我的毕业设计书(液压千斤顶含原理图,结构图,装配图,零件图,弯矩图.docx

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  — PAGE \* Arabic 1 — 我的毕业设计书(液压千斤顶含原理图,结构图,装配图,零件图,弯矩图 毕业设计论文题目:液压千斤顶的探究与设计姓名王坤学号0905023037 专业机械制造与自动化年级2009级院系机电工程学院指导老师贾焕丽毕业设计的基本要求及主要数据1给定一定的参数及参考结构图要求学生完成该项目的参数计算、结构设计并针对具体的失效形式进行一定的强度计算目的培育学生进行简单机械的设计能力熟习设计过程、设计步骤能利用所学知识判断主要失效形式并进行有关的强度计算。2具体实际的要求要求结构符合常理参数计算正确相关理论选用合理最好具有新颖性、独创性尺寸标注正确、完整。1、液压千斤顶设计主要技术指标起重重量20000N 最大升程800mm 操作方式手柄控制设计主要内容设计计算书标准件以外的所有图纸目录引言第一章液压千斤顶的总体设计的具体方案1液压千斤顶设计的具体方案示意图2液压千斤顶的组成3液压千斤顶的优缺点第二章液压千斤顶的原理1液压千斤顶原理图2液压千斤顶的特点第三章液压千斤顶结构设计和计算说明书1 内管设计2 外管设计3 活塞杆设计4 导向套的设计5液压千斤顶活塞部位的密封6液压千斤顶装配图第四章液压千斤顶常见的故障与维修结论致谢  压传动加深了理解。第一章液压千斤顶的总体设计的具体方案1 液压千斤顶的结构图图1 液压千斤顶设计的具体方案示意图液压千斤顶结构图如上所示工作时通过上移1手柄使2小活塞泵向上运动从而形成局部线小活塞下压把小油缸内的液压油通过5液压活门压入7高压液缸从而推动9大活塞上移反复动作顶起重物。通过调节螺杆能调整液压千斤顶的起始高度使用完毕后扭转6放液阀连通7高压液缸和8储液池油液直接流储液池9大活塞下落大活塞下落速度取决于放液阀的放液快慢。2 液压千斤顶的组成液压系统主要由动力元件油泵、执行元件油缸或液压马达、控制元件各种阀、辅助元件和工作介质等五部分所组成。1、动力元件油泵它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能是液压传动中的动力部分。2、执行元件油缸、液压马达它是将液体的液压能转换成机械能。其中油缸做直线、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等它们的作用是根据自身的需求无级调节液压动机的速度并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等它们同样十分重要。5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液它经过油泵和液动机实现能量转换。3 液压传动的优缺点1 液压传动的优点1 液压传动能方便的实现无极调速调速范围大速度范围最大可达1:2000一般为1:100且能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度. 2 在相同功率情况下液压传动的能量元件的体积小重量较轻。3 工作平稳换向冲击小便于实现频繁幻向且操纵控制简便自动化程度容易实现过载保护。4 5 液压元件易于实现标准化、系列化、通用化。2 液压传动的缺点3 使用液压传动中的泄露和液体可压缩性使传动比没办法保证严格的传动比。4 液压传动有较高的能量损失泄漏损失摩擦损失等故传动效率不高不易做远距离传动。5 液压故障不容易找到原因。6 对液压元件制造精度要求高工艺复杂成本较高。7 液压元件维修较复杂且需有较高的技术水平。8 液压传动对油温变化较敏感这会影响它的工作稳定性因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作一般工作时候的温度在-15℃60℃范围内较合适。