文档介绍:该【剪叉式液压升降机方案设计书 】是由【青山代下】上传分享,文档一共【49】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【剪叉式液压升降机方案设计书 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..,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:(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12%。(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动,制动和频繁的换向。(3)液压装置可在大范围内实现无级调速,(调速范围可达到2000),还可以在运行的过程中实现调速。(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。(5)液压装置易于实现过载保护。(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便。当然液压技术还存在许多缺点,例如,液压在传动过程中有较多的能量损失,液压传动易泄露,不仅污染工作场地,限制其应用范围,可能引起失火事故,而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感,液压元件制造精度要求较高,造价昂贵,出现故障不易找到原因,但在实际的应用中,可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。。自从1952年试制出我国第一个液压元件——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-1-/49:..液压升降台设计具先进水平的产品。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、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品。但是,我上,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。今后,液压技术的发展将向着一下方向:(1)提高元件性能,创制新型元件,体积不断缩小。(2)高度的组合化,集成化,模块化。(3)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。,相关工艺参数为:额定载荷:2500kg最低高度:500mm最大起升高度:1500mm最大高度:1700mm平台尺寸:4000x2000mm电源:380v,,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,大型机库上料、下料。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。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,液压系统主要提供动力,他们两者共同作用实现升降机的功能。-2-/49:..,参考国内外同类产品的工艺参数可知,该升降机宜采用单双叉机构形式:即有两个单叉机构升降台合并而成,有四个同步液压缸做同步运动,以达到升降机升降的目的。,其中1是工作平台,2是活动铰链,3为固定铰链,4为支架,5是液压缸,6为底座。在1和6的活动铰链处设有滑道。4主要起支撑作用和运动转化形式的作用,一方面支撑上顶板的载荷,一方面通过其铰接将液压缸的伸缩运动转化为平台的升降运动,1与载荷直接接触,将载荷转化为均布载荷,从而增强局部承载能力。下底架主要起支撑和载荷传递作用,它不仅承担着整个升降机的重量,而且能将作用力传递到地基上。通过这些机构的相互配合,实现升降机的稳定和可靠运行。两支架在0点铰接,支架4上下端分别固定在平台和底座上,通过活塞杆的伸缩和铰接点0的作用实现货物的举升。,升降台达要求高度时铰链a、b的距离其液压缸的工作行程。-3-/49:..液压升降台设计x,(设ab=x(),)0x1mhhm,,,其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下:,液压缸顶端与支架绞合点距离中点为t,根据其水平位4x置的几何位置关系可得::初步分析:x值范围为0x1x,取值偏小,则工作平台ab点承力过大,还会使支架的长度过长,造成受力情况不均匀。X值偏小,则会使液压缸的行程偏大,并且会造成整个机构受力情况不均匀。在该设计中,可以选择几个特殊值:x=,x=,x=,分别根据数学关系计算出h和t。然后分析上下顶板的受力情况。选取最佳组合值便可以满足设计要求。(1)x==2-x/2==h/2=-4-/49:..液压升降台设计液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到:l+t=,有几何关系可得到:=()(2l)()2l联合上述方程求得:t==(2)x==2-x/2==h/2=,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到:l+t=,有几何关系可得到:=()(2l)()联合上述方程求得:t==(3)x==2-x/2=-5-/49:..液压升降台设计OC=h/2=,升降台上下顶板合并时,根据几何关系可得到:l+t=,有几何关系可得到:=()(2l)():t==:(4)x=,受力图如下所示:(5)x=,受力图如下所示-6-/49:..液压升降台设计(6)x=,受力图如下所示比较上述三种情况下的载荷分布状况,x取小值,则升到顶端时,两相互绞合的支架间的间距越大,而此时升降台的载荷为均布载荷,有材料力学理论可知,此时两支架中点出所受到的弯曲应力为最大,可能会发生弯曲破坏,根据材料力学中提高梁的弯曲强度的措施Mmaxmaxw知,合理安排梁的受力情况,可以降低M值,从而改善提高其承载能力。分析上述maxx==,x=,可以选择第二种情况,即x=,由此便可以确定其他相关参数如下:t==,h=,其结构采用由若干根相互交叉垂直的热轧槽钢通过焊接形-7-/49:..液压升降台设计式焊接而成,然后在槽钢的四个侧面和上顶面上铺装4000x2000x3mm的钢板,其结构形式大致如下所示:,沿宽度方向布置6根10号热轧槽钢,组成上图所示的上顶板结构。在最外缘延长度方向加工出安装上下支架的滑槽。