设 计（论文）
（说 明 书）
题 目： 全液压升降机的设计 姓 名：
编 号：
平顶山工业职业技术学院
年 月 日
毕 业
毕 业 设 计 （论文） 任 务 书
姓名
专业 机电一体化
任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： A·编制设计 B·设计专题（毕业论文）
指 导 教 师
系（部）主 任
年 月 日
毕业设计（论文）答辩委员会记录
电力工程系 系 机电一体化 专业，学生于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师：
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
毕业设计（论文）及答辩评语：
摘 要
该设计的题目是全液压升降机的设计，它主要包括三个部分的内容：主机参数的确定，液压系统的设计，控制部分的设计。在该设计中将液压系统的设计做为主要的内容进行设计，主机已根据升降台工作时的主要工作部件进行大概的估算设计。液压系统的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。控制部分的设计为附加部分，主要设计控制电路图。同时参照现有液压车的设计，结合液压车设计生产标准进行合理的选型计算。
关键字：升降机 液压系统 执行元件
目 录
前 言 ....................................................................... 4
第1章 升降机机械机构 ....................................................... 5
1.1 升降机机械结构形式和运动机理 .......................................... 5
1.1.1 机械结构型式 ..................................................... 5
1.1.2 升降机的运动机理 ................................................. 5
1.2 升降机机械结构和零件参数 .............................................. 7
1.2.1 升降机结构参数的选择和确定 ....................................... 7
1.2.2 升降机上顶板、支架和底板结构 .................................... 10
1.3 升降机系统的设计要求 ................................................. 12
第2章 执行元件速度和载荷 .................................................. 13
2.1 执行元件类型、数量和安装位置 ......................................... 13
2.2 速度和载荷计算 ....................................................... 13
2.2.1 速度计算及速度变化规律 .......................................... 13
第3章 液压系统主要参数的确定 .............................................. 15
3.1 系统压力的初步确定 ................................................... 15
3.2 液压执行元件的主要参数 ............................................... 15
3.2.1 液压缸的作用力 .................................................. 15
3.2.2 缸筒内径的确定 .................................................. 15
3.2.3 活塞杆直径的确定 ................................................ 16
3.2.4 液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定 ...................... 16
第4章 液压系统方案的选择和论证 ............................................ 17
4.1 油路循环方式的分析和选择 ............................................. 17
4.2 开式系统油路组合方式的分析选择 ....................................... 18
4.3 调速方案的选择 ....................................................... 18
4.4 液压系统原理图的确定 ................................................. 18
第5章 液压元件的选择计算及其连接 .......................................... 19
5.1 油泵和电机选择 ....................................................... 19
5.1.1 泵的额定流量和额定压力 .......................................... 19
5.1.2 电机功率的确定 .................................................. 20
5.1.3 连轴器的选用 .................................................... 21
5.2 控制阀的选用 ......................................................... 22
5.2.1 压力控制阀 ...................................................... 22
5.2.2 流量控制阀 ...................................................... 22
5.2.3 方向控制阀 ...................................................... 23
5.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算 ................................. 23
5.3.1 管路 ............................................................ 23
5.3.2 过滤器的选择 .................................................... 24
5.3.3 辅件的选择 ...................................................... 25
5.4 液压元件的连接 ....................................................... 25
5.4.1 液压装置的总体布置 .............................................. 25
5.4.2 液压元件的连接 .................................................. 25
5.5 油箱的容积 ........................................................... 26
5.5.1 按使用情况确定油箱容积 .......................................... 26
第6章 液压缸的结构设计 .................................................... 27
6.1 缸筒 ................................................................. 27
6.1.1. 缸筒与缸盖的连接形式 ........................................... 27
6.1.2 强度计算 ........................................................ 28
6.1.3 缸筒材料及加工要求 .............................................. 28
6.1.4 缸盖材料及加工要求 .............................................. 29
6.2 活塞和活塞杆 ......................................................... 29
6.2.1 活塞和活塞杆的结构形式 .......................................... 29
6.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求 ...................................... 30
6.3 活塞杆导向套 ......................................................... 31
6.4 排气装置 ............................................................. 31
6.5 密封结构的设计选择 ................................................... 32
第7章 液压系统性能验算 .................................................... 33
总 结 ..................................................................... 35
致 谢 ..................................................................... 36
参考文献 ................................................................... 37
前 言
液压升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可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，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：
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%。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。液压装置可在大范围内实现无级调速（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。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。液压装置易于实现过载保护。液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。
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，限制其应用范围，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。
该升降台主要有两部分组成：机械系统和液压系统。机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，他们两者共同作用实现升降机的功能。
第1章 升降机机械机构
1.1 升降机机械结构形式和运动机理
1.1.1 机械结构型式
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：
图1.1升降机的基本结构形式
图1.1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。
1.1.2 升降机的运动机理
升降机的基本运动机理如下图所示：
图1.2升降机的基本运动机理图
如图1.3，两支架在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O2,O3做不完整的圆周运动，支架1、4为活动支架，他们在液压缸的作用下由最初的几乎水平状态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，如图1.3。
图1.3升降机的运动过程图
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，由于绞合点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。
1.2 升降机机械结构和零件参数
1.2.1 升降机结构参数的选择和确定
根据升降台的工艺参数和他的基本运动机理来确定支架1、2、3、4的长度和截面形状。
