知的新生培養(yǎng)成為一個(gè)具有一定的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)能力的工業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)生，我能完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，得益于所有老師這 三 年來(lái)對(duì)我的辛勤教育，我將在以后的學(xué)習(xí)生活中，時(shí)刻嚴(yán)格要求自己，更加的刻苦努力，決不辜負(fù)老師們的教育培養(yǎng)。 我還要感謝我的所有同學(xué)們，無(wú) 論是 三 年的 學(xué)習(xí) 生活還是在最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他們都給了我很多無(wú)私的幫助，讓我幸?？鞓?lè)的走過(guò)了大學(xué) 土土三 年、 完成 了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 祝愿我們都能在 機(jī)械行業(yè) 的天空下創(chuàng)造出自己的新天地 。