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全液压升降机设计09秋机械设计制造及其自动化赵科科1 1摘摘 要要 ►►本次设计的题目是全液压升降机的设计，它主要包括三个部分的内容：主机的设计，液压系统的设计，控制部分的设计在本设计中将液压系统的设计做为主要的内容进行设计，主机的设计根据升降台工作时的主要工作部件进行大概的估算液压系统的设计又主要包括了动力源，控制元件，执行元件，辅助元件的设计控制部分的设计为附加部分，主要设计控制电路图2目目 录录►►第一章第一章 绪论绪论 ►►第二章第二章 工艺参数和工况分工艺参数和工况分析析 ►►第三章第三章 升降机机械机构的升降机机械机构的设计计算设计计算 ►►第四章第四章 液压系统的设计要液压系统的设计要求，总体规划求，总体规划 ►►第五章第五章 执行元件的速度载执行元件的速度载荷荷 ►►第六章第六章 液压系统主要参数液压系统主要参数的确定的确定 ►►第七章第七章 液压系统方案的选液压系统方案的选择和论证择和论证 ►►第八章第八章 液压元件的选择计液压元件的选择计算及其连接算及其连接 ►►第九章第九章 油箱及附件油箱及附件 ►►第十章第十章 液压泵站的选择液压泵站的选择►►第十一章第十一章 液压缸的结液压缸的结构设计构设计 ►►第十二章第十二章 液压系统性液压系统性能验算能验算 3第一章第一章 绪绪 论论►►这次毕业是学校为我们每个工科学生安排的一次实践性的总结，使就业前的一次大练兵，这次毕业是学校为我们每个工科学生安排的一次实践性的总结，使就业前的一次大练兵，是对每个学生四年来所学知识的总体检测，使我们为进入工厂工作做好了准备。

是对每个学生四年来所学知识的总体检测，使我们为进入工厂工作做好了准备►►本次设计的主要任务是液压升降机的设计，升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物本次设计的主要任务是液压升降机的设计，升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：的快速装卸等它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：►►（（1 1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的机的12%12%►►（（2 2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。

动，制动和频繁的换向►►（（3 3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到20002000），还可以在运行的），还可以在运行的过程中实现调速过程中实现调速►►（（4 4）液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制►►（（5 5）液压装置易于实现过载保护液压装置易于实现过载保护►►（（6 6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便4第一章第一章 绪绪 论论►►我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的自从我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的自从19521952年试制出我国第一个液压元年试制出我国第一个液压元件件————齿轮泵起，迄今大致经历了仿制外国产品，自行设计开发和引进消化提高等几个阶齿轮泵起，迄今大致经历了仿制外国产品，自行设计开发和引进消化提高等几个阶段►►进年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到了提高，研制和生产出了一些具先进进年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到了提高，研制和生产出了一些具先进水平的产品。

水平的产品►►目前，我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提目前，我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品供品种比较齐全的产品►►但是，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水平上，与国际水品以及主机行业的要求但是，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水平上，与国际水品以及主机行业的要求还有不少差距，每年还需要进口大量的液压元件还有不少差距，每年还需要进口大量的液压元件►►今后，液压技术的发展将向着一下方向：今后，液压技术的发展将向着一下方向：►►（（1 1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小►►（（2 2）高度的组合化，集成化，模块化高度的组合化，集成化，模块化►►（（3 3）和微电子技术结合，走向智能化和微电子技术结合，走向智能化►►总之，液压工业在国民经济中的比重是很大的，他和气动技术常用来衡量一个国家的工业总之，液压工业在国民经济中的比重是很大的，他和气动技术常用来衡量一个国家的工业化水平►►本次设计严格按照指导要求进行，其间得到老师和同学们的帮助，在此向他们表示诚挚的本次设计严格按照指导要求进行，其间得到老师和同学们的帮助，在此向他们表示诚挚的谢意。

谢意►►由于本人水平和知识所限，其中错误在所难免，恳望老师予以指导修正由于本人水平和知识所限，其中错误在所难免，恳望老师予以指导修正5第二章第二章 工艺参数计工况分析工艺参数计工况分析 ►►升降级的工艺参数升降级的工艺参数升降级的工艺参数升降级的工艺参数►►本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：►►额定载荷额定载荷：：：：2500kg2500kg►►最低高度：最低高度：200 mm200 mm►►最大起升高度：最大起升高度：1500mm1500mm►►最大高度：最大高度：1700mm1700mm►►平台尺寸：平台尺寸：4000x2000mm4000x2000mm►►电源：电源：380v,50Hz380v,50Hz6第二章第二章 工艺参数计工况分析工艺参数计工况分析►►工况分析工况分析工况分析工况分析►►本升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举本升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，和用于生产流水线高度差设备之间的货物升机构，和用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线、下线工件装配时调节工件高度，运送，物料上线、下线。

