轎車換胎頂升裝置設(shè)計(jì)含SW三維及5張CAD圖-頂升載荷w=4182N頂升高度H=306mm液壓缸的壓力p=3.72Mpa
轎車換胎頂升裝置設(shè)計(jì)含SW三維及5張CAD圖-頂升載荷w=4182N頂升高度H=306mm液壓缸的壓力p=3.72Mpa,轎車,換胎頂升,裝置,設(shè)計(jì),sw,三維,cad,載荷,升高,mm,妹妹,液壓缸,壓力,mpa
一、設(shè)計(jì)參數(shù)
1.頂升載荷w:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x41[N](如:某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則W=112x41=4592[N])
2.頂升高度H:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x3[mm](如:某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則H=112x3=336[mm])
3.液壓缸的壓力p:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x5/137[MPa](如;某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則p=112x5/137=4.08[MPa])4.液壓缸的速比φ=1.25
5.桿長(zhǎng)度:?AC=DG，AB=BG=?=4BC，CE=DE=BC;?各桿重量不計(jì)6.頂升到高度H時(shí)的角度:?a=γ=25°
1. 頂升載荷w=102×41=4182N
2. 2.頂升高度H=102×3=306mm
3. 3.液壓缸的壓力p=102*5/137=3.72Mpa
根據(jù)余弦定理計(jì)算出
AB=226.7mm
BC=56.675mm
摘 要
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,汽車換胎工業(yè)也迅速壯大。特別是改革開放以來,我國(guó)的汽車換胎行業(yè)有了很大的發(fā)展，為之服務(wù)的汽車換胎設(shè)備行業(yè)已成為我國(guó)的新興行業(yè)并不斷發(fā)展壯大。作為汽車換胎用必備之一的各種汽車換胎液壓頂升裝置備如雨后春筍般的涌現(xiàn)。但符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不多,中高檔層次的汽車換胎液壓頂升裝置沒有。本文通過對(duì)我國(guó)汽車汽車換胎液壓頂升裝置現(xiàn)狀的調(diào)查、研究、分析，參考國(guó)內(nèi)外解決汽車換胎液壓頂升裝置安全與穩(wěn)定性問題的解決措施，對(duì)幾種汽車換胎液壓頂升裝置進(jìn)行了分析，并結(jié)合我國(guó)汽車換胎液壓頂升裝置存在的實(shí)際情況，提出了適合我國(guó)汽車修理行業(yè)的液壓汽車汽車換胎液壓頂升裝置設(shè)計(jì)方案。
本文首先闡述了液壓汽車汽車換胎液壓頂升裝置設(shè)計(jì)的目的和意義、發(fā)展?fàn)顩r以及應(yīng)用前景。分析論證了一種頂升載荷w=102×41=4182N的液壓汽車汽車換胎液壓頂升裝置總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了汽車換胎液壓頂升裝置構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、等主要機(jī)構(gòu)的方案分析和選擇，并對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析以及強(qiáng)度和剛度的校核計(jì)算，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。
關(guān)鍵詞： 頂升裝置，液壓驅(qū)動(dòng)，同步舉升
ABSTRACT
Double column type elevator machine is a car repair and maintenance units of the commonly used lifting device, widely used in cars compact car repair and maintenance. It is a vehicle weight is not more than four tons of equipment of all kinds of cars, vans, such as vehicle lifting to a certain height for cars in maintenance and safety inspection of homework maintenance equipments.
This article through to our country auto lift machine, the investigation of the present situation of research, analysis, reference to solve lifting machine at home and abroad with the stability safety measures to resolve the problem of several lifting machine is analyzed, and in combination with the lifting of the machine are the actual situation, proposed the suitable for China's car repair industry double column type auto lift machine design.
This paper expounds the double column type auto lift machine design of purpose and meaning, development situation and application prospect. The paper analysis the bearing quality for a lifting of the 3.2 t double column type auto lift machine, the overall design scheme of lifting mechanism of mechanical system, hydraulic system, electrical system, the main institution of the scheme and options, and analysis of the mechanical parts of the movement analysis and the strength and stiffness of the hydraulic system to check calculation, the design and calculation. This subject is based on the computer simulation platform, the application of the current CAD/CAE field is widely 2 d software for drawing AutoCAD.