以便上下支架的安装。滑槽的具体尺寸根据上下支架的具体尺寸和结构而定。=,截面面积为,,抗弯截面系数为。沿宽度方向的6根10号热轧槽钢的结构参数为hbdtrr=,,,抗弯截面系数为。其质量分别为:4根16号热轧槽钢的质量为:::,可以认为是一均布载荷,由于该平板上-8-/49:..液压升降台设计铺装汽车钢板,其所受到的载荷为额定载荷和均布载荷之和,其载荷密度为:FqlF钢板和额定载荷重力之和。单位Nl载荷的作用长度。单位m,沿长度方向为16m,=(mm)gG12额载带入数据得:F=29604NF沿长度方向有:ql29604带入数据有:q1850N44分析升降机的运动过程,可以发现在升降机刚要起升时和升降机达到最大高度时,会出现梁受弯矩最大的情况,故强度校核只需要分析该状态时的受力情况即可,校核如下:其受力简图为:该升降台有8个支架,共有8个支点,假设每个支点所受力为N,则平很方程可列为:Y0即8NF029604将FN1850NN带入上式中:2根据受力图,其弯矩图如下所示:-9-/49:..qxAB段:M(x)=1850-925()qxBC段:M(x)NxN()222=3700x-3145-925x()段与AB段对CD称。1850Nm由弯矩图可知该过程中的最大弯矩为:max根据弯曲强度理论:maxMmaxsmaxWn即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。m3式中:W抗弯截面系数m沿长度方向为16号热轧槽钢W1171063钢的屈服极限255MPaSsn安全系数n=3代入数据:1850s=-10-/49:..由此可知,强度符合要求。升降台升到最高位置时,分析过程如下:与前述相同:N1850N弯矩如下:M(x)qxFA段:()2x2=925qxAB段:M(x)N()2()2925x2=1850x1665qxBC段:M(x)N()N()2()23700x4810925x2=CD段与AB段对称,::MmaxmaxsWn即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。16号热轧槽m3式中:W抗弯截面系数单位沿长度方向为钢106m3W117钢的屈服极限255MPaSs-11-/49:..n安全系数n=3代入数据:=85MPamax11710n6由计算可知,沿平台长度方向上4根16号热轧槽钢完全可以保证升降台的强度要求。同样分析沿宽度方向的强度要求:F均布载荷强度为:qlF钢板及16号槽钢与载荷重力l载荷作用长度2x6=12m带入相关数据,q2307N/m受力图和弯矩图如下所示:qxM(x)Nx(0x2m)22=::。,在支架的顶端和末端分别加工出圆柱状的短轴,以便支架的安装。支架在升降机结构中的主要功能为载荷支撑和运动转化,将液压缸的伸缩运动,通过与其铰合的支点转化为平台的升降运动,支架的结构除应满足安装要求外,还应保证有足够的刚度和强度,一时期在升降运动中能够平稳安全运行。-12-/49:..:8N(mmm)gG123额载求得:N=3848N分析支架的运动形式和受力情况,发现支架在运动过程中受力情况比较复杂,它与另一支架铰合点给予底座的固定点的受里均为大小和方向为未知的矢量,故该问题为超静定理论问题,已经超出本文的讨论范围,本着定性分析和提高效率的原则,再次宜简化处理,简化的原则时去次留主,即将主要的力和重要的力在计算中保留,而将对梁的变形没有很大影响的力忽略不计,再不改变其原有性质的情况下可以这样处理。根据甘原则,再次对制假所收的力进行分析,可以看出与液压缸顶杆联结点的力为之家所受到的最主要的力,它不仅受液压缸的推力,而且还将受到上顶班所传递的作用力,因此,与液压缸顶杆相连接的支架所厚道的上顶板的力为它所受到的最主要的力,在此,将其他的力忽略,只计算上顶板承受的由载荷和自重所传递的载荷力。计算简图如下所示::MNLN每个支架的支点对上顶板的作用力单位NL液压缸与支架铰合点距支点之间的距离单位m代入数据:,宽为b的长方形,则其强度应满足的要求是:maxMsmaxWn-13-/49:..式中:M支架上所受到的弯矩单位Nma2bmW截面分别为a,:92035235a2b78cm3求得:a2b78cm3上式表明:只要截面为a,b的长方形满足条件,,取5cm,b,则其符合强度要求。:4支架的结构还应该考虑装配要求,液压缸活塞杆顶端与支架采用耳轴结构连接,因此应在两支架之间加装支板,以满足动力传递要求。,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。,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。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0~~~2500Kg,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,-14-/49:..、数量和安装位置类型选择:,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,其符号为::该升降平台为双单叉结构,故其采用的液压缸数量为4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: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,,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。。最大起升高度为1500mm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,设本升降-15-/49:..液压升降台设计台的最小气升降时间为40s,最大起升时间为50s,由此便可以计算执行元件的速度v:lvt式中:v执行元件的速度单位m/sL液压缸的行程单位mt时间单位s当t40s时:=:,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,该加速阶段加速度比较小,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,因此可以说升降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。