毕业设计液压升降机设计.docx

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1、液压升降机设计专业作者姓名指导教师定稿日期：2017年11月25日XXX机械工程系毕业设计（论文）任务书学生姓名专业班级设计（论文）题目液压升降机设计接受任务日期完成任务日期指导教师指导教师单位设计(论文)内容目标通过本次论文设计培养学生对问题分析能力，提高学生对事故处理能力。从而达到对事故发生预见性分析处理事故于未发生。设计(论文)要求通过本次论文设计培养学生对问题分析能力，提高学生对事故处理能力。从而达到对事故发生预见性分析处理事故于未发生。论文指导记录5月1日接受任务；5月2日确定题目；5月3日查找相关资料；5月20日初稿完成；6月5日二稿完成；6月15日定稿参考资料1黄宏甲、黄谊、王积

2、伟主编液压与气压传动北京：机械工业出版社20012刘连山主编流体传动与控制北京:人民交通出版社19833张利平、邓钟明主编液压气动系统设计手册北京：机械工业出版注：此表发给学生后由指导教师填写，学生按此表要求开展毕业设计（论文）工作。4.1 油箱的容积444.2 缸筒464.3 活塞和活塞杆504.4 活塞杆导向套514.5 排气装置524.6 进出油口尺寸的确定524.7 密封结构的设计选择534.8 性能验算53总结55致谢56参考文献57流量：70Lmin接口尺寸：M272压力损失：0.2MPa型号：5C2B-F7016过滤精度：16m工作压力：0.520MPa生产厂:北京粉末冶金二厂3

3、9.3辅件的选择液压系统常用接触式温度计来显示油箱内工作介质的温度，接触式温度计有膨胀式和压力式。本系统中选用膨胀式，其相关参数如下：型号：WNG-Il测量范围：-30。-5OoC,O0C-5OoC,O0C-5OOoC名称：内表式工业玻璃温度计压力表安装于便于观察的地方。其选择如下：型号：Y-60测量范围：0-4Pa名称：一般弹簧管压力表生产厂：上海宜川仪表厂3.10液压元件的连接3.10.1 液压装置的总体布置液压装置的总体布置可以分为几种式和分散式两种。集中式布置是将液压系统的油源、控制及调节装置至于主机之外，构成独立的液压站，这种布置方式主要用于固定式液压设备。其优点是装配、维修方便，

4、从根本上消除了动力源的振动和油温对主机的影响。本液压系统采用集中式布置。3.10.2 液压元件的连接液压元件的连接可以分为管式连接、板式连接，集中式连接三种。这里介绍整体式连接中的整体式阀板。它是本液压系统中将要采用的连接方式。整体式阀板的油路是在整块板上钻出或用精密铸造铸出的，这种结构的阀板比粘合式阀板可靠性好，应用较多，但工艺较差，特别是深孔的加工较难。当连第4章油箱及液压缸的设计油箱在系统中的主要功能为:储存系统所需要的足够的油液;散发系统工作时产生的一部分热量，分离油液中的气体及沉淀污物4.1 油箱的容积油箱容积的确定是设计油箱的关键，油箱的容积应能保证当系统有大量供油而无回油时。最低

5、液面应在进口过滤器之上，保证不会吸入空气，当系统有大量回油而无供油时或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不致溢出。4.1.1 按使用情况确定油箱容积初始设计时，可依据使用情况，按照经验公式确定油箱容积V=aQp式中：V油箱的容积LQp液压泵的流量。经验系数见下表表4-1行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械a12245761210本升降机为为中压系统，取。=5,则油箱的容量可以确定为:V=Q,=5x26.6=133L4.1.2 按系统发热和散热计算确定油箱容量油箱中油液的温度一般推荐为30-50,最高不超过65,最低不低于150C,对于工具机及其它装置，工作温度允许在40-55C。（1）油箱

6、的发热计算液压泵的功率损失：HnP式中：P液压泵的输入功率p=42wK液压泵的实际输出压力Paq液压泵的实际输出流量L/min液压泵的效率，该系统中为螺杆泵，=0.65代入数据：2.5106103H1=（1-065）0.o3H1=596.8KW（2）阀的功率损失其中以泵的流量流经溢流阀时的损失为最大：H1=PqKW式中：P溢流阀的调整压力Paq经过溢流阀流回油箱的流量m3Is代入数据：A3QH9=6.3106-103=315KW2 60（3）管路及其它功率损失此项损失包括很多复杂因素，由于其值较小，加上管路散热等原因，在计算时常予以忽略，一般可取全部能量的0.03-0.05,即H3-(0.03

