液压千斤顶的毕业论文doc

   PAGE \* MERGEFORMAT 8 (此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 毕 业 设 计(论文) (说 明 书) 题 目:液压千斤顶的设计 姓 名: 彭 飞 飞 编 号: 平顶山工业职业技术学院 2010 年 5 月 20 日  平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 (论文) 任 务 书 姓名 彭飞飞 专业 机电一体化 任 务 下 达 日 期 2012 年 2 月 20 日 设计(论文)开始日期 2012 年 2 月 26 日 设计(论文)完成日期 2012 年 5 月 20 日 设计(论文)题目: 液压千斤顶的设计 编制设计 设计专题(毕业论文) 指 导 教 师 高立廷 系(部)主 任 郭宗跃 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计(论文)答辩委员会记录 电力工程 系 机电一体化 专业,学生 彭飞飞 于 年 月 日 进行了毕业设计(论文)答辩。 设计题目: 液压千斤顶的设计 专题(论文)题目: 液压千斤顶的设计 指导老师: 高立廷 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。 答辩委员会 人,出席 人 答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员: , , , , , , 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语 第 页 共 页 学生姓名: 彭飞飞 专业 机电一体化 年级 2010 毕业设计(论文)题目: 液压千斤顶的设计 评 阅 人: 指导教师: 高立廷 (签字) 年 月 日 成 绩: 系(科)主任: (签字) 年 月 日 毕业设计(论文)及答辩评语: 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第  PAGE 35 页 摘 要 液压传动相对于机械传动来说是一门崭新的传动形式,是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。 液压传动是研究以有压流体为传动介质,来实现各种机械的传动和自动控制的学科,它是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。 千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置,通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。它有机械式和液压式两种。液压式千斤顶结构紧凑,工作平稳,有自锁作用,故使用广泛并采用了最优质的材料铸造,保证了千斤顶的质量和使用寿命。 本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献,观察掌握其运动,工作原理,用autCAD制图软件对液压千斤顶结构示意图尺寸要求和画法,以及各个零件图设计和计算的工作原理和工作时的工作情况。并通过液压千斤顶的工作原理解液压传动的优缺点,直观观察液压千斤顶内部工作原理和用到实际情况。 通过对千斤顶各部件进行设计、绘制不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。 关键词:液压千斤顶,结构图,工作原理,优缺点,设计 目 录  TOC \o 1-4 \h \z \u 摘 要  PAGEREF _Toc356156958 \h 1 第一章 绪论  PAGEREF _Toc356156959 \h 4 1.1 单片机  PAGEREF _Toc356156960 \h 4 1.1.1 液压技术的发展  PAGEREF _Toc356156961 \h 4 1.1.2 液压技术的应用范围  PAGEREF _Toc356156962 \h 4 1.2 千斤顶的介绍  PAGEREF _Toc356156963 \h 5 1.2.1 千斤顶的内容  PAGEREF _Toc356156964 \h 5 1.2.2千斤顶的发展  PAGEREF _Toc356156965 \h 5 第二章 液压千斤顶的概述  PAGEREF _Toc356156966 \h 7 2.1液压系统的组成  PAGEREF _Toc356156967 \h 7 2.2液压千斤顶的特点  PAGEREF _Toc356156968 \h 7 2.2.1 优点  PAGEREF _Toc356156969 \h 7 2.2.2 特点  PAGEREF _Toc356156970 \h 8 2.3液压千斤顶的原理  PAGEREF _Toc356156971 \h 8 第三章 液压千斤顶的结构设计  PAGEREF _Toc356156972 \h 11 3.1千斤顶的结构设计分析  PAGEREF _Toc356156973 \h 11 3.1.1 结构设计的意义  PAGEREF _Toc356156974 \h 11 3.1.2 千斤顶的结构示意图  PAGEREF _Toc356156975 \h 11 3.2底座分析  PAGEREF _Toc356156976 \h 12 3.3液压缸的分析  PAGEREF _Toc356156977 \h 12 3.3.1 液压缸的介绍  PAGEREF _Toc356156978 \h 12 3.3.2 液压缸力的分析  PAGEREF _Toc356156979 \h 12 3.3.3 小液压缸的分析  PAGEREF _Toc356156980 \h 14 3.4活塞杆导向套的设计  PAGEREF _Toc356156981 \h 15 3.4.1 活塞杆的设计  PAGEREF _Toc356156982 \h 15 3.4.2 导向套的设计  PAGEREF _Toc356156983 \h 16 3.5液压控制阀的分析  PAGEREF _Toc356156984 \h 17 3.5.1 方向控制阀  PAGEREF _Toc356156985 \h 17 3.5.2 流量控制阀  PAGEREF _Toc356156986 \h 19 3.5.3压力控制阀  PAGEREF _Toc356156987 \h 21 3.5.4活塞密封分析  PAGEREF _Toc356156988 \h 23 3.6液压油的分析  PAGEREF _Toc356156989 \h 25 3.6.1液压油的主要性质  PAGEREF _Toc356156990 \h 25 3.6.2 液压油的使用要求  PAGEREF _Toc356156991 \h 26 第四章 液压千斤顶注意事项及故障分析  PAGEREF _Toc356156992 \h 28 4.1注意事项  PAGEREF _Toc356156993 \h 28 4.2常见故障  PAGEREF _Toc356156994 \h 29 第五章 总结  PAGEREF _Toc356156995 \h 32 参考文献  PAGEREF _Toc356156996 \h 33 致谢  PAGEREF _Toc356156997 \h 34 绪论 1.1 单片机 1.1.1 液压技术的发展 液压传动相对于机械传动来说是一门崭新的传动形式,是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。自1795年英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。特别是20世纪60年代以后,随着原子能科学、空间科学、计算机技术的发展,液压技术也得到很大的发展渗透到国民经济的各个领域之中,液压技术得到了普遍应用。同时新型液压元件的应用,液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等也取得了显著成果。 我国液压工业起步晚,开始于20世纪50年代。自1964年开始从国外引进液压元件生产技术,同时自行设计液压产品以来,我国的液压元件生产已形成规模,并在各种机械设备上得到了广泛的应用,同时大力研发国产液压元件新产品,加强产品可靠性和新技术应用的研究,积极采用国际标准和执行新的国家标准,合理调整产品结构,对一些性能差的不符合国家标准的液压元件采取逐步淘汰的措施。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展,被广泛应用于机械、建筑、冶金、化工以及航空航天等领域。如今,随着微电子和计算机技术的发展,机、电、液技术的紧密结合,使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段。 1.1.2 液压技术的应用范围 我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上,后来又用于拖拉机等工程机械中。现在,我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计,现已形成了系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。总之,液压技术愈来愈加广泛,在各个工业部门发挥着重要作用,尤其是计算机的应用促使液压技术得到更迅速的发展和更广泛的应用。如表1.1 行业应用举例汽车工业汽车生产流水线、汽车自动变速箱、液压助力转向器轻工业注塑机、打包机、造纸机工程机械液压汽车起重机矿山机械采掘机械、液压钻机冶金、机制工业液压机、液压磨床、数控机床军事工业舰艇、坦克等装备上的炮塔转位瞄准器农业联合收割机、农机的悬挂装置表1.1液压技术在各行业的应用 1.2 千斤顶的介绍 1.2.1 千斤顶的内容 千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置,通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。它有机械式和液压式两种。由于起重高度低,重量小,操作费力。一般只用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等机械维修工作,在修桥过程中不适用。 液压式千斤顶结构紧凑,工作平稳,有自锁作用,故使用广泛并采用了最优质的材料铸造,保证了千斤顶的质量和使用寿命。其缺点是起重高度有限,起升速度慢,效率低,操作不当时支点易滑脱,存在不安全因素。 