液压式双柱汽车举升机设计

1、液压式双柱汽车举升机设计摘要 汽车举升机是用以支撑汽车底盘或车身的某一部分，使汽车升降的设备。它在汽车维修保养中发挥至关重要的作用，无论是整车大修还是小修保养，都离不开它。液压式汽车举升机作为汽车举升机家族中的一员，它有着其他举升机无法比拟的优势，如它的结构工作范围广，可维修高顶棚车辆，工作空间空旷等，本文较全面的介绍了举升机的分类，在确定了所要设计的方案之后，即针对了举升机的结构及特点要求进行了设计与说明。同时对举升机设计过程中所涉及到的工艺问题进行补充说明，然后对汽车举升机立柱，横梁的截面特性，并对主立柱，横梁的强度和托臂的强度进行了校核验算。设计并对液压缸活塞杆强度以及受压杆的稳定性也进

2、行了验算，以及对链条和钢丝绳等的选择计算，以保证设计的举升机满足使用要求。本课题所设计的是液压式双柱汽车举升机。关键字：液压式 汽车举升机 液压驱动 稳定性 截面特性stream-actuated bibcock type automobile lift.abstract automobile lift is an equipment that is intended to bearing one region of automobile chassis or unit construction ,and leading automobile rise and fall .it entire

3、car overhaul just the same turnaround service, both can not get away it to automobile life at automobile service curing suffer exert vital action ,so ever .as lift familial one key member ,bibcock type automobile lift has any other lift cannot analogical advantage :such as, it adopt large bibcock st

4、ructure ,scope of work expand, can repair high scaffold vehicle, operating space open, and so on. this text roundly introduce lifts sort, after ascertain want designed scheme, namely aim at lifts structure and require proceed design and explanation, at the same time, at the lift design process, it i

5、s need to proceed additional remarks be involved in usability problem. and then analyses bibcock type automobiles lifts main upright, section characteristic, and check strong rigidity with bracket. both that of design with hydraulic cylinder piston perch intensity also proceed proven with compressed

6、 bar, as well as select and count with chain and wire rope to be sure satisfy the lift operating requirement. this test is stream-actuated bibcock type automobile lift.key words: bibcock type, automobile lift , hydraulic drive , stability , section characteristic第一章 绪 论 双柱式汽车举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备，广

7、泛应用于轿车等小型车的维修和保养。目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较e繁多，有双柱式举升机、四柱式举升机、剪式举升机、组合移动汽车式举升机等。 本课题所设计的是液压驱动的双柱汽车举升机。它的特点是：性能可靠，低能耗，操作方便；无横梁，结构简单；非对称托臂可伸缩，保证了安全性；托脚的最低位置低，使得车辆的底盘可以比较低，对各种车辆的适应性扩大了；与螺杆式的举升机相比，使用寿命较长；价格低廉，拥有的市场份额较大。 经过调研了解到国内市场对于维修用举升机的需求量比较大，考虑到国内的特点，从实用角度出发，确定如下方案： 一、考虑到大多数维修是屋内作业，野外作业有，但是少，故采

8、用两立柱升举，尽量在满足升举条件的情况下，节省空间。 二、为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置。 三、由于升举的同时，两个同步液压缸的设计不可能完全一样，将导致升举的同时车会发生倾斜，故采用钢丝绳平稳系统，以消除该影响。 四、链传动可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。能在低速，重载和高温条件下及灰土大的情况下工作。能够保证准确的传动比，传递效率大，并且作用在轴上的力较小。传动效率高。 五、在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适用于整体或解体搬运尽量做到标准化，通用化，系列化。设计的目的和意义：随着中国经济的蓬勃发展，小客车将逐步进入中国的家庭市场。鉴于中国市场

9、的广阔性，及其中国基础设施的滞后性，给小客车的维修带来了不便，特别是轿车底部的维修，给维修师傅带来很多不便，浪费人力物力，还有占地面积，为了解决上述的所有问题，从而设计出了汽车液压举升机，为未来社会的发展带来方便。小客车维修用升举装置主要应用于家庭和出租车类。应用十分的广泛，主要用途是通过升举实现维修的方便和安全。1.1 举升机的现状 汽车举升机是用以支撑汽车底盘或车身的某一部位，是汽车升降的设备。汽车举升机作为使用方便、可靠、经济的汽车升移设备在汽车维修、保养和存放等行业被广泛高效的使用。随之汽车数量的日益增加。汽车的维修。保养和存放依赖于汽车举升机的程度也越来越大。目前。稍有规模的汽车维修