O2O3之间的距离和液压缸的工作行程。
x
设O2O3=x(01.5m),即
2支架和地板垂直时的高度应大于1.5m,这样才能保证其最大升降高度达到1.5m，其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下：
图1.4运动过程示意图
设支架1、2和3、4都在其中点处绞合，液压缸顶端与支架绞合点距离中点为t ,根据 下面根据几何关系求解上述最佳组合值。
初步分析：x值范围为0
x=0.4
支架长度为h=2-x/2=1.8m
O2C=h/2=0.9m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.82+0.9952-1.52(0.9+t)2+0.9552+(2l)2
cosα==
2⨯1.8⨯0.9952⨯(0.9+t)⨯2l
联合上述方程求得： t=0.355m l=0.545m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.355m.活塞行程为0.545m x=0.6
支架长度为=2-x/2=1.7m
O2C=h/2=0.85m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.72+0.82-1.52(0.85+t)+0.8-(2l)
cosα==
2⨯1.7⨯0.82⨯0.8⨯(0.85+t)
2
2
2
联合上述方程求得： t=0.32m l=0.53m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.32m.活塞行程为0.53m
x=0.8
支架长度为=2-x/2=1.6m
O2C=h/2=0.8m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.62+0.5572-1.52(0.8+t)2+0.5572-(2l)2
cosα==
2⨯1.6⨯0.5572⨯(0.8+t)⨯0.557
联合上述方程求得： t=0.284m l=0.516m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.284m.活塞行程为0.516m 现在对上述情况分别进行受力分析： （1） x=0.4m ,受力图如下所示：
（2） x=0.6m ,受力图如下所示
（3） x=0.8m ,受力图如下所示
图1.5受力图
比较上述三种情况下的载荷分布状况，x去小值，则升到顶端时，两相互绞合的支架间的间距越大，而此时升降台的载荷为均布载荷，有材料力学理论可知，此时两支架中点出所受到的弯曲应力为最大，可能会发生弯曲破坏，根据材料力学中提高梁的弯曲强度的措施知，合理安排梁的受力情况，可以降低Mmax值，从而改善提高其承载能力。分析上述x=0.4m.x=0.6m,x=0.8m时梁的受力情况和载荷分布情况，可以选择第二种情况，即
x=0.6m时的结构作为升降机固定点O2O3的最终值，由此便可以确定其他相关参数如下：
t=0.32m. l=0.53m, h=1.7m 1.2.2 升降机上顶板、支架和底板结构
1.上顶板结构
上顶板和载荷直接接触，其结构采用由若干根相互交叉垂直的热轧槽刚通过焊接形式焊接而成，然后在槽钢的四个侧面和上顶面上铺装4000×2000×3mm的汽车板，沿平台的上顶面长度方向布置4根16号热轧槽钢，沿宽度方向布置6根10号热轧槽钢，组成上图所示的上顶板结构。在最外缘延长度方向加工出安装上下支架的滑槽。以便上下支架的安装。滑槽的具体尺寸根据上下支架的具体尺寸和结构而定。
沿长度方向的4根16号热轧槽刚的结构参数为
h⨯b⨯d⨯t⨯r⨯r1=160⨯65⨯8.5⨯10⨯10.0⨯5.0mm,截面面积为25.162cm2，理论重量为19.752kg/m，抗弯截面系数为117cm3。沿宽度方向的6根10号热轧槽刚的结构参数为cm42，理论重量为h⨯b⨯d⨯t⨯r⨯r1=100⨯48⨯5.3⨯8.5⨯8.5⨯4.2mm,截面面积为12.78
10.007kg/m，抗弯截面系数为39.7cm3。
其质量分别为：
4根16号热轧槽刚的质量为：
m1=4⨯4⨯19.752=316kg 6根10号热轧槽刚的质量为：
m2=6⨯2⨯10.007=120kg 菱形汽车钢板质量为：
m3=4⨯2⨯25.6=204.8kg 2. 支架的结构
支架由8根形状基本相同的截面为矩形的钢柱组成，在支架的顶端和末端分别加工出圆柱状的短轴，以便支架的安装。支架在升降机结构中的主要功能为载荷支撑和运动转化，将液压缸的伸缩运动，通过与其铰合的支点转化为平台的升降运动，支架的结构除应满足安装要求外，还应保证有足够的刚度和强度，一时期在升降运动中能够平稳安全运行。架在运动过程中受力情况比较复杂，它与另一支架铰合点给予底座的固定点的受里均为大小和方向为未知的矢量，故该问题为超静定理论问题，已经超出本文的讨论范围。本着定性分析和提高效率的原则，对支架所受的力进行分析，可以看出与液压缸顶杆联结点的力为之家所受到的最主要的力，它不仅受液压缸的推力，而且还将受到上顶班所传递的作用力，因此，与液压缸顶杆相连接的支架所受到的上顶板的力为它所受到的最主要的力，在此，
将其他的力忽略，只计算上顶板承受的由载荷和自重所传递的载荷力。
计算简图如下所示：
N'所产生的弯矩为：M'=N'L
N' 每个支架的支点对上顶板的作用力 N L 液压缸与支架铰合点距支点之间的距离 m 代入数据：M=3848⨯0.53=2039Nm
假定改支架为截面为长为a,宽为b的长方形，则其强度应满足的要求是：
σmax≤[σ] σmax=
σM
≤[σ]=s Wn
式中： M 支架上所受到的弯矩 Nm
W 截面分别为a,b的长方形抗弯截面系数 [σ]=
σs
n
σs 所选材料为碳素结构钢 Q235 σS=235MPa 将数据代入求得：a2b≥78cm3
上式表明：只要街面为a,b的长方形满足条件a2b≥78cm3，则可以满足强度要求，取
3cm≥a=5cm,b=3.5cm，则其 a2b=87.5
3
78c m 符合强度要求。
n=1.5
这些钢柱的质量为：m4=8abhρ=8⨯3.5⨯5⨯10-4⨯7.9⨯103⨯1.7=188Kg
支架的结构还应该考虑装配要求，液压缸活塞杆顶端与支架采用耳轴结构连接，因此应在两支架之间加装支板，以满足动力传递要求。
3. 升降机底座参数
升降机底座在整个机构中支撑着平台的全部重量，并将其传递到地基上，他的设计重点是满足强度要求即可，保证在升降机升降过程中不会被压溃即可，不会发生过大变形，其具体参数见装配图。
1.3 升降机系统的设计要求
本升降台对液压系统的设计要求可以总结如下：升降台的升降运动采用液压传动，可选用远程或无线控制，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0—2500Kg，负载平稳，工作过程中无冲击载荷作用，运行速度较低，液压执行元件有四组液压缸实现同步运动，要求其工作平稳，结构合理，安全性优良，使用于各种不同场合，工作精度要求一般。
第2章 执行元件速度和载荷
2.1 执行元件类型、数量和安装位置
类型选择：
表2.1 执行元件类型的选择
运动形式
往复直线运动 短行程
长行程 柱塞缸
回转运动 高速
低速
往复摆动
执行元件的 类型
活塞缸
高速液低速液 摆动液压马达
压马达
液压马达和丝压马达 杠螺母机构
根据上表选择执行元件类型为活塞缸，再根据其运动要求进一步选择液压缸类型为双作用单活塞杆无缓冲式液压缸，其符号为：
图2.1 液压缸
数量：该升降平台为双单叉结构，故其采用的液压缸数量为4个完全相同的液压缸，其运动完全是同步的，但其精度要求不是很高。
安装位置：液压缸的安装方式为耳环型，尾部单耳环，缸体可以在垂直面内摆动，耳环位置为图1.3 所示的前后两固定支架之间的横梁之上，横梁和支架组成为一体，通过横梁活塞的推力逐次向外传递，使升降机升降。
2.2 速度和载荷计算
2.2.1 速度计算及速度变化规律
参考国内升降台类产品的技术参数可知。最大起升高度为1500mm时，其平均起升时间为45s，就是从液压缸活塞开始运动到活塞行程末端所用时间大约为45s，设本升降台的
最小气升降时间为40s,最大起升时间为50s，由此便可以计算执行元件的速度v:
l
v=
t式中： v 执行元件的速度 m/s L 液压缸的行程 m t 时间 s 当 t=40s时： vmax=当 t=50s时：
l0.53
=0.0106m/s vmin==
t40
ltmin
=
0.53
0.01325m/s 40
液压缸的速度在整个行程过程中都比较平稳，无明显变化，在起升的初始阶段到运行稳定阶段，其间有一段加速阶段，该加速阶段加速度表较小，因此速度变化不明显，形成终了时，有一个减速阶段，减速阶段加速度亦比较小，因此可以说升降机在整个工作过程中无明显的加减速阶段，其运动速度比较平稳。
第3章 液压系统主要参数的确定
3.1 系统压力的初步确定
液压缸的有效工作压力可以根据下表确定：
表3.1 液压缸牵引力与工作压力之间的关系
牵引力F（KN）
50
4-5
>5-7
工作压力P（MPa）
由于该液压缸的推力即牵引力为10KN，根据上表，可以初步确定液压缸的工作压力为：p=2MPa 。
3.2 液压执行元件的主要参数
3.2.1 液压缸的作用力
液压缸的作用力及时液压缸的工作是的推力或拉力，该升降台工作时液压缸产生向上的推力，因此计算时只取液压油进入无杆腔时产生的推力：
表3.2系统被压经验数据
3.2.2 缸筒内径的确定
液压缸的内径，活塞的外径要取标注值是因为活塞和活塞杆还要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而这些零件已经标准化，有专门的生产厂家，故活塞和液压缸的内径也应该标准化，以便选用标准件。
3.2.3 活塞杆直径的确定
1.活塞杆直径根据受力情况和液压缸的结构形式来确定 2.活塞杆的强度计算
3.稳定性校核
3.2.4 液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定
1. 液压缸壁厚的确定
液压缸壁厚又结构和工艺要求等确定，一般按照薄壁筒计算。 2. 最小导向长度
活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面重点到导向滑动面中点的距离为活塞的最小导向长度H，如下图所示，如果最小导向长度过小，将会使液压缸的初始挠度增大，影响其稳定性，因此设计时必须保证有最小导向长度，对于一般的液压缸，液压缸最大行程为L，缸筒直径为D时，最小导向长度为：
72 cm
图3.1液压缸运动示意图
活塞的宽度一般取 B=(0.6-0.1)D，导向套滑动面长度A，在D
A=(0.6-1.0)D=80mm时，取A=(0.6-1.0)d，当导向套长度不够时，不宜过分增大A和，在
B，必要时可在导向套和活塞之间加一隔套，隔套的长度由最小导向长度H确定。
第4章 液压系统方案的选择和论证
液压系统方案具体内容包括：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、选择和合成，液压系统原理图的拟定。
4.1 油路循环方式的分析和选择
油路循环方式可以分为开式和闭式两种，其各自特点及相互比较见下表：
表4.1开式与闭式的比较
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所示：
图4.1油源回路原理图
4.2 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，并联，独联，以及它们的组合—复联等。
串联方式是除了第一个液压元件的进油口和最后一个执行元件的回油口分别与液压泵和油箱相连接外，其余液压执行元件的进，出油口依次相连，这种连接方式的特点是多个液压元件同时动作时，其速度不随外载荷变化，故轻载时可多个液压执行元件同时动作。
4.3 调速方案的选择
调速方案对主机的性能起决定作用，选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性和调速范围及经济性等因素选择。
常用的调速方案有三种：节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。本升降机采用节流调速回路，原因是该调速回路有以下特点：承载能力好，成本低，调速范围大，适用于小功率，轻载或中低压系统 ，但其速度刚度差，效率低，发热大。
4.4 液压系统原理图的确定
初步拟定液压系统原理图如下所示；见下图：
图4.2液压系统原理图
第5章 液压元件的选择计算及其连接
液压元件主要包括有：油泵，电机，各种控制阀，管路，过滤器等。有液压元件的不同连接组合构成了功能各异的液压回路，下面根据主机的要求进行液压元件的选择计算.
5.1 油泵和电机选择
5.1.1 泵的额定流量和额定压力
1. 泵的额定流量
泵的流量应满足执行元件最高速度要求，所以泵的输出流量应根据系统所需要的最大流量和泄漏量来确定：
n qp≥KQmax
式中： qp 泵的输出流量 L/mi n
K 系统泄漏系数 一般取K= 1.1-1.3 Qmax 液压缸实际需要的最大流量 L/mi n n 执行元件个数 代入数据：
qp≥1.1⨯5.⨯16=4
L22.7 /
对于工作过程中始终用节流阀调速的系统，在确定泵的流量时，应再加上溢流阀的最小溢流量，一般取3L/min：
qp≥22.+7=32. 泵的最高工作压力
泵的工作压力应该根据液压缸的工作压力来确定，即 Pp≥P max+∑∆P式中： Pp 泵的工作压力 Pa
Pmax 执行元件的最高工作压力 Pa
2L5.7 /m
∑∆P 进油路和回油路总的压力损失。
初算时，节流调速和比较简单的油路可以取 0.2-0.5MPa,对于进油路有调速阀和管路比较复杂的系统可以取0.5-1.5MPa。
M5P a代入数据： Pp≥2+0.5=2.