1.2.2千斤顶的发展 早在20 世纪40 年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用,但由于当时设计和使用上的原因,其尺寸较大,承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展,在90 年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90 年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。 我国千斤顶产业发展进步较晚,建国以来到改革开放前,我国千斤顶的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济的快速发展,人民生活水平的显著提高,拉动了千斤顶的需求。我国在这领域起步虽晚,但发展迅速,经过多年的发展也获得了许多曙目的成就。我国浙江省海盐县有“千斤顶之乡”的美誉。在千斤顶和同步系统方面形成规模化生产,年生产能力达800万台以上,销量位居世界前列。 第二章 液压千斤顶的概述 2.1液压系统的组成 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组成。如下表2.1 表2.1液压系统各元件的介绍 原件 名称原件介绍动力 元件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。执行 元件它是将液体的液压能转换成机械能。其中,油缸做直线运动,马达做旋转运动。控制 元件包括压力阀、流量阀和方向阀等,它们的作用是根据需要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。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。2.2液压千斤顶的特点 2.2.1 优点 1)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 2)采用油液为工作介质,元件相对运动表面间能自行润滑,磨损小,使用寿命长。 3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达,在给定范围内平稳的自动调节牵引速度,可以实现无级调速,调速范围可达1∶2000(一般为1:100),并可在液压装置运行的过程中进行调速。 4)由于液压千斤顶的液压传动是油管连接,在空间布置上彼此不受严格限制,这是比机械传动优越的地方。 5)传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。正因为此特点,金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 6)容易实现过载保护——借助于设置溢流阀等,同时液压件能自行润滑,因此使用寿命长。 7)操纵控制简便,自动化程度高——借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易地实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。 8)液压元件实现了标准化、系列化和通用化,便于设计、制造和推广使用。 2.2.2 特点 1)对液压元件制造精度要求高,工艺复杂,成本较高。 2)液压元件密封设计、制造或使用不当时,容易引起油液外漏,造成环境污染。 3)液压能源的获得不像电能那样方便,也不像气源那样容易储存。 4)液压元件维修较复杂,且需有较高的技术水平。 5)使用液压传动对维护的要求高,对油液的清洁度也有特殊要求,要求系统必须采用精细过滤器。 6)液压传动在能量转化过程中,特别是在节流调速的系统中,其压力大,流量损失大,因此系统效率较低。 7)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,一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。 8)液体的体积弹性模数会随温度和混入油中的空气含量而发生变化,以至于明显影响系统的动态控制性能。因此,要严格防止空气侵入。 2.3液压千斤顶的原理 液压千斤顶所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。 图2.1 液压千斤顶的工作原理图 1-杠杆手柄 2-小油缸 3-小活塞 4-放油阀 5-吸油管 6-管道 7-单向阀 8-大活塞 9-大油缸 10-管道 11-截止阀 12-油箱 图2.1是液压千斤顶的工作原理图。提起杠杆手柄1使小活塞向上移动,小活塞3下端油腔容积增大,形成局部线;用力压下杠杆手柄1使小活塞3下移,小油缸2下腔压力升高(机械能转换成压力能),放油阀4关闭,单向阀7打开,下腔的油液经管道6输入大油缸9的下腔,推动大活塞8向上移动(压力能转换成机械能),顶起重物,如图2.3。再次提起杠杆手柄1吸油时,单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄,就能不断地把油液压入举升缸下腔,使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11,举升缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱,重物就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。 