1、l 密级： 学号： 本科生毕业（设计）论文 全液压升降机的设计 系 别： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 摘 要 在日常的生产活动中，往往需要对较重的物件进行高低方向往返运输，同时还要满足 快速、准确、安全的要求，这需要液压升降机来完成工作。 本论文介绍了液压升降机简要设计过程。通过分析升降机结构形式和运动机理得到升降机设计结构，详细解释运动过程，并对支架进行优化选择。针对升降机所需动力分析液压系统总体方案并自主设计液压缸体结构，从标准件选择液压元件及其连接形式，最终设计结果为双单 叉开式液压系统升降机。 本液压升降机系统结构简单，能有效 减少机械能量损失，同时 零件以
2、标准件为主，方便维修更换且成本较为低廉，整机设计实现简易、实用、低成本设计目标。本液压升降机可以对 2500kg 货物实行 1.5m 的举升，可用于门面装饰、仓库货运、市政园林等场合。 关键字： 升降机； 支架； 液压系统； 执行元件 Abstract In daily production activities, a heavier needs to be high and low round-trip transportation, whilst conform to the demands of high-speed, accurate, secure. The hydraulic li
3、ft is required to complete the work. The thesis briefly describes the design process of hydraulic lift. By analyzing the structural form and moving mechanism of the elevator get the design framework and explain the campaign process in detail, to optimize the bracket selection. Analysis power needed
4、to lift to formulate overall plan and design of hydraulic system of hydraulic cylinder structure, and select from the standard form of hydraulic components and their connections. Results of final design for open-type hydraulic system of double single fork lift. The hydraulic lift system structure is
5、 simple which can effectively reduce the mechanical energy loss. At the same time, the mainly parts is some standard parts which conform easy maintenance replacement and low costly. This design enables simple, practical, low cost design goals. The hydraulic lift to move goods to 2500Kg to 1.5m high.
6、 It can be used for facade decoration, storage transportation, municipal gardens, and other occasions. Keywords: Elevator; Bracket; Hydraulic Pressure System; Actuator l 目录 第一章 绪 论 .3 1.1 选题目的意义 .3 1.1.1 全液压升降机意义 .3 1.1.2 全液压升降机设计要求 .3 1.1.3 解决的问题 .3 1.2 液压升降机在国内外的发展状况 .4 1.3 主要研究内容 .4 1.4 本章小结 .4 第
7、二章 液压升降机总体分析 .5 2.1 升 降机结构形式和运动机理 .5 2.1.1 机械结构形式 .5 2.1.2 升降机的运动机理 .5 2.2 液压系统方案的选择 .6 2.2.1 油 路循环方式的分析和选择 .6 2.2.2 开式系统油路组合方式的分析选择 .7 2.2.3 调速方案的选择 .8 2.2.4 液压系统原理图的确定 .8 2.3 本章小结 .8 第三章 升降机机械结构的设计 .9 3.1 升降机机械结构的设计 .9 3.1.1 升降机结构参数的确定 .9 3.1.2 升降机机械结构计算 .9 3.2 升降机支架和上顶板结构的确定 . 12 3.2.1 上顶板结构和强度校核
8、 . 12 3.2.2 强度校核 . 14 3.2.3 支架的结构 . 19 3.3.4 升降机底座的设计 . 21 第四章 升降机液压系统的设计 . 22 4.1 执行元件速度和载荷 . 22 4.1.1 执行元件类型、数量和安装位置 . 22 4.1.2 速度和载荷计算 . 22 4.1.3 执行元件的载荷计算及变化规律 . 23 4.2 液压系统主要参数的确定 . 24 4.2.1 系统压力的初步确定 . 24 4.2.2 液压执行元件的主要参数 . 25 4.2.3 缸筒内径的确定 . 25 4.2.4 活塞杆直径的确定 . 26 4.2.5 液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定
9、 . 28 4.2.6 液压缸的流量 . 29 4.3 液压元件的计算选择及其连接 . 30 4.3.1 油泵和电机选择 . 30 4.3.2 控制阀的选用 . 33 4.3.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算 . 34 4.3.4 液压元件的连接 . 37 4.4 油箱及附件 . 37 4.4.1 油箱的容积 . 37 4.5 液压泵站的选择 . 39 4.5.1 液压泵站的组成及分类 . 39 4.5.2 液压泵站的选择 . 40 4.6 液压缸的结构设计 . 40 4.6.1 缸筒与缸盖的连接形式 . 40 4.6.2 活塞和活塞杆 . 42 4.6.3 活塞杆导向套 . 44 4
10、.6.4 排气装置 . 44 4.6.5 进出油口尺寸的确定 . 45 4.6.6 密封结构的设计选择 . 45 第五章 液压系统性能验算 . 46 5.1 系统压力损失验算 . 46 5.2 系统的总效率验算 . 47 5.3 本章小结 . 47 总 结与展望 . 48 参 考 文 献 . 49 致谢 . 50 l 第一章 绪 论 1.1 选题目的意义 1.1.1全液压升降机意义 采用全液压系统控制有以下特点 （ 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）
11、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，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）液压元件已实现了标准化，系列化，通用化，液压系统的设计和制造使用都比较方便。 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，限制其适用范围，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
