3378 升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),升降,舞臺,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 謝 剛 職稱： 講 師 所在院（系）： 機(jī)械與動力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)械設(shè)計(jì)教研室題 目 升降舞臺的設(shè)計(jì)學(xué) 生姓 名高振周 專業(yè)班級 機(jī)設(shè) 03-5學(xué)號 03080151一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）（1）本課題符合專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)，通過設(shè)計(jì)，可以鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，提高了綜合訓(xùn)練要求。（2）本課題偏難，但在所掌握的專業(yè)知識情況下，還可以完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。（3）本課題工作量符合本科畢業(yè)生設(shè)計(jì)的要求。 （4）本課題在老師的指導(dǎo)下，和學(xué)生自己的努力下有一定可研究性。二、開題報(bào)告完成情況：在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)者獨(dú)立按時(shí)完成了開題報(bào)告。三、階段性成果：（1）第一階段（前 6 周）：搜集升降舞臺的相關(guān)資料。（2）第二階段（第 7 周）：完成了相關(guān)的英文翻譯工作。（3）第三階段（第 8—9 周）：完成了對升降舞臺的結(jié)構(gòu)分析及數(shù)據(jù)計(jì)算。（4）第四階段（第 10—11 周）：對升降舞臺進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制相關(guān)圖。（5）第五階段（12 周）：完成設(shè)計(jì)說明書。（6）第六階段（13 周）：進(jìn)行設(shè)計(jì)說明書的工作。四、存在主要問題：（1）起初不能對升降舞臺有明確的認(rèn)識。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，以及在相關(guān)資料的輔助下，逐漸明白。（2）在英文翻譯過程中，不懂一些術(shù)語，以至不能正確翻譯其意思。通過閱有關(guān)資料以及詢問，能夠按時(shí)保質(zhì)地完成翻譯工作。（3）在繪圖過程中，遇到一些不懂的地方比如一些標(biāo)注的標(biāo)法，及一些零件的標(biāo)準(zhǔn)繪制經(jīng)查資料已解決。五、指導(dǎo)教師對學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評語：指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1前 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年的最后一次設(shè)計(jì)，同時(shí)也是對大學(xué)生四年來所學(xué)的知識系統(tǒng)總結(jié)和綜合應(yīng)用。現(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的最后階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為本科學(xué)習(xí)最重要的組成部分之一，它能提高我們發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，綜合檢驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)知識，同時(shí)又是對我們大學(xué)四年所學(xué)知識的全面復(fù)習(xí)，更是向我們以后即將從事的專業(yè)性工作的正常過渡。我們可以緊緊抓住這個(gè)機(jī)會認(rèn)真學(xué)習(xí)并搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)，眾所周知，它對我們即將走上工作崗位或者更進(jìn)一步深造有非常重要的意義。它將把我們過去的理論學(xué)習(xí)引向一個(gè)更高、更深的層次，也就是參加工作，可以說我們在做一次過渡性的嘗試。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在接受高等教育中的最后一次綜合性的實(shí)踐學(xué)習(xí)，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)工作能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要手段。當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，也是學(xué)生畢業(yè)資格認(rèn)定的一個(gè)重要依據(jù)，是對學(xué)校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)，是學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量評價(jià)的重要內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的主要是：（1）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論和技能，獨(dú)立完成本專業(yè)范圍內(nèi)工程設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)分析的專業(yè)工作能力；（2）學(xué)習(xí)科學(xué)的精神和創(chuàng)新能力；（3）學(xué)習(xí)調(diào)查研究、收集處理信息和查閱文獻(xiàn)的能力；（4）學(xué)習(xí)語言表達(dá)和撰寫科技報(bào)告（論文）的能力；（5）培養(yǎng)學(xué)生的效益意識、全局觀念和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在此基礎(chǔ)上，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的整體構(gòu)建設(shè)計(jì)的能力，全面的去考慮問題，幫助我們掌握工程設(shè)計(jì)中的一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和方法。為我們在以后的實(shí)際工作中，能更好的解決工程實(shí)際生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而且還有助于我們分析問題和創(chuàng)造性的解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)基本要求主要是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，將思想道德素質(zhì)教育、業(yè)務(wù)素質(zhì)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2教育、文化素質(zhì)教育于一體，注重學(xué)生素質(zhì)的全面提高，以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求；注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、勤奮鉆研的優(yōu)良學(xué)風(fēng)和獨(dú)立工作能力；注重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)目的。我所選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求很高，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)較多，而且我缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，再加上由于國內(nèi)升降舞臺的發(fā)展較晚關(guān)于升降舞臺的系統(tǒng)地、實(shí)際地、具有一定理論指導(dǎo)作用的專業(yè)書籍很少，所以在設(shè)計(jì)中存在很多的不足和疏漏，懇請老師和同學(xué)批評指正。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書31 緒論1.1 液壓傳動發(fā)展概況液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18 世紀(jì)末英國制成第一臺水壓機(jī)算起，液壓傳動只有二三百年的歷史。19 世紀(jì)末德國制成了液壓龍門刨床，美國制成了液壓轉(zhuǎn)塔車床和磨床。