50吨铸锭升降平台液压系统设计.docx

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1、摘要本次课题是液压升降平台设计，本文主要参与升降平台结构设计，主要完成的任务是液压原理图设计，液压缸与液压站的结构设计。设计中确定了剪叉式液压升降平台结构，其作为一种平面升降机械，主要用来抬升重物，有着结构简单、升降稳定、噪音小、方便维修等优点。本次完成了开题报告的撰写、外文文献翻译、液压原理图设计、液压缸与液压站的结构设计，并编写了设计说明书。采用ANASYS分析了活塞杆的稳定性，利用三维建模设计了集成块，最终完成了课题内容的设计。本次设计的技术资料为工业液压升降平台的生产制造提供可靠的技术参考。关键词：液压升降平台液压系统液压缸液压站AbstractThistopicisthedesign

2、ofhydrau1ic1iftingp1atform,thispapermain1yparticipateinthedesignof1iftingp1atform,main1ycomp1etethedesignofhydrau1icschematicdiagram,hydrau1iccy1inderandhydrau1icstationstructuredesign.Thescissorforktypehydrau1ic1iftingp1atformstructureisdeterminedinthedesign.Asap1ane1iftingmachinery,itismain1yusedt

3、o1iftheavyobjects.Ithastheadvantagesofsimp1estructure,stab1e1ifting,1ownoiseandconvenientmaintenance.Thistime,Icomp1etedthewritingoftheopeningreport,thetrans1ationofforeign1iterature,thedesignofthehydrau1icschematicdiagram,thestructura1designofthehydrau1iccy1inderandthehydrau1icstation,andwrotethede

4、signmanua1.ANASYSwasusedtoana1yzethestabi1ityofthecomponents,and3Dmode1ingwasusedtodesigntheintegratedb1ock.Fina11y,thedesignofthesubjectcontentwascomp1eted.Thetechnica1dataofthisdesignprovidesre1iab1etechnica1referencefortheproductionandmanufactureofindustria1hydrau1ic1iftingp1atform.Keywords:hydra

5、u1ic1iftingp1atformhydrau1icsystemhydrau1iccy1inderHydrau1icstation目录摘要1第一章绪论511升降平台的发展概况51.2 选题目的及意义51.3 升降平台的使用液压控制的优点5第二章铸锭升降平台液压系统的设计72.1铸锭升降平台液压传动工况分析72.2确定50吨铸锭升降平台中的基本回路82.2.1卸荷回路的确定82.2.2调速回路的确定92.2.3保压回路的确定112.3确定50吨铸锭升降平台液压传动系统形式112. 4选择液压元件121. 4.1确定泵的流量、压力和选择泵的规格122. 4.2电动机的选择133. 4.3液压元

6、件的选择142. 5拟定50吨铸锭升降平台的液压系统原理图14(1)平台上升过程15(2)平台下降过程16第三章液压缸的设计183. 1液压缸主要尺寸的确定183.1.1设计要求183.1.2液压缸工作压力的确定183.13液压缸内径D和活塞杆直径d的确定183.1.4液压缸壁厚和外径的计算203.15缸筒壁厚验算213.1.6液压缸工作行程的确定223.1.7缸盖厚度的确定223.1.8最小导向长度的确定223.19活塞杆稳定性的验算233.2液压缸的结构设计243.2.1液压缸的基本机构设计243.2.2缸体与缸盖的连接形式243.2.3活塞杆与活塞的连接结构243.2.4活塞杆导向部分的

7、结构253.2.5活塞及活塞杆处密封圈的选用253.2.6液压缸的缓冲装置253.2.7液压缸的安装连接结构26第四章液压站的设计274.1液压油箱的设计274.1.1液压油箱有效容积的确定274.12液压油箱的外形尺寸274.1.3液压油箱的结构设计284.2液压管道与管接头选择294.3集成块的设计294.4液压站的结构形式304.5液压泵的安装方式304.5电动机与液压泵的连接方式31总结32参考文献33致谢34第一章绪论11升降平台的发展概况液压升降平台是一种使用液压油输送压力的起重机械。它已有很长的发展历史，它起源于古希腊的阿基米德，最初他用滑轮和绳索吊起物体，随着工业革命的发展，动

8、力也开始逐步运用。由于不使用能源就意味着要花费大量的人力、物力、财力，使用能源将使人类社会发生巨大变化。更接近于使用水压式，用水作动力，后来用水蒸气作动力，从而使水动力变为用水蒸气作动力，而近代则用液压油作动力。现在看到国外市场上可能还有更多的发达国家在自己研发制造这种升降机系统平台，比如说在日本,德国,英国等。升降机液压传输驱动平台在国外虽然已经是具有几十年的专业发展应用历史,又大致来说可以将其划分分类为移动式和固定式等二十多种形式,其中绝大多数形式为采用传统的移动液压电机驱动,在民用工业、航空、造船、商业、仓储等领域得到广泛应用。例如英国UK起重公司便已经生产出了一套多种类型的吊架，以满足

9、不同仓库对于装卸工具的不同要求。就国内而言,升降平台较国外起步较晚。国内的液压制造工业起步早于二十世纪五十年代,产品最初只适合于机床和铸造锻压装置,后来适合于工程机械。现在,液压技术在国内己经能够为冶金、工程机械、机床、纺织机械、化工机械等行业的客户提供更加完善的服务。但是，由于我国主机液压制造产品的种类、数量及技术水平,与国际水平及主机制造行业之间仍存有一定的差距。12选题目的及意义早期的铸锭专用升降机平台大多数都已经是直接采用了普通滑动电子螺母螺杆丝杠副来作为安装升降机平台，普通型的滑动电子螺母螺杆丝杠副都已经可根据其使用需要将它们广泛设计为完全自锁式,这对于一些传统的载人专用升降机平台来