考虑到液压系统的动态压力及油泵的使用寿命，通常在选择油泵时，其额定压力比工作压力Pp大25%—60% ，即泵的额定压力为3.125MPa—4.0MPa，取其额定压力为4MPa。 5.1.2 电机功率的确定
液压系统实际需要的输入功率是选择电机的主要依据，由于液压泵存在容积损失和机械损失，为满足液压泵向系统输出所需要的的压力和流量，液压泵的输入功率必须大于它的输出功率，液压泵实际需要的输入功率为：
Pi=
PqtPq
=77
6⨯10η6⨯10ηm
式中： P 液压泵的实际最高工作压力 Pa q 液压泵的实际流量 L/mi n Pi 液压泵的输入功率 KW
qt 液压泵向系统输出的理论流量 L/mi n η 液压泵的总效率 ηm 液压泵的机械效率
7 6⨯10 换算系数
2.5⨯106⨯25.7
=1.64KW 代入数据： Pi=
6⨯107⨯0.65
电机的功率也可以根据技术手册找，根据《机械设计手册》第三版，第五卷，可以查得电机的驱动功率为4KW，本设计以技术手册的数据为标准 ，取电机的功率为4KW。
根据上述计算过程，现在可以进行电机的选取，本液压系统为一般液压系统，通常选取三相异步电动机就能够满足要求，初步确定电机的功率和相关参数如下：
型号：Y-112M-2 额定功率：4KW 满载时转速： 2890r/min 电流： 8.17A 效率： 85.5% 净重： 45Kg 额定转矩：2.2Nm
电机的安装形式为 B5(V1)型，其参数为：
基座号：112M 极数：4 国际标准基座号：28F215 液压泵为三螺杆泵，其参数如下： 规格： De⨯2L/h 25 ⨯6标定粘度： oE50 10 转速： r/min 2900 压力： MPa 4 流量： L/mi n 26.6 功率： KW 4 吸入口直径： mm 25 排出口直径： mm 20 重量： Kg 11 允许吸上真空高度： m(H2O) 5
说明： 三螺杆泵的使用、安装、维护要求。
使用要求：一般用于液压传动系统中的三螺杆泵多采用20号液压油或40号液压油，其粘度范围为17-23mm2/s(
安装要求：电机与泵的连接应用弹性连轴器，以保证两者之间的同轴度要求，（用千分表检查连轴器的一个端面，其跳动量不得大于0.03mm，径向跳动不得大于0.05mm.）,当每隔90o转动连轴器时，将一个联轴节作径向移动时应感觉轻快。泵的进油管道不得过长，弯头不宜过多，进油口管道应接有过滤器，其滤孔一般可用40目到60目过滤网，过滤器不允许露出油面，当泵正常运转后，其油面离过滤器顶面至少有100mm,以免吸入空气，泵的吸油高度应小于500mm.
维护要求：为保护泵的安全，必须在泵的压油管道上装安全阀（溢流阀）和压力表。 5.1.3 连轴器的选用
连轴器的选择应根据负载情况，计算转矩，轴端直径和工作转速来选择。 计算转矩由下式求出： Tc=K⨯9550
PW
≤[Tn] (Nm) n
式中： [Tn] 需用转矩，见各连轴器标准 Nm PW 驱动功率 KW n 工作转速 r/mi n K 工况系数 取为1.5 据此可以选择连轴器的型号如下：
名称： 挠性连轴器(GB-4323-84)弹性套柱销连轴器
5.2 控制阀的选用
液压系统应尽可能多的由标准液压控制元件组成，液压控制元件的主要选择依据是阀所在的油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量，下面根据该原则依次进行压力控制阀，流量控制阀和换向阀的选择。 5.2.1 压力控制阀
型号：DBDS6G10 最低调节压力：5MPa 流量： 40L/min 介质温度：-20---70oC 5.2.2 流量控制阀
流量控制阀的选用原则如下：
压力：系统压力的变化必须在阀的额定压力之内。 流量：通过流量控制阀的流量应小于该阀的额定流量。
测量范围：流量控制阀的流量调节范围应大于系统要求的流量范围，特别注意，在选择节流阀和调速阀时，所选阀的最小稳定流量应满足执行元件的最低稳定速度要求。
该升降机液压系统中所使用的流量控制阀有分流阀和单向分流阀，单向分流阀的规格和型号如下：
型号： FDL-B10H 公称通径：10mm
公称流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min 连接方式：管式连接 重量：4Kg 分流阀的型号为：FL-B10
其余参数与单向分流阀相同。 5.2.3 方向控制阀
方向控制阀的选用原则如下：
压力：液压系统的最大压力应低于阀的额定压力 流量：流经方向控制阀最大流量一般不大于阀的流量。 滑阀机能：滑阀机能之换向阀处于中位时的通路形式。 操纵方式：选择合适的操纵方式，如手动，电动，液动等。
方向控制阀在该系统中主要是指电磁换向阀，通过换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断。所选择的换向阀型号及规格如下：
型号：4WE5E5OF 额定流量：15L/min 消耗功率：26KW 电源电压：50Hz,110V,220V 工作压力：A.B.P腔 ≤25MPa T腔：≤6MPa 重量：1.4Kg
5.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算
5.3.1 管路
管路按其在液压系统中的作用可以分为：
主管路：包括吸油管路，压油管路和回油管路，用来实现压力能的传递。 泄油管路：将液压元件泄露的油液导入回油管或邮箱.
控制管路：用来实现液压元件的控制或调节以及与检测仪表相连接的管路。 本设计中只计算主管路中油管的尺寸。 1. 吸油管尺寸
油管的内径取决于管路的种类及管内液体的流速，油管直径d由下式确定：
d=
式中： d 油管直径 mm Q 油管内液体的流量 m3/s v0 油管内的允许流速 m/s
对吸油管，取 v0=(0.5-1.5)m/s，本设计中取：v0=0.7m/s
代入数据：
d=103=28.4mm
取圆整值为： d=30mm 2. 回油管尺寸
回油管尺寸与上述计算过程相同：v0=1.5-2.5m/s，取为v0=2m/s
代入数据：d=103=16.8mm
取圆整值为：d=18mm 3. 压力油管
压力油管： v0=3-4m/s，本设计中取为：v0=3m/s
代入数据：d=103=9.7mm
取圆整值为：d=10mm 4. 油管壁厚：
升降机系统中的油管可用橡胶软管和尼龙管作为管道，橡胶软管装配方便，能吸收液压系统中的冲击和振动，尼龙管是一种很有发展前途的非金属油管，用于低压系统，压力油管采用的橡胶软管其参数如下：
内径： 10mm
外径： I型 17.5—19.7mm 工作压力：I型 16MPa 最小弯曲半径：130mm 5.3.2 过滤器的选择
过滤器的选择应考虑以下几点：
1.具有足够大的通油能力，压力损失小，一般过滤器的通油能力大于实际流量的二倍，或大于管路的最大流量。
2.过滤精度应满足设计要求，一般液压系统的压力不同，对过滤精度的要求也不同，系统压力越高，要求液压元件的间隙越小，所以过滤精度要求越高。
3.滤芯应有足够的强度，过滤器的实际压力应小于样本给出的工作压力。 4.滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下长期工作。
根据上述原则，考虑到螺杆泵的流量，选定过滤器为烧结式过滤器，其型号及具体参
数如下所示：
型号：SU2B-F70⨯16 流量：70L/min 过滤精度：16μm 接口尺寸：M27⨯2 工作压力：0.5-20MPa 压力损失: 0.2MPa 5.3.3 辅件的选择
1. 温度计的选择