Key words: Rise for machine; CAD drawing; Hydraulic system; Mechanical system; Check calculation
目錄
第1章 緒 論 1
1.1 汽車換胎液壓頂升裝置的發(fā)展方向與前景 1
1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2
第二章 機(jī)構(gòu)部件計(jì)算 3
2.1 連桿的長(zhǎng)度計(jì)算 3
2.2連桿受力分析 4
第三章 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8
3.1液壓舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)工作原理 8
3.2 液壓系統(tǒng)組成 8
3.2.1 液壓系統(tǒng)組成 9
3.2.2 油箱 9
3.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算 9
3.3.1初步估算系統(tǒng)工作壓力 10
3.3.2液壓缸的作用力 10
3.3.3缸筒內(nèi)徑的確定 10
3.3.4活塞桿直徑的確定 11
3.3.5確定缸筒壁厚，油口直徑，缸底厚度，缸頭等厚度 13
4.3.6.油箱容量的確定 19
4.4執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 19
參考文獻(xiàn) 21
III
第1章 緒 論
1.1 汽車換胎液壓頂升裝置的發(fā)展方向與前景
汽車汽車換胎液壓頂升裝置在世界上已經(jīng)有了80多年的歷史。1925年在美國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)汽車汽車換胎液壓頂升裝置，它是一種由氣動(dòng)控制的單柱汽車換胎液壓頂升裝置，由于我國(guó)汽車換胎換胎設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。汽車換胎液壓頂升裝置制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作;技術(shù)吸收、運(yùn)用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；市場(chǎng)營(yíng)銷及服務(wù)水平低等問題還普遍存在，致使全行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量差、結(jié)構(gòu)不合理、總量增長(zhǎng)受到限制?！笆晃濉币?guī)劃的發(fā)展思路和目標(biāo)是：建立和完善一整套適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的汽車換胎檢測(cè)設(shè)備行業(yè)管理體制；密切結(jié)合汽車技術(shù)的發(fā)展及汽車作業(yè)的實(shí)際需要，力爭(zhēng)在產(chǎn)品質(zhì)量提高、品種配套、高新技術(shù)含量增大等三個(gè)方面，使汽車汽車換胎液壓頂升裝置整體上接近國(guó)際水平。
對(duì)汽車換胎保養(yǎng)行業(yè)而言，汽車換胎液壓頂升裝置一定要安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單，否則在一定程度上會(huì)影響工作效率。而傳統(tǒng)的機(jī)械式汽車換胎液壓頂升裝置安全性較差，所需的維護(hù)工作較多，已基本被液壓式汽車換胎液壓頂升裝置取代。它具有安全性能好、維護(hù)周期長(zhǎng)以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)汽車汽車換胎液壓頂升裝置品牌繁多，質(zhì)量高低參差不齊，除少數(shù)大型專業(yè)化企業(yè)具有較強(qiáng)的研發(fā)隊(duì)伍、完備地制造設(shè)施、完善地質(zhì)量監(jiān)控手段外，大多數(shù)生產(chǎn)廠場(chǎng)地狹小、制造設(shè)施落后、監(jiān)控手段單一。
國(guó)內(nèi)汽車換胎液壓頂升裝置結(jié)構(gòu)上大同小異，在安全保護(hù)上也比較雷同。主要零部件有立柱、升降臂、液壓動(dòng)力單元、油缸、保險(xiǎn)。在安全保護(hù)裝置上，不能做到在任何時(shí)候都能起到作用。在智能化、人性化上涉及較少。
國(guó)外汽車換胎液壓頂升裝置在結(jié)構(gòu)、選材上比國(guó)內(nèi)有優(yōu)勢(shì)外，在安全性上有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外汽車換胎液壓頂升裝置在鋼絲繩斷裂、油管爆裂、下降過程意外情況等可能情況的安全研究和應(yīng)用都有涉足。
隨著汽車技術(shù)開發(fā)的日新月異，汽車換胎液壓頂升裝置在設(shè)計(jì)方面越來越智能化和人性化，將會(huì)向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時(shí)隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將逐步統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領(lǐng)市場(chǎng)。
1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容
一.基本方案：由液壓驅(qū)動(dòng)的X式汽車換胎液壓頂升裝置；各干受力分析與長(zhǎng)度計(jì)算，液壓系統(tǒng)原理圖。
二．液壓缸的選型