10、，保养和存放企业都配备有汽车举升机，是汽车举升机的数量增加的迅猛，并已成为汽车维修保养设备的重要组成部分。1.2 举升机的发展趋势尽管国内有不少举升机生产单位，其产品占有了国内一定的市场份额，但总体质量有待提高。经市场调研、分析，本设备预计有一定的国外市场需求，有较好的国内外应用前景，价格适中，适合在国内外推广应用。双柱式举升机是一种广泛用于轿车等小型车维修用的举升设备。随着轿车工业的发展和轿车等小型车的使用日趋普及，此种型式的举升机需求量也会日益增大。 2举升机的结构设计方案拟定2.1 举升机的分类 目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪

11、式、组合移动汽车式等。仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：普通双柱式、龙门双柱式、四立柱式、剪式、移动式和单立柱式等汽车举升机。按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条举升式等举升机。从举升机的驱动方式分，主要有：电机驱动式举升机和液压驱动式举升机。2.2 汽车举升机的主要结构与要求 举升机的结构形式主要有：（1）整体结构形式；（2）举升方式；（3）驱动方式；（4）平衡方式；（5）保险与保护方式；（6）托盘结构。 在我国的规定中讲到举升机的设备安装电器系统的绝缘、耐压和保护电路的连续性都要符合gb5226的有关规定。而在欧美地区同样

12、也有其相应的明文规定。 举升机的设计中液压系统的设计也是至关重要的。在欧洲地区液压缸、气缸、管路及接头受调压阀设定的最大压力的限制。他们至少应承受该压力的2倍（采用液压驱动时）或是该压力的3倍（采用气压驱动时）并且要没有永久变形。软管、气袋、膜盒的尺寸在设计时应使之承受至少3倍的调压阀设定的最大压力值的爆破压力。 我国对举升机的性能要求也比较繁多，例如： （1）举升机应设有限制行程限位装置，如有需要则该装置应动作灵敏、安全可靠。 （2）液压系统工作应平稳、无振动、无爬行现象。 （3）液压式举升机除液压系统能自锁外还应没有机械锁止装置。 （4）机械式举升机任意时刻都能安全自锁。 （5）举升机正常

13、运行时的噪音不得超过80db。 （6）举升机工作环境温度为040，全行程连续举升额定质量20次，油温不得高于60。 (7）在试验台上对液压系统施高150%的额定使用压力，维持2min，不允许有永久变形、漏油及其他异常现象。 （8）在无故障工作基础上，机械式举升机的使用继续进行到3000次，则液压举升机可以继续进行到9000次，以安全可靠为前提，检查零部件损坏程度，允许更换损坏件，允许添加润滑剂。2.3 双柱汽车举升机结构方案的确定 通过对汽车举升机的结构的认识和了解，确定了本次设计的举升机的总体方案。本次设计的是由液压驱动的qjy04-02b型双柱汽车举升机。它的结构主要包括以下几个部分：举升

14、装置、同步驱动装置、立柱和托臂。qjy04-02b型双柱汽车举升机的举升机构的传动系统是由液压系统来驱动和控制的，由两边两个立柱里安装的液压油缸来推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。用钢丝绳作为同步装置来保持整个举升机的同步性。托臂与立柱内的滑台相连，当滑台上下移动时就带动托臂一起移动。第三章 双柱汽车举升机的结构设计液压传动的柱式举升机是目前举升机的主要形式。它是利用安装于柱子内部的液压缸推动（或拉动）滑台部件实现升降功能的。它采用电动液压站驱动，结构合理、工作平稳、传动效率高、机械磨损少，是近年来生产的举升机的主要型式。本章主要介绍了双柱液压举升机

15、各个主要部件的结构设计。3.1 举升装置结构设计 本次设计的举升机的举升装置是由液压系统以及电箱组成的。通过电箱的开关启动电动机来控制液压单元，液压油进出液压缸，并通过链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举升动作，如下图所示： 上图图是本次设计的双柱汽车举升机的驱动装置及举升装置的示意图，从图中可以看到左右两边立柱内的两个举升装置是通过液压软管来连接的，它的一个不足的地方就是左右两个液压缸在开始举升时有一个时间差，这会导致因左右两边的举升速度不一样而举升不平衡。因此，我们在液压举升的基础上增加了钢丝绳的同步装置，用这样的同步装置来弥补液压缸带来的缺点。下图是双柱汽车举升机的举升装置的结构图：双