图2.2 吸油过程 图2.3 压油过程 第三章 液压千斤顶的结构设计 3.1千斤顶的结构设计分析 3.1.1 结构设计的意义 液压系统的设计,是在掌握液压基础知识,液压元件的工作原理、结构和基本回路的基础上进行的。此外,还必须了解常用的液压元件、液压附件的产品性能、品牌优劣,甚至液压元件的加工设备和管理情况,以便制造出稳定可靠的液压设备。 结构设计就是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件的过程。在此过程中要兼顾各种技术、经济和社会要求,并且应设计出尽可能多的可能性方案,从中优选或归纳出经济合理的方案。 3.1.2 千斤顶的结构示意图 图3.1 液压千斤顶的机构示意图 3.2底座分析 由于顶升系统可能会在比较恶劣的条件下使用,而且在装载和卸载重物时,可能会因操作不当而对千斤顶底座造成较大冲击,导致整个系统遭到破坏。所以底座采用具有较高强度和韧性 3.3液压缸的分析 3.3.1 液压缸的介绍 液压缸能将液压能转换为机械能,用来驱动工作机构作直线运动或摆动运动。液压缸作为执行元件是液压系统的主要零件,它与底座、底盖、油口、导向套等零件构成密封的容器,用于容纳压力油液,同时还是活塞的运动轨道。 所以设计油缸时,应该正确的确定各部分的尺寸,保证液压缸有足够的输出力、运动速度和有效行程,同时还必须具有一定的强度,能足以承受液压力、负载力和意外的冲击力;缸筒的内表面应具有合适的公差等级、表面粗糙度和形位公差等级,以保证液压缸的密封性、运动平稳性和耐用性。 3.3.2 液压缸力的分析 (1)额定压力Pn: 也称为公称压力,是液压缸能用以长期工作的最高压力。油液作用在活塞单位面积上的法向力图3.2。单位为Pa,其值为: Pn=GA=5×104 ÷(3.14×0.2×0.2)=3.98×105 Pa (3-1) 图3.2 液压缸的计算简图 -活塞杆承受的总负载;A-活塞的工作面积 式(3-1)表明,液压缸的工作压力是由于负载的存在而产生的,负载越大,液压缸的压力也越大。 表3.1为国家标准规定的液压缸公称压力系列。 表3.1 液压缸公称压力(MPa) 0.40.6312.546.31016202531.5(2)工作压力P: 由于活塞的重力大约在g=10 N左右,要远比物体的重力小,所以可以忽略不计。 所以 =(g+G)A=5.001×104 ÷(3.14×0.2×0.2) =3.98168×105 Pa ≈Pn = 3.98×105 Pa (3-2) (3)最高允许压力: 也称试验压力,是液压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为 ≤ 1.5Pn =1.5×3.98×105 Pa =5.97×105 Pa ≈0.6 MPa (3-3) (4)液压缸的输出力和输入力  = 1 \* GB3 ①液压缸的理论输出力 输出力等于油液的压力和工作腔有效面积的乘积,即 =AG=5×104 N (3-4) 由于液压缸为单活塞杆形式,因此两腔的有效面积不同。所以在相同压力条件下液压缸往复运动的输出力也不同。由于液压缸内部存在密封圈阻力回油阻力等,故液压缸的的实际输出力小于理论作用力。  = 2 \* GB3 ②液压缸的理论输入力: F入 =F 出×A1÷A2=5×104 ×(0.022÷0.22)=5×102 N (3-5) 式中:A1表示小液压缸的横截面积,0.02(m) 表示小液压缸的半径 , A2表示大液压缸的横截面积,0.2(m) 表示大液压缸的半径。 (5)液压缸的功率  = 1 \* GB3 ①输出功率P0 液压缸的输出为机械能。单位W,其值为: =5×104×0.03 =1500 W (3-6) 式中:F为作用在活塞杆上的外负载; v为活塞平均运动速度。  = 2 \* GB3 ②输入功率 液压缸的输入为液压能。单位为W,它等于压力和流量的乘积, 即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 Lmin (3-7) =3.98168×105 ×3.768×10-3 =1500.3 W (3-8) 式中:p为大液压缸的工作压力; q为大液压缸的输入流量。 由于液压缸内存在能量损失(摩擦和泄露等),因此,输出功率小于输入功率。 3.3.3 小液压缸的分析 如表3.2是小液压缸的参数。 (1)小液压缸的输出力等于大液压缸的输入力, 即: F=500 N (3-9) (2)小液压缸的流速为: V=(A大A小)×V大=100×0.03=3 mmin (3-10) (3)小液压缸的流量为: q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 Lmin (3-11) 表3.2 小液压缸的参数 半径()壁厚()类型202单作用活塞式3.4活塞杆导向套的设计 3.4.1 活塞杆的设计 活塞杆是液压缸传递力的重要零件,它承受拉力,压力,弯力,曲力和振动冲击等多种作用力,所以必须有足够的强度和刚度。 工程实际中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的构件。承受轴向拉伸或压缩的杆件称为拉压杆。实际拉压杆的形状,加载和连接方式各不相同,但都可简化成图5.7所示的计算简图,它们的共同特点是作用于杆件上的外力的合力作用线与杆件轴线重合,杆件的主要变形是沿轴线方向的伸长或缩短。 