7、0.05)PKW2.5106103取H.=0.03=51.2KW3 0.65系统的总功率损失为：H=H1+H2+H3=596.8+315+51.2=963KW（4）油箱的容积计算环境温度为时，最高允许温度为G的油箱，其最小散热面积为:HK(Ty-T)设油箱的长宽高之比为1:1:1-1:2:3时，油箱中油面高度达到油箱高度的0.8时，靠自然冷却时系统温度保持在最高温度7；以下，散热面积用该式计算：A6.66Vrm2令Anin=A,得油箱最小体积为：Vin=/(-)310-3m2V1Y1代入数据：103n=H8L根据手册就可以进行油箱的选取.4.2 缸筒4.2.1 缸筒与缸盖的连接形式缸筒与刚盖

8、的连接形式如下：缸筒和前端盖的连接采用螺栓连接，其特点是径向尺寸小，重量轻，使用广泛，端部结构复杂，缸筒外径需加工，且应于内径同轴，装卸需要用专门的工具，安装时应防止密封圈扭曲。图4-1缸盖与后端盖的连接采用焊接形式，特点为结构简单尺寸小，重量轻，使用广泛，缸筒焊后可能变形，且内径不易加工。图4-.24.2.2强度计算缸筒底部为平面时，可由下式计算厚度:S0.433。式中：缸筒底部厚度mD缸筒内径mP筒内最大工作压力MPa缸筒材料的许用应力MPa代入数据：0.4330.096.2mm100缸筒底部厚度应根据工艺要求适当加厚，如在缸筒上设置油口或排气阀，均应增大缸筒底部厚度。当缸筒与刚盖采用螺纹

9、连接时，钢筒螺纹处的强度按下式进行校核：螺纹处的拉应力：KF=106MPaF)4螺纹处的切应力：.KKF2Xi。MPa0.2(13-D3)合成应力：r=JCr2+3/MPa式中：D缸筒直径mF缸筒底部承受的最大推力Nd1螺纹小径mK拧紧螺纹的系数不变载荷取K=I.25-1.5,变载荷取K=2.54K1螺纹连接的摩擦系数TC1=0.070.2,通常取0.123材料的屈服极限35钢正火%=27代入数据：=L3xlO3xll-6=14MPaT(CW0.083762)106=1.8MPa1.3O.121O.31O3O.O880.2(0.093-0.0883763)合成应力为：n=142+31.82=1

10、4.3MP27MPa4.2.3 缸筒材料及加工要求缸筒材料通常选用20、35、45号钢，当缸筒、缸盖、挂街头等焊接在一起时，采用焊接性能较好的35号钢，在粗加工之后调质。另外缸筒也可以采用铸铁、铸钢、不锈钢、青铜和铝合金等材料加工。缸筒与活塞采用橡胶密封圈时，其配合推荐采用H9f8,缸筒内径表面粗糙度取Ra=O.1-0.4m,若采用活塞环密封时，推荐采用H7g6配合，缸筒内径表面粗糙度取Ra=O.2-0.4m0缸筒内径应进行研磨。为防止腐蚀，提高寿命，缸筒内表面应进行渡路,渡余各层厚度应在30-40/in,渡金各后缸筒内表面进行抛光。缸筒内径的圆度及圆柱度误差不大于直径公差的一半，缸体内表面的

11、公差度误差在500mm上不大于0.03mmo缸筒缸盖采用螺纹连接时，其螺纹采用中等精度。4.2.4 缸盖材料及加工要求缸盖材料可以用35,45号钢，或ZG270-500,以及HT250,HT350等材料。当缸盖自身作为活塞杆导向套时，最好用铸铁，并在导向表面堆铭黄铜，青铜和其他耐磨材料。当单独设置导向套时，导向材料为耐磨铸铁，青铜或黄铜等,导向套压入缸盖。缸盖的技术要求：与缸筒内径配合的直径采用h8,与活塞杆上的缓冲柱塞配合的直径取H9,与活塞密封圈外径配合的直径采用h9,这三个尺寸的圆度和圆柱度误差不大于各自直径的公差的一半，三个直径的同轴度误差不大于0.03mmo4.3 活塞和活塞杆4.3

12、1 活塞和活塞杆的结构形式(1)活塞的结构形式活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，本设计中选用形式如下:1导向环2密封圈3活塞图4-3(2)活塞杆活塞杆的外部与负载相连接，其结构形式根据工作需要而定，本设计中如下所示:图4-4内部结构如下:41卡环2弹簧圈3轴套4活塞5活塞杆图4-54.3.2 活塞、活塞杆材料及加工要求有导向环的活塞用20,35或45号钢制成。活塞外径公差f8,与活塞杆的配合一般为H8h8,外径粗糙度Ra=0.4-0.8m,外径对活塞孔的跳动不大于外径公差的一半，外径的圆度和圆柱度不大于外径公差的一半。活塞两端面对活塞轴线的垂直度误差在100mm上不大于0.04mmo