三.液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì)：（1）液壓泵的選擇（2）液壓閥的選擇（3）管道尺寸的確定（4）液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求（5）液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算（6）活塞桿穩(wěn)定性校核；
第二章 機(jī)構(gòu)部件計(jì)算
2.1 連桿的長(zhǎng)度計(jì)算
根據(jù)任務(wù)要求，本人學(xué)號(hào)102，將102帶入公式計(jì)算得出
一、設(shè)計(jì)參數(shù)
1.頂升載荷w:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x41[N](如:某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則W=112x41=4592[N])
2.頂升高度H:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x3[mm](如:某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則H=112x3=336[mm])
3.液壓缸的壓力p:每個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)的后三位數(shù)x5/137[MPa](如;某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)的后三位數(shù)為112，則p=112x5/137=4.08[MPa])4.液壓缸的速比φ=1.25
5.桿長(zhǎng)度:?AC=DG，AB=BG=?=4BC，CE=DE=BC;?各桿重量不計(jì)6.頂升到高度H時(shí)的角度:?a=γ=25°
1. 頂升載荷w=102×41=4182N
2. 2.頂升高度H=102×3=306mm
3. 3.液壓缸的壓力p=102*5/137=3.72Mpa
根據(jù)余弦定理計(jì)算出
AB=226.7mm
BC=BD=CE=DE=56.675mm
2.2連桿受力分析
頂升裝置構(gòu)由兩根中間用樞軸連接，可在平面內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)的剪桿組成，每根剪桿又可以認(rèn)為由兩段一端鉸接和一端固接的梁?jiǎn)卧B接而成。剪桿作為機(jī)構(gòu)折疊變化的對(duì)象，鉸點(diǎn)約束剪桿的變化，折疊過程即剪桿圍繞鉸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，最后達(dá)到指定位置，從而完成一個(gè)折疊過程。頂升裝置主要由底座、頂升裝置構(gòu)和工作臺(tái)三個(gè)部分組成，其中頂升裝置構(gòu)是頂升裝置的主體，也是主要承力構(gòu)件。
以單片頂升裝置為研究對(duì)象，如下圖所示，分析滑塊B 水平速度vB 與升降平臺(tái)CD在垂直速度v 之間的關(guān)系。該運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)，采用速度瞬心法進(jìn)行求解。
因?yàn)镈點(diǎn)速度垂直向上，B點(diǎn)速度水平向左，所以剪桿BD運(yùn)動(dòng)瞬心為點(diǎn)C，令其瞬時(shí)角速度為ω，則D、B點(diǎn)的速度為：
由(1)、(2)式可得：
由幾何關(guān)系可得：
將(4)代入(3)可得：
式中，K 為速度放大系數(shù)。
由(5)式可以得出，當(dāng)B 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度確定，即 vB 為已知時(shí)，某一時(shí)刻t對(duì)應(yīng)的LAB確定，則t 時(shí)刻平臺(tái)的升降速度v確定。因此，調(diào)整vB 可使升降臺(tái)具備良好的運(yùn)動(dòng)性能。
初定設(shè)計(jì)條件：一對(duì)單片剪叉每條連桿長(zhǎng)度AC=283.375mm，A處為可沿前后方向移動(dòng)的滑塊，平臺(tái)處于最低點(diǎn)時(shí)連桿AB與GB夾角為50°，最大橫向滑動(dòng)距離為95mm 。如下圖所示。
A
B
AC桿的受力分析
1)受力簡(jiǎn)圖，如下圖所示。
連桿的受力分析簡(jiǎn)圖
計(jì)算支承反力
在水平面上
在垂直面上
故
第3章 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1液壓舉升機(jī)液壓控制系統(tǒng)工作原理
上升時(shí)，閥在C位壓力油進(jìn)入液壓缸壓力增大柱塞上升舉升車輛；
停止時(shí)，閥在B位泵出的油直接流回油箱柱塞保持原位停止上升；
下降時(shí)，閥在A位液壓缸與油箱接通柱塞下降。
1液壓缸 2手動(dòng)閥 3液壓泵 4先導(dǎo)式溢流閥 5濾清器 6油箱
液壓系統(tǒng)圖
選用4 WMM10T型手動(dòng)閥，工作壓力10兆帕，通徑10毫米；型先導(dǎo)式溢流閥，壓力范圍0.6到35兆帕，額定流量60到120升每分鐘，公稱通徑10毫米。
3.2 液壓系統(tǒng)組成
3.2.1 液壓系統(tǒng)組成
液壓系統(tǒng)主要由液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和輔助裝置等四大部分組成[13]。
1、液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)—油泵