由于缺乏成熟的液壓元件，一些通用機(jī)床到 20 世紀(jì) 30 年代才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)需要反應(yīng)快、動作準(zhǔn)確的自動控制系統(tǒng)，促進(jìn)廠液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用。隨著工業(yè)水平的不斷提高，各種液壓九件的研制不斷完善井實(shí)現(xiàn)了各類元件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，從而使它在機(jī)械制造、上程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展．并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開始向高壓、高速、大功率、南效率、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展井進(jìn)入了液壓技術(shù)領(lǐng)域，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和測試方面采用廠這些先進(jìn)技術(shù)，取得了顯著的效益。利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行液壓元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、性能仿真、自動繪圖以及數(shù)據(jù)的采集和處理，可提高液壓產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化其性能，降低成本，并大大縮短其生產(chǎn)和交貨周期。在設(shè)備控制方面，利用計(jì)算機(jī)控制液壓系統(tǒng)，可簡化操作．提高勞動生產(chǎn)率，提高自動化水平，井增加產(chǎn)品的可靠性。因此，近年來，液壓行業(yè)對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給予極大的關(guān)注，其中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD(Computer aided design)的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4推廣使用和數(shù)字控制液壓元件的研制開發(fā)尤其突出。另外．減小元件的體積和重量，提高元件的壽命，研制新介質(zhì)以及污染控制的研究，也是當(dāng)前液壓傳動及液壓控制技術(shù)發(fā)展和研究的重要課題。我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械。自 20 世紀(jì) 60 年代開始，從國外引進(jìn)液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，問時(shí)自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品。我國生產(chǎn)的液壓元件已形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。目前，我國在消化、推廣國外先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力開展國產(chǎn)液壓新產(chǎn)品的研制工作，并已取得一定成效。例如，已開發(fā)研制了中高壓齒輪泵、插裝式錐閥、電液比例閥、疊加閥以及新系列中、高壓閥等。盡管如此，我國的液壓元件和液壓產(chǎn)品與國外先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類、規(guī)格上仍存在著較大的差距。為了迅速趕超世界先進(jìn)水平．我國已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計(jì)劃地引進(jìn)、消化、吸收國外最先進(jìn)的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，并對我國觀正生產(chǎn)的液壓產(chǎn)品進(jìn)行整頓，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大力開展產(chǎn)品國產(chǎn)化工作?？梢灶A(yù)見，我國的液壓技術(shù)在 21 世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。1.2 液壓技術(shù)的應(yīng)用與特點(diǎn)1.2.1 液壓技術(shù)的應(yīng)用液壓技術(shù)是涉及液體流動和液體壓力規(guī)律的科學(xué)技術(shù)。近幾十年來，液壓技術(shù)發(fā)展非常快，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等各個(gè)部門。液壓傳動主要應(yīng)用如下：(1)一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)：坯料加工機(jī)械( 注塑機(jī))、壓力機(jī)械(鍛壓機(jī)) 、重型機(jī)械(廢鋼壓塊機(jī))、機(jī)床( 全自動六角車床、平面磨床) 等；(2)行走機(jī)械用液壓系統(tǒng)：工程機(jī)械( 挖掘機(jī))、起重機(jī)械(汽車吊) 、建筑機(jī)械(打河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5樁機(jī))、農(nóng)業(yè)機(jī)械(聯(lián)合收割機(jī))、汽車( 轉(zhuǎn)向器、減振器)等；(3)鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)：冶金機(jī)械( 軋鋼機(jī))、提升裝置(電極升降機(jī)) 、軋輥調(diào)整裝置等；(4)土木工程用液壓系統(tǒng)：防洪閘門及堤壩裝置( 浪潮防護(hù)擋板)、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械(鑿巖機(jī) )等：(5)發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)；渦輪機(jī)( 調(diào)速裝置)、核發(fā)電廠等；(6)特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)：巨型天線控制裝置、測量浮標(biāo)、飛機(jī)起落架的收放裝置及方向舵控制裝置、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；(7)船舶用液壓系統(tǒng)：甲板起重機(jī)械( 絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；(8)軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)：火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛行器仿真等。上述的概略說明不包括所有應(yīng)用的可能性。用液壓系統(tǒng)傳遞動力、運(yùn)動和控制的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，它在當(dāng)今的各個(gè)領(lǐng)域中都占有一席之地。目前，液壓傳動技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低晚聲、長壽命、高度集成化等方面都取得了很大的進(jìn)展。同時(shí)，由丁它與微電子技術(shù)次緊密配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳送出盡可能人的功率并加以淮確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)：中發(fā)揮出廠巨大作用。在本設(shè)計(jì)中是將液壓傳動應(yīng)用于舞臺的升降中，升降舞臺液壓系統(tǒng)是為某劇場配套而設(shè)計(jì)制造的。其升降功能由 4 根液壓缸頂升叉架完成， 4 根液壓缸的同步由帶補(bǔ)正裝置的同步回路完成。升降臺是液壓系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，升降臺液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術(shù)。與機(jī)械傳動相比，采用液壓傳動可以大大地減少換向沖擊，降低能量消耗，井能縮短換向時(shí)間。采用液壓傳動方式可有效利用現(xiàn)場的有限空間，盡可能地減少傳動裝置的占地面積，可靠保證舞臺平穩(wěn)升降。液壓升降舞臺具有升降平穩(wěn)、噪音低、易于實(shí)現(xiàn)自動化控制、可實(shí)現(xiàn)升降臺的無級調(diào)速。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書61.2.2 液壓傳動的特點(diǎn)液壓傳動由于有許多特點(diǎn)，才使得它被廣泛地應(yīng)用于各行行業(yè)之中。