,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力F,运动部切件之间的摩擦阻力F,密封装置的摩擦阻力F,起动制动或换向过程中的惯性力磨密F,回油腔因被压作用而产生的阻力F,即液压缸的总阻力也就是它的最大牵引惯背力:F=F+FFFF切磨密惯背(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:FFFF切额载支架上顶板(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-钢之间的接触摩擦,,-16-/49:..液压升降台设计其具体计算式为:FG=(m+m+mm)g+G磨123+4额载式中各符号意义同第三章。(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:--液压缸的推力O形密封圈:密F=fpdhY形密封圈:1密f摩擦系数,(--01.)F密封摩擦力也可以采用经验公式计算,一般取密(4)运动部件的惯性力。GvFv切其计算式为:Fma惯gtgt式中:G运动部件的总重力单位Nm/s2g重力加速度单位v启动或制动时的速度变量单位m//s2对于行走机械取v,本设计中取值为t(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:F=F+FFF切磨密惯=(mmmm)gG(mmm)=(+316+120+188+2500)+(+316+120)+(+316+120+188+2500)+(+316+120+188+2500)-17-/49:..=40KN液压缸的总负载为40KN,该系统中共有四个液压缸个液压缸,故每个液压缸需要克服的阻力为10KN。该升降台的额定载荷为2500Kg,其负载变化范围为0—2500Kg,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。:(KN)<55-1010-2020-3030-50>50工作压力P(MPa)<---33-44-5>5-7由于该液压缸的推力即牵引力为10KN,根据上表,可以初步确定液压缸的工作压力为:p=2MPa。,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:D2F=pcm4(20-3)105Pa式中:p液压缸的工作压力Pa取p=:-18-/49:..液压升降台设计(90103)2(203)=4F=。-2x10进油路调速2-5x10回油装被压阀回油路调速6-,计算式如下:要求活塞无杆腔的推力为F时,其内径为:4FDpcm式中::-19-/49:..液压升降台设计410103D===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。(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()D受压时:p5MPad()D5p7MPad():p=2MPa,<5MPa,取d=,d=45mm。(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:106F2d4式中:F活塞杆的推力单位Nd活塞杆直径单位m材料的许用应力单位MPa活塞杆用45号钢,340MPa,:(45103)2=<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:-20-/49:..液压升降台设计n2EJLmnF2K时,LK在该设计及安装形式中,液压缸两端采用铰接,其值分别为:n1,m85,L1260mmJdKA4将上述值代入式中得:LmnK故校核采用的式子为:2EJnFK2L式中:n=:(45103)=371KN其稳定条件为:FKFnKn稳定安全系数,一般取n=2—4取n=3式中:KKKF液压缸的最大推力单位NF371K代入数据:=123KNn3K故活塞杆的稳定性满足要求。,最小导向长度,液压缸长度的确定-21-/49:..,一般按照薄壁筒计算,壁厚由下式确定:PDY2式中:D液压缸内径单位m缸体壁厚单位cmP液压缸最高工作压力单位Pa一般取P=(-):,将其壁厚适当加厚,取壁厚3mm。,从活塞支撑面中点到导向滑动面中点的距离为活塞的最小导向长度H,如下图所示,如果最小导向长度过小,将会使液压缸的初始挠度增大,影响其稳定性,因此设计时必须保证有最小导向长度,对于一般的液压缸,液压缸最大行程为L,缸筒直径为D时,最小导向长度为:-22-/49:..()D,导向套滑动面长度A,在D<80mm时,取A=(-)D,在D=80mm时,取A=(-)d,当导向套长度不够时,不宜过分增大A和B,必要时可在导向套和活塞之间加一隔套,隔套的长度由最小导向长度H确定。,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v,液压缸的流量可以计算如下:mvAQcvD2式中:A活塞的有效工作面积对于无杆腔A4cv活塞的容积效率采用弹形密封圈时cv=1,采用活塞环时=:.,,以其最小运动速度运动时,。,主机对液压系统的技术要求,液压系统的工作条件和环境条件,以成本,经济性,供货情况等诸多因素进行全面综合的设计选择,-23-/49:..液压升降台设计从而拟订出一个各方面比较合理的,可实现的液压系统方案。其具体包括的内容有:油路循环方式的分析与选择,油源形式的分析和选择,液压回路的分析,选择,合成,液压系统原理图的拟定。,其各自特点及相互比较见下表:,但油箱较大较好,需用辅泵换油冷却抗污染性较差,但可用压力油箱或其它改善较好,但油液过滤要求高管路压力损失较大,用节流调速效率系统效率管路压力损失较小,容积调速效率高低液压泵由电机拖动时,限速及制动过程用平衡阀进行能耗限速,用制动阀进限速制动形式中拖动电机能向电网输电,回收部分能行能耗制动,可引起油液发热量其它对泵的自吸性能要求较高对主泵的自吸性能要求低油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。比较上述两种方式的差异,再根据升降机的性能要求,可以选择的油路循环方式为开式系统,因为该升降机主机和液压泵要分开安装,具有较大的空间存放油箱,而且要求该升降机的结构尽可能简单,开始系统刚好能满足上述要求。油源回路的原理图如下所示:-24-/49:..,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-25-/49:..动作。,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