16、柱汽车举升机的举升装置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举升的目的。 3.2 立柱结构设计双柱汽车举升机的立柱有两个，分别是左、右两边各有一个立柱。整个汽车举升机的重量几乎都是由立柱来支撑的，因此它必须要有一定的强度和刚度。立柱中间的空间是用来放置举升装置以及滑台部件的。整个立柱部分的行位公差要求也是比较高，水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直线度和平行度，立柱内外表面还要有一定的粗糙度等。3.3 支撑结构设计 托臂部分是属于举升机的支撑机构。当汽车进入到举升机的范围里时，整个支撑机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工作范围的宽度。本次设计的支撑机构是非对称式的托

17、臂，这样设计增加了托臂的宽度，实质就等于增加了托臂的工作范围，而且左右两侧的托臂的臂长都是有一定的伸缩性的。如下图所示：对称式托臂的工作范围示意图1托臂原始工作位置，2托臂伸长后的工作位置其中，图中方格阴影部分就是托臂的工作范围。托臂未伸长前的工作范围按照轨迹1来运动；托臂伸长后的工作范围按照轨迹2来运动；而且，图中的轨迹1和2是托臂的两个极限位置，在1和2的范围内，托臂的长度是可以伸缩的。但是由于托臂属于支撑机构，它是要承受一定的重量的，所以本次设计采用非对称式的结构就更能保证托臂的强刚度了。 保险结构设计 汽车举升机是一种对安全性能要求特别高的举升设备。通常设有多种保险装置和保护措施：液压

18、回路的保压、机械锁止保险装置、机械自锁装置、举升过载保护、冲顶保护、防滑等等。机械自锁是指失去驱动力后，利用机械机构的重力（被驱动物体的阻力）来自动阻碍其运动的保护。本次设计中电磁铁安全锁机构的组成是：在两个滑台上均有安装安全卡位条，当汽车升起后，卡位条与电磁铁连接的支撑板构成机械自锁机构，由于两个立柱上均装有电磁铁安全锁，如图3.5所示，并且这两个安全锁所装的位置不在同一直线上而是互相错开在对角线上，起到双保险的作用。图3.5电磁铁安全锁1电磁铁，2保险孔板，3保险孔支撑座作为保险装置的电磁铁安全锁是由好几个零件组成的。其中主要的几个零件包括：保险孔板、保险孔支撑座和电磁铁。当电磁铁得电将保

19、险孔支撑座吸住时，它和锁紧板之间没有接触，此时的举升机处于保险打开状态，整个滑台可以自由地上下移动。当电磁铁失电时，保险孔支撑座处于图示状态，此时的保险孔支撑座将与滑台上的锁紧板互相顶住，使滑台固定在一个位置而不能上下移动，起到保险的作用。第四章 双柱举升机液压系统设计设计步骤（1） 明确设计方案;（2） 确定液压执行元件的形式；（3） 进行工况分析，确定系统的主要参数；（4） 制定基本方案，拟定液压系统的原理图；（5） 选择液压元件；（6） 液压系统的性能验算；（7） 绘制工作图，编制技术文件。设计要求液压系统的设计在双柱液压式汽车举升机的设计中主要是液压传动系统的设计，它与主机的设计是紧密

20、相关的，往往要同时进行，所设计的液压系统应符合主机的拖动、循环要求。还应满足组成结构简单，工作安全可靠，操作维护方便，经济性好等条件。举升机的升降采用液压传动，手动控制，举升机的升降运动由液压缸的伸缩运动经转化而为双臂的起降，其工作负载变化范围是0-3000kg，负载平稳，工作过程中无冲击载荷作用，运动的升降速度：0.05-0.1m/s；机械同步误差：2mm机械定位误差；1mm液压执行元件有两组液压缸实现同步运动，要求其工作平稳，结构合理，安全性优良，适用于小型汽车的举升，工作精度要求一般。5制定基本方案和绘制液压系统图基本方案调速方案的选择调速方案对液压系统的性能起决定作用，选择调速方案时，

21、应根据液压执行元件原件的负载性和调速范围及经济性等因素选择。常用的调速方案有三种：节流调速回路一般采用定量泵，用流量控制阀改变输入或者输出液压执行元件的流量来调节速度。节流调速一般分为进油节流、回油节流、旁路节流三种。进油节流启动冲击小，回油常用于有负载的场合，旁路节流多用于高速。节流调速一般采用开式循环形式，在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混入空气。节流调速回路具有以下特点：承载能力好、成本低、调速范围大、适用于小功率、轻载或中低压系统，但其速度刚度差、效率低、发热大。节流调速适合举升机的液压系统的调速方案，

