李寧液壓升降機(jī)設(shè)計.docx

液壓升降機(jī)設(shè)計摘 要 本次設(shè)計的題目是液壓升降機(jī)的設(shè)計，它主要包括：主機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計，液壓系統(tǒng)的設(shè)計，控制部分的設(shè)計三個部分內(nèi)容。在本設(shè)計中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計做為主要內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計。液壓系統(tǒng)的設(shè)計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設(shè)計。液壓升降機(jī)主要是通過液壓油的壓力傳動從而實(shí)現(xiàn)升降的功能，它的剪叉機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降機(jī)有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，并適合多人同時作業(yè)，它使高空作業(yè)效率更高，安全更可靠。液壓升降機(jī)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時可配裝各類臺面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動、聯(lián)動、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。第1章 升降機(jī)的發(fā)展情況1.1 升降機(jī)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義液壓升降機(jī)不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著重要的作用。給我們帶來的利益是非常的多。升降機(jī)的功能特色是非常多的，在我們生活中我們在很多的商務(wù)大廈都會用到電梯，升降機(jī)就如電梯的性能大同小異，我們在使用升降機(jī)的時候也可以針對自己的需求對升降機(jī)進(jìn)行設(shè)置?？梢娚禉C(jī)對我們作用是相當(dāng)?shù)拇蟆?我們生產(chǎn)力的不斷加大，生活的不斷改善，對升降機(jī)的需求也就在不斷的增多，生活中的每個角落升降機(jī)的應(yīng)用都會給我們帶來客觀的利益。 液壓升降機(jī)在我們生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常的普遍了，而且在我們生產(chǎn)中有著重要的作用，尤其是貨物高空操作?，F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，順應(yīng)社會的需求，生產(chǎn)力不斷的加大，而且現(xiàn)在高空操作也是比較多的，所以升降機(jī)在我們進(jìn)行高空操作的時候就給我們帶來的重要的作用。 液壓升降機(jī)就是上下操作，而且可以給我們提供一個安全穩(wěn)定的平臺。我們在高空作業(yè)的時候可以給我們的安全提供保障。 液壓升降機(jī)不僅在生產(chǎn)中有著重要的作用，在我們生活中的應(yīng)用也是非常的重要的，而且非常的普及。在酒店、賓館、影院等等公共休閑娛樂場所我們都知道干凈舒適是第一，所以保持干凈是我們必須的。升降機(jī)在這里清潔、燈具維修換修、設(shè)備的調(diào)試安裝維護(hù)保養(yǎng)都是非常的重要的。 1.2 升降機(jī)在國內(nèi)外的研究發(fā)展情況1.2.1 國內(nèi)發(fā)展情況：改革開放三十年以來,我國城市建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，有利的帶動了我國升降機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,升降機(jī)做為人們出行的垂直交通工具已經(jīng)隨處可見。（1）引進(jìn)外資，合作辦廠1978年，黨的十一屆三中全會作出了實(shí)行改革開放的重大決策。我們從獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)、安裝升降機(jī)階段發(fā)展到引進(jìn)外資開辦升降機(jī)廠，大批合資升降機(jī)企業(yè)拔地而起。如：1980年7月4日創(chuàng)建的中國迅達(dá)升降機(jī)有限公司，是由中國建筑機(jī)械總公司、瑞士迅達(dá)股份有限公司、香港怡和迅達(dá)（遠(yuǎn)東）股份有限公司3方合資組建，這是我國改革開放以來機(jī)械行業(yè)第一家合資企業(yè)。該公司的建立在中國升降機(jī)行業(yè)相繼掀起了引進(jìn)外資的熱潮；1984年12月1日，天津市升降機(jī)公司、中國國際信托投資公司與美國奧的斯升降機(jī)公司合資組建的天津奧的斯升降機(jī)有限公司正式開業(yè)。改革開放的第一個十年是我國升降機(jī)行業(yè)的萌芽期、升降機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈形成的初級階段。（2）穩(wěn)步發(fā)展,不斷創(chuàng)新 改革開放后的第二個十年可以說是中國升降機(jī)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,不斷創(chuàng)新的十年。經(jīng)過改革開放第一個十年，我國升降機(jī)行業(yè)在吸收國際升降機(jī)新技術(shù)的同時，相關(guān)的管理體制也在不斷的完善。改革開放政策實(shí)施以來，我國城市建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，更有利的帶動了我國升降機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，1997年取得了升降機(jī)總產(chǎn)量與上年持平、總產(chǎn)值繼續(xù)增長的好成績，由此證明我國升降機(jī)行業(yè)更加成熟，適應(yīng)市場變化和把握機(jī)遇的能力已大大提高。1998年，蘇州江南升降機(jī)有限公司民族品牌的升降機(jī)、自動扶梯和自動人行道已銷售到馬來西亞、泰國、菲律賓、印度尼西亞、新加坡、孟加拉國、阿聯(lián)酋、埃及、敘利亞、土耳其、阿根廷、澳大利亞、德國、英國、荷蘭、意大利、葡萄牙、希臘等近20個國家及臺灣、澳門地區(qū)，我國升降機(jī)產(chǎn)量突破3.02萬臺。