12、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。 液压升降机广泛适用于汽车、集装箱、模具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式（如滚珠、滚筒、转盘、转向、倾翻、伸缩），配合各种控制方式（分动、联动、防爆），具有升降平稳准确、频繁启动、载重量大等特点，有效解决工业企业中各 类升降作业难点，使生产作业轻松自如。 1.1.2全液压升降机设计要求 本设计包括主机的设计，液压系统的设计。在本设计中将液压系统的设计作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
13、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。 （ 1）主机的设计 通过参考国内外同类产品的工艺参数，结合本次设计简易液压升降机实际情况，液压升降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。 （ 2）液压系统的设计 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。 1.1.3解决的问题 本次设计简易剪叉式全液压升降机是一种性能良好，适用范围广的货物举升机构，
14、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 。 1.2 液压升降机在国内外的发展状况 近 20 年世界工程升降机行业发生了很大变化。 RT（越野轮胎升降机）和 AT （全地面升降机）产品的迅速发展，打破了原有产品与市场格局，在经济发展及市场激烈竞争冲击下，导致世界市场进一步趋向一体化。由于日本、德国升降机工业的迅速发展及 RT 和 AT 产品的兴起，美国厂商曾在 60 70 年代世界市场中占有的主导地位受到削弱，从而形成美国、日本和德
15、国三足鼎立之势。 我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的。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。近年来，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有先进水平的产品。日前，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，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水平上，与国际水平以及主机行业的要求还有不少差距，每年都要进口大量的液压元件。总之，液压工业在国民经济小的比重是很大的，他和气动技术一定程度上衡量一个国家的工业化水平。 1.3 主
16、要研究内容 本文对液压升降机的研究 主机及其液压设备设计主要完 成了以下研究内容： 1、分析液压升降机在实际生产中的作用，并参考国内主流液压升降机参数。 2、通过分析液压系统主要参数并粗略确定液压系统总体方案，同时分析其优缺点。 3、对液压升降机机械结构进行简单优选分析，并给出升降机设计最终方案。 4、设计升降机机械机构结构尺寸，并自行设计符合机械结构要求的液压缸。设计液压元件，并以图文描述装配结构。 1.4 本章小结 本章首先介绍了所选课题的目的和意义，然后概述了液压升降机在国内外的研究状况以及发展趋势，明确了本论文的主要研究内容。 第二章 液压升降机总体分析 2.1 升降机结构形式和运动机
17、理 2.1.1机械结构形式 根据升降机的平台尺寸 4000 2000mm ，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。其具体结构形式为： 液压缸(红 )支架(黑 )载 荷2 1 4 3图 2.1 液压升降机整体结构示意图 图 2.1 所示即为该升降机的基本结构形式，其中 1、 2、 3、 4 为支架，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，上顶板与载荷直接接触，将载荷转化为均布载荷，从而增强局部承载能力。下底架主
18、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。 2.1.2升降机的运动机理 升降机的基本运动机理如下图所示： 32oo426351图 2.2 升降机的基本运动机理图 如 图 2.2， 两支架在 O 点铰接，支架 1 上下端分别固定在上、下板面上，通过活塞 杆的伸缩和铰接点 O 的作用实现货物的举升。 根据以上分析，升降机的运动过程可以叙述如下：支架 2、 3 为升降机机构中的固定支架，他们与底板的铰接点 23,OO做不完整的圆周运动，支架 1、 4 为活动支架，他们在液压缸 5 的作用下由最初的几乎水平状态
19、逐渐向后来的倾斜位置运动，在通过支架之间的绞合点带动 2、3 也不断向倾斜位置运动，以使升降机升降。 初态时，上下底板处于合闭状态，支架 1、 2、 3、 4 可近似看作为水平状态，随着液压油不断的输入到液压缸中，活塞杆外伸，将支架 2 顶起，支架 2 上升时，由于铰合点 O 的作用使支架 1 运动， 1 与液压缸相连，从而液压缸也开始运动，通过一系列的相互运动和作用，使上顶板上升，当上升到指定高度时，液压缸停止运动，载荷便达到指定高度。 2.2 液压系统方案的选择 在本升降机中的液压系统的设计主要是指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
20、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 0kg2500kg，液压执行元件有四组液压缸实现同步运动，工作精度要求一般。 液压系统方案是根据主机的工作情况，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，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。 2.2.1油路循环方式的分析和选择
21、 油路循环方式可以分为开式和闭式两种，其各自特点及相互对比见下表： 表 2.1 油路开式系统 和闭式系统对比表 油液循环方式散 热 条 件抗 污 染 性系 统 效 率其 它限速制动形式开 式较方便，但油箱较大较差，但可用压力油箱或其它改善管路压力损失较大，用节流调速效率低对泵的自吸性能要求较高用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制动，可引起油液发热闭 式管路压力损失较小，容积调速效率高对主泵的自吸性能要求低较好，但油液过滤要求高较好，需用辅泵换油冷却液压泵由电机拖动时，限速及制动过程中拖动电机能向电网输电，回收部分能量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图 2.2 所示： 134567821、油缸 2、过滤器 3、温度计 4、液位计 5、电动机 6、 液压阀 7、溢流阀 8、压力表 图 2.2 油源回路的原理图 2.2.2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、