22、所以选择节流调速、回路效率低、功率损失大。压力控制方案液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力和一定的压力范围内工作，也有的需要多级连续或无极连续调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。在有些液压系统中，有时需要流量不大的高压油，这时可考虑用增压回路得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段实践不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主轴源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。所以升降台的压力控制由定量泵供油，用溢流阀

23、调节所需压力，并保持恒定。顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行。工程机械的操作机构多位手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作。使用分流阀，既可以使两个液压缸的进油流量相等，也可以使两缸回油量相等，从而液压缸往返均为同步。为满足两个液压缸的流量需要，本回路即是。分流集流阀亦只能保证速度同步，同步精度一般为2-5%。按下上升启动两个液压缸同步上升，液压缸上升到上限位置碰到行程开关换向阀换中位，实现系统卸荷。选择液压动

24、力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵，它将机械能转变为液压能。由于机械作用，油泵在其进油口产生局部真空。油液在大气压力的作用下通过进油口进入油泵内部。油泵再推动油液进入液压系统。节流调速系统一般采用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。对在工作循环各阶段中系统所需流量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对于时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。液压的净化装置是液压源中不可缺少的。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他形式的过滤器。绘

25、制液压系统图液压系统的工作原理举升机的液压回路如图1所示，分为升降回路，补油回路和机械锁回路。机械锁回路由油缸1、2和两位三通阀3组成，油缸1控制左举升臂机械锁的开合，油缸2控制右举升臂机械锁的开合，当两位三通阀3位于图示右位工作时，两油缸下腔与油箱直接相通，腔内油压为0.油缸活塞在腔内弹簧和机械锁动齿条自重的作用下收回，机械锁闭合，举升机的举升臂被锁住，不能移动。此时，工人可以进行各种维修工作，当电磁铁ya1得电，两位三通阀3左位工作，压力油进入1,2的下腔，驱动活塞向上移动，机械锁打开，此时举升臂可以自由的上升或者下降。升降回路由左升降液压缸13、右升降液压缸14、三位四通换向阀6以及节流

26、阀8、单向阀9组成，其中，液压缸13、14分别驱动举升机的左右两个举升臂升降，两缸串联，缸13的上腔与缸14的下腔直接相连。再无泄漏的情况下，活塞上升时，左缸13上腔流出的液压油全部流入右缸14的下腔，而在下降时，缸14下腔流出的液压流出的液压油全部流入13的上腔。这样两缸活塞完全同步上升或者下降，举升机的两个举升臂也就始终处于相同的高度。液压缸13、14活塞的升降由三位四通换向阀6控制，当电磁ya2得电时，换向阀6处于左位，液压油经过单向阀9驱动油缸13和14的活塞同步下降，缸13下腔排出液压油经节流阀8流回油箱，举升臂将汽车放下，此处，单向阀9和节流阀8的作用是当举升臂推动汽车上升时，液压

27、油经单向阀9大量流入缸13的下腔，以较快的速度推动活塞上升；而当维修完毕，将汽车放下时，缸13的下腔流出的液压油需经过节流阀8流回油箱，形成节流阀出口调速回路，节流阀的节流及被压作用可以可以防止举升机在汽车重力和举升臂自重的作用下过快下降，避免发生事故。当ya2和ya3都不得电时，换向阀6处于中位，此时，油缸13和14的活塞位置被锁定，不能移动。相对应两举升臂也就停止不动。补油回路假如液压油无泄漏，而油缸的设计和制造精度有达到要求的话，以上回路足以保证两举升臂的同步上升和下降。但由于泄漏不可避免之间，两油缸之间的管路链接等处，都会产生一定的泄漏，压力越大，使用时间越长，泄漏就会越厉害，由于液压

28、油的泄漏，两活塞的移动必将产生误差。随着时间的推移，误差不断累积当累积达到一定程度，就会超过两举升臂允许的高度误差。为了使两举升臂能够长时间的同步运行，必须消除这种同步误差，由于误差主要是由液压油泄漏引起的，所以我们设计了补油回路。补油回路由两个二位三通阀10和11、液位单向阀12、溢流阀7及行程开关15和16组成。行程开关15和16安装在举升机两侧举升臂行程的最上端。当换向阀6的左位工作，油缸13和14的活塞在液压油的驱动下同时上升，假如梁活塞完全同步，同时到达最高点，两个行程开关同时接通，补油回路不工作，如液压缸13的活塞首先到达最高点，行程开关15被接通，但缸14却未到达顶点，开关16仍