（3）迅猛發(fā)展，日新月異隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化建設(shè)的不斷完善，升降機(jī)已不只存在于高檔商務(wù)寫字樓、大酒店、商城普及到高層住宅樓，同時也走進(jìn)人們生活的多個角落，成為城市建筑中不可缺少的垂直交通工具。中國升降機(jī)行業(yè)之所以迅猛發(fā)展，日新月異，其根本的原因就是黨的十一屆三中全會推出的改革開放的大政方針，改革開放加快了中國發(fā)展的步伐。1.2.2 世界升降機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和升降機(jī)發(fā)展趨向近20年世界工程升降機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。rt(越野輪胎升降機(jī))和at(全地面升降機(jī))產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場格局，在 經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界工程升降機(jī)市場進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程升降機(jī)年銷售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國為美國、日本、德國、法國、意大利等，世界頂級公司有10多家，主要集中在北美、日本（亞洲）和歐洲。美國既是工程升降機(jī)的主 要生產(chǎn)國，又是最大的世界市場之一。但由于日本、德國升降機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展及rt和at產(chǎn)品的興起，美國廠商曾在20世紀(jì)6070年代世界市 場中占有的主導(dǎo)地位正逐步受到削弱，從而形成美國、日本和德國三足鼎立之勢。近幾年美國經(jīng)濟(jì)回升，市場活躍，外國廠商紛紛參與競爭。 美國制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng)，特雷克斯升降機(jī)公司的崛起即是例證。特雷克斯升降機(jī)公司前身是美國科林升降機(jī)廠。1995年以來，其通過一 系列的兼并活動，已發(fā)展成為世界頂級公司之一。日本從20世紀(jì)70年代起成為工程升降機(jī)生產(chǎn)大國，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快，已出口到歐美市場，年總產(chǎn)量居世界第一。自1992年以來，由于受日元升值、國內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢。目前日本市場年需求量為3000臺左右。歐洲是潛力很大的市場，歐洲各工業(yè)國既是工程升降機(jī)的出口國，也是重要的進(jìn)口國。德國是最大的歐洲市場，其次為英國、法國、意大利等國。在德國at產(chǎn)品市場份額中，利勃海爾占53%，格魯夫占 16%，德馬泰克占14%，多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。 第二章 升降機(jī)的工藝參數(shù)和工況分析2.1 升降機(jī)的工藝參數(shù) 本設(shè)計升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為：額定載荷：150kg最大起升高度：6000mm最大工作高度：7500mm平臺尺寸：2200x1500mm電源：380v,50hz2.2升降機(jī)工況分析本升降機(jī)是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)，和用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線、下線。工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度，高出給料機(jī)運(yùn)送，大型部件裝配時的部件舉升，大型機(jī)庫上料、下料 。倉儲，裝卸場所，與叉車等裝運(yùn)車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。該升降機(jī)主要有兩部分組成：機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械機(jī)構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的功能。第三章 升降機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計3.1 升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動機(jī)理3.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)升降機(jī)的平臺尺寸為2200mm x1500mm,升降機(jī)的最大高度為6m，該升降機(jī)采用單叉機(jī)構(gòu)升降機(jī)，有兩個同步液壓缸做同步運(yùn)動，以達(dá)到液壓升降機(jī)升降的作用。其具體結(jié)構(gòu)形式為： 圖3.1剪叉結(jié)構(gòu)圖圖3.1所示即為該升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式，其中支架主要起支撐作用和運(yùn)動轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸接將液壓缸的繩縮運(yùn)動轉(zhuǎn)化為平臺的升降運(yùn)動，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔(dān)著整個升降機(jī)的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。3.1.2 升降機(jī)的運(yùn)動機(jī)理初態(tài)時，上下底板處于閉合狀態(tài)，可近似看做水平，但實(shí)際不是水平，隨著液壓油的不斷輸入到液壓缸中，液壓缸外伸，頂起支架，支架與液壓缸會同時運(yùn)動，從而整個液壓支架上升，達(dá)到最大高度。3.2 升降機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計3.2.1 升降機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定根據(jù)升降臺的工藝參數(shù)和基本運(yùn)動機(jī)理來確定支架的長度。因?yàn)樯禉C(jī)的最大高度為6米，即升降機(jī)底板的最大高度為6米。