千斤顶的活塞杆即为简单的拉压杆,图3.3即为水平放置的活塞杆,有《机械设计制造基础》(陈立德主编)查得其许用拉应力为[σ]= 80 MPa 图3.3 拉压杆计算简图 (1)设计截面: 选择拉压杆的半径为r= 4则其许用应力为: σmax = FA= 500(3.14×0.004×0.004) =9.95 MPa (3-12) (2)教核强度: σmax = 9.95 MPa <[σ]= 80 MPa (3-13) 由此可见,满足其强度。 (3)确定许用载荷: Fmax ≤ A×[σ]= (3.14×0.004×0.004)×80×106 = 4×103 N (3-14) 3.4.2 导向套的设计 导向套装在缸筒和支撑套的内侧,被限制在缸筒和支撑套的卡槽之内,但不固定死。用以对活塞杆进行导向,内装有密封装置以保证缸筒的密封。上方装有防尘圈,以防止活塞杆在后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处,损坏密封装置。导向套采用非耐磨材料??,内圈可设导向环,用以作活塞杆的导向。 图3.4 活塞杆导向套受力图 如图3.4所示,垂直安放千斤顶,无负载导向装置, 受偏心轴向载荷9800N,L=0.1m时 M0=F1L Nm Fd=K1 M0LG N 可得M0=9800×0.1=9800Nm (3-12) Fd=K1 M0LG(N) 可得Fd=1.5×98000.057 =2.5×105N (3-13) 式中 Fd——-导向套承受的载荷,N M0——外力作用于活塞上的力矩,N.m F1——作用于活塞上的偏心载荷,N L——载荷作用的偏心矩,m LG——活塞至导向套间距,m D、d——分别为活塞及活塞杆外径,m 3.5液压控制阀的分析 3.5.1 方向控制阀 可以改变液压系统中油液流动方向的控制阀,它分为单向阀和换向阀两类。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 (1)普通单向阀 普通单向阀简称单向阀,它的作用是使用油液只能沿一个方向流动,不许反向倒流。图3.5所示为直通式单向阀的结构及图形符号。压力油从p1流入时,克服弹簧3作用在阀芯2上的力,使阀芯2向右移动,打开阀口,油液从p1口流向p2口。当压力油从p2口流人时,液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上,使阀口关闭,液流不能通过。 (a)结构图 (b)图形符号 图3.5单向阀 阀体 2-阀芯 3-弹簧 单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力,使阀芯可靠复位,为了减小压力损失,弹簧钢度较小,一般单向阀的开启为0.03 MPa~0.05 MPa(如换上刚度较大的弹簧,使阀的开启压力达到0.2 MPa~0.6 MPa,便可当背压阀使用)。 (2)换向阀 换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向,以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。改变不同管路间的通、断关系、根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位、三位等;根据所控制的通道数分两通、三通、四通、五通等;如二位二通、三位三通,三位五通等根据阀芯驱动方式分手动、 机动、电磁、液动等。 又称克里斯阀,阀门的一种,具有多向可调的通道,可适时改变流体流向。工作时借着阀外的驱动传动机构转动驱动轴,带动摇拐臂,启动阀板,使工作流体时而从左入口通向阀的下部出口,时而从右入口变换通向下部出口,实现了周期变换流向的目的。 这种变换阀在石油、化工、矿山和冶金等行业中有着广泛的应用,在合成氨造气系统中最为常用。此外,换向阀还可作成阀瓣式的结构,多用于较小流量的场合。工作时只需转动手轮通过阀瓣来变换工作流体的流向。在石油、化工、矿山和冶金等行业中,如图3.6为六通换向阀,是重要的流体换向装置。 图3.6 六通换向阀 1-上阀盖 2-手柄 3-阀杆 4-凸轮 5-密封组件 6-阀盖 7-阀体 六通换向阀主要由阀体、密封组件、凸轮、阀杆、手柄和阀盖等零部件组成(图1)。阀门由手柄驱动,通过手柄带动阀杆与凸轮旋转,凸轮具有定位驱动与锁定密封组件的开启与关闭功能。手柄逆时针旋转,两组密封组件分别在凸轮的作用下关闭下端的两个通道,上端的两个通道分别与管道装置的进口相通。反之,上端的两个通道关闭,下端两个通道与管道装置的进口相通,实现了不停车换向。 3.5.2 流量控制阀 流量控制阀是通过改变阀口流通面积来调节阀口流量,从而控制执行元件运动速度的液压控制阀。分为节流阀、调速阀、分流阀、集流阀和分流集流阀。 (1)节流阀 节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。在调定节流口面积后,能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。如图3.7为节流阀示意图 图3.7 节流阀示意图 1-流量调整手轮 2-推杆3- 4-滑轴 5-进口6-出口7-弹簧 特点:a构造较简单,便于制造和维修,成本低。 b调节精度不高,不能作调节使用。 