液壓傳動相對于其它傳動有以下—些主要優(yōu)點(diǎn)： (1)在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力。也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里等于工作壓力；(2)按壓裝置容易做到對速度的無級凋節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行；(3)液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向；(4)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)．能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長；(5)按壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣動控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動、操作。(6)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化；和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用當(dāng)然， 壓傳動還存在以下一些明顯缺點(diǎn)：(1)液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮件，使這種傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比；(2)液壓傳動有較多的能量損失( 泄漏損失、摩擦損失等)，因此，傳動效率相對低；(3)液壓傳動對油溫的變化比較敏感不宜在較高或較低的溫度下工作：(4)液壓傳動在出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。1.2.3 液壓系統(tǒng)的組成液壓傳動裝置主要由以下五部分組成：1)能源裝置——把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。2)執(zhí)行裝置——把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。它可以是作直線運(yùn)動的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)。3)控制調(diào)節(jié)裝置——對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。4)輔助裝置——上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。5)工作介質(zhì)：液壓系統(tǒng)中用量最大的工作介質(zhì)是液壓油，通常指礦物油河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書82 液壓升降舞臺結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)2.1 升降舞臺簡介舞臺升降臺是劇場演出過程中使用的一種重要設(shè)備，它主要用于載人或載景升降，要求運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低、安全可靠。其臺面尺寸一般為 16m×2m,升降行程一般為 7.5～3.5m，升降速度為 0.2m/s,承載能力應(yīng)能滿足劇場要求：靜載荷400kg/㎡，動載荷 200kg/㎡。目前，國內(nèi)外普遍采用的是滑動螺母絲杠升降臺。普通滑動螺母絲杠副的特點(diǎn)是可以按需要設(shè)計(jì)成自鎖，這對載人升降臺是一很好的優(yōu)點(diǎn)，或者說是必須。但它在設(shè)計(jì)成自鎖下機(jī)械效率很低，理論上可達(dá)到 40%，實(shí)際證明，由于加工精度、表面粗糙度、潤滑條件、安裝條件的限制，真正能達(dá)到的機(jī)械效率只有 20%～30%。而舞臺升降臺的載重較重，一般為 10 t 左右，加上升降速度較快，最高達(dá)0.2m/s，這樣勢必要求所選電動機(jī)的功率較大，一般為 20 KW 以上，同時(shí)，由于舞臺升降臺一般要求變頻調(diào)速，這樣所選用的變頻器的容量也就較大。功率（容量）增大，成本上升，尤其是變頻器，隨容量的增大，成本急劇上升。為此，我們將金屬切削機(jī)床上采用的滾柱螺母絲杠副用于舞臺升降臺的升降傳動中。滾珠螺母絲杠副具有較高的傳動效率，但它不能自鎖，這對載人升降臺不安全；而滾柱螺母絲杠副的傳動效率高于普通滑動螺母絲杠副，且它能自鎖，常用于垂直移動的傳動，如平面磨床的磨頭。滾柱螺母絲杠副要求絲杠直徑較粗，否則，絲杠螺紋與滾柱的環(huán)槽有可能發(fā)生干涉。這一要求在舞臺升降臺上是完全能滿足的，因?yàn)橛缮敌谐趟鶝Q定的絲杠長度較長，一般為 5～7 m ，根據(jù)剛度要求，絲杠直徑本身就要求較粗。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書92.2 升降舞臺投影圖圖 2－1 升降舞臺平面圖河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書102.3 液壓升降舞臺的方案的確定2.3.1 升降舞臺液壓系統(tǒng)升降舞臺液壓系統(tǒng)是為劇場配套而設(shè)計(jì)制造的。其升降功能由 4 根液壓缸頂升叉架完成，4 根液壓缸的同步由帶補(bǔ)正裝置的同步回路完成。升降臺是液壓系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，升降臺液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術(shù)，但此套大型系統(tǒng)與常規(guī)的小型升降臺系統(tǒng)相比有其特殊性，不能簡單套用，必須解決好以下問題：（1）保證動作平穩(wěn)，舞臺上載重量變化很大，且液壓缸在升降過程中隨叉架角度變化較大，因此液壓缸負(fù)載變化較大，液壓系統(tǒng)必須要能克服負(fù)載變化對速度產(chǎn)生的影響，確保機(jī)構(gòu)無沖擊地平穩(wěn)運(yùn)行；（2）根據(jù)舞臺承受的動靜載荷、速度要求，經(jīng)過計(jì)算，得出上升過程中液壓缸無桿腔工作壓力約為 1～3 MPa，單根液壓缸理論流量為 32.7～39.5L/min； （3）下降過程主要靠自重，但必須加以控制，尤其是如此大型的設(shè)備，一旦失控極其危險(xiǎn)。2.3.2 常用升降機(jī)構(gòu)比較(1)液壓升降臺采用液壓技術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。(2)垂直絲杠升降臺采用絲杠傳動方式，實(shí)現(xiàn)雙層臺面的升降。根據(jù)需要可多塊組成升降臺群，能在行程范圍內(nèi)組成不同的臺階，滿足會議和演出的需要，是在舞臺上搭設(shè)亭、臺、樓、閣的理想道具。(3)水平絲杠升降臺該結(jié)構(gòu)的升降臺具有土建量小、所需基坑淺、行程大，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低定位河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11準(zhǔn)確、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。采用水平絲杠傳動，通過剪叉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)臺面的升降運(yùn)動，在行程范圍內(nèi)可任意停止。(4)鏈條式升降臺有良好的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)無傾斜。(5)齒輪齒條式升降臺傳動精確，造價(jià)高。(6)螺旋器升降臺具有普通升降臺的全部功能，主要特點(diǎn)是設(shè)備占用基坑小，行程大。設(shè)備高度僅 200 一 500 mm 行程可達(dá) 14 m。當(dāng)舞臺建在 2 層以上的建筑物時(shí)因空間受到限制時(shí)尤為適合。2.3.3 升降臺機(jī)構(gòu)形式如圖 1 所示，采用剪叉結(jié)構(gòu)達(dá)到放大行程的效果，而且要求基坑較淺，從而可節(jié)約投資。液壓缸左右對稱布置，工作時(shí)總體水平方向所受合力為零;使得臺面水平方向不發(fā)生運(yùn)動，只是垂直方向的往復(fù)運(yùn)動。上下方向設(shè)置有高低位行程開關(guān)，可保證升降高度。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書122.3.4 臺面結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，該臺面采用析架機(jī)構(gòu)可滿足整體剛度的要求，保證人踩上去不會產(chǎn)生晃動和腳底不實(shí)的感覺。當(dāng)臺面比較窄時(shí)，可并列設(shè)置 2 組彬架；當(dāng)臺面比較寬的時(shí)候，要采用多個(gè)并列；一般情況下間距為 400 一 500 mm?；谝陨戏治?