液压系统常用接触式温度计来显示油箱内工作介质的温度，接触式温度计有膨胀式和压力式。本系统中选用膨胀式，其相关参数如下：
型号：WNG-11 2. 压力表选择
压力表安装于便于观察的地方。其选择如下： 型号：Y-60
测量范围：0-4MPa. 名称：一般弹簧管压力表
5.4 液压元件的连接
5.4.1 液压装置的总体布置
液压装置的总体布置可以分为几种式和分散式两种。
集中式布置是将液压系统的油源、控制及调节装置至于主机之外，构成独立的液压站，这种布置方式主要用于固定式液压设备。其优点是装配、维修方便，从根本上消除了动力源的振动和油温对主机的影响。本液压系统采用集中式布置。 5.4.2 液压元件的连接
液压元件的连接可以分为管式连接、板式连接，集中式连接三种。这里介绍整体式连接中的整体式阀板。它是本液压系统中将要采用的连接方式。
整体式阀板的油路是在整块板上钻出或用精密铸造铸出的，这种结构的阀板比粘合式阀板可靠性好，应用较多，但工艺较差，特别是深孔的加工较难。当连接元件较多时，各孔的位置不易确定。它属于无管连接，多用于不太复杂的固定式机械中。
5.5 油箱的容积
油箱容积的确定是设计油箱的关键，油箱的容积应能保证：当系统有大量供油而无回油时，最低液面应在进口过滤器之上，保证不会吸入空气；当系统有大量回油而无供油时或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不致溢出。 5.5.1 按使用情况确定油箱容积
初始设计时，可依据使用情况，按照经验公式确定油箱容积： V=αQp 式中: V 油箱的容积 L Qp 液压泵的流量 L/mi n α 经验系数 见下表：
表5.1油箱容积
行走机械 低压系统 2—4
中压系统 5—7
锻压系统 6—12
冶金机械
10
α
1—2
本升降机为为中压系统，取α=5，则油箱的容量可以确定为: V=αQ 326.6=13Lp=5⨯
第6章 液压缸的结构设计
液压缸是将液压系统的压力能转化为机械能的装置，在该升降机系统中，液压缸将活塞杆的伸缩运动通过一系列的机械结构组合转化为平台的升降，实现升降机升降。
6.1 缸筒
6.1.1. 缸筒与缸盖的连接形式
缸筒与刚盖的连接形式如下：
缸筒和前端盖的连接采用螺栓连接，其特点是径向尺寸小，重量轻，使用广泛，端部结构复杂，缸筒外径需加工，且应于内径同轴，装卸需要用专门的工具，安装时应防止密封圈扭曲。
图 6.1缸筒与刚盖的连接形式图
缸盖与后端盖的连接采用焊接形式，特点为结构简单尺寸小，重量轻，使用广泛，缸筒焊后可能变形，且内径不易加工。
图 6.2缸筒与刚盖的连接形式图
6.1.2 强度计算
1 缸筒底部强度计算
缸筒底部厚度应根据工艺要求适当加厚，如在缸筒上设置油口或排气阀，均应增大缸筒底部厚度。
2 缸筒连接螺纹的计算 6.1.3 缸筒材料及加工要求
缸筒材料通常选用20、35、45号钢，当缸筒、缸盖、缸接头等焊接在一起时，采用焊接性能较好的35号钢，在粗加工之后调质。另外缸筒也可以采用铸铁、铸钢、不锈钢、青铜和铝合金等材料加工。
缸筒与活塞采用橡胶密封圈时，其配合推荐采用H9/f8，缸筒内径表面粗糙度取
Ra=0.1-0.4μm，若采用活塞环密封时，推荐采用H7/g6配合，缸筒内径表面粗糙度取
Ra=0.2-0.4μm。
缸筒内径应进行研磨。
为防止腐蚀，提高寿命，缸筒内表面应进行渡铬，渡铬层厚度应在30—40μm，渡铬后缸筒内表面进行抛光。
缸筒内径的圆度及圆柱度误差不大于直径公差的一半，缸体内表面的公差度误差在500mm上不大于0.03mm。
缸筒缸盖采用螺纹连接时，其螺纹采用中等精度。 6.1.4 缸盖材料及加工要求
缸盖材料可以用35，45号钢，或ZG270-500，以及HT250，HT350等材料。 当缸盖自身作为活塞杆导向套时，最好用铸铁，并在导向表面堆镕黄铜，青铜和其他耐磨材料。当单独设置导向套时，导向材料为耐磨铸铁，青铜或黄铜等，导向套压入缸盖。
缸盖的技术要求：与缸筒内径配合的直径采用h8，与活塞杆上的缓冲柱塞配合的直径取H9，与活塞密封圈外径配合的直径采用h9，这三个尺寸的圆度和圆柱度误差不大于各自直径的公差的一半，三个直径的同轴度误差不大于0.03mm。
6.2 活塞和活塞杆
6.2.1 活塞和活塞杆的结构形式
1. 活塞的结构形式
活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，本设计中选用形式如下：
图6.3活塞的结构形式图
2. 活塞杆
活塞杆的外部与负载相连接，其结构形式根据工作需要而定，本设计中如下所示：
图6.4活塞杆外部与负载连接图
内部结构如下：
图6.5活塞杆内部与负载连接图
6.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求
1. 活塞材料及加工要求
有导向环的活塞用20，35或45号钢制成。
活塞外径公差f8，与活塞杆的配合一般为H8/h8，外径粗糙度Ra=0.4-0.8μm，外径对活塞孔的跳动不大于外径公差的一半，外径的圆度和圆柱度不大于外径公差的一半。
活塞两端面对活塞轴线的垂直度误差在100mm上不大于0.04mm。
2 活塞杆及加工要求
活塞杆常用材料为35、45号钢。
活塞杆的工作部分公差等级可以取f7-f9，表面粗糙度不大于Ra=0.4μm，工作表面的直线度误差在500mm上不大于0.03mm。
活塞杆在粗加工后调质，硬度为229-285HB，必要时可以进行高频淬火，厚度0.5-1mm，硬度为45-55HRC。
6.3 活塞杆导向套
活塞杆导向套装在液压缸有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性，外侧装有防尘圈，以防止活塞杆内缩时把杂质，灰尘及水分带到密封装置，损坏密封装置。
导向套的结构有端盖式和插件式两种，插件式导向套装拆方便，拆卸时不需要拆端盖，故应用较多。本设计采用端盖式。结构见装配图。
导向套尺寸主要是指支撑长度，通常根据活塞杆直径，导向套形式，导向套材料的承压能力，可能遇到的最大侧向负载等因素确定。一般采用两个导向段，每段宽度均为d/3，两段中间线间距为.2d/3，导向套总长度不宜过大，以免磨擦太大。
6.4 排气装置
排气阀安装在液压缸端部的最高位置上，常用排气阀有整体型和针阀型两种，本设计中选用整体型排气阀，结构见装配图。
图6.6结构装备图
6.5 密封结构的设计选择
活塞和活塞杆密封均采用O形密封圈，其具体标准采用GB3452.3-88密封沟槽设计准则和GB3452.1-82和GB3452.3-88液压气动用O形密封圈。
第7章 液压系统性能验算
液压系统性能估算的目的在于评估设计质量。估算内容一般包括：系统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。对于大多数要求一般的系统来讲，只采用一些简化公式进行验算，定性说明情况。
1. 系统压力损失验算
系统压力损失包括管道内沿程损失和局部损失以及法类元件的局部损失之和，计算时不同的工作阶段要分开来计算，回油路上的压力损失要折算到进油路上去，因此某一阶段的系统总的压力损失为：
A2
) A1
式中： ∑∆p1 系统进油路的压力总损失
∑∆p=∑∆p1+∑(∆p2
1
1
∑∆p=∑∆pλ+∑∆pζ+∑∆p
∑∆p 系统回油路的压力总损失 ∑∆p=∑∆pλ+∑∆pζ+∑∆p
1
1v
2
222
2v
现在根据上式计算液压系统工作过程中的压力损失。 液压油在管内的流速：
根据油管尺寸的计算项目，取v=3m/s 可见液流为层流。
管子当量长度及总长度：90o标准弯头2个 所以：
∑L
1
3=2.5+2⨯0.=4m3.