c密封面易冲蚀,不能作切断介质用。 d密封性较差。 由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小,还与节流口前后的压差有关,阀的刚度小,故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统,必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变,从而达到流量稳定。 (2)调速阀 调速阀是进行了压力补偿的节流阀,它由定差减压阀和节流阀串联而成,如图3.8。在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样,在节流口面积调定以后,不论载荷压力如何变化,调速阀都能保持通过节流阀的流量不变,从而使执行元件的运动速度稳定。 适用于负载变化较大,速度平稳性要求较高的小功率场合。 图3.8 调速阀原理示意图 (3)分流阀 不论载荷大小,能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀;得到按比例分配流量的为比例分流阀。 分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流),或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流),以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系 (4)集流阀 集流阀的作用与分流阀相反,是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量,以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。 (5)分流集流阀 分流集流阀又称同步阀,它同时具有分流阀和集流阀两者的功能,能保证执行元件进油、回油时均能同步。 3.5.3压力控制阀 在液压系统中用来控制油液压力或利用压力控制其他元件动作的阀类称为压力控制阀。它可分为溢流阀、减压阀、顺序阀等。 (1)溢流阀 能控制液压系统在达到调定压力时保持恒定状态。溢流阀一般有两种结构:直动型溢流阀和先导式溢流阀。 图3.9 直动型溢流阀 图3.10先导式溢流阀 在液压设备中的主要作用:  = 1 \* GB3 ①定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时,会使流量需求减小。此时溢流阀开启,使多余流量溢回油箱,保证溢流阀进口压力,即泵出口压力恒定(阀口常随压力波动开启)。  = 2 \* GB3 ②稳压作用:溢流阀串联在回油路上,溢流阀产生背压,运动部件平稳性增加。  = 3 \* GB3 ③系统卸荷作用:在溢流阀的遥控口串接溢小流量的电磁阀,当电磁铁通电时,溢流阀的遥控口通油箱,此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。  = 4 \* GB3 ④安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。只有负载超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。 用于过载保护的溢流阀称为安全阀。安设在液压缸的回路上的溢流阀也称背压阀。 (2)减压阀 减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置,作用是在给定减压范围后,可以将较高压力的介质减到给定压力。能控制分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。 减压阀按它所控制的压力功能不同,又可分为定值减压阀(输出压力为恒定值)、定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。 图3.11减压阀 (3)顺序阀 能使一个执行元件(如液压缸、液压马达等)动作以后,再按顺序使其他执行元件动作。是用来控制系统中各执行元件先后动作顺序的,一般安在进油路,分为直动式顺序阀和先导式顺序阀。 顺序阀的性能与溢流阀基本相同,但由于功能的不同,对顺序阀还有其特殊的要求:  = 1 \* GB3 ①为了使执行元件准确实现顺序动作,要求顺序阀的调压精度高,偏差小。  = 2 \* GB3 ②为了顺序动作的准确性,要求阀关闭时内泄漏量小。  = 3 \* GB3 ③对于单向顺序阀,要求反向压力损失及正向压力损失值均应较小。 顺序阀的主要作用有:  = 1 \* GB3 ①控制多个元件的顺序动作。  = 2 \* GB3 ②用于保压回路。  = 3 \* GB3 ③防止因自重引起油缸活塞自由下落而做平衡阀用。  = 4 \* GB3 ④用外控顺序阀做卸荷阀,使泵卸荷。  = 5 \* GB3 ⑤用内控顺序阀作背压阀。 3.5.4活塞密封分析 (1)在大活塞与大油缸配合部位采用的尼龙碗形密封件与O形密封圈组合而成的组合密封装置,由于橡胶具有良好的弹性,受力时迫使尼龙碗的唇边与缸壁贴合,起良好的密封作用。如图3.8 图3.12 活塞密封图 (2) 缺点如图3.9所示密封圈处在小孔口,缸中的超高压工作油在限位孔处存在极大的压力差,会使密封圈在此处遭受极大的撕拉作用。从而产生损伤,形成轴向沟痕。