13、活塞杆常用材料为35、45号钢。活塞杆的工作部分公差等级可以取f7-f9,表面粗糙度不大于Ra=04m,工作表面的直线度误差在500mm上不大于0.03mmo活塞杆在粗加工后调质，硬度为229-285HB,必要时可以进行高频淬火，厚度0.5-Imm,硬度为45-55HRC。4.4 活塞杆导向套活塞杆导向套装在液压缸有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性，外侧装有防尘圈，以防止活塞杆内缩时把杂质，灰尘及水分带到密封装置，损坏密封装置。导向套的结构有端盖式和插件式两种，插件式导向套装拆方便，拆卸时不需要拆端盖，故应用较多。本设计采用端盖式。结构见装配图。导

14、向套尺寸主要是指支撑长度，通常根据活塞杆直径，导向套形式，导向套材料的承压能力，可能遇到的最大侧向负载等因素确定。一般采用两个导向段,每段宽度均为d3,两段中间线间距为.2d3,导向套总长度不宜过大，以免磨擦太大。4.5 排气装置排气阀安装在液压缸端部的最高位置上，常用排气阀有整体型和针阀型两种，本设计中选用整体性排气阀，结构见装配图。4.6 进出油口尺寸的确定进出油口尺寸按照下式确定:d二(4Q式中：Q流经液压缸的最大流量L/minV油液进入液压缸是的流速m/s代入数据:d=4x5.163.14x0.1325=9.0mm根据GB2878-81油口连接螺纹尺寸，取M12xl.5螺纹连接。4.7

15、 密封结构的设计选择活塞和活塞杆密封均采用O形密封圈，其具体标准采用GB3452.3-88密封沟槽设计准则和GB3452.1-82和GB3452.3-88液压气动用O形密封圈。4.8 性能验算液压系统性能估算的目的在于评估设计质量。估算内容一般包括：系统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。对于大多数要求一般的系统来讲，只采用一些简化公式进行验算，定性说明情况。（1）系统压力损失验算系统压力损失包括管道内沿程损失和局部损失以及法类元件的局部损失之和，计算时不同的工作阶段要分开来计算，回油路上的压力损失要折算到进油路上去，因此某一阶段的系统总的压力损失为：ZAp=Z绿1+Z（p2前）式

16、中：ZAPl系统进油路的压力总损失ZAPI=ZAPDl+p1+pivp2系统回油路的压力总损失p2=p22+p2+p2v现在根据上式计算液压系统工作过程中的压力损失。液压油在管内的流速：根据油管尺寸的计算项目，取v=3ms则雷诺数：VdY3x0.0175106=400(2300)可见液流为层流。75摩擦阻力系数：X=O=O.1875400管子当量长度及总长度：90。标准弯头2个所以：ZLl=2.5+2x0.4=3.3相进油路的压力损失为：Ap1犷10-4d2g3332p1.=0.185x士X75106=0.0213MPT0.0129.8各阀的压力损失为：分流阀：OSMPa换向阀为：0.04TW

17、Pq油路的总压力损失为：Ael=O.0213+0.6+0.04=0.66M尸。由此得出液压系统泵的出口压力为：p=71+p1=2.5+0.66=36MPa(2)系统的总效率验算液压泵的总效率与液压泵的总效率为,回路总效率”及执行元件的效率%有关，其计算式为:回路效率：%*Pp%p1q1同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量的乘积之和EPPqP同时供油的液压泵的工作压力与输出流量乘积之和根据上式有:42.55.164x26.6=48.5%液压系统总效率为:二pcm=48.5%65%X96%=30%总结历时几周的毕业设计在紧张有序中即将结束，回忆这个过程这段经历，感觉收益多多。当我初涉设计时，

18、主、客观问题层出不穷，按着设计计划，设计思路有序地进行，围绕升降机该题目，既了解了升降机的有关规范，又涉及到了专业知识，加强了自己的专业，拓宽了知识面。当无数次的奔波于图书馆，设计教室时，发现设计不仅仅是设计，还包括了实践、耐心、耐力、毅力。这也是学校、老师让我们设计的目的所在。致谢本文是在老师指导下完成的，在论文期间，导师在论文研究方面和设计过程中给予悉心指导，在工作和生活方面给予了大力支持和帮助；尤其是导师严谨的科学研究精神，惜时如金的工作态度深深地影响了本人，使学生我受益匪浅。在此表示衷心感谢，并致以崇高的敬意。同时也感谢在上学期间所有关心、支持和帮助过我的各级领导、老师、同学、同事和朋友。由于本人水平有限、时间的仓促，论文难免有不足和错误之处，恳请各位专家、教授批评、斧正，再次表示感谢参考文献1黄宏甲、黄谊、王积伟主编液压与气压传动北京：机械工业出版社20012刘连山主编流体传动与控制北京：人民交通出版社19833张利平、邓钟明主编液压气动系统设计手册北京：机械工业出版社19974成大先主编机械设计手册第三版第三卷化学工业出版社20015成大先主编机械设计手册第四版第四卷化学工业出版社20026路甬祥主编液压气动设计手册北京：机械工业出版社2003