，本設(shè)計(jì)主要是對舞臺升降技術(shù)中的 1 種形式的液壓升降臺進(jìn)行設(shè)計(jì)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書133 單層升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（左側(cè)）3.1 單層升降舞臺水平運(yùn)動部分設(shè)計(jì)3.1.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求總體要求：（1）要求單層升降臺的伸出與縮回采用“快進(jìn)—慢速接近—快退”的動作循環(huán)。（2）嚴(yán)格保證多缸的動作同步。（3）在單層和三層的下降回路中應(yīng)保持平衡，使下降平穩(wěn)。（4）各動作順序有相應(yīng)的互鎖關(guān)系，以保證根據(jù)升降舞臺的動作順序確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為：快速前進(jìn)—工作進(jìn)給—快速退回—原位停止。根據(jù)具體工作要求計(jì)算得出，快速進(jìn)退時(shí)的速度約為4500mm/min(0.075m/s)。工作時(shí)的進(jìn)給速度應(yīng)為20～120mm/min（0.0003～0.02m/s）范圍內(nèi)作無極調(diào)速運(yùn)動部件的行程為4000mm，其中工作行程為 3050mm。運(yùn)動部件的自身重力為 0.6t，啟動換向時(shí)間為Δ=0.05s，采用水平放置的平行導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)=0.2，動摩擦系數(shù) 為 =0.1。sfdf3.1.2 分析液壓系統(tǒng)的工況計(jì)算液壓缸在工作行程各階段的負(fù)載啟動加速階段：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書14（ + )/F?fdm?)(sGVgt??60.75(0.258)20.9??N 3.7工進(jìn)階段：N 0.158= .92fdmmGF????653.快進(jìn)或快退階段：653.3N. 0.fdmm?將液壓缸在各階段的速度與負(fù)載值列于表一中表 3－2 液壓缸在各階段的速度與負(fù)載階 段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N啟 動 加 速 0.075 2306.67工 進(jìn) 0.0003~0.002 6553.3快 進(jìn) 快 退 0.075 6553.33.2 單層升降舞臺垂直部分的設(shè)計(jì)3.2.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進(jìn)－工退－原位停止。根據(jù)具體加工要求就計(jì)算得出：工作進(jìn)給時(shí)的速度應(yīng)在 20～120mm/min(0.0003~0.002m/s)范圍內(nèi)作無極調(diào)速，運(yùn)動部件的最大行程為 3m，其中工作行程為 2m。運(yùn)動部件的自身重為 0.6t，啟動換向時(shí)間為?t=0.05?t=0.05。系統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15數(shù)=0.2，動摩擦系數(shù)為 =0.1。sfdf3.2.2 分析液壓系統(tǒng)的工況工進(jìn)階段：F= = =6553.3Nwm?580.9工退階段：F= =6553.3Nwm表 3-3 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負(fù)載階段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N工進(jìn) 0.0003～0.002 6553.3工退 0.0003～0.002 6553.33.3 確定液壓缸的主要參數(shù)1.初選液壓缸的工作壓力根據(jù)計(jì)算得出各階段負(fù)載值的最大值，曲液壓缸的工作壓力為 0.3MPa。2.確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)最大負(fù)載啟動加速階段負(fù)載： N，求得2306.7F?m 42306.79814FD????根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計(jì)算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 mm。10D?為實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與快退速度相同，采用差動連接。則 ，所以.7d河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16mm0.71d??查得 ，符合活塞桿標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，由 mm, mm。算m10D?7d出液壓缸無桿腔有效工作面積為 cm2，有桿腔有效工作面積為1A78.5?2A40.1?2c工作進(jìn)給采用調(diào)速閥調(diào)速，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量 ，工進(jìn)速minQ0.5iL?度則minV20i?+ +Pmax1gFAJ?2cP??1河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書26= +0.004× 150.98610= Pa=24.35MPa243?6單向順序閥調(diào)節(jié)壓力為：P> -2GA2P??= -4000=0.75× Pa=0.75MPa150.986103.6.2 系統(tǒng)發(fā)熱及溫升計(jì)算1）發(fā)熱量估算 從整個(gè)工作循環(huán)看，功率變化較大，計(jì)算平均發(fā)熱量。從速度循環(huán)圖可近似計(jì)算各階段的時(shí)間：快速下降 ≈ =7.85s；1t?sv8023?慢速折彎啟動時(shí)初壓 = =1.25s 2t51終壓 = = =0.83s3?2sv?快速退回 ＝ =3.77s4t305?循環(huán)周期 T= + + +1?23t4?=7.85+1.25+0.83+3.77 =13.7s從功率循環(huán)圖可求出各階段液壓缸的輸出功率。但 應(yīng)扣除液 壓缸的機(jī)械效率因素的影響，因功率循環(huán)圖是液 壓缸的輸入功率的變化規(guī)律。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書27快速下降 ≈01oP慢速，初壓≈ = =0.3kW2og(0.6+)J2?(0.6+).912?終壓 該段較復(fù)雜，可從速度，負(fù)載循環(huán)圖來求均值：=Fv3o=（1000000+5×10000)×（0.012＋0）×2×2=3150w=3.15kw快速退回 ≈0.87 =0.87×0.91=0.79kW4oPg?J從壓力，流量循環(huán)圖求各階段液壓泵輸入流量?？焖傧陆担?=1.1×62=68.2L/min=1137cm2/s1bQk?1= + =0+0.142=0.14MPap??(近似用快退工況壓力損失數(shù)據(jù)）= = =187W1EPb?1370.485?慢速折彎，初壓= =1.1×32.5=35.75L/min=596cm2/s2bQk= =0.61+0.04=0.65MPa1(1.0)??= = =456W2EPb?5960.85?終壓=3bQ(2)k?河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書28= =17.88L/min=298cm2/s1.(32.50)??=bP41P??=12.76+0.03=12.8MPa= =4488W3E298.05bQ???快速退回：=4b1p??=0.83+0.142=0.97MPa =3k=1.1×62.9=62.19L/min=1153cm2/s= =1316W4EP1530.978bQ???系統(tǒng)的發(fā)熱量為：H=[( - ) +( - ) +( - )1ot?2EoPt?3Eot?+( - ) ]/T4E=[(0.187-0)×7.85+(0.456-0.3)×1.25+(4.488-3.15)×0.83+(1.316-0.79)×3.77] /13.7=0.347kW2）系統(tǒng)熱平衡溫度計(jì)算 設(shè)油箱邊長比為 1：1：1～1：2：3 范圍，油箱散熱面積為A=0.065V=0.065×378=3.4m2假定自然通風(fēng)不好，取油箱散熱系數(shù)為=0.008Kw/m2tC室內(nèi)環(huán)境溫度為 30 攝氏度，系統(tǒng)熱平衡溫度為河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書29= + =30+ =432t1tACH0.347 8.01?滿足 ≤[t]=50,油箱容量合適。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書304 升降舞臺三層液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進(jìn)－工退－原位停止。