29、处于断开状态，则电磁铁ya4得电，两位三通电磁阀10右位工作，液压油通过电磁阀10和液控单向阀12向液压缸14下腔补油，使缸14的活塞继续上行，直到到达最高点，行程开关16被接通，电磁铁ya2和ya4同时失电，三位四通阀6回到中位，二位三通阀10也返回左位，液控单向阀12闭合，补油结束。反之，如缸14活塞首先到达行程的最高点，而缸13活塞还没到达时，行程开关16导通但15处于断开状态，电磁阀ya5得电，其上位工作，压力油通过阀11通至液控单向阀12的控制口，将单向阀12打开。此时缸13活塞继续上行，其上腔多余的液压油通过液控单向阀12和换向阀10的左位以及溢流阀7排入油箱。当缸13活塞到达其行

30、程上端，行程开关15接通时，ya5和ya2同时失电，阀6回到中位，阀11恢复下位，液控单向阀12关闭，补油结束，此处溢流阀7的作用是产生一定的背压，避免液控单向阀12打开时因缸14下腔直接接通油箱而可能产生的右举升臂在重力作用下下降的情况。 液压系统的工作特点双油缸驱动，板式链承载符合，安全系数大，双保险及鞋子所结构，确保举升时安全。设有补油回路，直接避免了可能产生的升降臂在重力情况下下降的情况。经济效益好、结构简单、操作维护方便。 液压系统主要阐述的确定及工况分析举升机的工艺参数本举升机为全液压系统，相关工艺参数为：举升重量3000kg总高度2608mm举升高度1800mm托盘距地面最小高度

31、为110mm电机功率2.2kw全行程上升下降时间50-60秒电压380v/50hz 工况分析通过工况分析，可以看出液压元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据，液压系统的主要参数压力和流量，他们是设计液压系统选择液压元件的主要依据，压力取决于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。液压系统主要参数的计算8.1初步估算系统工作压力 液压缸的有效工作压力可以根据下表确定：表8-1液压缸牵引力与工作压力之间的关系牵引力f（能） 55-1010-2020-3030-5050工作压p（mpa)0.81.5-2 2.53 34 45 57表8-2各种机械常用的系

32、统工作压力机床类型 机床农业机械液压机小型工程机械大型挖掘机械磨床组合机床龙门机床拉床建筑工程起重运输机械液压凿岩机起重运输机 工作压mpao82 35 28 8101018 2032 由于该液压缸的推力即牵引力为iokn，根据上面两个表，可以初步确定液压缸的工作压力为：p=2mpa。8.2液压执行元件的主要参数8.2.1液压缸的作用力 液压缸的作用力及时液压缸的工作是的推力或拉力，该升降台工作时液压缸产生向上的推力，因此计算时只取液压油进入无杆腔时产生的推力： f= p 式中：p-液压缸的工作压力pa取p= (20-3)pa d-活塞内径 m，0.09m ，7。-液压缸的效率，0.95 代入

33、数据： f= f= 10. 3kn 即液压缸工作时产生的推力为10. 3kn。8.2.2缸筒内径的确定 该液压缸宜按照推力要求来计算缸筒内经，计算式如下： 要求活塞无杆腔的推力为f时，其内径为： 式中： d 活塞杆直径缸筒内经 m f-无杆腔推力，n代入数据： d= 83mm取圆整值为 d=90mm 液压缸的内径，活塞的的外径要取标注值是因为活塞和活塞杆还要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而这些零件已经标准化，有专门的生产厂家，故活塞和液压缸的内径也应该标准化，以便选用标准件。8.2.3活塞杆直径的确定 (1)活塞杆直径根据受力情况和液压缸的结构形式来确定 受拉时： d= (0.3 - 0.

34、5)d 受压时： p5mpa d=(0.3 - 0.5)d 5 p 7mpa d = (0.5 - 0.7)d p 7mpa d =0.7d该液压缸的工作压力为为：p=2mpa5mpa，取d=0.5d，d=45cm。 (2)活塞杆的强度计算 活塞杆在稳定情况下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行： 式中：f-活塞杆的推力，n d-活塞杆直径，m 一材料的许用应力，mpa 活塞杆用45号钢 ，= 340mpa，n=2.5 代入数据： 故活塞杆的强度满足要求。(3)稳定性校核该活塞杆不受偏心载荷，按照等截面法，将活塞杆和缸体视为一体，其细长比为： 时，在该设计及