各阀的压力损失为： 分流阀： 0.6MPa 换向阀为：0.04MPa
油路的总压力损失为：∆p1=0.0213+0.6+0.04=0.66MPa 由此得出液压系统泵的出口压力为：
pγ=p1+∆p1=2.5+0.66=3.16MPa 2. 系统的总效率验算
液压泵的总效率η与液压泵的总效率ηp，回路总效率ηc及执行元件的效率ηm有关，其计算式为：
η=ηpη cηm
∑pq 同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量的乘积之和
∑pq 同时供油的液压泵的工作压力与输出流量乘积之和
11
pp
根据上式得：48.5% 液压系统总效率为：
η=ηpηcηm=48.5%⨯65%⨯96%=30%
总 结
历时几周的毕业设计在紧张有序中即将结束，回忆这个过程这段经历，感觉收益多多。 当我初涉设计时，主、客观问题层出不穷，按着设计计划，设计思路有序地进行，围绕升降机该题目，既了解了升降机的有关规范，又涉及到了专业知识，加强了自己的专业，拓宽了知识面。
当无数次的奔波于图书馆，设计教室时，发现设计不仅仅是设计，还包括了实践、耐心、耐力、毅力。这也是学校、老师、同学让我们设计的目的所在。
致 谢
该设计从拟定题目到完工，历时数周。在本设计完成之际，首先要向我的指导老师致以诚挚的谢意。在设计的过程中，老师给了我许许多多的帮助和关怀。在老师的耐心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也在处人处事等方面收益非浅；同时他对工作积极热情、认真负责、有条不紊、实事求是的态度，给我留下了深刻的印象，使我受益颇深。在此我谨向老师表示衷心的感谢和深深的敬意。
同时，我要感谢我们学院给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求学治学、如何为人处事。我也要感谢我的母校平顶山工业职业技术学院，是她提供了良好的学习和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。
另外，衷心感谢我的学友和朋友，在我毕业设计的过程中，与他们的探讨交流使我受益颇深；同时，他们也给了我很多无私的帮助和支持，我在次深表谢意。学无止境。明天，将是我终身学习另一天的开始。
在本说明书中，由于水平有限，错误再所难免，敬请老师、同学指正。
参考文献
[1]雷天觉主编 《新编液压工程手册》 北京：北京理工大学出版社 1998
[2]黄宏甲、黄谊、王积伟主编 《液压与气压传动》 北京：机械工业出版社 2001
[3] 刘连山主编 《流体传动与控制》 北京：人民交通出版社 1983
[4] 张利平、邓钟明主编 《液压气动系统设计手册》 北京：机械工业出版社1997
[5] 成大先主编 《机械设计手册》 第三版第三卷 化学工业出版社 2001
[6] 成大先主编 《机械设计手册》 第四版第四卷 化学工业出版社 2002
[7] 路甬祥主编 《液压气动设计手册》 北京：机械工业出版社 2003
[8] 张景松主编 《流体力学》 中国矿业大学出版社 2001
[9] 张景松主编 《流体机械》 中国矿业大学出版社 2001
第 37 页
设 计（论文）
（说 明 书）
题 目： 全液压升降机的设计 姓 名：
编 号：
平顶山工业职业技术学院
年 月 日
毕 业
毕 业 设 计 （论文） 任 务 书
姓名
专业 机电一体化
任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： A·编制设计 B·设计专题（毕业论文）
指 导 教 师
系（部）主 任
年 月 日
毕业设计（论文）答辩委员会记录
电力工程系 系 机电一体化 专业，学生于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师：
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
毕业设计（论文）及答辩评语：
摘 要
该设计的题目是全液压升降机的设计，它主要包括三个部分的内容：主机参数的确定，液压系统的设计，控制部分的设计。在该设计中将液压系统的设计做为主要的内容进行设计，主机已根据升降台工作时的主要工作部件进行大概的估算设计。液压系统的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。控制部分的设计为附加部分，主要设计控制电路图。同时参照现有液压车的设计，结合液压车设计生产标准进行合理的选型计算。
关键字：升降机 液压系统 执行元件
目 录
前 言 ....................................................................... 4
第1章 升降机机械机构 ....................................................... 5
1.1 升降机机械结构形式和运动机理 .......................................... 5
1.1.1 机械结构型式 ..................................................... 5
1.1.2 升降机的运动机理 ................................................. 5
1.2 升降机机械结构和零件参数 .............................................. 7
1.2.1 升降机结构参数的选择和确定 ....................................... 7
1.2.2 升降机上顶板、支架和底板结构 .................................... 10
1.3 升降机系统的设计要求 ................................................. 12
第2章 执行元件速度和载荷 .................................................. 13
2.1 执行元件类型、数量和安装位置 ......................................... 13
2.2 速度和载荷计算 ....................................................... 13
2.2.1 速度计算及速度变化规律 .......................................... 13
第3章 液压系统主要参数的确定 .............................................. 15
3.1 系统压力的初步确定 ................................................... 15
3.2 液压执行元件的主要参数 ............................................... 15
3.2.1 液压缸的作用力 .................................................. 15
3.2.2 缸筒内径的确定 .................................................. 15
3.2.3 活塞杆直径的确定 ................................................ 16
3.2.4 液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定 ...................... 16
第4章 液压系统方案的选择和论证 ............................................ 17
4.1 油路循环方式的分析和选择 ............................................. 17
4.2 开式系统油路组合方式的分析选择 ....................................... 18
4.3 调速方案的选择 ....................................................... 18
4.4 液压系统原理图的确定 ................................................. 18
第5章 液压元件的选择计算及其连接 .......................................... 19
5.1 油泵和电机选择 ....................................................... 19
5.1.1 泵的额定流量和额定压力 .......................................... 19
5.1.2 电机功率的确定 .................................................. 20
5.1.3 连轴器的选用 .................................................... 21
5.2 控制阀的选用 ......................................................... 22
5.2.1 压力控制阀 ...................................................... 22
5.2.2 流量控制阀 ...................................................... 22
5.2.3 方向控制阀 ...................................................... 23
5.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算 ................................. 23
5.3.1 管路 ............................................................ 23
5.3.2 过滤器的选择 .................................................... 24
5.3.3 辅件的选择 ...................................................... 25
5.4 液压元件的连接 ....................................................... 25
5.4.1 液压装置的总体布置 .............................................. 25
5.4.2 液压元件的连接 .................................................. 25
5.5 油箱的容积 ........................................................... 26
5.5.1 按使用情况确定油箱容积 .......................................... 26
第6章 液压缸的结构设计 .................................................... 27
6.1 缸筒 ................................................................. 27
6.1.1. 缸筒与缸盖的连接形式 ........................................... 27
6.1.2 强度计算 ........................................................ 28
6.1.3 缸筒材料及加工要求 .............................................. 28
6.1.4 缸盖材料及加工要求 .............................................. 29
6.2 活塞和活塞杆 ......................................................... 29
6.2.1 活塞和活塞杆的结构形式 .......................................... 29
6.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求 ...................................... 30
6.3 活塞杆导向套 ......................................................... 31
6.4 排气装置 ............................................................. 31
6.5 密封结构的设计选择 ................................................... 32
第7章 液压系统性能验算 .................................................... 33
总 结 ..................................................................... 35
致 谢 ..................................................................... 36
参考文献 ................................................................... 37
前 言
液压升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可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，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：
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%。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。液压装置可在大范围内实现无级调速（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。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。液压装置易于实现过载保护。液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。
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，限制其应用范围，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。
