導(dǎo)軌式液壓升降平臺設(shè)計(jì)
16頁 3200字?jǐn)?shù)+論文說明書+5張CAD圖紙【詳情如下】
墊塊.dwg
導(dǎo)軌式液壓升降平臺設(shè)計(jì)說明書.doc
液壓原理圖.dwg
液壓平臺結(jié)構(gòu)圖.dwg
起重板.dwg
鏈接塊.dwg
導(dǎo)軌式升降臺說明書
一、液壓系統(tǒng)的選型
1.1 液壓缸尺寸選擇
根據(jù)已知條件可知，總負(fù)載為300Kg，a=2m/s2
可得：加速上升F=3600N 加速下降F=2400N
有效行程為0-1.2米。我們初定工作壓力為P=7MPa。
由公式
求得D>26mm,查手冊取油缸內(nèi)徑D為40mm，活塞桿直徑為25mm，以增加油缸的受力力面積，提高安全系數(shù)。
根據(jù)
經(jīng)過查表驗(yàn)算可得：D=63mm S=1200mm L=1300mm
取5mm,材料選用45#，此外還考慮內(nèi)管的兩端都有螺紋連接。所以厚度取大一點(diǎn)。
式中D————缸筒內(nèi)徑 （mm）
Pmax————最高允許壓力 (MPa)
σ—————缸筒材料的許用應(yīng)力 (MPa)
σb—————缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)
n ———— 安全系數(shù), 當(dāng)P＜7MPa時(shí)，n=8,P≤17.5Mpa時(shí)，n=6,p＞17.5Mpa,n=4
1.1.2缸筒驗(yàn)算
液壓缸的額定壓力Pn值應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全
MPa
=52MPa
滿足以上條件。
為了避免缸筒在工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力 值應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比便范圍。
=30.45MPa
=87MPa
液壓缸的額定壓力完全滿足以上條件
缸筒的徑向變形 值應(yīng)在允許范圍內(nèi)，而不應(yīng)超過密封件允許范圍。
式中 D————缸筒內(nèi)徑（m）
D1————缸筒外徑（m）
Pn————液壓缸的額定壓力（MPa）
————缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力（MPa）
————液壓缸耐壓試驗(yàn)壓力（MPa）
————缸筒發(fā)生爆裂時(shí)壓力（MPa）
————缸筒材料的屈服強(qiáng)度（MPa）
————缸筒材料的彈性模數(shù)（MPa）
————缸筒材料的泊1桑系數(shù)
鋼材：
1.1.3活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算
(1) 縱向彎曲極限力計(jì)算
根據(jù)資料計(jì)算
根據(jù)升降臺的結(jié)構(gòu)，可知液壓缸為前端螺栓連接的形式，則可得n=1/4（n為端點(diǎn)安裝形式系數(shù)）。
式中： 為液壓缸產(chǎn)生軸線彎曲時(shí)的極限力 N；
f為材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對鋼取f 490 MPa；
A為活塞桿橫截面的面積， ；
a為系數(shù)，對鋼取 ；
k為活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，k = d/0.25 m.
由前面的計(jì)算可知，活塞桿的外徑d=25mm,計(jì)算長度l=1.22m，則可計(jì)算出
= 21850 (N)
(2) 縱向彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算
(6-10)
式中： 為安全系數(shù)，一般取 =2～4；
為活塞桿的推力， N.
因?yàn)? =3600N
所以 <4× =4×3600N=14400N
應(yīng)此活塞桿強(qiáng)度符合要求。
1.2、液壓元件的選擇與計(jì)算
1.2.1、液壓泵的選擇：
已知：平臺的最大位移速度v=0.3m/s ,活塞桿底面積為
得出系統(tǒng)需求的流量：
已知：整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力為7Mpa，通過查力士樂液壓柱塞泵選型手冊，定液壓泵的型號為：A10VSO45DFR/31R-PPA12NOO
1.2.2、電機(jī)的確定
根據(jù)液壓源需要的功率對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇，其具體參數(shù)如下：
電機(jī)功率：15KW
轉(zhuǎn)速：1450r/min
級數(shù)：4
1.2.3、單向閥的選擇
單向閥所能通過的流量必須大于等于主泵所能提供的最大流量，根力士樂液壓元件樣本可得型號為：S15A 1.0
1.2.4、過濾器的選擇
根據(jù)參考資料，過濾器過濾精度的選擇可知，對于高壓系統(tǒng)一般要求推薦的過濾精度為10 m，再根據(jù)濾油器的通過流量必須大于等于主泵所流過的最大流量。并且在進(jìn)入伺服閥的時(shí)候要求精度更高。除此之外，還要考慮濾油器長時(shí)間工作可能因局部堵塞而減少通過的流量，因此要選擇稍微大流量的濾油器。終確定選用HYPM110H51FD。
1.2.5、伺服閥的選擇
伺服閥的空載流量：
查閱產(chǎn)品樣本，選出一個(gè)閥的壓力p=7MPa處額定流量為45L/min的電液流量伺服閥。這樣比計(jì)算出來的39.1L/min大15%（在15%~30%范圍內(nèi)），符合要求，可以采用。選擇力士樂4WSE3E16-1X型電液伺服閥額定流量Qn=45L/min，額定電流In=10mA。
1.2.6、液壓鎖的選擇
由于整個(gè)系統(tǒng)是在垂直方向上受力，為了防止閥的不密封造成平臺整體不穩(wěn)定，必須配有液壓鎖。
已知系統(tǒng)需求的流量：
得液壓鎖允許通過的流量要大于22.6，通過力士樂液壓元件樣本，最后確定型號為Z2S-6-1-6X+V。
1.2.7、溢流閥的選擇
系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，甚至壓力有時(shí)會超過額定壓力的好幾倍，這里我們必須使用溢流閥，來使壓力保持平穩(wěn)，保護(hù)液壓設(shè)備。
通過力士樂液壓元件樣本，最后確定型號為ZDR-6-DP2-4X/75YM。
1.2.8、油箱的確定
油箱要有足夠的容量以保證必要的散熱能力，并在工作時(shí)保持一定的油位高度。由于工作條件的差異很大，而且影響散熱的因素也很多。同一油泵的流量和系統(tǒng)效率，若工作壓力不同，所需散發(fā)的熱量也不同。故一般推薦的油箱有效容量，其數(shù)值變化范圍很大，約為油泵每分鐘流量的2～7倍。
則所選油箱的容量為：
V=45×5=225 (L)
這里我們根據(jù)資料取標(biāo)準(zhǔn)為：250L
1.2.8、液壓表的選擇
液壓表是讓我們能過直觀上清楚的知道整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力，通過資料我們得知，液壓表的壓力一般去系統(tǒng)額定壓力的1.5倍，從而確定液壓表的型號為213.53.063.G1/4。
二 系統(tǒng)的分析
1、控制基本方程和開環(huán)傳遞函數(shù)建立
1.1.1 控制基本方程建立
偏差電壓信號為