35、安装形式中，液压缸两端采用铰接，其值分别为： n=1，m=85，l=1260mm 将上述值代入式中得： 故校核采用的式子为： 式中： n=1安装形式系数 e-活塞杆材料的弹性模量，钢材取e= j活塞杆截面的转动惯量， l-计算长度，1.06m，代入数据： 其稳定条件为式中：稳定安全系数，一般取=2-4 取=3 f-液压缸的最大推力， n代入数据： 故活塞杆的稳定性满足要求。8.2.4液压缸壁厚的确定液压缸壁厚又结构和工艺要求等确定，一般按照薄壁简计算，壁厚由下式确定： 式中：d-液压缸内径，m 缸体壁厚，cm 一液压缸最高工作压力，pa 一般取=（1.2-1.3）p 缸体材料的许用应力，钢材取

36、=l00-110mpa 代入数据： 考虑到液压缸的加工要求，将其壁厚适当加厚，取壁厚=3mm。8.2.5液压缸的流量 液压缸的流量余缸径和活塞的运动有关系，当液压缸的供油量q不变时，除去在形程开始和结束时有一加速和减速阶段外，活塞在行程的中间大多数时间保持恒定速度，液压缸的流量可以计算如下： 式中：a-活塞的有效工作面积 对于无杆腔 -活塞的容积效率 采用弹形密封圈时=1，采用活塞环时 =0.98 为液压缸的最大运动速度m/s 代入数据：即液压缸以其最大速度运动时，所需要的流量为5.16，以其最小运动速度运动时，所需要的流量为4.13。8.3速度和载荷计算8.3.1执行元件类型、数量和安装位置

37、类型选择：运动形式往复直线运动回转运动往复运动短行程长行程高速低速摆动液压马达执行元件的类型活塞缸柱塞缸液压马达和丝杠螺母机构高速液压马达低速液压马达 根据上表选择执行元件类型为活塞缸，再根据其运动要求进一步选择液压缸类型为双作用单活塞杆无缓冲式液压缸。数量：故其采用的液压缸数量为2个完全相同的液压缸，其运动完全是同步的，但其精度要求不是很高。安装位置：在举升机的一侧。8.3.2速度计算及速度变化规律 参考国内举升机产品的技术参数可知。最大起升高度为1800mm时，其平均起升时间为45s，就是从液压缸活塞开始运动到活塞行程末端所用时间大约为45s，设本举升机的最小升降时间为40s，最大升降时间

38、为50s。 由此便可以计算执行元件的速度v： 式中： v-执行元件的速度，m/s l-液压缸的行程，m t-时间，s 当 f =40s时： 当t=50s时 液压缸的速度在整个行程过程中都比较平稳，无明显变化，在起升的初始阶段到运行稳定阶段，其间有一段加速阶段，该加速阶段加速度表较小，因此速度变化不明显，形成终了时，有一个减速阶段，减速阶段加速度亦比较小，因此可以说举升机在整个工作过程中无明显的加减速阶段，其运动速度比较平稳。8.3.3执行元件的载荷计算及变化规律执行元件的载荷即为液压缸的总阻力，油缸要运动必须克服其阻力才能运行，因此在次计算油缸的总阻力即可，油缸的总阻力包括：阻碍工作运动的切削

39、力，运动部件之间的摩擦阻力，密封装置的摩擦阻力，起动制动或换向过程中的惯性力，回油腔因被压作用而产生的阻力，即液压缸的总阻力也就是它的最大牵引力： (1)切削力。根据其概念：阻碍工作运动的力，在本设计中即为额定负载的重力和支架以及上顶板的重力： 其计算式为： (2)摩擦力。各运动部件之间的相互摩擦力由于运动部件之间为无润滑的钢t冈之间的接触摩擦，取， 其具体计算式为： (3)密封装置的密封阻力。根据密封装置的不同，分别采用下式计算： o形密封圈： f-液压缸的推力 y形密封圈： f-摩擦系数，取f= 0.01 p-密封处的工作压力，pa d-密封处的直径，m -密封圈有效高度，m 密封摩擦力也

40、可以采用经验公式计算，一般取(4)运动部件的惯性力。 其计算式为： 式中：g-运动部件的总重力，n g-重力加速度， -启动或制动时的速度变量，m/s -起动制动所需要的时间，s 对于行走机械取本设计中取值为(5)背压力。背压力在此次计算中忽略，而将其计入液压系统的效率之中。 由上述说明可以计算出液压缸的总阻力为： 液压缸的总负载为40kn，该系统中共有两个液压缸个液压缸，故每个液压缸需要克服的阻力为20kn。该举升机的额定载荷为3000kg，其负载变化范围为0-3000kg，在工作过程中无冲击负载的作用，负载在工作过程中无变化，也就是该升降台受恒定负载的作用。 9液压元件的选择及计算液压元件