该升降台主要有两部分组成：机械系统和液压系统。机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，他们两者共同作用实现升降机的功能。
第1章 升降机机械机构
1.1 升降机机械结构形式和运动机理
1.1.1 机械结构型式
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：
图1.1升降机的基本结构形式
图1.1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。
1.1.2 升降机的运动机理
升降机的基本运动机理如下图所示：
图1.2升降机的基本运动机理图
如图1.3，两支架在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O2,O3做不完整的圆周运动，支架1、4为活动支架，他们在液压缸的作用下由最初的几乎水平状态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，如图1.3。
图1.3升降机的运动过程图
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，由于绞合点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。
1.2 升降机机械结构和零件参数
1.2.1 升降机结构参数的选择和确定
根据升降台的工艺参数和他的基本运动机理来确定支架1、2、3、4的长度和截面形状。
O2O3之间的距离和液压缸的工作行程。
x
设O2O3=x(01.5m),即
2支架和地板垂直时的高度应大于1.5m,这样才能保证其最大升降高度达到1.5m，其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下：
图1.4运动过程示意图
设支架1、2和3、4都在其中点处绞合，液压缸顶端与支架绞合点距离中点为t ,根据 下面根据几何关系求解上述最佳组合值。
初步分析：x值范围为0
x=0.4
支架长度为h=2-x/2=1.8m
O2C=h/2=0.9m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.82+0.9952-1.52(0.9+t)2+0.9552+(2l)2
cosα==
2⨯1.8⨯0.9952⨯(0.9+t)⨯2l
联合上述方程求得： t=0.355m l=0.545m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.355m.活塞行程为0.545m x=0.6
支架长度为=2-x/2=1.7m
O2C=h/2=0.85m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.72+0.82-1.52(0.85+t)+0.8-(2l)
cosα==
2⨯1.7⨯0.82⨯0.8⨯(0.85+t)
2
2
2
联合上述方程求得： t=0.32m l=0.53m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.32m.活塞行程为0.53m
x=0.8
支架长度为=2-x/2=1.6m
O2C=h/2=0.8m
液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9
升降台完全升起时，有几何关系可得到：
1.62+0.5572-1.52(0.8+t)2+0.5572-(2l)2
cosα==
2⨯1.6⨯0.5572⨯(0.8+t)⨯0.557
联合上述方程求得： t=0.284m l=0.516m
即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.284m.活塞行程为0.516m 现在对上述情况分别进行受力分析： （1） x=0.4m ,受力图如下所示：
（2） x=0.6m ,受力图如下所示
（3） x=0.8m ,受力图如下所示
图1.5受力图
比较上述三种情况下的载荷分布状况，x去小值，则升到顶端时，两相互绞合的支架间的间距越大，而此时升降台的载荷为均布载荷，有材料力学理论可知，此时两支架中点出所受到的弯曲应力为最大，可能会发生弯曲破坏，根据材料力学中提高梁的弯曲强度的措施知，合理安排梁的受力情况，可以降低Mmax值，从而改善提高其承载能力。分析上述x=0.4m.x=0.6m,x=0.8m时梁的受力情况和载荷分布情况，可以选择第二种情况，即
x=0.6m时的结构作为升降机固定点O2O3的最终值，由此便可以确定其他相关参数如下：
t=0.32m. l=0.53m, h=1.7m 1.2.2 升降机上顶板、支架和底板结构
1.上顶板结构
上顶板和载荷直接接触，其结构采用由若干根相互交叉垂直的热轧槽刚通过焊接形式焊接而成，然后在槽钢的四个侧面和上顶面上铺装4000×2000×3mm的汽车板，沿平台的上顶面长度方向布置4根16号热轧槽钢，沿宽度方向布置6根10号热轧槽钢，组成上图所示的上顶板结构。在最外缘延长度方向加工出安装上下支架的滑槽。以便上下支架的安装。滑槽的具体尺寸根据上下支架的具体尺寸和结构而定。
沿长度方向的4根16号热轧槽刚的结构参数为
h⨯b⨯d⨯t⨯r⨯r1=160⨯65⨯8.5⨯10⨯10.0⨯5.0mm,截面面积为25.162cm2，理论重量为19.752kg/m，抗弯截面系数为117cm3。沿宽度方向的6根10号热轧槽刚的结构参数为cm42，理论重量为h⨯b⨯d⨯t⨯r⨯r1=100⨯48⨯5.3⨯8.5⨯8.5⨯4.2mm,截面面积为12.78
10.007kg/m，抗弯截面系数为39.7cm3。
其质量分别为：
4根16号热轧槽刚的质量为：
m1=4⨯4⨯19.752=316kg 6根10号热轧槽刚的质量为：
m2=6⨯2⨯10.007=120kg 菱形汽车钢板质量为：
m3=4⨯2⨯25.6=204.8kg 2. 支架的结构
支架由8根形状基本相同的截面为矩形的钢柱组成，在支架的顶端和末端分别加工出圆柱状的短轴，以便支架的安装。支架在升降机结构中的主要功能为载荷支撑和运动转化，将液压缸的伸缩运动，通过与其铰合的支点转化为平台的升降运动，支架的结构除应满足安装要求外，还应保证有足够的刚度和强度，一时期在升降运动中能够平稳安全运行。架在运动过程中受力情况比较复杂，它与另一支架铰合点给予底座的固定点的受里均为大小和方向为未知的矢量，故该问题为超静定理论问题，已经超出本文的讨论范围。本着定性分析和提高效率的原则，对支架所受的力进行分析，可以看出与液压缸顶杆联结点的力为之家所受到的最主要的力，它不仅受液压缸的推力，而且还将受到上顶班所传递的作用力，因此，与液压缸顶杆相连接的支架所受到的上顶板的力为它所受到的最主要的力，在此，
将其他的力忽略，只计算上顶板承受的由载荷和自重所传递的载荷力。
计算简图如下所示：
N'所产生的弯矩为：M'=N'L
N' 每个支架的支点对上顶板的作用力 N L 液压缸与支架铰合点距支点之间的距离 m 代入数据：M=3848⨯0.53=2039Nm
假定改支架为截面为长为a,宽为b的长方形，则其强度应满足的要求是：
σmax≤[σ] σmax=
σM
≤[σ]=s Wn
式中： M 支架上所受到的弯矩 Nm
W 截面分别为a,b的长方形抗弯截面系数 [σ]=
σs
n
σs 所选材料为碳素结构钢 Q235 σS=235MPa 将数据代入求得：a2b≥78cm3
上式表明：只要街面为a,b的长方形满足条件a2b≥78cm3，则可以满足强度要求，取
3cm≥a=5cm,b=3.5cm，则其 a2b=87.5
3
78c m 符合强度要求。
n=1.5
这些钢柱的质量为：m4=8abhρ=8⨯3.5⨯5⨯10-4⨯7.9⨯103⨯1.7=188Kg
支架的结构还应该考虑装配要求，液压缸活塞杆顶端与支架采用耳轴结构连接，因此应在两支架之间加装支板，以满足动力传递要求。
3. 升降机底座参数
升降机底座在整个机构中支撑着平台的全部重量，并将其传递到地基上，他的设计重点是满足强度要求即可，保证在升降机升降过程中不会被压溃即可，不会发生过大变形，其具体参数见装配图。
1.3 升降机系统的设计要求
本升降台对液压系统的设计要求可以总结如下：升降台的升降运动采用液压传动，可选用远程或无线控制，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0—2500Kg，负载平稳，工作过程中无冲击载荷作用，运行速度较低，液压执行元件有四组液压缸实现同步运动，要求其工作平稳，结构合理，安全性优良，使用于各种不同场合，工作精度要求一般。
第2章 执行元件速度和载荷
2.1 执行元件类型、数量和安装位置
类型选择：
表2.1 执行元件类型的选择
运动形式
往复直线运动 短行程
长行程 柱塞缸
回转运动 高速
低速
往复摆动
执行元件的 类型
活塞缸
高速液低速液 摆动液压马达
压马达
液压马达和丝压马达 杠螺母机构
根据上表选择执行元件类型为活塞缸，再根据其运动要求进一步选择液压缸类型为双作用单活塞杆无缓冲式液压缸，其符号为：
图2.1 液压缸
数量：该升降平台为双单叉结构，故其采用的液压缸数量为4个完全相同的液压缸，其运动完全是同步的，但其精度要求不是很高。
安装位置：液压缸的安装方式为耳环型，尾部单耳环，缸体可以在垂直面内摆动，耳环位置为图1.3 所示的前后两固定支架之间的横梁之上，横梁和支架组成为一体，通过横梁活塞的推力逐次向外传递，使升降机升降。
2.2 速度和载荷计算
2.2.1 速度计算及速度变化规律
参考国内升降台类产品的技术参数可知。最大起升高度为1500mm时，其平均起升时间为45s，就是从液压缸活塞开始运动到活塞行程末端所用时间大约为45s，设本升降台的
最小气升降时间为40s,最大起升时间为50s，由此便可以计算执行元件的速度v:
l
v=
t式中： v 执行元件的速度 m/s L 液压缸的行程 m t 时间 s 当 t=40s时： vmax=当 t=50s时：
l0.53
=0.0106m/s vmin==
t40
ltmin
=
0.53
0.01325m/s 40
液压缸的速度在整个行程过程中都比较平稳，无明显变化，在起升的初始阶段到运行稳定阶段，其间有一段加速阶段，该加速阶段加速度表较小，因此速度变化不明显，形成终了时，有一个减速阶段，减速阶段加速度亦比较小，因此可以说升降机在整个工作过程中无明显的加减速阶段，其运动速度比较平稳。
第3章 液压系统主要参数的确定
3.1 系统压力的初步确定
液压缸的有效工作压力可以根据下表确定：
表3.1 液压缸牵引力与工作压力之间的关系
牵引力F（KN）
50
4-5
>5-7
工作压力P（MPa）
由于该液压缸的推力即牵引力为10KN，根据上表，可以初步确定液压缸的工作压力为：p=2MPa 。
3.2 液压执行元件的主要参数
3.2.1 液压缸的作用力
液压缸的作用力及时液压缸的工作是的推力或拉力，该升降台工作时液压缸产生向上的推力，因此计算时只取液压油进入无杆腔时产生的推力：
表3.2系统被压经验数据
3.2.2 缸筒内径的确定
液压缸的内径，活塞的外径要取标注值是因为活塞和活塞杆还要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而这些零件已经标准化，有专门的生产厂家，故活塞和液压缸的内径也应该标准化，以便选用标准件。
3.2.3 活塞杆直径的确定
1.活塞杆直径根据受力情况和液压缸的结构形式来确定 2.活塞杆的强度计算
3.稳定性校核
3.2.4 液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定
1. 液压缸壁厚的确定
液压缸壁厚又结构和工艺要求等确定，一般按照薄壁筒计算。 2. 最小导向长度
活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面重点到导向滑动面中点的距离为活塞的最小导向长度H，如下图所示，如果最小导向长度过小，将会使液压缸的初始挠度增大，影响其稳定性，因此设计时必须保证有最小导向长度，对于一般的液压缸，液压缸最大行程为L，缸筒直径为D时，最小导向长度为：
72 cm
图3.1液压缸运动示意图
活塞的宽度一般取 B=(0.6-0.1)D，导向套滑动面长度A，在D
A=(0.6-1.0)D=80mm时，取A=(0.6-1.0)d，当导向套长度不够时，不宜过分增大A和，在
B，必要时可在导向套和活塞之间加一隔套，隔套的长度由最小导向长度H确定。
第4章 液压系统方案的选择和论证
液压系统方案具体内容包括：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、选择和合成，液压系统原理图的拟定。
4.1 油路循环方式的分析和选择
油路循环方式可以分为开式和闭式两种，其各自特点及相互比较见下表：
表4.1开式与闭式的比较
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所示：
图4.1油源回路原理图
4.2 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，并联，独联，以及它们的组合—复联等。
串联方式是除了第一个液压元件的进油口和最后一个执行元件的回油口分别与液压泵和油箱相连接外，其余液压执行元件的进，出油口依次相连，这种连接方式的特点是多个液压元件同时动作时，其速度不随外载荷变化，故轻载时可多个液压执行元件同时动作。
4.3 调速方案的选择
调速方案对主机的性能起决定作用，选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性和调速范围及经济性等因素选择。
常用的调速方案有三种：节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。本升降机采用节流调速回路，原因是该调速回路有以下特点：承载能力好，成本低，调速范围大，适用于小功率，轻载或中低压系统 ，但其速度刚度差，效率低，发热大。
4.4 液压系统原理图的确定
初步拟定液压系统原理图如下所示；见下图：
图4.2液压系统原理图
第5章 液压元件的选择计算及其连接
液压元件主要包括有：油泵，电机，各种控制阀，管路，过滤器等。有液压元件的不同连接组合构成了功能各异的液压回路，下面根据主机的要求进行液压元件的选择计算.
5.1 油泵和电机选择
5.1.1 泵的额定流量和额定压力
1. 泵的额定流量
泵的流量应满足执行元件最高速度要求，所以泵的输出流量应根据系统所需要的最大流量和泄漏量来确定：
n qp≥KQmax
式中： qp 泵的输出流量 L/mi n
K 系统泄漏系数 一般取K= 1.1-1.3 Qmax 液压缸实际需要的最大流量 L/mi n n 执行元件个数 代入数据：
qp≥1.1⨯5.⨯16=4
L22.7 /
对于工作过程中始终用节流阀调速的系统，在确定泵的流量时，应再加上溢流阀的最小溢流量，一般取3L/min：
qp≥22.+7=32. 泵的最高工作压力
泵的工作压力应该根据液压缸的工作压力来确定，即 Pp≥P max+∑∆P式中： Pp 泵的工作压力 Pa
Pmax 执行元件的最高工作压力 Pa
2L5.7 /m
∑∆P 进油路和回油路总的压力损失。
初算时，节流调速和比较简单的油路可以取 0.2-0.5MPa,对于进油路有调速阀和管路比较复杂的系统可以取0.5-1.5MPa。
M5P a代入数据： Pp≥2+0.5=2.