它是由液壓系統(tǒng)中供給有壓力油的裝置和壓力傳動(dòng)的機(jī)械動(dòng)力。它的作用是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流動(dòng)液體的壓力能[10]。
2、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)—油缸
它是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)又稱液壓機(jī)，其作用是將液能變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置有兩種。此液壓舉升機(jī)所采用的是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的單作用推力油缸。它既能節(jié)省動(dòng)力、又能頻繁地進(jìn)行換向[10]。
液壓控制裝置
方向閥壓力閥
液壓發(fā)生裝置
泵
液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)
缸——活塞
圖4.2 液壓系統(tǒng)方框圖像
3、液壓控制調(diào)節(jié)裝置——各種液壓控制閥
它是由來控制和調(diào)解液壓系統(tǒng)中液油流動(dòng)，方向、壓力、流量和滿足工況要求的裝置。根據(jù)用途和特點(diǎn)控制可分為三類。方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的油流方向和經(jīng)由路徑；根據(jù)實(shí)際情況利用單向閥或換向閥的作用來改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向和工作順序；壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥等）用來控制液壓系統(tǒng)的壓力以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的動(dòng)力或?qū)σ簤合到y(tǒng)起安全保護(hù)作用；流量控制閥（包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流和集流閥），用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的流量，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作時(shí)運(yùn)動(dòng)速度的要求。
由于液壓系統(tǒng)控制閥種類很多，為使用方便和結(jié)構(gòu)緊湊，在設(shè)計(jì)時(shí)合理的將各種閥類元件組合在一起構(gòu)成組合閥[10]。
3.2.2 油箱
油箱的主要功用是儲(chǔ)存油液，同時(shí)箱體還具有散熱、沉淀污物、析出油液中滲入的空氣以及作為安裝平臺(tái)等作用。
油箱屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在實(shí)際情況下常根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。油箱設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮油箱的容積、結(jié)構(gòu)、散熱等問題。
液壓汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響舉升的性能和效率。液壓汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)主要是舉升液壓系統(tǒng)。
3.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算
3.3.1初步估算系統(tǒng)工作壓力
液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定：
表4.1 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系
牽引力F（能）
<5
5～10
10～20
20～30
30～50
>50
工作壓P(MPa）
<0.8～10
1.5～2
2.5～3
3～4
4～5
>5～7
表4.2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力
機(jī)床類型
機(jī)床
農(nóng)業(yè)機(jī)械
液壓機(jī)
小型工程機(jī)械
大型挖掘機(jī)械
磨床
組合機(jī)床
龍門機(jī)床
拉床
建筑工程
重型機(jī)械
液壓鑿巖機(jī)
起重運(yùn)輸機(jī)械
工作壓\MPa
0.8～2
3～5
2～8
8～10
10～18
20～32
由于該液壓缸的推力即牽引力為10KN，根據(jù)上面兩個(gè)表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa。
液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)
3.3.2液壓缸的作用力
液壓缸的作用力及時(shí)液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺(tái)工作時(shí)液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力[4]：
F=
式中：
p—液壓缸的工作壓力 Pa 取p=
D— 活塞內(nèi)徑 m ，0.09m
—液壓缸的效率，0.95
代入數(shù)據(jù):
F =
F = 10.3KN