41、主要包括有：油泵，电机，各种控制阀，管路，过滤器等。有液压元件的不同连接组合构成了功能各异的液压回路，下面根据主机的要求进行液压元件的选择计算。9.1液压泵的选择 液压泵是液压系统中的能量转化装置，是将机械能转换为液压能的动力元件。为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液。液压泵的性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性9.1.1泵的额定流量泵的流量应满足执行元件最高速度要求，所以泵的输出流量应根据系统所需要的最大流量和泄漏量来确定： 式中： -泵的输出流量，l/min k-系统泄漏系数，一般取k= 1.1-1.3 一液压缸实际需要的最大流量，l/min n-执行元件个数 对于工作过程中始

42、终用节流阀调速的系统，在确定泵的流量时，应再加上溢流阀的最小溢流量，一般取3l/min9.1.2泵的最高工作压力 泵的工作压力应该根据液压缸的工作压力来确定，即 式中： -泵的工作压力，pa 执行元件的最高工作压力，pa -进油路和回油路总的压力损失。初算时，节流调速和比较简单的油路可以取0.2 - 0.5afpa，对于进油路有调速阀和管路比较复杂的系统可以取0.5 -1.5mpa。 代入数据： 考虑到液压系统的压力及油泵的使用寿命，通常在选择油泵时，其额定压力比工作压力大25%-60%，即泵的额定压力为3.125mpa-4.0mpa，取其额定压力为4mpa。9.1.3确定驱动液压泵的功率 当

43、液压泵的压力和流量比较衡定时，所需功率为： 式中：为液压泵的最大工作压力();为液压泵的流量()：为液压泵的总效率，各种形式液压泵的总效率可参考表9-1估取，液压泵规格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，变量泵取小值。 表9-1 液压泵的总效率液压泵的类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率 0.6-0.70.65-0.80.6-0.750.8-0.85 在工作循环中，泵的压力和流量有显著变化时，可分别计算出工作循环中各个阶段所需的驱动功率，然后求其平均值，即 式中：为一个工作循环中各阶段所需的时间(s)：为一个工作循环中各阶段所需的功率(kw)。按上述功率和泵的转速，可以从产品样本中选取标准电动

44、机，再进行验算，使电动机发出最大功率时，其超载量在允许范围内。电机的功率也可以根据技术手册找，根据机械设计手册第三版，第五卷，可以查得电机的驱动功率为4kw，本设计以技术手册的数据为标准，取电机的功率为4kw 根据上面所计算的最大压力pb和流量qb，查液压元件产品样本，选择与pb和qb相当的液压泵的规格型号。 上面所计算的最大压力pb是系统静态压力，系统工作过程中存在着过渡过程的动态压力，而动态压力往往比静态压力高得多，所以泵的额定压力pb应比系统最高压力大25%60%，使液压泵有一定的压力储备。若系统属于高压范围，压力储备取小值；若系统属于中低压范围，压力储备取大值。根据上述计算最终选取三螺

45、杆泵： 液压泵为三螺杆泵，其参数如下： 规格： 标定粘度： 10 转速： r/min 2900 压力： mpa 4 流量： lmin 26.6 功率： kw 4 吸入口直径： mm 25 排出口直径： mm 20 重量： kg 11 允许吸上真空离度： 5 制造厂： 上海机床厂 说明： 三螺杆泵的使用、安装、维护要求。 使用要求：一般用于液压传动系统中的三螺杆泵多采用20号液压油或40号液压油，其粘度范围为之间。安装要求：电机与泵的连接应用弹性连轴器，以保证两者之间的同轴度要求，（用千分表检查连轴器的一个端面，其跳动量不得大于0.03mm，径向跳动不得大于0.05nun），当每隔转动连轴器时，

46、将一个联轴节作径向移动时应感觉轻快。泵的进油管道不得过长，弯头不宜过多，进油口管道应接有过滤器，其滤孔一般可用40目到60目过滤网，过滤器不允许露出油面，当泵正常运转后，其油面离过滤器顶面至少有loomm,以免吸入空气，甭的吸油高度应小于500mm。 维护要求：为保护泵的安全，必须在泵的压油管道上装安全阀（溢流阀）和压力表。9.2选择电机根据上述计算过程，现在可以进行电机的选取，本液压系统为一般液压系统，通常选取三相异步电动机就能够满足要求，初步确定电机的功率和相关参数如下： 型号： 额定功率：4kw 满载时转速： 2890r/min 电流： 8.17a 效率： 85.5% 净重：45kg 额