根據(jù)具體加工要求就計(jì)算得出：工作進(jìn)給時(shí)的速度應(yīng)在 20～120mm/min(0.0003~0.002m/s)范圍內(nèi)作無極調(diào)速，運(yùn)動部件的最大行程為 3m，其中工作行程為 2m。運(yùn)動部件的自重為 0.6t，啟動換向時(shí)間為 =0.05 =0.05。系 統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù)t?t=0.2，動摩擦系數(shù) 為 =0.1。sfdf4.2 分析液壓系統(tǒng)的工況工進(jìn)階段：F= = =6553.3NwmF?580.9工退階段：F= =6553.3Nwm表 4-1 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負(fù)載階段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N工進(jìn) 0.0003～0.002 6553.3工退 0.0003～0.002 6553.34.3 確定液壓缸的主要參數(shù)1.初選液壓缸的工作壓力根據(jù)計(jì)算得出各階段負(fù)載值的最大值，并參照同類升降舞臺取液壓缸工作壓力河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書31為 0.7MPa。2.確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)最大負(fù)載為工進(jìn)階段負(fù)載 F=6553.3N，求得D= = =0.11m=110mm4Fp6653.2140.7???根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計(jì)算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 D=110mm。為規(guī)定工進(jìn)與工退速度相同采用差動連接，則 d=0.7D，所以d=0.7×110=77mm根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計(jì)算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。取 d=80mm。由 D=110mm d=80mm 算出液壓缸無桿腔有效工作面積為＝ = =50.24cm21A?2r240工作進(jìn)給采用調(diào)速閥調(diào)速，查產(chǎn)品樣本調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量=0.05L/min 工進(jìn)速度 =20mm/min ，則minQminV= =25cm2 + + =3.75+0.5× +0.5+0.5yP11??e 2(0.5)8=4.75MPa3）快退進(jìn)油路壓力總損失為：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書37=0.2× +0.5× =0.082MPa1vP??2()632(7.1)80回油路總壓力損失為：=0.2× +0.5×2v2(5.)2(5.)+0.2×2(7163=0.592MPa則快退階段，液壓泵的工作壓力 Pp 為= + =(1.5+0.082)=1.582MPapP11v??2 溫升驗(yàn)算以工進(jìn)時(shí)的消耗功率計(jì)算溫升。工進(jìn)時(shí)，液壓缸的有效功率為 ：= =0.0278kW2eFV?31480.5610?發(fā)熱功率為：=0.556-0.0278=0.529kWPe??油箱散熱面積 A=6.5V=2.85m2 溫升： = =22.8TKA?0.591.58?式中，取散熱系數(shù) 。溫升在允許的范圍內(nèi)，可不設(shè)冷卻裝置。w(m)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書38升降舞臺總體液壓系統(tǒng)原理圖河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書395 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)節(jié)，它的好壞從根本上影響整個(gè)液壓系統(tǒng)。因此本次設(shè)計(jì)中對有些回路考慮了多個(gè)方案并進(jìn)行了分析比較。5.1 液壓回路的選擇5.1.1 確定供油方式根據(jù)前幾節(jié)的工況分析，在本設(shè)計(jì)中選用限壓式變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，蓄能器在系統(tǒng)中作為應(yīng)急能源，限壓式變量葉片泵可根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載變化自動調(diào)節(jié)輸出流量具有降低能源消耗、限制油液溫升的特點(diǎn)，還具有自吸能力好、輸出壓力脈動小、對污染敏感度小、噪聲低，但粘度對效率的影響較大結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功率損失大、價(jià)格較貴。5.1.2 確定調(diào)速方法調(diào)速方法有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和聯(lián)合調(diào)速。在本設(shè)計(jì)中選用選用限壓式變量葉片泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路由變量泵供油，用流量閥改變進(jìn)入液壓缸的流量，以實(shí)現(xiàn)工作速度的調(diào)節(jié)，這時(shí)泵的供油量自動與液壓缸所需的流量相所適應(yīng)。這種回路的特點(diǎn)是效率高、發(fā)熱?。ū裙?jié)流調(diào)速）速度穩(wěn)定性（比容積調(diào)速回路）好。常用于調(diào)速范圍大的中、小功率場合。5.1.3 速度換接回路的選擇速度換接回路的形式常用行程閥或電磁閥來實(shí)現(xiàn)。行程閥具有換接平穩(wěn)、工作河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書40可靠、換接位置精度高，電磁閥具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、調(diào)整方便。在本設(shè)計(jì)中的快進(jìn)回路與慢速接近回路的換接是采用了由行程開關(guān)控制的電磁換向閥，具有換接位置精度高、換接靈活的優(yōu)點(diǎn)。5.1.4 換向回路的選擇根據(jù)執(zhí)行元件對換向性能的要求選擇換向閥機(jī)能和控制方式。在本設(shè)計(jì)中多采用電磁換向閥實(shí)現(xiàn)回路的換向，它具有操作方便、便于布置、低速換向的特點(diǎn)，在泵的卸荷回路中采用了手動換向閥。5.1.5 壓力控制回路的選擇本設(shè)計(jì)中采用了容積節(jié)流調(diào)速，常用溢流閥組成限壓、安全、保護(hù)回路。5.1.6 其他回路的分析與選擇根據(jù)升降舞臺的要求，本設(shè)計(jì)中選用了多缸同步回路、順序動作回路、平衡回路、瑣緊回路和卸荷回路等。在選擇中對同步回路和順序動作回路做了詳細(xì)的分析。（1）多缸同步回路：同步回路是保持兩個(gè)或兩個(gè)以上的液壓缸在運(yùn)動中保持相同的位移或相同的速度，常用的有：（a）帶補(bǔ)償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路；（b）調(diào)速閥控制的同步回路， ；（c）機(jī)械連接同步回路， 。（a）帶補(bǔ)償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路在這個(gè)回路中液壓缸 1 的有桿腔面積與液壓缸 2 的無桿腔面積相等便可以實(shí)現(xiàn)兩液壓缸的升降同步。為了保證嚴(yán)格同步，采用取補(bǔ)償措施以避免誤差的累積，在每一次下行運(yùn)動中能消除同步誤差。其原理為：當(dāng)換向閥 1 左位工作時(shí)，兩缸下行，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書41若缸 2 的活塞先運(yùn)動到底，它就觸動行程開關(guān) a 使電磁鐵 3YA 通電，壓力油經(jīng)閥 2的左位向缸一的有桿腔補(bǔ)油，推動活塞繼續(xù)運(yùn)動到底，誤差即被消除；若缸一先運(yùn)動到底則觸動行程開關(guān) b 使電磁鐵 4YA 通電，壓力油經(jīng)閥二的右位，控制壓力油使液控單向閥 3 打開，缸 2 無桿腔的油液經(jīng)液控單向閥 3 和閥 2 回油箱，使活塞繼續(xù)運(yùn)行到底。這種串聯(lián)式的同步回路只適用于負(fù)載較小的液壓系統(tǒng)，能保證嚴(yán)格同的步。(b) 調(diào)速閥控制的同步回路 在這個(gè)回路中，兩個(gè)調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩液壓缸活塞的運(yùn)動速度，仔細(xì)調(diào)整兩個(gè)調(diào)速閥的開口可使兩液壓缸在同一個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)速度同步。