10、说,这虽然是一个很好的安装选择,但是被广泛设计为完全自锁式的普通滑动电子螺母螺杆丝杠副,其移动机械效率很低,理论上移动速度最高可达40%,实践证明，由于其材料加工的工艺精度、表面处理粗糙度、润滑性和加工条件、安装使用条件等因素,实际机械效率仅为20%30%o从优化设计的角度研究专用冶金液压控制系统,并重新设计液压系统。因此无论是从生产效率还是生产质量，目前我国重型物料升降平台装置水平有待于进一步提高，所以本次设计50吨铸锭升降平台液压系统可以给冶金制造行业提供一些思路或者建议。1.3升降平台的使用液压控制的优点本次设计为剪叉式液国降平台。剪叉式升降平台作为一种平面升降机械，主要用于抬升重物，在

11、很多领域都有着广泛的用途，如用作货场装卸货物的升降台、各种工程中操作人员的工作平台等等，剪叉式液压升降平台是一种结构比较简单、举升力大、升降平稳、噪音低、操作方便、维修简便，并可以停留在升降范围内的任意位置上的一种广泛应用的升降平台，它目前广泛地应用在各行各业，是一种货物装卸流通领域中较为理想合理的升降平台。剪叉式升降平台采用液压控制的优点有：1最大的优点是液压控制系统升降平稳、安全。2 .液压装置基于液压自身的特性和原理结构，重量轻、液压缸和液压油运动的时候惯性小，而且反应敏捷，特别是对于快速制动和启动，液压系统能够通过液压油和液压缸的配合，很好的控制和传送升降运动的动力。3 .液压控制系统

12、支持频繁的换向功能，这对于升降平台特别是垂直升降运动非常合适；4 .从上述液压动力控制系统原理及应用实践中可以表明，同一定驱动体积下，液压动力控制驱动系统本身可以认为能够对电动汽车车轮产生较大的液压驱动力，同等的驱动功率下,液压控制设备本身所可能需要的液压驱动力控制装置因此变得更小、体积也可能会因此变得愈加更轻、功率泵的密度也可能会因此变得愈加更大。理论上可以计算出在相当于同等单机容量的最大功率下，液压马达的最大体积和载荷负载时的重量仅仅约为柴油发动机的12%;5 .液压自动控制系统可以实现无级自动变速,让升降式平台可以在运动的过程中翻遍了速度的方向和快慢转化,调速性能好；第二章铸锭升降平台液

13、压系统的设计50吨铸锭升降平台是熔铸线上主要的大型设备，用于铸锭生产线上运料小车和其它较重物料的升降输送。在工作过程中必须保证安全可靠，运行平稳，具有一定的抗偏载、抗冲击能力，同时应便于检修和维护。它们的动作均采用液压驱动，完成平台升降的动作。根据所有已知的条件来分析该系统的工况，要求液压系统完成的工作循环为：最低位置一快升T工升T慢升一最高位置T快降T工降一慢降T最低位置。首先我们应该明确了液压传动系统中各种回路的位置和选型，并且要制订出具体的液压原理图。2.1铸锭升降平台液压传动工况分析图2-1剪叉式升降机建模简图X2-2数学建模图根据已知条件，分析工况。F点的虚位移方程：xf=-AFsi

14、nONa(2-1)jf=AFcosaAa(2-2)G点的虚位移方程:(2-3)xg=-AOsin+OGSinaAay=DGCoSaAa(2-4)W点的虚位移方程：yw,=ABcosOAa(2-5)平衡方程根据虚功原理的含义来进行推导,虚功原理的基本内容是:一个系统中原本以物质为静止的两个质点关系，如果在一个理想的双面固定常数约束的条件下，则所有物质作用于该系统的主要驱动力都会对其作用点的虚位移做出相应的功和为零，是这个系统中物质能够使其继续地保持静止的条件,虚位移所指的是弹性体系(或者说结构体系)的各种附加物质所满足的约束条件及关联条件中的无线微小可以位移所以虚功方程为：-Pyw+Fcos(a

15、+7)xg+Fsin(+B)NyG-Fcos(+B)ZF一/sin(+7)r=0(2-6)所以液压缸推力：1PXABeOSar=(-AOsina+OGSina)cos(a+)+DGcossin(+尸)+AFSinacos(+尸)一AFcosasin(?)(2-7)其中，P=O.5+0.56,6-载荷-液压平台自重F-液压缸推力根据这个分析我们可以得出结论，当平台在一定的距离内处于最小位置时,液压缸所需要承担的推动能力最高,所以只要我们得出平台在一定距离内处于最小位置时对于液压缸所承担的推动能力,就已经可以设计出满足本次工程设计中所要求的液压缸。平台最低点约为10,载荷为50吨，带入数据可得液压缸最大推力产。250KN主机类型可以参照重型机械初选液压工作压力25MPao2.2确定50吨铸锭升降平台中的基本回路2.2.1卸荷回路的确定卸荷回路的功能就是在液压泵保持一个电动机停止运转的条件下进行卸荷,即由液压泵送入的液压油以最低的压力回到油箱中,以减小功率损耗降低系统发热,延长泵和电动机的寿命，提高系统效率。常见的卸荷回路本文中介绍以下几种：(1)