即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力為10.3KN。
3.3.3缸筒內(nèi)徑的確定
該液壓缸宜按照推力要求來計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下：
要求活塞無桿腔的推力為F時(shí)，其內(nèi)徑為：
式中：
D —活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m
F —無桿腔推力，N
P —工作壓力，MPa
—液壓缸機(jī)械效率，0.95
代入數(shù)據(jù)：
D= =0.083m
D= 83mm 取圓整值為 D=90mm
液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。
3.3.4活塞桿直徑的確定
（1）活塞桿上的工作阻力為36000N，行程95mm，活塞上升速度=14.2mm/s,
下降速度=28.3mm/s, 速比.柱塞直徑mm，選63mm。
（2）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算
活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行：
式中：
F—活塞桿的推力，N
d—活塞桿直徑，m
—材料的許用應(yīng)力，MPa 活塞桿用45號(hào)鋼
代入數(shù)據(jù)：
=6.3MPa <
故活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。
（3）穩(wěn)定性校核
該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長(zhǎng)比為：
時(shí)，
在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為：
將上述值代入式中得：
故校核采用的式子為：
式中：
n=1 安裝形式系數(shù)
E—活塞桿材料的彈性模量，鋼材取
J—活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，
L—計(jì)算長(zhǎng)度，1.06m，
代入數(shù)據(jù)：
=371KN
其穩(wěn)定條件為：
式中：
—穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2—4 取=3
F—液壓缸的最大推力 ， N
代入數(shù)據(jù)： =123KN
故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。
3.3.5確定缸筒壁厚，油口直徑，缸底厚度，缸頭等厚度
1.由前面的計(jì)算可知內(nèi)徑D=48mm，活塞桿直徑mm，活塞行程95mm，流量m2/s。
（1）液壓缸儲(chǔ)油量L (4.1)
液壓缸行程95mm,液壓缸作用面積。
油箱容積為儲(chǔ)油量的3-5倍，雙液壓缸因此為10.8的3-5倍，取40L符合要求。
（2）液壓缸輸出功率：kw (4.2)
N液壓缸輸出功率KW,F液壓缸輸出力KN，液壓缸輸出速度m/s。
液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算
液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)包括缸筒壁厚，油口直徑，缸底厚度，缸頭厚度等[4]。
（1）缸筒壁厚計(jì)算
按中等壁厚計(jì)算：
(4.3)
取mm。
式中：
—缸筒壁厚
—試驗(yàn)壓力MPa，因工作壓力P=5MPa<16MPa取MPa
—缸體材料許用應(yīng)力鋼管MPa，取110MPa
—強(qiáng)度系數(shù)，無縫鋼管
C—計(jì)入壁厚公差及腐蝕的附加厚度
檢驗(yàn)：因滿足中等壁厚。
（2）缸體外徑的計(jì)算
mm
缸體外徑mm，選108mm，同時(shí)確定mm。
（3）液壓缸油口直徑的計(jì)算
液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度及油口最高液流速度而定mm (4.4)
取mm。
式中：
—液壓缸油口直徑m
—液壓缸內(nèi)徑0.09m
—液壓缸最大輸出速度1.698m/s
—油口液流速度5m/s
（3）缸底厚度的計(jì)算
平行缸底有油孔則厚度
式中：
—缸底厚度m
—液壓缸內(nèi)徑0.09m
—試驗(yàn)壓力MPa
—缸體材料許用應(yīng)力選鑄鋼100MPa
（4）缸頭厚度的計(jì)算
采用整體法蘭式缸頭，
式中：
—螺紋孔分布圓直徑0.122m
—法蘭根部直徑0.108m
—密封環(huán)內(nèi)徑0.09m
—系統(tǒng)工作壓力14MPa
—缸頭材料許用應(yīng)力60MPa
mm
選密封圈
內(nèi)徑90.0mm，外徑90+2*2.65=95.3mm。
（5）缸蓋的計(jì)算
直徑=90mm，=64mm，=95.3mm，圓柱度公差選9級(jí)。
，與的同軸度公差值為0.03mm。
端面A,B與直徑軸心線的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。
導(dǎo)向孔的表面粗糙度為m。
缸體端部連接采用焊接。
液壓缸缸體采用對(duì)焊時(shí)焊縫的拉應(yīng)力為
式中：
F—液壓缸輸出的最大推力N
N
式中：
—液壓缸內(nèi)徑0.09m
—系統(tǒng)最大工作壓力14MPa
—液壓缸外徑0.108m
—焊接效率取
—焊縫底徑
mm
Pa
缸頭采用角焊，則焊縫應(yīng)力為
MPa
2.活塞與柱塞桿尺寸的確定
活塞寬度為外徑的0.6-1.0倍，取0.8則活塞寬度為0.8D=22mm,
活塞內(nèi)孔徑為22mm，
活塞材料為耐磨鑄鐵。
柱塞桿尺寸的確定，