設(shè)升降機(jī)底座為0.4米，共有四個剪叉機(jī)構(gòu)，則每個剪叉機(jī)構(gòu)的最大高度為 （6-0.4）41.4m，當(dāng)高度最高時，兩個剪叉夾角為90度，此時可求一個支架的長度大約為1.4sin6002m，則把一個支架的長度定為2米，總共有四個支架，如圖所示為其簡圖： 圖3.2.13.2.2 升降機(jī)支架和下底板結(jié)構(gòu)的確定（1）上頂板結(jié)構(gòu)上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個側(cè)面和上頂面上鋪裝2200x1500x5mm的剛板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下圖所示： 圖3.2.2.1上頂板長度方向上用五個鋼條，寬度方向用四個鋼條焊起來，再把鋼板焊在上面，鋼板厚度為5mm。因?yàn)榇松灯脚_一般適合承載兩人，即約為150kg，載重很小，所以一般鋼板與鋼條都能承受住此重量。工作空間上的護(hù)欄用鋼條焊接而成，大致圖像為： 圖3.2.2.2根據(jù)估算，此護(hù)欄裝置總重大約為50kg。（2） 強(qiáng)度校核由設(shè)計知，支架固定端固定在離工作臺邊緣0.2米處，當(dāng)工作臺在最高位置時，滑動端離工作臺邊緣的距離為2.2-1.4-0.2=0.6米，當(dāng)工作臺在最高位置時，而兩人站在滑動端邊緣，此時工作臺所受載荷最大，大致受力圖可表示為如下圖： 圖3.2.2.3 受力最大時，最右端受力為150kg，即1500n，此時由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，1500n0.6m=f1.4m，可解出f1715n，這個f為上圖最左端的力，而中間的力可求出為1715+1500=3215n。由圖可知此板最大彎矩為17151.4=2401nm,根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論： 即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。 式中： w 抗彎截面系數(shù) 沿長度方向?yàn)?6號熱軋槽鋼 鋼的屈服極限 n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)： cuode =由此可知，強(qiáng)度符合要求。第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計在本升降機(jī)的設(shè)計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計，它與主機(jī)的設(shè)計是緊密相關(guān)的，往往要同時進(jìn)行，所設(shè)計的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動、循環(huán)要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，操縱維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好等條件。本升降機(jī)對液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求可以總結(jié)如下：升降機(jī)的升降運(yùn)動采用液壓傳動，可選用遠(yuǎn)程或無線控制，升降機(jī)的升降運(yùn)動由液壓缸的伸縮運(yùn)動經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺的起降，其工作負(fù)載變化范圍為0150kg，但是加上護(hù)欄自重和剪叉支架的重量，可估算其負(fù)載范圍大概為0500kg，負(fù)載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運(yùn)行速度較低，液壓執(zhí)行元件有兩組液壓缸實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般。第五章 液壓系統(tǒng)方案的選用液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況，主機(jī)對液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟(jì)性，供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合的設(shè)計選擇，從而擬訂出一個各方面比較合理的，可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定.5.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點(diǎn)及相互比較見下表： 表5.1 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機(jī)的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，開式系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。油源回路的原理圖如下所示： 5.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當(dāng)系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨(dú)聯(lián)，以及它們的組合-復(fù)聯(lián)等。串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進(jìn)油口和最后一個執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)，出油口依次相連，這種連接方式的特點(diǎn)是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。5.3 調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案對主機(jī)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點(diǎn)：承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。5.4 鎖緊回路鎖緊回路的功用是在液壓執(zhí)行元件不工作時切斷其進(jìn)出油液通道，確切地使它保持在既定位置上。此液壓升降平臺受重力的作用，所以為了不讓它由于重力作用掉下來，必須有鎖緊回路。這種回路要注意的是，回油路一定要設(shè)置起背壓作用的元件（如單向節(jié)流閥