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1、液压升降台 i 西安广播电视大学西安广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业（本科）机械设计制造及其自动化专业（本科） 液压气动技术液压气动技术课程设计课程设计 题目液压动力升降台的系统设计 姓姓 名名 赵博军 学学 号号 1361101201950 指导教师指导教师 任重凯任重凯 办学单位办学单位 西安电大直属一分校西安电大直属一分校 日日 期期 2013 年年 11 月月 液压升降台 ii 机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书 编号：编号： 课程名称：课程名称： 液压气动技术课程设计 办学单位：办学单位： 设计题目设计题目液压动力升降台的系统设计

2、 学生姓名学生姓名赵博军 一、一、课程设计目的与要求：课程设计目的与要求： 课程设计目的课程设计目的：为了将所学的液压气动技术应用到实际生产过程中。本设计主要围绕插床的液压 动力滑台的液压系统设计，以加强对液压控制系统的深入了解。最终，用所学的液压气动技术来 解决实际问题。本课程的学习目的在于使我们综合运用液压与气压传动课程及其它先修课程 的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起 来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、 毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 课程设计要求课程设计要求：设计一台插床的液压

3、动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载 FL=25000N，机床工作部件总质量 m=2000kg，快进、快退速度均为 5m/min，工进速度在 50200mm/min 范围内可无级调节。滑台最大行程 6000mm，其中工进的行程是 2000mm，往复运动加减速时间0.2s，滑台采用平导轨，其静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数 fd=0.1，滑台要求完成“快进工进快退停止”的工作循环。 二、课程设计内容：二、课程设计内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 设计液压系

4、统原理图 1 张； (7)设计油箱工作图和液压缸工作图各 1 张 (8) 编制设计计算说明书 1 份 三、课程设计进度安排三、课程设计进度安排 2013-10-182013-10-28：选设计题目； 2013-10-282013-11-03：收集所选设计题目的资料； 2013-11-032013-11-15：绘制图纸； 2013-11-152013-11-28：编写课程设计正文； 2013-11-25： 提交课程设计。 指导教师签字指导教师签字 办学单位意见办学单位意见 教学班负责人签字、分校盖章教学班负责人签字、分校盖章_ 年年 月月 日日 液压升降台 iii 摘 要 本次设计任务是液压升降

5、台，它是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设 备。其起升高度800mm，举升重量3T，幅面尺寸26001400 mm.其动作主要是由两个双 作用液压缸推动“X”型架，带动上板移动来实现的。该液压升降台主要由两部分组成： 液压部分和机械部分。设计液压部分时，先确定了液压系统方案。选择液压基本控制 回路时，换向回路选择三位四通电磁换向阀；平衡回路选择用液控单向阀。确定各种 基本回路后，又确定了液压系统传动形式，拟定液压系统原理图，然后对液压元辅件 进行了设计、选择，并对其进行校核。经过计算后液压缸直径选定为70毫米，液压泵 选叶片泵。根据系统工作的最大功率选Y90S-4三相异步电动机。在确定泵

6、后，又对其 他的元辅件进行了合理的选择，最后确定阀块的设计及效率计算。机械部分主要由上 板架、下板架、内连杆和外连杆四部分组成。通过设计、选择机械部分材料与结构， 并对其进行受力分析与强度校核，结果证明机械部分结构设计可以满足要求，进一步 完成了本次设计题目。 关键词：液压；升降平台；上板架；下板架；内连杆；外连杆 液压升降台 iv 液压动力升降台的系统设计 液压升降台 v 目录目录 1 总 论 .1 2 确定液压系统方案 .3 2.1 确定液压基本回路.3 2.1.1 换向回路 .3 2.1.2 平衡回路的确定 .5 2.2 液压传动系统的形式确定.7 23 液压系统原理图.7 3 计算和选

7、择液压元件、辅件 .9 3.1 液压缸的计算.9 3.1.1 初选执行元件的工作压力.9 3.2 液压辅助元件的计算及选择.10 3.2.1 管道的设计 .10 3.2.2 管接头的类型 .10 3.3 油箱的设计.10 3.3.1 油箱的设计要点 .11 3.3.2 油箱容积计算 .11 3.4 其它元、辅件的选择.11 3.4.1.吸油滤油器.11 3.4.2 选择滤油器的基本要求 .12 3.4.3 溢流阀的选择 .12 3.4.4 压力表开关选择 .12 3.4.5 单向节流阀 .13 3.4.6 液控单向阀的选择.13 3.5 阀块的设计.13 3.6 效率的计算.14 3.6.1