考虑到液压系统的动态压力及油泵的使用寿命，通常在选择油泵时，其额定压力比工作压力Pp大25%—60% ，即泵的额定压力为3.125MPa—4.0MPa，取其额定压力为4MPa。 5.1.2 电机功率的确定
液压系统实际需要的输入功率是选择电机的主要依据，由于液压泵存在容积损失和机械损失，为满足液压泵向系统输出所需要的的压力和流量，液压泵的输入功率必须大于它的输出功率，液压泵实际需要的输入功率为：
Pi=
PqtPq
=77
6⨯10η6⨯10ηm
式中： P 液压泵的实际最高工作压力 Pa q 液压泵的实际流量 L/mi n Pi 液压泵的输入功率 KW
qt 液压泵向系统输出的理论流量 L/mi n η 液压泵的总效率 ηm 液压泵的机械效率
7 6⨯10 换算系数
2.5⨯106⨯25.7
=1.64KW 代入数据： Pi=
6⨯107⨯0.65
电机的功率也可以根据技术手册找，根据《机械设计手册》第三版，第五卷，可以查得电机的驱动功率为4KW，本设计以技术手册的数据为标准 ，取电机的功率为4KW。
根据上述计算过程，现在可以进行电机的选取，本液压系统为一般液压系统，通常选取三相异步电动机就能够满足要求，初步确定电机的功率和相关参数如下：
型号：Y-112M-2 额定功率：4KW 满载时转速： 2890r/min 电流： 8.17A 效率： 85.5% 净重： 45Kg 额定转矩：2.2Nm
电机的安装形式为 B5(V1)型，其参数为：
基座号：112M 极数：4 国际标准基座号：28F215 液压泵为三螺杆泵，其参数如下： 规格： De⨯2L/h 25 ⨯6标定粘度： oE50 10 转速： r/min 2900 压力： MPa 4 流量： L/mi n 26.6 功率： KW 4 吸入口直径： mm 25 排出口直径： mm 20 重量： Kg 11 允许吸上真空高度： m(H2O) 5
说明： 三螺杆泵的使用、安装、维护要求。
使用要求：一般用于液压传动系统中的三螺杆泵多采用20号液压油或40号液压油，其粘度范围为17-23mm2/s(
安装要求：电机与泵的连接应用弹性连轴器，以保证两者之间的同轴度要求，（用千分表检查连轴器的一个端面，其跳动量不得大于0.03mm，径向跳动不得大于0.05mm.）,当每隔90o转动连轴器时，将一个联轴节作径向移动时应感觉轻快。泵的进油管道不得过长，弯头不宜过多，进油口管道应接有过滤器，其滤孔一般可用40目到60目过滤网，过滤器不允许露出油面，当泵正常运转后，其油面离过滤器顶面至少有100mm,以免吸入空气，泵的吸油高度应小于500mm.
维护要求：为保护泵的安全，必须在泵的压油管道上装安全阀（溢流阀）和压力表。 5.1.3 连轴器的选用
连轴器的选择应根据负载情况，计算转矩，轴端直径和工作转速来选择。 计算转矩由下式求出： Tc=K⨯9550
PW
≤[Tn] (Nm) n
式中： [Tn] 需用转矩，见各连轴器标准 Nm PW 驱动功率 KW n 工作转速 r/mi n K 工况系数 取为1.5 据此可以选择连轴器的型号如下：
名称： 挠性连轴器(GB-4323-84)弹性套柱销连轴器
5.2 控制阀的选用
液压系统应尽可能多的由标准液压控制元件组成，液压控制元件的主要选择依据是阀所在的油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量，下面根据该原则依次进行压力控制阀，流量控制阀和换向阀的选择。 5.2.1 压力控制阀
型号：DBDS6G10 最低调节压力：5MPa 流量： 40L/min 介质温度：-20---70oC 5.2.2 流量控制阀
流量控制阀的选用原则如下：
压力：系统压力的变化必须在阀的额定压力之内。 流量：通过流量控制阀的流量应小于该阀的额定流量。
测量范围：流量控制阀的流量调节范围应大于系统要求的流量范围，特别注意，在选择节流阀和调速阀时，所选阀的最小稳定流量应满足执行元件的最低稳定速度要求。
该升降机液压系统中所使用的流量控制阀有分流阀和单向分流阀，单向分流阀的规格和型号如下：
型号： FDL-B10H 公称通径：10mm
公称流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min 连接方式：管式连接 重量：4Kg 分流阀的型号为：FL-B10
其余参数与单向分流阀相同。 5.2.3 方向控制阀
方向控制阀的选用原则如下：
压力：液压系统的最大压力应低于阀的额定压力 流量：流经方向控制阀最大流量一般不大于阀的流量。 滑阀机能：滑阀机能之换向阀处于中位时的通路形式。 操纵方式：选择合适的操纵方式，如手动，电动，液动等。
方向控制阀在该系统中主要是指电磁换向阀，通过换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断。所选择的换向阀型号及规格如下：
型号：4WE5E5OF 额定流量：15L/min 消耗功率：26KW 电源电压：50Hz,110V,220V 工作压力：A.B.P腔 ≤25MPa T腔：≤6MPa 重量：1.4Kg
5.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算
5.3.1 管路
管路按其在液压系统中的作用可以分为：
主管路：包括吸油管路，压油管路和回油管路，用来实现压力能的传递。 泄油管路：将液压元件泄露的油液导入回油管或邮箱.
控制管路：用来实现液压元件的控制或调节以及与检测仪表相连接的管路。 本设计中只计算主管路中油管的尺寸。 1. 吸油管尺寸
油管的内径取决于管路的种类及管内液体的流速，油管直径d由下式确定：
d=
式中： d 油管直径 mm Q 油管内液体的流量 m3/s v0 油管内的允许流速 m/s
对吸油管，取 v0=(0.5-1.5)m/s，本设计中取：v0=0.7m/s
代入数据：
d=103=28.4mm
取圆整值为： d=30mm 2. 回油管尺寸
回油管尺寸与上述计算过程相同：v0=1.5-2.5m/s，取为v0=2m/s
代入数据：d=103=16.8mm
取圆整值为：d=18mm 3. 压力油管
压力油管： v0=3-4m/s，本设计中取为：v0=3m/s
代入数据：d=103=9.7mm
取圆整值为：d=10mm 4. 油管壁厚：
升降机系统中的油管可用橡胶软管和尼龙管作为管道，橡胶软管装配方便，能吸收液压系统中的冲击和振动，尼龙管是一种很有发展前途的非金属油管，用于低压系统，压力油管采用的橡胶软管其参数如下：
内径： 10mm
外径： I型 17.5—19.7mm 工作压力：I型 16MPa 最小弯曲半径：130mm 5.3.2 过滤器的选择
过滤器的选择应考虑以下几点：
1.具有足够大的通油能力，压力损失小，一般过滤器的通油能力大于实际流量的二倍，或大于管路的最大流量。
2.过滤精度应满足设计要求，一般液压系统的压力不同，对过滤精度的要求也不同，系统压力越高，要求液压元件的间隙越小，所以过滤精度要求越高。
3.滤芯应有足够的强度，过滤器的实际压力应小于样本给出的工作压力。 4.滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下长期工作。
根据上述原则，考虑到螺杆泵的流量，选定过滤器为烧结式过滤器，其型号及具体参
数如下所示：
型号：SU2B-F70⨯16 流量：70L/min 过滤精度：16μm 接口尺寸：M27⨯2 工作压力：0.5-20MPa 压力损失: 0.2MPa 5.3.3 辅件的选择
1. 温度计的选择
液压系统常用接触式温度计来显示油箱内工作介质的温度，接触式温度计有膨胀式和压力式。本系统中选用膨胀式，其相关参数如下：
型号：WNG-11 2. 压力表选择
压力表安装于便于观察的地方。其选择如下： 型号：Y-60
测量范围：0-4MPa. 名称：一般弹簧管压力表
5.4 液压元件的连接
5.4.1 液压装置的总体布置
液压装置的总体布置可以分为几种式和分散式两种。
集中式布置是将液压系统的油源、控制及调节装置至于主机之外，构成独立的液压站，这种布置方式主要用于固定式液压设备。其优点是装配、维修方便，从根本上消除了动力源的振动和油温对主机的影响。本液压系统采用集中式布置。 5.4.2 液压元件的连接
液压元件的连接可以分为管式连接、板式连接，集中式连接三种。这里介绍整体式连接中的整体式阀板。它是本液压系统中将要采用的连接方式。
整体式阀板的油路是在整块板上钻出或用精密铸造铸出的，这种结构的阀板比粘合式阀板可靠性好，应用较多，但工艺较差，特别是深孔的加工较难。当连接元件较多时，各孔的位置不易确定。它属于无管连接，多用于不太复杂的固定式机械中。
5.5 油箱的容积
油箱容积的确定是设计油箱的关键，油箱的容积应能保证：当系统有大量供油而无回油时，最低液面应在进口过滤器之上，保证不会吸入空气；当系统有大量回油而无供油时或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不致溢出。 5.5.1 按使用情况确定油箱容积