总的来说液压传动的优点是十分突出的它的缺点将随着科学技术的发展而逐渐得到克服。第二章液压千斤顶原理1 液压千斤顶原理图8 1 7 2 6 36 9 4 10 1- 杠杆2-小活塞36-液压缸45-钢球7-大活塞8-重物9放油阀10-油箱图1-1为液压千斤顶的工作示意图当用手向上提起杠杆1时小活塞2就被带动上升于是小缸3的下腔密封容积增大腔内压力下降形成部分线中的油液在大气压的作用下推开钢球4沿着吸油孔进入小液压缸的下腔完成一次吸油动作。接着压下杠杆1小活塞下移小液压缸内的密封油液体积减少腔内压力升高这时钢球4自动关闭了溜回油箱的通路小缸下腔的压力油就推开钢球5挤进大缸6的下腔推动大活塞7将重物8向上顶起一段距离。如此反复压下杠杆1就能达到举高重物的目的若将放油阀9打开则重物8在自重的作用下大缸中的油液流回油缸活塞下降恢复到原位。分析液压千斤顶的工作过程可知液压传动是依靠液体密封体积的变化而产生的压力实现运动和动力传动的。图1-1 2液压千斤顶的特点液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。它结  构简单、体积小、重量轻、举升力大易于维修但同时制造精度要求较高若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降保险系数降低使用其举升时易受部位和地方的限制.传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。它利用了密闭容器中静止液体的压力以同样大小各个方向传递的特性。优点输出推力大。缺点效率低。计算及说明结果液压缸设计1液压缸主要参数及尺寸的确定1工作负载的计算式mftRRRR 1-1 nwtRRR 1-2 式中wR液压缸轴线方向上的外作用力N gR液压缸轴线方向上的重力N fR运动部件的摩擦力N mR运动部件的惯性力N R液压缸的工作负载计算及说明结果大液压缸参数外作用力NRw 摩擦力NfGRf4000200002.0 惯性力  NamRm7.16661.0060设其杆上升的速度为5m/s 故总负载力为NRRRRmft7.256667.00 2液压缸工作压力的选定由以上得到工作负载R再根据下表得R在10000到20000N之间所以选择系统压力为3MPa. 3活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定1.内径计算dD2 1-3 pFd4 1-4 其中D为液压缸内径d 为活塞杆直径所以mmd9.1081037.2566646 取109mm mmdD126155mm 小液压缸由连通器原理221ApAP 1-5 设1F100N 负载N lt5000 5000—1000 10000—20000 20000—30000 30000-50000 〉50000 工作压力N lt0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 .5 R12593N d109mm D154mm 计算及说明结果NRwf100  NRff201002.0 NRm33.81.0060/510/100 总负载力NRRRRmft3.1283.8201000 由1-5式得223.1281067.25666D 所以mmD5.77.256663.1281062 mmDd3.52 4液压缸的推力和流量计算1大液压缸的推力计算当液压缸的基本参数确定后可以通过以下计算实际工作推力。PPAN 1-6 式中A活塞有效工处面积P液压缸工作压力。所以在大液压缸的实际工作推力NP.2236 2大液压缸的流量计算  在液压缸的基本参数确定后可以通过以下计算实际工作流量。QAV 式中V液压缸工作速度A液压缸有效工作面积。