8、计算沿程压力损失 .14 3.6.2 效率计算 .16 3.6.3 系统发热与温升计算 .16 4 机械部分的受力分析 .17 5 机械部分的强度校核 .20 5.1 内连杆强度校核.20 5.2 外连杆强度较核.20 5.3 连接两连杆的销轴的强度校核.22 液压升降台 vi 6 总 结 .24 参考文献 .25 液压升降台 1 1 总 论 液压传动是以液体作为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力传递的一种运 动方式。它先通过能量转换装置（液压泵） ，将原动机（电动机）的机械能转变为液体 的压力能，再通过密封管道，液压控制原件等，经另一能量转换装置（液压缸、液压 马达）将液体的压力能转换为

9、机械能，以驱动负载，实现执行机构所需要的直线或旋 转运动，与机械传动相比，液压传动具有许多优点，因此在机械工程中广泛应用。 液压传动操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000：1） ，它还 可以在运动过程中进行调速，调速方便。液压传动简化了机器结构，减少了零件的数 目。由于系统充满了油液，对各液压件有润滑和冷却的作用，使之不易磨损，又由于 容易实现过载保护，因而寿命长。液压装置工作比较平稳，由于重量轻、惯性小、反 应快，液压装置易于快速启动、制动和频繁的换向，既易实现机器的自动化，又易于 实现过载保护，液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。 但液压传动也有

10、缺点，其主要缺点为： （1）液体为工作介质，易泄漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求准确的场合。 （2）液压传动中有机械损失、压力损失、泄漏损失，故不宜作远距离传动。 （3）液压传动对油温和负载变化敏感，不宜在低、高温度下使用；对污染很敏感。 （4）液压传动需要有单独的能源（如液压泵站） ，液压能不能像电那样从远处传 送；液压元件精度高、造价高，所以需要组织专业生产。 （5）液压传动装置出现故障时不易查找原因，难以迅速排除。 总之，液压传动优点很多，而其缺点正随着生产技术的发展逐步加以克服，因此， 液压传动在现代工业中有着广阔的应用和发展前景。5wT) 液压传动在国民经济各部门应用广泛。常用于

11、机床工业、汽车工业、航空工业、 工程机械、农业机械、轻工机械、冶金机械、起重运输机械、矿山机械、建筑机械、 船舶港口机械、铸造机械等。 液压升降平台是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备，由于升降平稳、 安全可靠、操作简单，经济实用，被广泛应用于生产流水线和仓库、造纸、医药等行 业，物料上线、下线；工件装配时调节工件高度；高处给料机送料；大型设备装配时 部件举升；大型机床上料、下料；仓库装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速 装卸等。因此，对于液压升降平台的设计与研究具有重要意义。 ； 固定式液压升降平台主要用于生产流水线和仓库、造纸、医药等行业，可作为送 货电梯、输送货物、升降平稳、

12、安全可靠、经济实用，本机适用于人造板生产线中各 种板材加工设备进、出料端的等高推接合中间转运。也可应用于类似用途的其它板形 材料生产线中。 液压升降台 2 优势：采用液压传动升降机构，升降平稳、快捷、操作简便、易于维护保养、节 约能源。结构稳固、故障率低、运行可靠、安全高效、维护简单方便。 控制方式可选 无线遥控等多种方式。 我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世 界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。 液压元件由于制造精度高，因而造价相对于机械零件要求高，为了做到经济实惠， 在选择液压元件时，尽量以国内同类产品代替国外产品。比

13、如电磁换向阀，我选择了 沈阳液压件厂的产品，并且有直流电源和交流电源两种，我选择了交流电源。因为， 用交流电源，电磁换向阀如果卡位，电磁铁不至于被烧坏。但配置一套直流电源的价 格远比一个电磁铁的价格高，况且电磁阀被卡住的情况也是偶而的。权衡了一下还是 选择了交流电源。同理，在一些产品性能不相上下时，我尽量选用了国内液压件厂的 产品。可以省去运费和避免一些其它问题，这都降低了成本。 液压升降台 3 2 确定液压系统方案 液压系统方案的确定是液压系统设计的一个重要环节。目的是选择回路，并把各 回路组成系统，以便以后确定液压系统原理图。 理论课上，我们知道任何复杂的液压系统都是由一些简单的基本回路构

