物流剪叉式液压升降台设计(cad图纸+设计说明书+开题报告)
本设计题目来源于实际生产,是用于仓库、机尝车站、码头、制造系统及汽车维修等部门的物流液压升降台的设计。进入21世纪以后,随着经济的发展和需求的提高,对举升机提出越来越高的要求,举升机越来越不仅局限应用于仓库、机尝车站、码头等,更广泛的应用于其它物流、制造系统和汽车维修等行业和部门。这就对原有的剪叉式液压升降台提出了更加严格的承载能力高、运行速度快、启动停止平稳等新的要求。本设计就此问题进行分析和探讨,并对传统剪叉式液压液压升降台系统进行改造。 过去汽车维修,大多采用地沟作业,工作空间人工采光,沟内阴暗需人工采光,通风不良,工人上下地沟不便,劳动条件差,土建费用高,地表空间不能充分利用,而汽车举升机,在其举升高度范围内,可依需要任意调整高度,在车下任何位置上进行维修作业,操作简便.灵活可靠,工作条件打为改善。 目录 摘要I ABSTRACT II 目录III 第一章绪论1 1.1举升机的发展简史1 1.2汽车举升机的设计特点2 1.3汽车举升机的安全保证措施3 1.3.1设计制造方面的安全保证措施3 1.3.2使用维护方面的安全保证措施4 第2章剪叉式升降台的应用及其受力分析的讨论5 2.1剪叉式升降平台的三种结构形式5 2.2双铰接剪叉式升降平台机构的位置参数计算6 2.3双铰接剪叉式升降平台机构的动力参数计算8 2.4剪叉式升降平台机构设计时应注意的问题9 2.5针对性比较小实例: 9 2.6双铰接剪叉式升降平台机构中两种液压缸布置方式的分析比较12 2.6.1问题的提出: 13 2.6.2两种布置方式的分析和比较: 14 2.6.3实例计算15 第三章液压传动系统的设计计算20 3.1明确设计要求制定基本方案: 20 3.2制定液压系统的基本方案20 3.2.1确定液压执行元件的形式20 3.2.2确定液压缸的类型22 3.2.3确定液压缸的安装方式22 3.2.4缸盖联接的类型22 3.2.5拟订液压执行元件运动控制回路22 3.2.6液压源系统22 3.3确定液压系统的主要参数23 3.3.1载荷的组成与计算: 23 3.3.2初选系统压力25 3.3.3计算液压缸的主要结构尺寸26 3.3.4确定液压泵的参数28 3.3.5管道尺寸的确定30 3.3.6油箱容量的确定31 3.4液压缸主要零件结构、材料及技术要求31 3.4.1缸体31 3.4.2活塞32 3.4.3活塞杆33 3.4.4活塞杆的导向、密封和防尘33 3.4.5液压缸的排气装置34 3.4.6液压缸安装联接部分的型式及尺寸35 3.4.7绘制液压系统原理图35 第四章台板与叉杆的设计计算39 4.1确定叉杆的结构材料及尺寸39 4.2横轴的选取43 结论44 致谢45 参考文献46 第三章液压传动系统的设计计算 3.1明确设计要求制定基本方案: 设计之前先确定设计产品的基本情况,再根据设计要求制定基本方案。以下列出了本设计剪式液压升降台的一些基本要求: 1)主机的概况:主要用途用于家用小型重型设备的起升,便于维修,占地面积小,适用于室外,总体布局简洁; 2)主要完成起升与下降重物的动作,速度较缓,液压冲击小; 3)最大载荷量定为2吨,采用单液压缸控制联接组合叉杆机构进行升降动作。最大起升高度略大于一人高度; 4)运动平稳性好; 5)人工控制操作,按钮启动控制升降; 6)工作环境要求:不宜在多沙石地面、木板砖板地面等非牢固地面进行操作,不宜在有坡度或有坑洼的地面进行操作,不宜在过度寒冷的室外进行操作; 7)性能可靠,成本低廉,便于移动,无其他附属功能及特殊功能; 3.2制定液压系统的基本方案 3.2.1确定液压执行元件的形式 液压执行元件大体分为液压缸或液压泵。前者实现直线运动,后者完成回转运动,二者的特点及适用场合见下表。 名称特点适用场合 双活塞杆液压缸双向对称双作用往复运动 单活塞杆液压缸有效工作面积大、双向不对称往返不对称的直线运动,差动连接可实现快进,A1=2A2往返速度相等 柱塞缸结构简单单向工作,靠重力或其他外力返回 摆动缸单叶片式转角小于360度 双叶片式转角小于180度小于360度的摆动 小于180度的摆动 齿轮泵结构简单,价格便宜高转速低扭矩的回转运动 叶片泵体积小,转动惯量小高转速低扭矩动作灵敏的回转运动 摆线齿轮泵体积小,输出扭矩大低速,小功率,大扭矩的回转运动 轴向柱塞泵运动平稳、扭矩大、转速范围宽大扭矩的回转运动 径向柱塞泵转速低,结构复杂,输出大扭矩低速大扭矩的回转运动 注:A1无杆腔的活塞面积A2有无杆腔的活塞面积 对于本设计实现单纯并且简单直线及回转运动的机构,可以采用齿轮式液压泵及双活塞杆液压缸,这样不仅简化液压系统降低设备成本,而且能改善运动机构的性能和液压执行元件的载荷状况。 常用的扩程机构有如下二种形式: (a) (b) 图3-1扩程机构 它们同时也可以实现增速,常用于电梯的升降、高低位升降台等液压设备。