此沟痕随着起重物的加重,限位孔直径的增大以及超越限位孔次数的增多而变大加深,最终会破坏了密封圈的密封性能。致使活塞不能推动重物上升。 为此,要求密封圈材质的强度要高。由于面柱与面柱面的配合始终存在一定的误差,为了避免因为油液单独进入一边空隙造成压力不平衡而引起活塞卡死现象,可以在活塞与大油缸配合的活塞头上适当开辟油沟,平衡各边压力。 图3.13密封缺点示意图 为此,要求密封圈材质的强度要高。由于面柱与面柱面的配合始终存在一定的误差,为了避免因为油液单独进入一边空隙造成压力不平衡而引起活塞卡死现象,可以在活塞与大油缸配合的活塞头上适当开辟油沟,平衡各边压力。 3.6液压油的分析 液压传动所用液压油一般为矿物油。它不仅是液压系统传递能量的工作介质,而且还有润滑,冷却和防锈的作用。液压油质量的优劣直接影响液压系统的工作性能。 3.6.1液压油的主要性质 (1)密度 密度是液体的一个重要的物理参数。随着液体温度或压力的变化,其密度也会发生变化,但这种变化量很小,可以忽略不计。一般液压油的密度为900kgm3。 (2)可压缩性 液体受压力作用而发生体积减少的性质称为液体的可压缩性。当液压油中混有空气时,其抗压缩能力将显著下降,这会严重影响液压系统的工作性能。在有较高要求或压力变化较大的液压系统中,应力求减少油液中混入的气体及其他易挥发物质(如汽油、煤油、乙醇等)的含量。 由于油液中的气体难以完全排除,实际计算中常取液压油的体积模量k=0.7 (3)粘性 液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动,因而产生一种内摩擦力,这一特性称为液体的粘性。 它是液体的重要物理性质,也是选择液压油的主要参数。 (4)其他性质 有加抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、相容性(主要是指对密封材料不侵蚀、不溶胀的性质)以及纯净性等,都对液压系统工作性能有重要影响。 3.6.2 液压油的使用要求 (1)合适的粘度和良好的粘温特性 (2)有良好的润滑性能 (3)质地纯净,杂质少 (4)对液压系统所用金属及密封件材料等有良好的相容性 (5)对热,氧化,水解都有良好的稳定性,使用寿命长 (6)抗泡沫性,抗乳化性和防锈性好,腐蚀性小 (7)体积膨胀系数小,比热容大 (8)燃点高,凝点低 (9)对人体无害,成本低 一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的品种。当品种确定后,主要考虑油液的粘度。在确定油液粘度时主要应考虑系统工作压力,环境温度及工作部件的运动速度。当系统的工作压力大,环境温度较高,工作部件运动速度较大时,为了减少泄漏,宜采用粘度较高的液压油。当系统工作压力小,环境温度较低,而工作部件运动速度较高时,为了减少功率损失,宜采用粘度较低的液压油。 当选购不到合适粘度的液压油时,可采用调和的方法得到满足粘度要求的调和油。当液压油的某些性能指标不能满足某些系统较高要求时,可在油中加入各种改善其性能的添加剂,如抗氧化,抗泡沫,抗磨损,防锈以及改进粘温特性的添加剂,使之适用于特定的场合。 第四章 液压千斤顶注意事项及故障分析 4.1注意事项 (1)液压千斤顶在顶升作业时,要选择合适吨位的液压千斤顶,承载能力不可超负荷,所选液压千斤顶的承载能力必需大于重物重力的1.2倍;液压千斤顶的最低高度适中,为了便于取出,所选液压千斤顶的最小高度应与重物底部施力处的净空相适应,起落过程中垫枕木支持重物时,液压千斤顶的起升高度要大于枕木厚度与枕木变形之和。 (2)使用多台液压千斤顶顶升同一设备时,应选用同一型号的液压千斤顶,并且每台液压千斤顶的额定起重量之和不得小于所承担设备重力的1.5倍。 (3)液压千斤顶在使用前应擦拭干净,并应检查各部件有无损伤,是否灵活,在有载荷时切忌将快速接头卸下,以免发生事故及损坏部件。 (4)液压千斤顶在使用前应放置平整,底部要垫平,严防地基偏沉或载荷偏移而使液压千斤顶倾斜或翻倒,可在液压千斤顶底部垫坚韧的枕术或钢板来扩大承压面积,以免陷落或滑动而发生事故;切勿用有油污的木板或钢板作为衬垫,防止受力时打滑,发生安全事故;重物被顶升位置必须是安全、坚实的部位,以防损坏设备。 (5)使用液压千斤顶时,应先将重物先试顶起一部分,仔细检查液压千斤顶无异常后,再继续顶升重物。若发现垫板受压后不平整、不牢固或液压千斤顶有倾斜时,必须将液压千斤顶卸压回程,及时处理好后方可再次操作。 (6)在顶升过程中,应随重物的不断上升及时在液压千斤顶下方铺垫保险枕木架,以防液压千斤顶倾斜或引起活塞突然下降而造成事故,下放重物时要逐步向外抽出枕木,枕木与重物间的距离不得超过一块枕木的厚度,以防意外! (7)若重物的顶升高度需超出液压千斤顶额定高度时,需先在液压千斤顶顶起的重物下垫好枕木,降下液压千斤顶,垫高其底部,重复顶升,直至需要的起升高度。 (8)液压千斤顶不可作为永久支承设备。如需长时间支承,应在重物下方增加支承部分,以保证液压千斤顶不受损坏。 (9)若顶升重物一端只用一台液压千斤顶时,则应将液压千斤顶放置在重物的对称轴线上,并使液压千斤顶底座长的方向和重物易倾倒的方向一致。若重物一端使用两台液压千斤顶时,其底座的方向应略呈八字形对称放置于重物对称轴线)使用两台或多台液压千斤顶同时顶升作业时,须统一指挥、协调一致、同时升降。 (11)液压千斤顶应存放在干燥、无尘的地方,不适宜在有酸碱,腐蚀性气体的工作场所使用,更不能放在室外日晒雨淋! 