min/31.9min/009309.05.0154.0432LmQ  R129N D7.5mm d5.3mm P146218N 3活塞杆直径的验算按强度条件验算活塞杆直径计算及说明结果当活塞杆长度lgt10d时要进行稳定性验算PnPkk 式中kP液压缸稳定临界力P液压缸最大推力kn:稳定性安性系数kn取2-4 由活塞杆计算柔度il/ 安装形式系数取0.7 l: 活塞杆长度i活塞杆的横截面积4di 710480.02007.03 所以21为柔度系数可由设计手册3-12取得102因此只需校核强度。则按压缩强度计算PadAFCF621035547.25666/ mmd7.9 所以取mmd109 5液压缸长度及壁厚的确定1液压缸的长度一般由工作行程长度确定但还要注意制造工艺性和经济性一般llt10-30D。l是液压缸长度D。是缸体外径。2液压缸壁厚的计算一般低压系统用的液压缸都是薄壁缸缸壁可用下式计算mDPp2/ d75mm 计算及说明结果式中—缸壁厚度pP—试验压力当额定压力MPaPn16时150PnPp 当额定压力MPaPn16时125PnPp D—液压缸内径--缸体材料的许用应力Pa no/ o--材料抗拉强度n—安全系数一般取n5 注如果计算出的液压缸壁厚较薄时要按结构需要适当加厚。由MPaPn3所以用MPaPn16 MPaPnPp5.45.13150 由上述已算出D106mm经查得A3钢得过且过Pano6101205/600/ 则mDPp002527.0101202/154.0105.42/66 经查设计手册表3-13有液压缸壁厚度为mm3 6液压缸外径的计算由  mmDD1603215420 由上面可以知液压缸的长度过llt10-30D。所以到l300mm. 7 液压缸进出油口尺寸的确液压缸进出油口尺寸是根据油管内平均压力管路内的最大平均流速控制在4—5m/s以内过大会造成压力损失剧增而使回路效率下降并不会引起气蚀、噪音、振动等因此油口不宜过小但是也要注意结构上的可能。由液压缸内径设计手册中表3—15选定进出口油口尺寸锥螺计算及说明结果纹接头为23/4°法兰接头为20mm 8综合上述的计算可得液压缸参数的综合项目大缸筒外径大活塞杆直径进出油口连接压力9800N mm mm 公称直径mm 接头连接大缸筒内径109 mm 154 109 20 M22×1.5 3.液压缸结构设计1最小导向长度的确定HgtL/20D/2 式中H最小导向长度m L:液压缸最大工作行程m D液压缸内径m 所以H≥0.9/200.154/20.112m 2活塞与活塞杆的连接结构连接方式采用销钉链接。3活塞与缸体的密封方式密封方式采用O形密封这类密封为挤压密封结构相对比较简单安装方便空间小使用范围广适用所选系统的工作所承受的压力如下图所示。密封圈计算及说明结果4液压缸如下图5. 液压缸主要零件的材料和技术要求1零件名材料技术要求缸体45号无缝钢管A.内径圆度B.缸体与端部用螺纹连接C.为防止腐蚀和提高寿命内表面镀铬层厚30—50mm 缸盖45号钢A.D D2 d3的同轴度小于  0.03mm B.导向室表面粗糙度大于3.2um 活塞耐磨铸铁A.D精加工后热处理调质硬度HB217-255必要时高频焠火45 —50 B. 表面直线号钢油箱设计在开式传动的油路系统中油箱是必不可少的它的作用是储存油液进化油液使油液的温度保持在一定范围内以及减少吸油区油液中气泡的含量。因此进行油箱设计时需要考虑油箱的容积油液在油箱中冷却和加热、油箱内的装置和防噪音等问题。1油箱的有效容积的确定由于是设计千斤顶而且是手动的那些油箱容积验算、散热等可以不考虑而千斤顶不是常在工作因此不会引起很大的油热所以在此只对油箱做结构设计。2.油箱的结构设计进行油箱结构设计时首先要考虑的是油箱的刚度其次要考虑便于换油和清油箱以及安装和拆卸油泵装置当然也要考虑到经济效益降低造价、便于密封等条件就应该对油箱的结构设计尽量简单。计算及说明结果1油箱体。油箱体一般由A3钢板焊接而成取钢板厚度3—6mm箱体大者取大值。油箱分为固定式和移动式两种前者应用较多本次油箱设计也用固定式。油箱侧壁上安装油位指示器电加热器和冷却器油箱底面和基础面的距离一般为150—200mm油箱下部焊接底脚其厚度为油箱侧壁厚度的2—3倍。