這種同步回路的結(jié)構(gòu)簡單并且速度可調(diào)，但是由于油溫變化及調(diào)速閥性能差異等影響，顯然這種回路不易保證位置同步，且調(diào)整麻煩，速度同步精度也比較低，一般在 5%～7%左右。(c) 機(jī)械連接同步回路 其特點(diǎn)是：回路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但只適用于兩缸載荷相差不大的場合，連接應(yīng)具有良好的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和剛性，否則，回出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。根據(jù)以上分析，在本設(shè)計(jì)中對同步精度要求較高，所以選用 a 方案。(2) 順序動作回路：常用的順序動作回路可分為壓力控制、行程控制和時(shí)間控制三類，其中前兩類應(yīng)用的較多。（a）壓力控制的順序動作回路：壓力控制就是利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力變化來使執(zhí)行件按順序先后動作，這是液壓獨(dú)具的控制特性。壓力控制的順序動作回路一般用順序閥或壓力繼電器來實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中采用的順序閥控制的順序動作回路，其優(yōu)點(diǎn)在于動作靈敏安裝連接方便。(b) 用行程控制的順序動作回路行程控制就是利用執(zhí)行元件運(yùn)動到一定位置時(shí)發(fā)出控制信號，使下一個(gè)執(zhí)行元河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書42件開始動作。行程控制可利用行程閥和行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。利用行程閥實(shí)現(xiàn)的順序動作回路可靠，但動作順序一旦確定再改變就困難，且管道長、布置麻煩。5.1.7 舞臺升降液壓系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)采用變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，液壓泵為限壓式變量葉片泵，最高工作壓力為 6.3 。溢流閥 4 作安全閥用，其調(diào)整壓力為 7 。手動換向aMPaMP閥 5 用于卸荷，過濾器 6 的過濾精度為 10 ，用于回油過濾，當(dāng)回油壓力超過m?0.3 時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)更換過濾器的濾芯。a5.1.8 液壓系統(tǒng)組成及工作原理舞臺升降：油泵電機(jī)啟動后，雙聯(lián)油泵 1 開始工作，但大流量泵和小流量泵均處于卸荷狀態(tài)。舞臺上升時(shí)，電磁鐵 YA6 得電，升降回路升壓，大流量泵輸出的液壓油分別通過換向閥 4~8 再經(jīng)四個(gè)液控單向閥 12~15 進(jìn)入四個(gè)液壓缸無桿腔，產(chǎn)生推力，克服舞臺重量和導(dǎo)軌副摩擦推動舞臺上升。因液壓缸尺寸較大，舞臺上升速度較慢（設(shè)計(jì)上升速度為 0.02m/s），為減少液壓元件的數(shù)量，保障系統(tǒng)的可靠性，不設(shè)置調(diào)速元件而采取由油泵和液壓缸尺寸予以直接保證的設(shè)計(jì)方案；當(dāng)舞臺停止上升或到達(dá)最大行程時(shí)，電磁鐵 YA6 失電，換向閥 25 處于左位，主回路卸壓。由于液控單向閥 12~15 鎖死，舞臺停止在鎖死位置；舞臺下降時(shí)，電磁鐵YA5、 YA6 得電，系統(tǒng)控制回路升壓，高壓油進(jìn)入液控單向閥 12~15 的先導(dǎo)控制閥，將液控單向閥打開，同時(shí) YA1～YA4 得電，換向閥 4～7 接油箱，舞臺依靠自重下降。下降速度可由調(diào)速閥 12~15 調(diào)定。同步控制：本系統(tǒng)四條同步支路所選用的元件型號相同、各支路輸入流量相同，可以較好的保證四個(gè)伸縮式油缸的同步上升、同步下降。平衡控制：為使四個(gè)液壓缸產(chǎn)生相同的推力，系統(tǒng)中采用四個(gè)單向閥 16~19 將河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書43四條支路隔離開，然后用一個(gè)溢流閥 20 進(jìn)行壓力控制，保證各支路設(shè)定壓力相同。舞臺伸縮：考慮到施工現(xiàn)場場地有限，為節(jié)約空間，提高效率，本設(shè)計(jì)中采用了雙聯(lián)式油泵。大流量泵用于驅(qū)動舞臺升降，小流量泵用于驅(qū)動液壓馬達(dá)帶動舞臺伸縮。兩種運(yùn)動可以獨(dú)立控制，互不干涉。油泵啟動時(shí)，通過換向閥 27 卸壓；需要控制舞臺外伸時(shí)，電磁鐵 YA9、YA7 得電，換向閥 24 處于左位。高壓油經(jīng)閥 24進(jìn)入液壓馬達(dá)驅(qū)動其伸縮，通過馬達(dá)輸出軸齒輪與齒圈傳遞舞臺以驅(qū)動力矩。若YA9、YA7 得電，則馬達(dá)驅(qū)動舞臺反轉(zhuǎn)。單向閥 22、23 和溢流閥 26 組成液壓馬達(dá)過載保護(hù)回路。5.2 液壓元件的選擇5.2.1 液壓泵的選擇根據(jù)前三節(jié)對液壓系統(tǒng)的工況分析來確定泵的最高工作壓力和最大供油量：（1）液壓泵的最高工作壓力：＋ =（3.6＋0.6）=4.2pP?max?AaMp（2）液壓泵的最大供油量： 取 K=1.1 則： =1.1 =1.1×39.1=43pqm/inL查《液壓元件產(chǎn)品樣本》手冊，選用 YBX-40B 型限壓式變量葉片泵，其技術(shù)參數(shù)為：驅(qū)動功率：P=9.8 KW6.3anMP?58/innLq?1450/inr?（3）確定電動機(jī)功率：限壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率可按流量特性曲線拐點(diǎn)處的流量、壓力值計(jì)算。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書44一般情況下可取 ： =0.8 ， 。PmaxpVPNq?則： ax0.8p??式中： ——液壓泵的總效率，查表取 =0.7p p?——液壓泵的最大工作壓力（ ）maxPaP——液壓泵的額定流量（ ）VNq3/sm所以： =4.7 （KW）60.84210.97????查手冊選擇 Y 系列三相異步電動機(jī)， Y132M—4 型，額定功率 =7.5 KWnP同步轉(zhuǎn)速 。150/innr5.2.2 液壓閥的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖計(jì)算液壓閥在不同工況時(shí)的工作壓力和最大實(shí)際流量，將計(jì)算值填入表 5—1、5—2、5—3 中，最后確定液壓閥規(guī)格。表 5—1 液壓元件明細(xì)表（單層舞臺的伸縮回路）規(guī) 格 實(shí)際流量/ L·1min?nPqpA序號名 稱型 號 aMp/iLa快進(jìn) 慢速接近快退1限壓式變量葉片泵 YBX-40B 6.3 91.4 16.50.2～0.316河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書452 單向閥 AF2-Fa10B 6.3 100< 0.216.50.2～3.2163單向節(jié)流閥 MK10G12 6.3 504 溢流閥 YF3-10L 4 635手動換向閥 22S-H10B 31.5 1006 過濾器RS60×100A10CF1 < 0.27手動換向閥 22S-H10B 31.5 1008三位四通電磁換向閥34DF3O16B-A 6.3 80< 0.216.50.2～3.2169三位四通電磁換向閥34DF3M16B-A 6.3 25< 0.216.50.2～3.21610單向調(diào)速閥 QA-F10D-U 6.3 40< 0.216.50.2～3.21611兩位三通電磁換向閥23DF3-6B2A 6.3 25< 0.216.50.2～3.21612三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.213液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.214 壓力繼 ST-02-B-20 0.7～河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書46電器 7表 5—2 液壓元件明細(xì)表（單層舞臺的升降回路）規(guī) 格實(shí)際流量/ L· 1min?nPqpA序號名 稱 型 號 aMp/iLa上 升 下 降15三位四通電磁換向閥34DF3M10B-A 6.3 40< 0.2< 25 < 18.816單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時(shí)< 0.3< 25 < 18.817三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.218液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.219 調(diào)速閥 