4.2常见故障 表4.1 常见故障及处理方法 液压千斤顶常见故障及处理方法问 题原 因解 決 方 式千斤顶无法顶升、顶升缓慢或急速泵浦油箱油量太少依照泵浦型号添加所需液压油泵浦洩压阀没有上紧上紧洩压阀油压接头没有上紧确实上紧油压接头负载过重依照千斤顶额定负载使用油压千斤顶组内有空气将空气排出千斤顶柱塞卡死不动分解千斤顶检修内壁及油封千斤顶顶升但无法持压油路间没有锁紧漏油上紧油路间所有接头从油封处漏油更换损坏油封泵浦内部漏油检修油压泵浦千斤顶无法回缩、回缩缓慢及不正常泵浦洩压阀没有打开打开泵浦洩压阀泵浦油箱油量过多依照泵浦型号存放所需液压油油压接头没有上紧确实上紧油压接头油压千斤顶组内有空气将空气排出油管内经太小使用较大内经油管千斤顶回缩彈弹簧损坏分解千斤顶检修电动油压泵浦无法起动电源没接或开检查电源、开关继电器、开关 或碳刷可能损坏检查更换损坏零件电源安培数不夠增加另一个电源回路马达电流安培数过高马达损坏更换马达洩压阀设定不当重新设定洩压阀压力齿轮泵浦内部损坏检修齿轮泵浦液压油流入马达部位齿轮泵浦轴心油封损坏折开马达及齿轮泵浦更换损坏油对泵浦连转有异音齿轮泵浦柱塞卡住或弹簧、折开齿轮泵浦更换损坏零件钢珠移位或损坏液压油流入马达部位齿轮泵浦轴心油对损坏折开马达及齿轮泵浦更换损坏油封泵浦无油、使千斤顶柱塞完全伸出或柱塞伸出有抖动现象泵浦油箱油量太少在千斤顶完全缩回时,依照泵浦型号添加所需液压油泵浦油位内有異物阻塞或过滤器检查并清洁过滤器阻塞从洩压阀没有上紧油压接头没有上紧确实上紧油压接头液压油温度太低或黏度太高更换適当液压油油压千斤顶组内有空气将空气排出释压放洩阀松动检查并上紧泵浦无法建压或持压释压放洩阀漏油清洁检修钢珠及油封释压放洩阀设定压力太低设定正确压力泵浦过滤器阻塞清洁过滤器更换液压油 第五章 总结 毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会,通过本次的毕业设计——液压千斤顶设计。我了解到了现今所存在的各种各样类型的千斤顶,懂得了他们的工作原理以及结构装配过程。 通过对液压千斤顶理知识和实际设计的相结合,锻炼了我的综合运用所学专业知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。 这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在,提高是有限的但却是全面的,正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验,使我的头脑更好的被知识武装起来,也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力,进一步提升了自己的能力。 顺利如期的完成本此毕业设计给了我很大的信心,让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心,但同时也发现了自己的许多不足与欠缺,留下了些许遗憾,不过不足与遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行,今后我更会关注新科技新设备新工艺的出现,并争取尽快的掌握这些先进知识,更好的为祖国的四化服务。 参考文献 [1] 陈立德.机械设计基础[M].北京.高等教育出版社,2004 [2] 乔世民.机械制造基础[M].北京.高等教育出版社,2003 [3] 徐 灏.机械设计手册[Z].北京.机械工业出版社,1991 [4] 徐从清.液压与气动技术[M].西安.西北工业大学出版社,2009 [5] 杨黎明.机械零件设计手册[Z].北京.国防工业出版社,1993 [6] 李 云.机械制造工艺及设备设计指导手册[Z].北京.机械工业出版社,1996 [7] 龚云鹏.机械设计课程设计[M].沈阳.东北大学出版社,2004 [8] 何存举.液压原件[M].机械工业出版社,1982 [9] 任占海.液压传动[M].北京.冶金工业出版社,1998 致谢 毕业设计是大学阶段检验和锻炼学生实际工程设计能力的一个重要教学环节,是对我大学三年的总结,因而投入了极大的热情和很高的积极性,更幸得指导老师高立廷的悉心指导,使我能够顺利完成毕业设计。在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。 在毕业设计当中,指导老师在自己紧张的工作中,仍然尽量抽出时间对我们进行指导,时刻关心我们的进展状况,督促我们抓紧学习。不仅使我学会了书本中的知识,更学会了一些学习操作方法,也懂得了如何把握设计重点,如何合理安排时间和论文的编写。虽然刚开始一点头绪都没有,心情依然很烦躁,但是只要用心去专研,持之以恒,就会有新的发现。 在设计的过程当中,与同学之间的交流与互相研究,有共同的发现,也给了我很多帮助和无私的关怀,更重要的是为我们提供不少技术方面的资料,在此感谢他们,没有这些资料就不是一个完整的论文。 总之,本次的设计是老师和同学共同完成的结果。通过这次毕业设计,不仅使我懂得了理论联系实践的应用,能够把平时学的专业知识运用到实际分析工作中去,使我对专业知识有了更好的理解,为我以后的工作打下了坚实的基础,同时也使自己学会了如何面对困难和解决困难。再次向给予我帮助??老师和同学表示感谢!

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