14、成的。液 压元件又组成了基本回路。所以根据液压系统的动作要求和性能特点选液压元件组成 液压系统。 这次毕业设计的液压升降平台要求为：1、起升最大高度为 800mm；2、 台面原始 高度为 623mm；3、起升最大重量为 3 吨。所设计系统必须能完成举升动作，并达到以 上要求，考虑系统效率以及经济上的一些问题。 2.1 确定液压基本回路 2.1.1 换向回路 换向回路一般都采用换向阀来换向。换向阀的控制方式和中位机能依据主机需要 及系统组成的合理性等因素来选择。换向回路采用二位四通、三位四通或五通换向阀 可使执行元件换向，用二位四通换向阀换向最为方便。但电磁阀动作快，换向有冲击。 另外，交流电磁

15、阀一般不宜作频繁的切换。 换向回路主要有以下几种： 1.换向阀换向回路 如图 2-1 采用换向阀的换向回路所示：该回路采用三位四通电磁换向阀，换向阀 在右位或左位时，液压缸活塞向左或向右运动，电液阀处于中位时，液压缸活塞停止 运动，液压泵可依靠阀中位机能实现卸荷功能。 2.双向泵换向回路 如图 2-2 采用双向泵的换向回路所示：当双向液压泵左侧油口排油时，液压缸活 塞右行；通过调节变量机构(使斜盘倾斜方向或偏心方向改变)，使双向液压泵右侧油 口排油时，液压缸活塞左行。图中阀 K 为安全阀，Y 为补油泵溢流阀，P 为背压阀 3.用差动缸的换向回路 如图 2-3 所示：用差动缸的换向回路是用二位三

16、通阀实现差动缸的换向。 液压升降台 4 图 2-1 采用换向阀的换向回路 图 2-2 采用双向泵的换向回路 液压升降台 5 图2-3 用差动缸的换向回路 我在设计中选择了第一种换向方式，因为换向阀互不相通的油口间的泄漏小，其 换向可靠，迅速且平稳无冲击。 2.1.2 平衡回路的确定 许多机床或机电设备的执行机构是沿垂直方向运动的，这些机床设备的液压系统 无论在工作或停止时，始终都会受到执行机构较大重力负载的作用，如果没有相应的 平衡措施将重力负载平衡掉，将会造成机床设备执行装置的自行下滑或操作时的动作 失控，其后果将十分危险，液压升降平台也是如此。平衡回路的功能在于使液压执行 元件的回油路上始

17、终保持一定的背压力，以平衡掉执行机构重力负载对液压执行元件 的作用力，使之不会因自重作用而自行下滑，实现液压系统对机床设备动作的平稳、 可靠控制。 平衡回路主要有以下几种： 采用单向顺序阀的平衡回路 如图 2-4(a)所示是采用单向顺序阀的平衡回路，调整顺序阀，使其开启压力与液 压缸下腔作用面积的乘积稍大于垂直运动部件的重力。当活塞下行时，由于回油路上 存在一定的背压来支承重力负载，只有在活塞的上部具有一定压力时活塞才会平稳下 落；当换向阀处于中位时，活塞停止运动，不再继续下行。此处的顺序阀又被称作平 液压升降台 6 衡阀。在这种平衡回路中，顺序阀调整压力调定后，若工作负载变小，则泵的压力需

18、要增加，将使系统的功率损失增大。由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在内泄漏，使 活塞很难长时间稳定停在任意位置，会造成重力负载装置下滑，故这种回路适用于工 作负载固定且液压缸活塞锁定定位要求不高的场合。 图 2-4 平衡回路 采用液控单向阀的平衡回路 如图 2-4（b）所示。由于液控单向阀 1 为锥面密封结构，其闭锁性能好，能够保 证活塞较长时间在停止位置处不动。在回油路上串联单向节流阀 2，用于保证活塞下行 运动的平稳性。假如回油路上没有串接节流阀 2，活塞下行时液控单向阀 1 被进油路上 的控制油打开，回油腔因没有背压，运动部件由于自重而加速下降，造成液压缸上腔 供油不足而压力降低，使液控单向