还有一种运动转换机构,小角度的回转运动用液压缸来实现,其运动比较平稳,长行程的直线运动可以用液压马达来完成。本设计要完成的剪叉式液压升降台综合了扩程、回转这两种工作形式。 3.2.2确定液压缸的类型 工程液压缸主要用于工程机械、重型机械、起重运输机械及矿山机械的液压系统。根据主机的运动要求,按表37-7-5选择液压缸的类型为:直线运动单活塞杆双作用缓冲式液压缸。其特点:活塞双向运动产生推、拉力。活塞行程终了时减速制动,减速值不变。 3.2.3确定液压缸的安装方式 工程液压缸均为双作用单活塞式液压缸,安装方式多采用耳环型。由于本设计中液压缸在作用过程中是一端固定,一端在垂直面上自由摆动的形式,因此根据表37-7-6选择液压缸的安装方式为:尾部耳环联接。 3.2.4缸盖联接的类型 按缸盖与缸体的联接方式,可分为外螺纹联接式、内卡键联接式及法兰联接式三种。这里采用法兰联接。型号说明:P37-180 3.2.5拟订液压执行元件运动控制回路 液压执行元件确定之后,其运动方向和运动速度的控制是拟订液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或是逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统,大多数通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对于高压大流量的液压系统,现多采用插装阀于先导控制阀的组合来实现。本设计剪叉式液压升降台其特点:起升压力大,运行缓慢、平稳,能人工控制起升至某一固定高度时并保持该高度自锁。 3.2.6液压源系统 液压系统的工作介质完全由液压源提供,液压源的核心是液压泵。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,多余的油经过溢流阀回油箱,溢流阀同时起到开展并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油,用安全阀限定系统的最高压力。 为节省能源并提高效率,液压泵的供油量要尽量于系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况下,则采用多泵供油或变量泵供油。对于本设计,由于工作周期短,循环次数少,供油量可以适当减少以节省能源,采用单泵供油即可,不需蓄能器储存能量。 对于油液的净化:油液的净化装置在液压源中是必不可少的。一般泵的入口要装有粗滤油器,进入系统的油液根据被保护元件的要求,通过相应的精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱,可在回油路上设置磁过滤或其他形式滤油器。根据液压设备所处环境及对温升的要求,还要考虑加热、冷却等措施。 3.3确定液压系统的主要参数 液压系统的主要参数是压力和流量,它们是设计液压系统,选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 3.3.1载荷的组成与计算: 首先,需要确定液压缸处于最大工作压力时的位置,通过上述的讨论,得知当液压缸与地面夹角为最小值时,也即支撑杆与地面夹角为最小值时,液压缸处于最大的工作压力状态下。根据轴距2.4m,将支撑杆的长度选定2.1m/根。当液压缸下降至最低高度时(设此时支撑杆与地面夹角= ) = ,根据上述公式 1.端部结构 活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构,为了便于拆卸维护,可选用内螺纹结构外接单耳环。 2.端部尺寸(画图P37-173) 如图,为内螺纹联接简图。查表37-7-4,按照本设计要求,选用直径螺距-螺纹长= 。 3.活塞杆结构 活塞杆有实心和空心两种,如下图。实心活塞杆的材料为35、45号钢;空心活塞杆材料为35、45号无缝钢管。本设计采用实心活塞杆,选用45号钢。 4.活塞杆的技术要求 ⑴活塞杆的热处理:粗加工后调质到硬度为229~285HB,必要时,再经过高频淬火,硬度达HRC45~55。在这里只需调质到230HB即可。 ⑵活塞杆和的圆度公差值,按9~11级精度选龋这里取10级精度。 ⑶活塞杆的圆柱度公差值,应按8级精度选龋 ⑷活塞杆对的径向跳动公差值,应为0.01mm。 ⑸端面T的垂直度公差值,则应按7级精度选龋 ⑹活塞杆上的螺纹,一般应按6级精度加工(如载荷较小,机械振动也较小时,允许按7级或8级精度制造)。 ⑺活塞杆上工作表面的粗糙度为Ra0.63 ,为了防止腐蚀和提高寿命,表面应镀以厚度约为40的铬层,镀后进行衍磨或抛光。
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