工件装配时调节工件高度，高出给料机运送，大型部件装配时的部件举升，大高出给料机运送，大型部件装配时的部件举升，大型机库上料、下料型机库上料、下料 仓储，装卸场所，与叉车等装仓储，装卸场所，与叉车等装运车辆配套使用，即货物的快速装卸等运车辆配套使用，即货物的快速装卸等►►该升降台主要有两部分组成：机械系统和液压系统该升降台主要有两部分组成：机械系统和液压系统机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，他们两者共同作用实现升降机的功能供动力，他们两者共同作用实现升降机的功能7第三章第三章 升降机机械机构的设计和计升降机机械机构的设计和计算算 ►►升降机的机械结构形式和运动机理 ►►升降机机械结构形式 ►►升降机运动机理的分析►►升降机的机械结构和零件的设计 ►►升降机机械结构参数的确定 ►►零件的结构设计和校核 8升降机机机械结构形式►►机机械结构形式9升降机的运动机理升降机的运动机理 ►►升降机的基本运动机理如下图所示 10零件的结构设计和校核►►升降机底座在整个机构中支撑着平台的全部重量，并将其传递到地基上，他的设计重点是满足强度要求即可，保证在升降机升降过程中不会被压溃即可，不会发生过大大变形，其具体参数见装配图 11第四章 液压系统的设计要求，总体规划 ►►液压系统的设计在本升降台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，操纵维护方便，经济性好等条件12第四章 液压系统的设计要求，总体规划►►本升降台对液压系统的设计要求可以总结如下：本升降台对液压系统的设计要求可以总结如下：►►升降台的升降运动采用液压传动，可选用远程或无升降台的升降运动采用液压传动，可选用远程或无线控制，升降机的升降运动由液压缸的伸缩运动经线控制，升降机的升降运动由液压缸的伸缩运动经转化而成为平台的起降，其工作负载变化范围为转化而成为平台的起降，其工作负载变化范围为0~~~2500Kg0~~~2500Kg，负载平稳，工作过程中无冲击载荷，负载平稳，工作过程中无冲击载荷作用，运行速度较低，液压执行元件有四组液压缸作用，运行速度较低，液压执行元件有四组液压缸实现同步运动，要求其工作平稳，结构合理，安全实现同步运动，要求其工作平稳，结构合理，安全性优良，使用于各种不同场合，工作精度要求一般性优良，使用于各种不同场合，工作精度要求一般. . 13第五章 执行元件的速度载荷 ►►执行元件类型、数量、安装位置 ►►速度和载荷计算 ►►速度计算及速度变化规律 ►►执行元件的载荷计算及变化规律 14执行元件类型、数量、安装位置►►安装位置：液压缸的安装方式为耳环型，尾部单耳环，气缸体可以在垂直面内摆动，钱庄的位置为图3.6 所示的前后两固定支架之间的横梁之上，横梁和支架组成为一体，通过横梁活塞的推力逐次向外传递，使升降机升降。

15第六章 液压系统主要参数的确定 ►►系统压力的初步确定►►液压执行元件的主要参数►►液压缸的作用力 ►►缸筒内径的确定 ►►活塞杆直径的确定 ►►液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定 ►►液压缸的流量 16第七章 液压系统方案的选择和论证 ►►油路循环方式的分析和选择 ►►开式系统油路组合方式的分析选择 ►►调速方案的选择 ►► 液压系统原理图的确定17油路循环方式的分析和选择►►油路循环方式可以分为开式和闭式两种，其各自特点及相互比较见下表：油路循环方式可以分为开式和闭式两种，其各自特点及相互比较见下表：18开式系统油路组合方式的分析选择►►当系统中有多个液压执行元件时，开始系统按照油路的不同连接方式又可以分为串联，并联，独联，以及它们的组合---复联等►►串联方式是除了第一个液压元件的进油口和最后一个执行元件的回油口分别与液压泵和油箱相连接外，其余液压执行元件的进，出油口依次相连，这种连接方式的特点是多个液压元件同时动作时，其速度不随外载荷变化，故轻载时可多个液压执行元件同时动作19调速方案的选择►►调速方案对主机的性能起决定作用，选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特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，容积调速回路，容积节流调速回路本升降机采用节流调速回路，原因是该调速回路有以下特点：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20第八章 液压元件的选择计算及其连接 ►►油泵和电机选择 ►►泵的额定流量和额定压力 ►►电机功率的确定 ►►连轴器的选用 ►►控制阀的选用 ►►压力控制阀 ►►流量控制阀 ►►方向控制阀-21第八章 液压元件的选择计算及其连接►►管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算►►管路 ►►过滤器的选择 ►►辅件的选择 ►►液压元件的连接 ►►液压装置的总体布置 ►►液压元件的连接 22控制阀的选用►►液压系统应尽可能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23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。