19、阀 1 因控制油路降压而关闭，加速下降的活塞突然 停止；阀 1 关闭后控制油路又重新建立起压力，阀 1 再次被打开，活塞再次加速下降， 这样不断重复，由于液控单向阀时开时闭，使活塞一路抖动向下运动，并产生强烈的 噪音、振动和冲击。 采用远控平衡阀的平衡回路 在工程机械液压系统中常采用图 2-4（c）所示的远控平衡阀的平衡回路。这种远 控平衡阀是一种特殊阀口结构的外控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到对活 塞长时间的锁闭定位作用，而且阀口开口大小能自动适应不同载荷对背压压力的要求， 保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化影响。这种远控平衡阀又称为限速锁。 由于液压升降台是要保证上升到最高位置

20、时能够较长时间的停留在最高位置处不 液压升降台 7 动，所以综合以上分析，平衡回路我选择采用液控单向阀的平衡回路。 2.2 液压传动系统的形式确定 液压传动系统可分为开式系统和闭式系统。开式液压系统马达或缸的油回油箱， 泵从油箱直接吸油；闭式液压系统马达或缸回的油不回油箱直接去泵的进油口。 闭式系统中油泵进油管直接与执行机构的排油管相连通，形成一个闭合回路。为 了补偿系统中泄漏损失，还需有一个辅助供油泵，其优点是 1）油箱所需容积小；2） 无论是高压管路还是低压管路都有一定压力。因此空气难进入，运转平稳；3）系统中 采用变量轴向柱塞泵，一般不需要换向阀来改变执行机构运行方向，减少了换向时的 冲

21、击。 综合以上传动系统的特点我选用开式系统。 23 液压系统原理图 液压系统原理图是表示液压系统的组成和工作原理的重要技术文件，拟定液压系 统原理图对系统的性能及设计方案的合理性、经济性具有决定性的影响。在以上基本 回路确定的基础上，将挑选出来的各个典型回路合并、整理，增加必要的元件或辅助 回路，加以综合，构成一个结构简单、工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维 护保养方便的液压系统，拟定液压系统工作原理图，如图 2-5 所示。 根据原理图可知：液压升降平台的工作原理为 液压升降台 8 1-油箱 2-滤油器 3-空气滤清器 4-电动机 5-联轴器 6-液压泵 7-溢流阀 8-压力表开关 9-

22、压力表 10-电磁换向阀 11-单向节流阀 12-液控单向阀 13-液压缸 图 2-5 液压系统原理图 液压升降台 9 3 3 计算和选择液压元件、辅件计算和选择液压元件、辅件 3.1 液压缸的计算 3.1.1 初选执行元件的工作压力 确定液压缸的主要结构参数： 液压缸一般来说是标准件，但有时也需要自行设计，液压缸需要确定的主要结构 尺寸是指液压缸的内径 D 和活塞杆的直径 d。液压缸的内径 D 和活塞杆直径 d 可根据 最大总负载和选取的工作压力来确定。取液压泵的机械效率 为 0.97 由资料1式（3.2）知活塞面积 A=F/p=3104/（0.974106）=7732mm2 D=99.2m

23、m 查资料3表 3.50，取液压缸的内径为 100mm。 杆径比 d/D，一般按下述原则取： 当活塞杆受拉时，一般选取 d/D=0.3-0.5.当活塞杆手压时，一般取 d/D=0.5-0.7。 所以本设计我取 d/D=0.7，即 d=0.7D=0.7100=70mm， 根据液压技术行业标准，由资料3表 3.51 取活塞杆直径为 70mm。 （2）泵组选择： 液压杠所需流量为 q=2Av=21/4(D2-d2)V =20.253.14(1002-702）10-40.260 =9.6L/min q=9.6L/min （3）电动机选择 电动机最大功率 P= pqt P=10641610-6960/6

24、0=1.024kw 根据资料6表 11.4-1 取电动机为 Y90S-4。 （4）联轴器的选择 本次设计选择联轴器将电动机和液压泵联接起来。 计算转矩 Tca=KAT,查资料16表 10.1 得：KA=2.2。 名义转矩 Y=9550=9550=11.54Nm n p 910 1.1 所以 Tca=KAT=2.211.54=25.39 Nm 查手册选 LM3 型梅花型弹性联轴器。 液压升降台 10 3.2 液压辅助元件的计算及选择 液压辅助元件有滤油器，蓄能器，管件，密封件，油箱和热交换器等。除油箱通 常需要自行设计外，其余皆为标准件。 3.2.1 管道的设计 根据叶片泵的额定流量 13.6L