Q-8H 6.3 25～2.5< 0.3< 25 < 18.820三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.221液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.222三位四通電磁換向 34DF3O6B-A 6.3 25< 0.2河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書47閥23液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.224壓力繼電器 ST-02-B-200.7～7表 5—3 液壓元件明細(xì)表（三層舞臺的升降回路）規(guī) 格實(shí)際流量/ L· 1min?nPqpA序號 名 稱型 號 aMp/iLa上 升 下 降25三位四通電磁換向閥34DF3O16B-A6.3 100< 0.2< 80 < 7026單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時(shí)< 0.3< 39 < 3127、31、33、57、42、40、三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A6.3 25< 0.228、32、34、38、43、41液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.230、44 調(diào)速閥 Q-H20 6.3 100～10 < 0.3< 39 < 3135、47、48、45壓力繼電器ST-02-B-200.7～7河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4836單向順序閥 AXF3-10B0.5～6.363進(jìn)油時(shí)< 0.2< 39 < 3139單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時(shí)< 0.2< 39 < 315.2.3 蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。（1）在本設(shè)計(jì)中蓄能器用來作應(yīng)急能源，其有效工作容積為：=VA63178501.720.16LKm????式中： ——液壓缸有效工作面積（㎡） 627850A??——液壓缸的行程（ ） =1.17L——油液損失系數(shù)，一般取 =1.2K（2）氣囊式蓄能器總?cè)莘e的 （ ）的計(jì)算：0V3m按等溫過程計(jì)算：012.164.()07()LPV???A式中： ——充氣壓力（絕對壓力） （ ）aP——最低工作壓力，11M?——最高工作壓力，2P2.06a——有效工作容積Vv河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書49查產(chǎn)品樣本手冊，選用 NXQ1-63/10 型，公稱容積 63 L，公稱壓力 。10aPM?5.2.4 其它輔助元件的確定（1）油管：取 4/Vms?38012.6qvd???式中： ——管道中最大流量，查手冊，根據(jù) GB/T3683-1992，采用 1 型公稱直徑為 的一層鋼絲編織2?的液壓橡膠軟管。（2）過濾器：吸油過濾器：查產(chǎn)品樣本手冊采用 —100×80 型，額定壓力為：WU1.6 ，aMP流量：100L/min，過濾精度 80 。m?回油過濾器：查產(chǎn)品樣本手冊采用 RS60×100A10CF，額定壓力為：1.0 ，aMP報(bào)警壓力 0.25 ，過濾精度 10 。aPm（3）油箱容積的確定：V=（5～7） =（5～7）×58 L=（290×406）Lpq式中： ——泵的額定排量。5.3 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)的情況下進(jìn)行的，當(dāng)回路形式、液壓系統(tǒng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書50及聯(lián)接管路等完全確定后針對實(shí)際情況對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。5.3.1 判斷流動狀態(tài)在單層舞臺伸縮回路中，油管長度為 2 公稱直徑為 的一層鋼絲編織的m2?液壓橡膠軟管，選用 L-HM46 液壓油，按 時(shí)計(jì)算。40oC36421092e evdRR??????臨流動狀態(tài)為層流。5.3.2 壓力損失沿程壓力損失 ： 4128qlPd????A局部壓力損失 ： 10.p?根據(jù)分析 較小，不作詳細(xì)計(jì)算。?與5.3.3 局部壓力損失（油液流經(jīng)閥的損失）按 計(jì)算或直接查產(chǎn)品得到。 22nqp????????A5.4 壓力閥的調(diào)整壓力及各壓力繼電器的調(diào)定值：1、 在單層舞臺升降中順序閥 16 起背壓作用，其設(shè)定值為 1 aMP2、 順序閥 29 和 39 起背壓作用，設(shè)定值為：3 a3、 順序閥 36 控制三層舞臺的順序動作，設(shè)定值為：1河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書514、 溢流閥 4 作安全閥用，調(diào)整壓力為：7 aMP5、 各壓力繼電器的調(diào)定值為：壓力繼電器 14：3.6 aP24：1 M45，35：2.5 a47，48：1.5 P6：0.3 a河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書526 升降舞臺液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試、使用與維護(hù)6.1 液壓系統(tǒng)的安裝安裝的基本要求：1)方便安裝及檢查，便于維修或替換。2）抑制環(huán)境噪聲。 （要對液壓泵和液壓馬達(dá)采取隔振措施，在阻振器上以及所有運(yùn)動/振動部件和剛性零件上使用軟管，都可抑制噪聲。3)遵循油管 、軟管和接頭的手冊說明。4）焊接的或熱彎的油管必須徹底清洗。用線刷或用油澤沖洗。6.1.1 系統(tǒng)安裝前注意事項(xiàng)1）便于馬達(dá)或電動機(jī)執(zhí)行工作。2）安裝場所應(yīng)該在灰塵小，通風(fēng)條件好，受其他機(jī)器工作影響小的地方。3）過濾器 蓄能器等需經(jīng)常維護(hù) 檢修的元件，要安裝在易于維修的位置。4）對系統(tǒng)外部的各個(gè)零部件 油箱 油管和過濾器等安置于最佳散熱位置。6.1.2 系統(tǒng)安裝時(shí)注意事項(xiàng)1.清潔度1) 軟管 油管 接頭在安裝前總不太干凈，因而在安裝前要清洗。最好用浸有煤油的皺紋紙或無絲紙清洗，然后用壓縮空氣吹干凈。此過程應(yīng)重復(fù)用這種紙、布擦干凈，直到擦出完全干凈的紙、布來。如果油管時(shí)熱彎的或焊接的，那么它們應(yīng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書53用鹽酸浸洗，再用冷水和熱水沖洗和晾干。若油管并不馬上安裝，那么它們應(yīng)用干凈的液壓油浸之，并用紙、布包住，否則它們將會生銹。在沒有安裝部件之前，不要把包在液壓泵、馬達(dá)、閥門等部件上的紙去掉。車間、廠房、工具和工作服都必須盡量干凈，不準(zhǔn)有灰塵。遠(yuǎn)離火源，禁止吸煙。2） 盡量避免油變質(zhì)，即：過濾器必須清潔，尤其是活塞桿，軸和軸的油封。用于裝油的工具也要清潔，裝到系統(tǒng)中的油液必須用過濾器進(jìn)行過濾。大油箱里的油通常不太干凈，根據(jù)裝油的情況，常常會含些水。因而在儲存時(shí)應(yīng)將油箱放倒，若放置在室外時(shí)，則最好傾斜放著，這樣水不會在蓋口處停留。2.配管配管時(shí)需要注意管道的熱脹冷縮、管接頭處的漏油與空氣吸入。管道支架的間隔適當(dāng)，取為 2m。橡膠軟管要保持合理的彎曲半徑，不允許與其他機(jī)械及管道接觸，否則會在短時(shí)間內(nèi)損壞。管子與軟管損壞的要及時(shí)更換。選擇管子 軟管 螺紋接頭或法蘭時(shí)，要保證壓力額定值（即壁厚 材質(zhì)）滿足使用要求。硬管要用無縫鋼管。鋼管與金屬接頭在安裝前必須絕對清潔、不得以有污垢、銹皮、焊渣和切屑等。可以用鋼絲刷、洗管器清理或者酸洗。酸洗前的管子要進(jìn)行脫脂處理，酸洗之后要進(jìn)行徹底漂洗。切削之后的管子內(nèi)棱應(yīng)鉸錐孔以免消弱連接。裝配之后管子不得再行電焊或氣焊，因?yàn)闊o法清理。軟管應(yīng)該多彎幾次以便釋放任何滯留的臟東西。彎管前管材要退火，以防止彎管時(shí)起皺或變扁。要準(zhǔn)確彎管，使管子不經(jīng)彈性變形即可到位。法蘭必須在安裝面上配合平整，并用長度合適的螺釘緊固。螺紋接頭安裝之前應(yīng)檢查螺紋上有無金屬毛刺。如果導(dǎo)管要放置一段時(shí)間，應(yīng)該堵住管口以防止異物進(jìn)入。但不得用破布或其河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書54它東西堵住管口，因?yàn)檫@只會帶來污染問題，應(yīng)該用尺寸合適的封帽。3.加油油桶要臥式存放，并盡可能在室內(nèi)或棚內(nèi)存放。打開油桶前，應(yīng)徹底清理桶頂及桶口，防止泥土和其他外界污染物進(jìn)入油液。