24方向控制阀选择►►方向控制阀的选用原则如下：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于中位时的通路形滑阀机能：滑阀机能之换向阀处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，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，来实现油路的通断换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断25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 26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，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27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较多，但工艺较差，特别是深孔的加工较难当连接元件较多时，各孔的位置不易确定它属于无管接元件较多时，各孔的位置不易确定它属于无管连接，多用于不太复杂的固定式机械中连接，多用于不太复杂的固定式机械中►►采用整体式阀板时，需要自行设计阀板，阀板的设采用整体式阀板时，需要自行设计阀板，阀板的设计可参考相关资料计可参考相关资料 28第九章 油箱及附件 ►► 油箱的容积 ►►按使用情况确定油箱容积 ►►按系统发热和散热计算确定油箱容量 29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30第十章 液压泵站的选择 ►►液压泵站的组成及分类 ►►液压泵站的选择 31液压泵站的组成及分类►►液压泵站按其泵组的布置方式有上置式，柜式，非上置式三种其中上置式又包括立式和卧式两种非上置式包括整体式和分离式两种，泵组布置在油箱之上的上置式液压泵站，当电机采用立式安装，液压泵置于油箱之内时，称为立式液压泵站，本液压系统即采用该种泵站作为动力源，它具有结构紧凑，占地小，广泛应用于中小功率液压系统中的特点 32液压泵站的选择►►所选择的液压泵站为UZ系列为性液压泵站，是由电动机泵组，油箱，液压阀集成块等组成的小型液压动力源其电机全部立式安装在油箱上UZ系列为性液压泵站由天津优瑞纳斯油缸有限公司生产33第十一章 液压缸的结构设计 ►►缸筒 ►►缸筒与缸盖的连接形式 ►►强度计算 ►►缸筒材料及加工要求 ►►缸盖材料及加工要求 ►►活塞和活塞杆 ►►活塞和活塞杆的结构形式 34第十一章 液压缸的结构设计►►活塞、活塞杆材料及加工要求 ►►活塞杆导向套 ►►排气装置 ►►进出油口尺寸的确定 ►►密封结构的设计选择 35缸筒与缸盖的连接形式►►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。

36活塞和活塞杆的结构形式►►活塞的结构形式 37活塞和活塞杆的结构形式►►活塞杆 38活塞和活塞杆的结构形式►►活塞杆内部结构如下 39第十二章 液压系统性能验算 ►►总结 ►►参考文献 40总结►►历时十几周的毕业设计在紧张有序中即将结束，回历时十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忆这个过程这段经历，感觉收益多多当我初涉设计时，主、客观问题层出不穷，按着设计计划，设计时，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自己的专业，拓宽了知识面当无数次的奔波于图书馆时，发现设计不仅仅是设计，还包括了实践、书馆时，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、老师让我们设计耐心、耐力、毅力这也是学校、老师让我们设计的目的所在设计即将结束了，体会了、学到了的目的所在设计即将结束了，体会了、学到了在此我感谢学校给与我的培育之恩，老师的教育之在此我感谢学校给与我的培育之恩，老师的教育之情，更由衷地感谢，我本次设计的指导老师李莎老情，更由衷地感谢，我本次设计的指导老师李莎老师，感谢李老师的细心指导。

师，感谢李老师的细心指导41参考文献►►雷天觉主编雷天觉主编 《新编液压工程手册》《新编液压工程手册》 北京：北京理工大学出版社北京：北京理工大学出版社 1998 1998►►黄宏甲、黄谊、王积伟主编黄宏甲、黄谊、王积伟主编 《液压与气压传动》《液压与气压传动》 北京：机械工业出版北京：机械工业出版社社 2001 2001►►刘连山主编刘连山主编 《流体传动与控制》《流体传动与控制》 北京：人民交通出版社北京：人民交通出版社 1983 1983►►张利平、邓钟明主编张利平、邓钟明主编 《液压气动系统设计手册》《液压气动系统设计手册》 北京：机械工业出版北京：机械工业出版社社1997 1997 ►►成大先主编成大先主编 《机械设计手册》《机械设计手册》 第三版第三卷第三版第三卷 化学工业出版社化学工业出版社 2001 2001►►成大先主编成大先主编 《机械设计手册》《机械设计手册》 第四版第四卷第四版第四卷 化学工业出版社化学工业出版社 2002 2002►►路甬祥主编路甬祥主编 《液压气动设计手册》《液压气动设计手册》 北京：机械工业出版社北京：机械工业出版社 2003 2003 42。