25、/min,查资料6表 10.5-1（JB827-66） 。根据推荐管路通 过流量 25L/min 的管径为 8mm，管路通过 6.3L/min 的管径为 5.6mm，所以选取公称直 径 D=8mm 的钢管，钢管外径为 14mm.管接头连接螺纹 M14x1.5。与液压缸相连的管道 选择用橡胶管，弯曲成型方便。 3.2.2 管接头的类型 管接头按材料可分为金属管接头、软管接头和快速接头。通常选用金属管接头。 金属管接头又可分为扩口式管接头、卡套式管接头、焊接式管接头、球面焊式管接头。 各管接头的特点如下： 3.3 油箱的设计 油箱的基本功能是：储存工作介质；散发系统工作中产生的热量；分离油液中混

26、入的空气；沉淀污染物及杂质。 3.3.1 油箱的设计要点 （1）油箱必须有足够大的容积以满足散热、容纳停机时因重力作用而返回油箱的 油，操作时油面保持适当高度的要求； （2）油箱底部做成适当的斜度，并设放油塞，箱底应朝向清洗孔和放油塞倾斜 （通常为 1/251/20）,油箱底至少离开地面 150mm，以便放油和搬运。 （3）从构造上应考虑清洗换油方便，应设置人孔，便于清洗污物； （4）箱壁上需装油面指示器，油箱上并装上温度计； （5）油箱上应有带空气滤清器的通气孔，有时注油孔和通气孔可兼用； 3.3.2 油箱容积计算 按资料1式（4.5）可得 V=mqp,低压 m=2-4,中压 m=5-10，

27、高压 m=6-15,本设计取 m=3, V=3x13.6=40.8L 我所设计的油箱没有设冷却器，在这种情况下，油箱的长：宽：高为 1：1：1 到 1：2：3。油面达到油箱高度的 80%。油箱的长为 380mm,宽为 360mm,高为 300mm。 液压升降台 11 3.4 其它元、辅件的选择 3.4.1.吸油滤油器 液压系统的故障大多数是由于油液中杂质而造成的，油液中的杂质会使液压元件 运动副的结合面磨损，堵塞阀口，卡死阀芯，使系统工作可靠性大为降低，在系统中 安装滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。 3.4.2 选择滤油器的基本要求 （1）过滤精度满足要求； （2）通油能力满足设计系

28、统要求； （3）滤芯应有足够的强度，不至于因油液压力而破坏； （4）在一定温度下，有一定的耐久性； （5）能抵抗滤油的侵蚀； （6）容易清洗和更换滤芯； （7）价钱低廉。 由于液压系统中对油的要求很高，尤其是油的过滤过程。因此滤油器的选择非常 重要。所以叙述颇多。综合各种滤油器的特性，我选择了网式滤油器。泵的流量为 13.6L/min。由于经验公式告诉我滤油器过滤能力大于泵的流量的 2 倍，因此由资料12 表 11-512，我选的滤油器为 TLW-25。 3.4.3 溢流阀的选择 由于我设计的系统中有阀块，阀块上有溢流阀、换向阀、截止阀（压力表开关） ， 所以溢流阀选板式溢流阀，系统压力为 4

29、MPa，流量为 13.6L/mn。所以查资料12表 11- 183,选择了直动式溢流阀型号为 Y1-25B。 3.4.4 压力表开关选择 压力表开关相当于一个小型转阀式截止阀，它是用于切断和接通压力表与油路的 通道，通过开关的阻尼作用，减轻压力表在压力脉动下的振动，延长其使用寿命。由 于是板式连接，系统管道公称直径 8mm。所以查资料8表 19-7-223,我选择了型号为 KF-L8/12E 的压力表开关。 3.4.5 单向节流阀 由于阀块上没有安装单向节流阀，所以单向节流阀选管式，根据管路公称直径、 流量，由资料12表 11-221 我选择了型号为 L1-25B 的单向节流阀。 液压升降台

30、12 3.4.6 液控单向阀的选择 由资料12表 11-295,我选择液控单向阀为 IY-25B 型。各种元件、辅件的详细型号 如表 3-1 所示： 表 3-1 名称型号流量备注 吸油滤油器 TLW-25 25L/min 液位计 YW2-80T 溢流阀 Y1-25B25L/min 叶片泵 YB1-1613.6L/min 转速 960r/min 电动机 Y90S-41.1KW 压力表 Y-60 截止阀 KF-L8/12E25L/min 电磁换向阀 34D-25H25L/min 单向节流阀 L1-25B25L/min 液控单向阀 IY-25B25L/min 空气滤清器 EF1-2525L/min