采用實(shí)心桿，端部采用外螺紋結(jié)夠，柱塞桿采用45號(hào)鋼。
柱塞桿總長(zhǎng)63+2+72+95+50+48.21+2+63=1150.21mm。
3.活塞與柱塞桿連接的計(jì)算
活塞與柱塞桿連接采用螺紋連接
(1)柱塞桿危險(xiǎn)截面處的拉應(yīng)力
MPa
N
切應(yīng)力為
MPa (4.12)
MPa=
因?yàn)橹麠U材料的許用應(yīng)力在100-120MPa滿足要求。
拉應(yīng)力Pa，螺紋擰緊系數(shù)，按動(dòng)載，螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)0.12，螺紋外徑0.048，螺紋內(nèi)徑0.045835m，D液壓缸內(nèi)徑0.09m，P液壓系統(tǒng)壓力14MPa，活塞桿直徑0.063m，液壓缸輸出拉力N, 活塞桿材料的許用應(yīng)力。
(2)活塞桿與活塞肩部表面的壓應(yīng)力。
材料強(qiáng)度滿足要求。
式中：
—活塞上的孔徑55mm，
C—活塞上孔的倒角尺寸0.002m，
—活塞桿材料的許用壓應(yīng)力450MPa。
3.柱塞桿未定性驗(yàn)算
計(jì)算長(zhǎng)度mm=2.03046m
桿徑63mm。
當(dāng)柱塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度與桿徑之比大于10，應(yīng)校核柱塞桿的穩(wěn)定性。
當(dāng)按歐拉公式計(jì)算臨界載荷
實(shí)心桿45號(hào)鋼，柱塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷，
KN
臨界載荷97.4KN。
因，。安全系數(shù)應(yīng)在2-4之間，滿足要求。
柱塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷N, 末端條件系數(shù)，一端固定一端自由取1/4，E柱塞桿材料彈性模量，鋼取Pa，J柱塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，實(shí)心桿m4，柱塞桿直徑，柱塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，柱塞桿斷面回轉(zhuǎn)半徑，柔性系數(shù)鍛鋼取110。
管道尺寸的確定
管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：
主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實(shí)現(xiàn)壓力能的傳遞。
泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱.
控制管路：用來實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測(cè)儀表相連接的管路。
本設(shè)計(jì)中只計(jì)算主管路中油管的尺寸。
（1）吸油管尺寸
油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑d由下式確定：
式中：
d—油管直徑，mm
Q—油管內(nèi)液體的流量，
—油管內(nèi)的允許流速，
對(duì)吸油管，取 ，本設(shè)計(jì)中取：
代入數(shù)據(jù)：
取圓整值為：
（2）回油管尺寸
回油管尺寸與上述計(jì)算過程相同：，取為
代入數(shù)據(jù)：
取圓整值為：
（3）壓力油管
壓力油管： ，本設(shè)計(jì)中取為：
代入數(shù)據(jù)：
取圓整值為：
（4）油管壁厚：
舉升機(jī)系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動(dòng)，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下：
內(nèi)徑： 10mm
外徑： 型，17.5-19.7mm
工作壓力：型，16
最小彎曲半徑：130mm
4.3.6.油箱容量的確定
由經(jīng)驗(yàn)公式 L (4.19)
液壓泵每分鐘排出壓力油的容積，L/min，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，本系統(tǒng)屬中壓系統(tǒng)在3-5之間取。
根據(jù)液壓泵站的油箱公稱容量系列選40L。
4.4執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置
類型選擇：
表4.4 執(zhí)行元件類型的選擇
運(yùn)動(dòng)形式
往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
往復(fù)擺動(dòng)
短行程
長(zhǎng)行程
高速
低速
擺動(dòng)液 壓馬達(dá)
執(zhí)行元件的類型
活塞缸
柱塞缸
液壓馬達(dá)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)
高速液壓馬達(dá)
低速液壓馬達(dá)
根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸，再根據(jù)其運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸。
數(shù)量：故其采用的液壓缸數(shù)量為2個(gè)完全相同的液壓缸，其運(yùn)動(dòng)完全是同步的，但其精度要求不是很高。
安裝位置：在舉升機(jī)的一側(cè)。
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