姚再彬-液压千斤顶毕业设计

新鄉学院2012届毕业论文(设计)题目：液压千斤顶的探究与设计姓名姚再彬学号0905023023所在学院名称机电工程学院专业名称机械制造与自动化指导教师姓名贾焕丽指导教师职称高级讲师完成时间：2012年5月7日2012年新乡学院毕业论文1目录内容摘要…………………………………………………………………………2关键词…………………………………………………………………………2Abstract…………………………………………………………………………2Keywords………………………………………………………………………2引言………………………………………………………………………………21．液压千斤顶的总体设计方案………………………………………………41.1液压千斤顶的结构图…………………………………………………41.2液压千斤顶的组成……………………………………………………41.3液压传动的优缺点……………………………………………………52．液压千斤顶结构设计………………………………………………………62.1大液压缸的设计………………………………………………………62.2小液压缸的设计………………………………………………………132.3活塞杆及手柄的设计…………………………………………………162.4油箱及油管的设计……………………………………………………172.5液压控制阀的设计……………………………………………………183．液压千斤顶常见的故障与维修……………………………………………20结论……………………………………………………………………………22参考文献………………………………………………………………………23致谢……………………………………………………………………………242012年新乡学院毕业论文2内容摘要:液压传动的基本原理是机械能与液压能的相互转换，液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛应用于流动性起重作业，是维修汽车、拖拉机等理想工具。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作，千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。关键词:液压传动工作原理故障维护Abstract:Hydraulicdriveistoliquidpressurecanforworkofdrivewayitsworkprincipleismachinerycanandhydrauliccanofmutualconversion,hydraulicjackistypicalofusinghydraulicdriveofdevice,hydraulicjackhasstructurecompact,andvolumesmall,andweightlight,andcarryeasy,andperformancereliable,advantages,iswidelyapplicationYuliquidityliftingjob,ismaintenancecar,andtractor,idealtools.Itslightstructurestrongandflexibleandreliable,onepersontocarryandoperate,Jackismadeofrigidtop-liftasaworkdevice,throughthebracketatthetoporbottombracketfeetliftingheavyweightsinthesmalltourofsmalllightliftingequipment.Keywords:Hydraulicdriveoperatingprinciplebrokendownmaintain2012年新乡学院毕业论文3引言液压技术发展趋势液压技术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。液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门技术。液压传动具有许多优点，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。随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的设计质量要不断提高,以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识,使千斤顶的设计工作真正优化?如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性劳动和集体智慧,提高产品的使用价值及企业、社会的经济效益?如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素,对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。千斤顶与我们的生活密切相关，在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。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，和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。2012年新乡学院毕业论文41.液压千斤顶的总体设计方案1.1液压千斤顶的结构1—手柄2—小活塞泵3—活门4—凸端5—液压活门6—放液阀7—高压液钢8—储液室9—大火花塞图1.1液压千斤顶设计方案示意图液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移1手柄使2小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从8储液池通过活门3被吸入小油缸，然后下压1手柄使2小活塞下压，把小油缸内的液压油通过5液压活门压入7高压液缸内，从而推动9大活塞上移，反复动作顶起重物。使用完毕后扭转6放液阀，连通7高压液缸和8储液池，油液直接流回储液池，9大活塞下落，大活塞下落速度取决于放液阀的扭转程度。1.2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，油缸做直线运动，马达做旋转运动。2012年新乡学院毕业论文5(3)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。(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。1.3液压传动的优缺点1.液压传动的优点(1)体积小、重量轻，例如同等功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%，因此惯性力较小。(2)能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且速度范围最大可达1:2000（一般为1:100）.(3)转向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。(4)液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制。(5)由于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。(6)操纵控制简便，自动化程度高。(7)容易实现过载保护。(8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。2.液压传动的缺点(1)使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁。(2)对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。(3)液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平。(4)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。(5)液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，因此系统效率较低。2012年新乡学院毕业论文62.液压千斤顶结构设计2.1大液压缸设计（1）液压缸工作负载的计算mfgRRRR（2-1）nwgRRR（2-2）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（N）大液压缸参数：外作用力：NXRw196008.92000摩擦力：NfGRf3920196002.0惯性力：NXamRm1667]1.0/)060/5[()8.9/19600(（设其杆上升的速度为5m/s）故总负载力为：NRRRRmfg251871667392019600（2）液压缸工作压力的选定由以上得到工作负载R，再根据表2-1得R在10000到20000N之间，所以选择系统压力为3MPa。2012年新乡学院毕业论文7表2-1液压缸工作压力参考表(3)活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定1.内径计算：dD2（2-3）pFd4（2-4）其中：D为液压缸内径；d为活塞杆直径所以：1041032518746dmmmmdD14710422（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。P=PA（N）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：NP42408)10147(4105.2236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。负载（N）50005000—100010000—2000020000—3000030000-50000〉50000工作压力（N）0.8-11.5-22.5-33-44-5.52012年新乡学院毕业论文8Q=AV式中，V：液压缸工作速度：A：液压缸有效工作面积。min/48.8min/0084815.05.0147.0432LmQ（5）活塞杆直径的验算按强度条件验算活塞杆直径：当活塞杆长度L10d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0.7l:活塞杆长度A：活塞杆的横截面积，)52(4dA710)408.0(2007.03所以，，21为柔度系数，102，因此只需校核强度。则按压缩强度计算：PadAFCF6210355)4/(25187/mmd5.9所以取mmd104。（6）液压缸壁厚的确定一般，低压系统用的液压缸都是薄壁缸，缸壁可用下式计算：2012年新乡学院毕业论文9)62(）（])[2/(mDPp式中，—缸壁厚度pP—试验压力当额定压力MPaPn16时，%150PnPp当额定压力MPaPn16时，%125PnPpD—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n=5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，MPaPnPp5.45.13%150由上述已算出D=147mm,Pano6101205/600/][mDPp002756.0)101202/(147.0105.4])[2/(66所以液压缸壁厚度为mm8。（7）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：)72)((][(433.0)0222mmdDDPDh式中h—缸底的厚度（mm）2D—缸底止口内径（mm）P—缸内最大工作压力)10(6Pa][—材料