31、查机械设计手册取 D=40mm 3.5 阀块的设计 我所设计的阀块箱上装有有电磁换向阀，直动式溢流阀，压力表开关。根据所选 的以上几种元、辅件的外形尺寸，初设计阀块为 100100100 的立方体。 阀块体如图 3-1： 液压升降台 13 图 3-1 阀块图 1)为压力油入口 2)回油口 3)侧压口 4）油液进系统口 5）油液出系统口 6）溢流阀 泄油口 7）溢流阀进油口 8）A 口 9）换向阀进油口 10）B 口 11）换向阀出油口 3.6 效率的计算 3.6.1 计算沿程压力损失 1.判断流动状态 由资料5式（2-33）可知:雷诺系数 Re=d/=4Q/3.14d可知，在油液黏度一定 的条

32、件下，Re 大小与 Q 成正比，与管道的内径成反比。 缸的所需流量为 9.6L/min，管子公称直径为 8mm，根据资料5 表 2-5，取液压油 的运动粘度为 32 厘斯，即 3.210-5m2/s,所以 Re=4Q/d=49.610-3/603.14810-33.210-5=796 由于累诺数 Re 小于临界雷诺数 2000，由此可推论出各工况下的进、回油路中油液 的状态为层流。 2.计算沿程压力损失 P=L/d 2 /2 液压升降台 14 =75/Re=75/796 V=4Q/3.14d2 上式代入沿程压力损失的计算公式得： P=150LQ/d4 （1）油箱到泵的进口沿程压力损失： PL1

33、=150LQ/d4 =1509003.210-50.213.610-3/3.14(810-3)460=1.5104Pa （2）泵出口到阀块沿程压力损失： PL2=150LQ/d4 =1509003.210-50.513.610-3/3.14(810-3)460=3.8104Pa （3）阀块到油箱沿程压力损失： PL3=150LQ/d4 =1509003.210-50.89.610-3/3.14(810-3)460=4.3104Pa （4）阀块到单向节流阀沿程压力损失： PL4=150LQ/d4 =1509003.210-50.19.610-3/3.14(810-3)460=0.5104Pa （

34、5）单向节流阀到阀块 2 沿程压力损失： PL5=150LQ/d4 =1509003.210-50.49.610-3/3.14(810-3)460=2.1104Pa （6）阀块到液压缸沿程压力损失： PL6=150LQ/d4 =1509003.210-50.69.610-3/3.14(810-3)460=0.3104Pa （7）液压缸到阀块沿程压力损失： PL7=PL6=0.3104Pa 总的沿程压力损失为： PL=0.128106Pa 3.计算局部压力损失 （1）油箱到泵有一个 90 度的弯头 V=Q/0.25d2=13.610-3/0.253.14600.0082=4.5m/s Pr1=g

35、H =0.29 液压升降台 15 Pr1=2600Pa （2）泵到阀块 4 个弯头 Pr2=4rH=4rv2/2g=10400Pa （3）阀快到油箱 3 个弯头 Pr3=3rH=7800Pa （4）阀块到液压缸 1 个弯头 Pr4=rH=2600Pa （5）液压缸到阀块 Pr5=rH=2600Pa 所以，总的管道局部压力损失为 Pr=23400Pa 4.管路总的压力损失为： P=0.128106+23400=1.514105pa=0.15MPa 3.6.2 效率计算 升降回路效率： 45 . 0 6 . 13103 . 6 6 . 9104 6 6 11 1 PP c QP QP 系统总效率：

36、 c2=pc1m p=0.8 m=0.97 c2=0.80.970.45=0.35=35% 3.6.3 系统发热与温升计算 升降台上升速度 0.02m/s,上升时间 t=0.8/0.02=40s，由手册8查温度 Q1=70 P1=KA(Q1-Q2)=162(0.30.36+0.360.38+0.30.38)(70-20)=574w Q=(Ph-P1)/KA Pin=P0Qp/=410613.610-3/0.860=1.133103w. Pef=0.025(310436010-32)=540w Ph=Pin-Pef=593w Q=250 所以，满足要求。 液压升降台 16 4 机械部分的受力分析