初始设计时，可依据使用情况，按照经验公式确定油箱容积： V=αQp 式中: V 油箱的容积 L Qp 液压泵的流量 L/mi n α 经验系数 见下表：
表5.1油箱容积
行走机械 低压系统 2—4
中压系统 5—7
锻压系统 6—12
冶金机械
10
α
1—2
本升降机为为中压系统，取α=5，则油箱的容量可以确定为: V=αQ 326.6=13Lp=5⨯
第6章 液压缸的结构设计
液压缸是将液压系统的压力能转化为机械能的装置，在该升降机系统中，液压缸将活塞杆的伸缩运动通过一系列的机械结构组合转化为平台的升降，实现升降机升降。
6.1 缸筒
6.1.1. 缸筒与缸盖的连接形式
缸筒与刚盖的连接形式如下：
缸筒和前端盖的连接采用螺栓连接，其特点是径向尺寸小，重量轻，使用广泛，端部结构复杂，缸筒外径需加工，且应于内径同轴，装卸需要用专门的工具，安装时应防止密封圈扭曲。
图 6.1缸筒与刚盖的连接形式图
缸盖与后端盖的连接采用焊接形式，特点为结构简单尺寸小，重量轻，使用广泛，缸筒焊后可能变形，且内径不易加工。
图 6.2缸筒与刚盖的连接形式图
6.1.2 强度计算
1 缸筒底部强度计算
缸筒底部厚度应根据工艺要求适当加厚，如在缸筒上设置油口或排气阀，均应增大缸筒底部厚度。
2 缸筒连接螺纹的计算 6.1.3 缸筒材料及加工要求
缸筒材料通常选用20、35、45号钢，当缸筒、缸盖、缸接头等焊接在一起时，采用焊接性能较好的35号钢，在粗加工之后调质。另外缸筒也可以采用铸铁、铸钢、不锈钢、青铜和铝合金等材料加工。
缸筒与活塞采用橡胶密封圈时，其配合推荐采用H9/f8，缸筒内径表面粗糙度取
Ra=0.1-0.4μm，若采用活塞环密封时，推荐采用H7/g6配合，缸筒内径表面粗糙度取
Ra=0.2-0.4μm。
缸筒内径应进行研磨。
为防止腐蚀，提高寿命，缸筒内表面应进行渡铬，渡铬层厚度应在30—40μm，渡铬后缸筒内表面进行抛光。
缸筒内径的圆度及圆柱度误差不大于直径公差的一半，缸体内表面的公差度误差在500mm上不大于0.03mm。
缸筒缸盖采用螺纹连接时，其螺纹采用中等精度。 6.1.4 缸盖材料及加工要求
缸盖材料可以用35，45号钢，或ZG270-500，以及HT250，HT350等材料。 当缸盖自身作为活塞杆导向套时，最好用铸铁，并在导向表面堆镕黄铜，青铜和其他耐磨材料。当单独设置导向套时，导向材料为耐磨铸铁，青铜或黄铜等，导向套压入缸盖。
缸盖的技术要求：与缸筒内径配合的直径采用h8，与活塞杆上的缓冲柱塞配合的直径取H9，与活塞密封圈外径配合的直径采用h9，这三个尺寸的圆度和圆柱度误差不大于各自直径的公差的一半，三个直径的同轴度误差不大于0.03mm。
6.2 活塞和活塞杆
6.2.1 活塞和活塞杆的结构形式
1. 活塞的结构形式
活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，本设计中选用形式如下：
图6.3活塞的结构形式图
2. 活塞杆
活塞杆的外部与负载相连接，其结构形式根据工作需要而定，本设计中如下所示：
图6.4活塞杆外部与负载连接图
内部结构如下：
图6.5活塞杆内部与负载连接图
6.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求
1. 活塞材料及加工要求
有导向环的活塞用20，35或45号钢制成。
活塞外径公差f8，与活塞杆的配合一般为H8/h8，外径粗糙度Ra=0.4-0.8μm，外径对活塞孔的跳动不大于外径公差的一半，外径的圆度和圆柱度不大于外径公差的一半。
活塞两端面对活塞轴线的垂直度误差在100mm上不大于0.04mm。
2 活塞杆及加工要求
活塞杆常用材料为35、45号钢。
活塞杆的工作部分公差等级可以取f7-f9，表面粗糙度不大于Ra=0.4μm，工作表面的直线度误差在500mm上不大于0.03mm。
活塞杆在粗加工后调质，硬度为229-285HB，必要时可以进行高频淬火，厚度0.5-1mm，硬度为45-55HRC。
6.3 活塞杆导向套
活塞杆导向套装在液压缸有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性，外侧装有防尘圈，以防止活塞杆内缩时把杂质，灰尘及水分带到密封装置，损坏密封装置。
导向套的结构有端盖式和插件式两种，插件式导向套装拆方便，拆卸时不需要拆端盖，故应用较多。本设计采用端盖式。结构见装配图。
导向套尺寸主要是指支撑长度，通常根据活塞杆直径，导向套形式，导向套材料的承压能力，可能遇到的最大侧向负载等因素确定。一般采用两个导向段，每段宽度均为d/3，两段中间线间距为.2d/3，导向套总长度不宜过大，以免磨擦太大。
6.4 排气装置
排气阀安装在液压缸端部的最高位置上，常用排气阀有整体型和针阀型两种，本设计中选用整体型排气阀，结构见装配图。
图6.6结构装备图
6.5 密封结构的设计选择
活塞和活塞杆密封均采用O形密封圈，其具体标准采用GB3452.3-88密封沟槽设计准则和GB3452.1-82和GB3452.3-88液压气动用O形密封圈。
第7章 液压系统性能验算
液压系统性能估算的目的在于评估设计质量。估算内容一般包括：系统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。对于大多数要求一般的系统来讲，只采用一些简化公式进行验算，定性说明情况。
1. 系统压力损失验算
系统压力损失包括管道内沿程损失和局部损失以及法类元件的局部损失之和，计算时不同的工作阶段要分开来计算，回油路上的压力损失要折算到进油路上去，因此某一阶段的系统总的压力损失为：
A2
) A1
式中： ∑∆p1 系统进油路的压力总损失
∑∆p=∑∆p1+∑(∆p2
1
1
∑∆p=∑∆pλ+∑∆pζ+∑∆p
∑∆p 系统回油路的压力总损失 ∑∆p=∑∆pλ+∑∆pζ+∑∆p
1
1v
2
222
2v
现在根据上式计算液压系统工作过程中的压力损失。 液压油在管内的流速：
根据油管尺寸的计算项目，取v=3m/s 可见液流为层流。
管子当量长度及总长度：90o标准弯头2个 所以：
∑L
1
3=2.5+2⨯0.=4m3.
各阀的压力损失为： 分流阀： 0.6MPa 换向阀为：0.04MPa
油路的总压力损失为：∆p1=0.0213+0.6+0.04=0.66MPa 由此得出液压系统泵的出口压力为：
pγ=p1+∆p1=2.5+0.66=3.16MPa 2. 系统的总效率验算
液压泵的总效率η与液压泵的总效率ηp，回路总效率ηc及执行元件的效率ηm有关，其计算式为：
η=ηpη cηm
∑pq 同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量的乘积之和
∑pq 同时供油的液压泵的工作压力与输出流量乘积之和
11
pp
根据上式得：48.5% 液压系统总效率为：
η=ηpηcηm=48.5%⨯65%⨯96%=30%
总 结
历时几周的毕业设计在紧张有序中即将结束，回忆这个过程这段经历，感觉收益多多。 当我初涉设计时，主、客观问题层出不穷，按着设计计划，设计思路有序地进行，围绕升降机该题目，既了解了升降机的有关规范，又涉及到了专业知识，加强了自己的专业，拓宽了知识面。
当无数次的奔波于图书馆，设计教室时，发现设计不仅仅是设计，还包括了实践、耐心、耐力、毅力。这也是学校、老师、同学让我们设计的目的所在。
致 谢
该设计从拟定题目到完工，历时数周。在本设计完成之际，首先要向我的指导老师致以诚挚的谢意。在设计的过程中，老师给了我许许多多的帮助和关怀。在老师的耐心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也在处人处事等方面收益非浅；同时他对工作积极热情、认真负责、有条不紊、实事求是的态度，给我留下了深刻的印象，使我受益颇深。在此我谨向老师表示衷心的感谢和深深的敬意。
同时，我要感谢我们学院给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求学治学、如何为人处事。我也要感谢我的母校平顶山工业职业技术学院，是她提供了良好的学习和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。
另外，衷心感谢我的学友和朋友，在我毕业设计的过程中，与他们的探讨交流使我受益颇深；同时，他们也给了我很多无私的帮助和支持，我在次深表谢意。学无止境。明天，将是我终身学习另一天的开始。
在本说明书中，由于水平有限，错误再所难免，敬请老师、同学指正。
参考文献
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[2]黄宏甲、黄谊、王积伟主编 《液压与气压传动》 北京：机械工业出版社 2001
[3] 刘连山主编 《流体传动与控制》 北京：人民交通出版社 1983
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