中小型油箱箱体侧壁为整块钢板大型油箱在隔板垂直的一个侧壁上常常开清洗孔以便于清洗油箱。本次焊接的方式吧油箱与两个液压缸的外表面焊接在一起。2油箱底部。油箱底部一般为倾斜状以便于排油底部最低处有排油口要注意排油口与基础面的距离一般不得小于150mm。焊接结构油箱箱底用A3钢板其厚度等于或稍大于箱体侧壁钢板的厚度。3油箱隔板。为了使吸油区和压油区分开便于回油中杂质的沉淀油箱中常设置隔板。隔板的安装方式主要有两种回油区的油液按一定方向流动即有利于回油中的杂质和气泡的分离又有利于散热。有些回油经隔板上方溢流至吸油区或经过金属网进入吸油区更有利于杂质及气泡的分离。隔板的位置一般使吸油区的容积为油箱容积的1/2—1/3隔板的高度约为最低油面的1/2或油液面的3/4隔板的厚度等于或稍大于油箱侧壁厚度。4油箱盖。油箱盖多  用铸铁或钢板两种材料制造。在油箱盖上应考虑下列通孔吸油管孔回油箱孔、通大气孔孔口应有空气滤清器或气体过滤装置、测温孔带有滤油网的注油口以及安装液压集成装置的安装孔。目前使用的泵站系统往往将液压泵、液压泵电机及集成块装置安装在油箱盖上这种油箱结构紧凑但产生的噪音较大当箱盖上安装油泵和电机时箱盖的厚度应是油箱侧壁厚度的3—4倍。由于本设计不用泵所以不用集成片。4.油箱的防噪音问题防噪音问题是现代化机械装备设计中必须考虑的问题之一。油路系统的噪音源以泵站为首因此进行油箱设计时应从以下几个方面着手减轻噪音计算及说明结果1箱体及箱盖的材质在条件允许的情况下用铸铁代替钢板以利于吸振2箱体与箱盖间增加防震橡皮垫3用地脚螺栓将油箱牢固定在基础上4吸油区与回油区之间增设一层60—100的金属网以及方便分离回油油液中的气泡5油泵排油口用橡胶软管与阀类元件相连接6回油管接头振动噪音较大时改变回油管直径或增设一条回油管使每个回油管接头的通路减少。5.其他应注意事项1吸油管端部的滤油器与油箱底面的距离不小于20mm在条件允许的时候油箱盖的吸油管孔应比滤油器的直径稍大以便对滤油器进行清洗与更换2吸油管、回油管都应插入最低油以下管端一般斜切45°并使斜面向着油箱侧壁。管口与箱底箱壁的距离均不得小于管径的3倍。池油管一般不插入油口。3大型油箱的箱体与箱盖应有加强簕以保证刚度。4油箱内部应涂耐油防锈漆。6.液压缸缸底和缸盖的计算1缸底厚度的计算对于大缸底有油孔的计算及说明结果433.00222mmdDDPDh 式中h—缸底的厚度mm 2D—缸底止口内径mm P—缸内最大工作所承受的压力106Pa —材料许用应力106Pa 0d—缸底开口的直径mm 所以  mmh8..036.236 2缸盖厚度的设计与缸底的厚度一样h14.8mm 焊接方式把缸底与缸盖焊接在缸体上这样的方法比较简单方便。三、小液压缸1由上面已得出的小液压缸的活塞杆直径为d40mm 活塞直径即小缸的内径D为56mm 2小液压缸的推力计算h14.8mm 有上述计算大液压缸的方法可以用式1—6 求出ApP小因为NpW100 总负载力NR139 由表1可查得小液压缸的工作所承受的压力为0.9mPa 所以ApP小.0N2178 3小液压缸的流量计算同理上面大液压缸流量的计算可把其工作流量计算出P2178N 计算及说明结果来min/123.0min/001232.05.0056.0432LmAVQ小4活塞杆直径的验算其验算方法和大液压缸的活塞杆直径验算同理PnPkk 同理il/ 7104008.02007.03 所以r 上面为10 此只需要校核强度则按压缩强度计算dFFCF 解得  mmd863.39 所以d取40mm 5小液压缸壁厚及长度的确定1液压缸的长度一般由工作行程长度确定但还必须要格外注意制造工艺性和经济性一般llt10—30D。l是液压缸长度、d8mm D。为缸体外径2小液压缸壁厚的计算同上面的大液压缸的设计也采用薄壁缸缸壁可以用以下方式2/.

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