47、定转矩：2.2nm 电机的安装形式为b5(v1)型，其参数为： 基座号：112m 极数：4 国际标准基座号：28f215 9.3连轴器的选用 连轴器的选择应根据负载情况，计算转矩，轴端直径和工作转速来选择。 计算转矩由下式求出： 式中： 一需用转矩，见各连轴器标准，nm n一工作转速，r/min k-工况系数， 取为1.5 代入数据： 据此可以选择连轴器的型号如下： 名称： 挠性连轴器(gb - 4323 - 84)弹性套柱销连轴器 许用转矩： 许用转速： 4700r/min 轴孔直径： 轴孔长度： y型： l= 42mm，d=95mm 重 量： 1.9kg9.4控制阀的选用 液压系统应尽可能

48、多的由标准液压控制元件组成，液压控制元件的主要选择依据是阀所在的油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量，下面根据该原则依次进行压力控制阀，流量控制阀和换向阀的选择。9.4.1压力控制阀 压力控制阀的选用原则 压力：压力控制阀的额定压力应大于液压系统可能出现的最高压力，以保证压力控制阀正常工作。 压力调节范围：系统调节压力应在法的压力调节范围之内。 流量：通过压力控制阀的实际流量应小于压力控制阀的额定流量。 结构类型：根据结构类性及工作原理，压力控制阀可以分为直动型和先导型两种，直动型压力控制阀结构简单，灵敏度高，但压力受流量的变化影响大，调压偏差大，不适用在高压大流量下工作。但在缓冲制动装

49、置中要求压力控制阀的灵敏度高，应采用直动型溢流阀，先导型压力控制阀的灵敏度和响应速度比宣动阀低一些，调压精度比直动阀高，广泛应用于高压，大流量和调压精度要求较高的场合。此外，还应考虑阀的安装及连接形式，尺寸重量，价格，使用寿命，维护方便性，货源情况等。根据上述选用原则，可以选择直动型压力阀，再根据发的调定压力及流量和相关参数，可以选择dbd式直动式溢流阀，相关参数如下： 型号：dbds6g10 最低调节压力：5mpa 流量： 40l/min 介质温度：-9.4.2流量控制阀流量控制阀的选用原则如下：压力：系统压力的变化必须在阀的额定压力之内。流量：通过流量控制阀的流量应小于该阀的额定流量。测量

50、范围：流量控制阀的流量调节范围应大于系统要求的流量范围，特别注意，在选择节流阀和调速阀时，所选阀的最小稳定流量应满足执行元件的最低稳定速度要求。该升降机液压系统中所使用的流量控制阀有分流阀和单节分流阀，单节分流阀的规格和型号如下： 型号： fdl-b10h 公称通径：lomm 公称流量： p,o口 40l/min a，b口 20l/min 连接方式：管式连接 重量：4kg 分流阀的型号为：fl-b10 其余参数与单节分流阀相同。9.4.3方向控制阀 方向控制阀的选用原则如下： 压力：液压系统的最大压力应低于阀的额定压力流量：流经方向控制阀最大流量一般不大于阀的流量。滑阀机能：滑阀机能之换向阀处

51、于中位时的通路形式。操纵方式：选择合适的操纵方式，如手动，电动，液动等，方向控制阀在该系统中主要是指电磁换向阀，通过换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断。所选择的换向阀型号及规格如下： 型号：4we5e50f 额定流量：15l/min 消耗功率：26kw 电源电压：50hz，110v，220v工作压力：abp腔 25mpa t腔：6mpa 重量：1.4kg9.5管路，过滤器选择计算 9.5.1管路 管路按其在液压系统中的作用可以分为：主管路：包括吸油管路，压油管路和回油管路，用来实现压力能的传递。泄油管路：将液压元件泄露的油液导入回油管或邮箱，控制管路：用来实现液压元件的控制或调节以及与检测仪表相连接的管路。本设计中只计算主管路中油管的尺寸。(1)吸油管尺寸 油管的内径取决于管路的种类及管内液体的流速，油管直径d由下式确定： 式中：d-油管直径，mm q-油管内液体的流量， -油管内的允许流速 ，m/s 对吸油管，取，本设计中取：=0.7m/s 代入数据： mm 取圆整值为： d =30