37、 估算各构件的自重： 上板 钢板： G1=sh=2.61.40.0037.8103=85kg 上板架： G2=SL=（2.5210.24 +0.5215.69+0.31426.93+1.214310.24+1.1276.93+1.21410.24+0.7 26.93+1.21412.74）10-47.8103=119.8kg F=(G1+G2)g=(85+119.8) 9.8=2007N 内连杆： G=SL=25.152.48210-4+1.1330.253.14(0.12-0.082)+ 0.253.14（0.12-0.062）0.0757.8103=175kg F=Gg=1759.8=17

38、15N 外连杆： G=SL=25.152.48210-4+1.2720.253.14(0.12-0.082)+ 0.253.14（0.12-0.062）0.0757.8103=156kg F=1569.8=1528.8N 取滑轮与槽钢摩檫系数 =0.2，外负载 3000Kg。 对上板进行受力分析如图 4-1： 图 4-1 Fy1+Fy2=(P+F)0.5 Fx1= -Fx2= -uFy2 Fy22300=0.5(F+P)1150 解得 Fy2=7851.75N Fy1=7851.75N Fx1=Fx2=1570N 液压升降台 17 对外连杆进行受力分析如图 4-2： 图 4-2 根据受力平衡得

39、： Fx1+Fx3=Fx4 Fy3=F+Fy1+Fy4 Fx4=uFy4 Fy3d2+Fx4d4=Fx3d3+Fd2+Fy4d1 其中：d1=2300,d2=1150,d3=270,d4=540,F=0.51528.8=764.4 解得： Fx3=155N Fy3=17241N Fx4=1725N Fy4=8625N 对内连杆进行受力分析如图 4-3：内连杆自重 1715N。 液压升降台 18 图 4-3 根据力矩平衡原理：对 0 点取矩，并设 X 为液压缸受力，力臂为 1100mm。 X1200=(17241+1715)1150+155270+5401570+23007851.75 解得 X

40、=30000N。 液压升降台 19 5 机械部分的强度校核 5.1 内连杆强度校核 图 5-1 由受力分析得：x=30000N Fx2=1570N Fy2=7851.75N Fx3=155N Fy3=17241N sin=540/2300，则 =13 因为 = 所以 =13 此内连杆材料为热轧 16 号槽钢，查标准 GB/T707-1988 得：高度 160mm，宽 65mm，Wx=117cm3, L=2218.7cm4,A=25.15cm2 该内连杆的危险截面为 I-I 截面。 轴力产生正应力为 =Fx3/A=155/25.1510-4=6.16104Pa 弯距 Mx 产生正应力为 =Mx/

41、Wx=172410.7/11710-6=103106Pa 由两种应力叠加后，可知，危险点在 I-I 截面上侧和下侧边缘，分别为最大压应 力和最大拉应力。 最大压应力 1=+=0.062+103=103.062Mpa 最大拉应力为 2=|-|=102.938Mpa 查资料得，Q235 型槽钢的弯曲静许用应力=135Mpa,1，2， 因此，内连杆各个截面均为安全截面。 5.2 外连杆强度较核 液压升降台 20 图 5-2 由受力分析得：Fx1=1570N Fy1=7851.75N Fy3=17241N Fx3=155N Fx4=1725N Fy4=8625N 外连杆材料为 16 号热轧普通槽钢：查

42、标准 GB/T707-1988 得： Wx=117cm3，Ix=934.5cm4，A=25.15cm2 此外连杆的危险截面为 I-I 截面。 轴力产生的拉应力为 =N/A=1570/25.1510-4=0.62Mpa 弯距 Mx 产生弯曲正应力为 =Mx/Wx=86251.15/11710-6=84.78Mpa 两种应力叠加后，I-I 截面上、下边缘点为危险点，分别产生最大拉应力和最大压 应力分别为： 1=+=85.4Mpa 2=|-|=84.16Mpa 许用应力=135Mpa 所以，外连杆各截面安全。 液压升降台 21 5.3 连接两连杆的销轴的强度校核 图 5-3 图 5-4 弯矩图 图 5-5 扭矩图 Q4=x=30000N T=30000.1+30000.1=6000Nm 综合分析，可知，截面 I-I 或 II-II 为危险截面。 Mg=Q4L=3104(1-0.7)/2=4500Nm 液压升降台 22 抗弯截面模量 w=0.1d3 32 3 d 抗扭截面模量 wt=0.2d3 16 3 d 按第三强度理论，由资料【9】 式（9-3）可得： = W TM t 2 2 = 3 2