只準(zhǔn)用清潔的容器、軟管等從油桶向油箱輸送油液。推薦使用帶有過濾器的輸油泵。有時(shí)在新液壓油中也發(fā)現(xiàn)污染物，因此應(yīng)通過便攜式過濾機(jī)給工作著的液壓系統(tǒng)充油。當(dāng)便攜式過濾機(jī)的軟管接入油箱時(shí)，要把接頭擦拭干凈，以防止泥土或其他雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。4.沖洗 沖洗之前應(yīng)取下精密的系統(tǒng)元件或空心件。從被沖洗的主管路上拆下系統(tǒng)濾芯。沖洗流量應(yīng)為系統(tǒng)預(yù)期流量的 2～2.5 倍。如果可能的話，使用熱沖洗液。每次只沖洗一個(gè)支路，從最靠近沖洗泵的回路開始，依次向下游推進(jìn)。這可能要在系統(tǒng)中增設(shè)截止閥，以實(shí)現(xiàn)這種方案。不能用系統(tǒng)泵作為沖洗泵。在沖洗系統(tǒng)中應(yīng)使用容量與所用流量匹配的沖洗過濾器。過濾精度應(yīng)盡可能髙，不得低于推薦的系統(tǒng)過濾精度。沖洗油箱以避免污染物滯留在系統(tǒng)油箱中。建立油液取取樣計(jì)劃以檢查污染度，從而確定何時(shí)結(jié)束沖洗過程。沖洗之后，采取一切措施防止在重裝工件元件時(shí)滯入污染物。用盡可能大的流速進(jìn)行沖洗，以便清除管接頭處的污染物，清洗壓力一般為1～3MPa。清洗結(jié)束后要清除管道和油箱壁上附著的清洗液。6.1.3 系統(tǒng)的安裝方法1.安裝油管1）吸油管不應(yīng)漏氣，各接頭處要緊牢并密封好。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書552）吸油管道上一般應(yīng)設(shè)置過濾器。3）回油管應(yīng)插入油箱的液面下，防止飛濺泡沫和混入空氣。4）電磁換向閥內(nèi)的泄漏油液，應(yīng)單獨(dú)設(shè)回油管，這樣可以防止泄漏回油時(shí)產(chǎn)生背壓，避免阻礙閥芯的運(yùn)動。5）溢流閥回油口不許與液壓泵的入口相接。6）全路管路應(yīng)進(jìn)行兩次安裝，第一次試裝，第二次正式安裝。試裝后，拆下油管，用 20℅的硫酸或鹽酸溶液進(jìn)行清洗，再用 10%的蘇打水中和，最后用溫水清洗，待干燥后涂油進(jìn)行二次安裝。注意安裝時(shí)不得有沙子和氧化皮等。2.安裝液壓元件1）液壓元件安裝前，要用煤油清洗，自制的重要元件應(yīng)進(jìn)行密封和耐壓試驗(yàn)，液壓壓力可取工作壓力的 2 倍，或取最高使用 壓力的 1.5 倍。試驗(yàn)時(shí)要分級進(jìn)行，不要一下子就升到試驗(yàn)壓力，每升一 級檢查一次。2）方向控制閥應(yīng)保證軸線呈水平位置安裝。3）板式元件安裝時(shí)，要檢查進(jìn) 出口的密封圈是否合乎要求，安裝前密封圈應(yīng)突出裝平面，保證安裝后有一定的 壓縮量，以防泄漏。4）板式元件安裝時(shí)，固定螺釘 的預(yù)緊力要均勻，使元件的安裝平面與元件底板平面能很好的接觸。3.安裝液壓泵1）液壓泵的傳動軸與電動機(jī)驅(qū)動同軸度誤差應(yīng)小于 Φ0.1mm，一般采用撓性連軸器連接。2）液壓泵的旋轉(zhuǎn)方向和進(jìn)出油口應(yīng)按要求安裝。3）液壓泵的吸油高度要小于 0.5m。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書566.1.4 系統(tǒng)典型部件的安裝1.油箱的安裝油箱的安裝位置可能影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能，必須認(rèn)真對待，下面是油箱安裝的有關(guān)原則。1）不要將油箱安裝在地坑內(nèi)。地坑的通風(fēng)條件差，工作產(chǎn)生的熱量若不能很好散發(fā)，就會引起系統(tǒng)故障，而且安放在地坑內(nèi)還使維護(hù)困難。2）不要將油箱緊靠墻放置，因?yàn)檫@樣會使空氣循環(huán)受阻。要使油箱保持容易接近，不允許周圍亂放其它物品。3）不要忘記避開熱源，如熱處理設(shè)備和熱軋機(jī)，因液壓系統(tǒng)本身就發(fā)熱嚴(yán)重不要再添加額外熱源。4）盡量使油箱靠近應(yīng)用它的設(shè)備，可以減少執(zhí)行元件相應(yīng)需要的時(shí)間。5）不要將安裝在底層的油箱去操作一臺安裝上層的機(jī)器，因?yàn)檫@樣安裝，在泵停止工作后，油泵中大量的油會倒流，使油溢出油箱。這種安裝形式，即使裝了單向閥也會有麻煩。要保持油箱液面在控制范圍內(nèi)。如果可以避免的話，不要將油箱暴露在低溫環(huán)境中。6）如果必須安裝在寒冷的地方，請安裝溫度控制加熱器。2.蓄能器的安裝1）蓄能器應(yīng)就近安裝對其服務(wù)的缸 馬達(dá) 泵等元件附件，但不能妨礙巡回操作，還要便于檢查 維修，要遠(yuǎn)離熱源。2）裝在管路上的蓄能器承受著油壓壓力的作用，因此，必須有牢固的安裝裝置，防止蓄能器從固定位置脫開，引起事故，但不能用焊接的方法來固定。3）用于吸收液壓沖擊，壓力脈動和降低噪聲的蓄能器，應(yīng)盡可能靠近振源處。4）使用液壓泵的系統(tǒng)與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防止液壓泵停車時(shí)，蓄河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書57能器的壓力油倒流而使液壓泵反轉(zhuǎn)。5）蓄能器與系統(tǒng)管路之間應(yīng)安裝截止閥，以供充氣 檢查 維修使用。3.液壓泵的安裝液壓缸的工程機(jī)械中的安裝應(yīng)考慮到它是直接拖動負(fù)載的裝置，即考慮到它與負(fù)載小、性質(zhì)和方向有關(guān)，在安裝時(shí)必須注意如下問題：連接的機(jī)座必須有足夠的剛度。如果機(jī)座不牢固，在加壓時(shí)，缸筒將呈弓形向上翹起，致使活塞桿彎曲或折損。6.2 液壓系統(tǒng)的調(diào)試6.2.1 調(diào)試的目的1）從設(shè)計(jì) 制造和使用的角度驗(yàn)證所定的方案，所設(shè)計(jì)和選擇的液壓元件是否合理，是否符合主機(jī)所要求的工作性能。2）確定液壓傳動裝置以及元件的改進(jìn)方向。3）判斷在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)所采用的計(jì)算方法及原理是否合理，以便改進(jìn)。6.2.2 調(diào)試的步驟1）開箱驗(yàn)收，清點(diǎn)到貨內(nèi)容是否與裝相單相符，部件 附件 隨機(jī)工具和文件是否齊全，目測檢查有無運(yùn)輸中的損壞或污染。2）把主機(jī)和分總成安裝定位，并進(jìn)行必要的找正和固定。3）連接機(jī)器中的液壓執(zhí)行器。沖洗較長的管子和軟管。4）檢查電源電壓，然后連接動力線和控制線。根據(jù)需要連接 冷卻水源。檢查泵的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書585）用規(guī)定的油液灌注油箱。用油正確，尤其油液粘度適當(dāng)，乃是系統(tǒng)無故障工作的關(guān)鍵所在。要特別注意粘度。加油不要超過最高液面標(biāo)準(zhǔn)。6）根據(jù)需要給泵殼體注油。打開吸油管截止閥。7）先把壓力控制閥 流量控制閥和變量泵的壓力調(diào)節(jié)器調(diào)整到低設(shè)定值。方向控制閥置于中立位置。8）蓄能器應(yīng)充氣到充氣壓力。按絕對壓力計(jì)算時(shí)，用于能量存儲的蓄能器的充氣壓力應(yīng)為系統(tǒng)最低工作壓力的 0.8～0.9，但不要低于系統(tǒng)最高工作壓力的25%；用于吸收壓力沖擊和脈 動的蓄能器的充氣壓力應(yīng)為蓄能器回路額定壓力的0.5～0.8。9）電動驅(qū)動電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)怠速， 檢查旋轉(zhuǎn)方向。10）在可能的最高點(diǎn)給液壓系統(tǒng)放氣。旋 轉(zhuǎn)放氣塞或管接頭 。操作 換向閥并使執(zhí)行器伸出縮回若干次。慢慢加大 負(fù)載，提高 壓力閥的設(shè)定值 。當(dāng)油箱中不再有泡沫執(zhí)行器不再爬行 系統(tǒng)不再有異常噪聲時(shí)，即充氣良好，旋轉(zhuǎn)放氣閥。11）在管路內(nèi)充滿油液而所有執(zhí)行器都外伸的條件下， 補(bǔ)油至油箱最低液面 標(biāo)志。12）進(jìn)行機(jī)器跑合。逐漸提高設(shè) 定值。使機(jī)器 滿載運(yùn)行幾小 時(shí)，監(jiān)測穩(wěn)態(tài)工作溫度。13）重新擰緊螺栓和接頭以防泄漏。14）清理或更新濾芯。6.2.3 調(diào)試的主要內(nèi)容1.外觀檢查外觀檢查的目的是對影響系統(tǒng)正常可靠的外觀因素設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量的一般性初步檢查，以求及早發(fā)現(xiàn)并予以 糾正。主要內(nèi)容有：1）液壓缸 泵 閥等液壓元件的連接及主機(jī)相應(yīng)部件的安裝是否正確可靠。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書592）系統(tǒng)中各液壓元件 管道和接頭的位置是否便于安裝 調(diào)試 檢查和修理。