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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 太原理工大学 毕业设计（论文） 题 目 _提升绞车液压站设计说明书 系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 年级 级 指导教师 二 O 一五年五月二十一日 1 摘 要 液压系统目前已经广泛应用于部队武器装备、民用设备、航空航天等领域中 ,液压系液压传动与控制简称为液压技术，它是以液体为工作介质，利用液体的静压能实现信息、运动和动力的传递及工程控制的技术，其工作原理基于流体力学的帕斯卡原理（液体静压力传递原理），所以又称为容积式液体传动或静液传动。液压传动与控制的机械设备或装置 中，其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压油作为工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能，然后经过封闭管路及控制阀（压力阀、流量阀、和方向阀），送至执行器（液压缸、液压马达或摆动液压马达）中，转换为机械能去驱动负载和实现工作机构的直线运动或回转运动。 液压站是现代液压技术中应用最为广泛的结构形态，既是各类液压系统设计过程的归宿，又是保证主机完成其工艺目的和长期可靠工作的重要装置。正确合理的设计和使用液压站，对于提高液压系统乃至整个液压设备的工作品质和技术经济性能，具有重要 意义。液压站有液压箱、液压泵装置及液压控制阀三大部分组成。液压油箱装有空气过滤器、过滤器、液面指示器和清洗孔等。液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及其它们之间的联轴器等。液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其连接体。而机床液压站的结构形式有分散式和集中式两种类型。 本文运用大学所学的知识，提出了提升绞车液压站的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了提升绞车液压站的总的指导思想，从而得出了该提升绞车液压站的优点是高效，经济，并且质量高，运行平稳的结论 。 关键词： 液压系统 液压站 分散式 类型 2 目 录 1 绪论 . 1 . 1 . 2 . 4 . 6 2 提升绞车液压站的设计 . 7 升绞车液 压站的方案设计 . 8 升绞车液压站中各元件的选择 . 9 . 9 . 10 . 11 量计的选择 . 11 空计的选择 . 12 力表的选择 . 12 . 13 . 13 . 13 . 14 设计步骤 . 14 3 提升绞车液压站控制系统的设计 . 15 . 16 . 16 . 17 4 液压系统的性能验算 . 18 算 . 19 . 21 3 结论 . 22 参考文献 . 23 致谢 . 24 4 1 绪论 压传动在机械行业中的应用 液压传动 在实际生产中的应用有一下几部分： 磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械 挖掘机、装载机、推土机等 。 汽车工业 自卸式汽车、平板车、高空作业车等 。 农业机械 联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等 。 轻工机械 打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 。 冶金机械 电炉控制系统、轧钢机控制系统等 。 起重运输机械 起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等 。 矿山机械 开采机、提升机、液压支架等 。 建筑机械 打桩机、平地机等 。 船舶港口机械 起货机、锚机、舵机等 。 铸造机械 砂型压实机、加料机、压铸机等 。 压站的工作原理 液压站的工作原理为：电机带动油泵旋转，泵从油泵中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块（或阀组合）被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。 液压站又称液压泵站，是独立的液压装置，它按驱动装置（主机）要求供油，并控制油流的方 向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械下。用户购买后只要将液压站与主机上的执行机构（油缸和油马达）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环。 液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功用如下： 5 泵装置 上装有电机和油泵，它是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的动力能。 集成块 是由液压阀及通道体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。 阀组合 是板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同。 油箱 是钢板焊 的半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器等，它用来储油、油的冷却过滤。 电器盒 分两种形式。一种设置外接引线的端子板；一种是配置了全套控制电器。 高炉炼铁液压系统、液压站，是液压传动装置的动力源，针对高炉炼铁行业专业设计开发的液压泥炮专用液压站，结构紧凑，坚固耐用，工作稳定性好，可靠性高，特别适合动态载荷及于粉尘环境下的长期使用。还可依据客户具体需要设计开发专用液压站等液压系统。 压站的基本组成及功能 液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成，各部件功用如 下： 泵装置 上装有电机和油泵，它是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的动力能。 集成块 是由液压阀及通道体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。 阀组合 是板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同。 油箱 是钢板焊的半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器等，它用来储油、油的冷却及过滤。 电器盒 分两种形式：一种设置外接引线的端子板；一种是配置了全套控制电器 压传动技术的发展概况 液压技术，从年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经 6 有多年 的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。同时，也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。世纪年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。 现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密 结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计 (测试 (微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。 目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面： （ 1）各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。 （ 2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。 （ 3）高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。 （ 4）多种工作程序组合的自 动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。 （ 5）特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。 7 2 提升绞车液压站的设计 升绞车液压站的方案设计 本次设计的提升绞车 液压站主要由泵装置、集成块或阀组合、油箱、控制箱组合而成。其具体结构方案图如下图所示： 升绞车液压站中各元件的选择 机泵机组的选择 由于溢流阀的最小稳定溢流量为 3L/提升时输入液压缸的流量 小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格最少应为 根据以上压力和 流量的数值查阅产品样本，最后确定选取 6型双连叶片液压泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为 6ml/6ml/r,当液压泵的转速 8 40n 时该液压泵的理论流量为 v ，由于液压缸在提升时输入功率最大，这是液压泵工作压力为 2 则液压泵驱动电动机所需的功率为： qp 60 根据此数值查阅电动机产品样本选取 额定功率为 ，额定转速 40n 。 向节流阀的选择 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。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能，不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定，一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。 液控单向阀可作为单向闭锁和保压使用。它用于液压系统中，阻止油液反向流动，起到普通单向阀作用；但可利用控制压力油，通过控制活塞打开单向阀芯，使油液实现反向流动。液控单向阀 可用在需要严格封闭的油路中，进行单向闭锁，起到保压作用。 对单向阀的要求： 1、对于正向开启压力为 液控单向阀，使用时不允许阀芯锥面垂直向上方安装。 2、管接头连接处，禁止用油漆、麻丝、聚四氟乙烯密封带，可用密封胶。 3、对于外泄式结构的液控单向阀，控制活塞部分的泄漏油应从 L 口单独接回油箱。 9 液压元件产品样本 技术规格： 型号 开启压力 压力（ ） 流量 （ l/ 接口尺寸（ 10 25 10 0B 液压元件产品样本 技术规格： 型号 重量（ ） 压力（ / ） 接口尺寸（ 额定流量 0B 10 40 5. 三位四通电磁换向阀 34液压元件产品样本 技术规格： 型号 重量（） 压力（ 流量（ 允许背压（ 接口尺寸（ 3420 40 l/3，被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，下限值也符合要求。另外，根据测量误差的要求，可算得对仪表允许误差的要求为： 1/60 * 100%=故选精度等级为 的仪表，可以满足误差要求 。 成块的设计 15 集成块这种结构是液压集成的最早形势， 在我国已经形成了多种系列。很多集成块都有固定的完整的回路 ， 但还有些回路需自己设计，大约占系统回路的 20%到 30%。 用集成块组的结构 集成块组， 是按通用的液压典型回路设计成的通用组件，它由集成块、 底块和顶盖按一定得顺序叠加，用四只螺栓垂直固紧而成。液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面，左侧面不安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油，为了操纵方便，通常把需要经常调节的元件，如调速阀、溢流阀、减压阀等布置在右侧面或前面。元件通过块体的内部的油道孔，每一块都有自己的压油孔 p、回油孔 o、泄露油孔 L、和连接螺栓孔，有的回路省略掉泄油孔。 成块的特点 从集成块的组成原理图可以看出，集成块由板式元件与通道体组成， 元件可根据要求自由选 用。集成块与其他连接方式相比有以下特点： （ 1）有现有的板式标准元件，可以组成各种回路，方便增加和替换， 因而具有极大的灵活性。 （ 2）由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中除了问题，仅报废其中一小块通道体，而不使整个系统报废。 （ 3）集成块最大限度的减少管道接头使泄露减少到最小程度，提高 元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。 （ 4）把各液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，即为组合铣床的液压集成回路图。一个完整的液压集成回路由底板、供 油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和液压回路进行比较，分析工作原理是否相同，否则说明液压集成回路出了差错。 压集成块及其设计 集成块是由底板、各中间块和顶盖组成，由四个紧固螺栓把它们连接起来， 16 再由四个紧固螺钉将其紧固在液压油箱上，液压泵通过油管与底板连接组成液压站，液压元件分别固定在各集成块上，组成一个完整的液压系统。 1）底板及供油块设计 底板块及供油块，其作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油 P 由 底板引入各集成 块，液压系统回油路 T 及泄油路 L 经底板引入液压油箱冷却沉淀。 2）顶盖及测压盖设计 顶盖及测压块。顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表观察泵及系统各部分工作压力。设计顶盖时，要充分利用顶盖的有效空间，也可 把测压回路、卸荷回路以及定位夹紧回路等布置在顶盖上。 3）中间块的设计 若液压单元集成块回路中液压元件较多或者不好安排时，可以采用 过渡板把阀与集成块连接起来。如：集成块某个侧面要固定两个液压集成元件有困难， 如果采用过渡板则会会使问题比较容易解决。使用过渡板时，应注意，过渡板不能与上下 集成块上的元件相碰，避免响集成块的安装，过渡一般安装在集成块的正面，过渡板厚度为 35不影响其它部件工作的条件下，其长度可稍大于集成块尺寸。过渡板上孔道的设计与集成块相同。可采用先将其用螺钉与集成块连好，再将阀装在其上的方法安装。 1） 制作原件样板，方法与油路板一节相同。 2) 决定通道的孔径。集成块上的公用通道，即压力油孔 P、回油孔 T、泄油孔L 及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规定确定 。孔与孔之间的连接孔用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压油孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。 3）集成块上液压元件的布置。 把制作好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，样板应以连接板为准。电磁阀应布置在集成块的前、后面上要避免 17 电磁换向阀两端的电磁铁与其他部分相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好 ,如图所示，孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径 d 的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔道之间的最小壁厚 h 必须进行强度校核液压元件在水平面上的孔道若与公 共油孔相通，应尽可能地布置 在同一垂直位置或在直径 d 范围，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸 2避免上下集成块上的集成元件相碰，影响集成块紧固。 4）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和 后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道，集成块固定螺孔相同。液压元件泄露孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元 件可以上下左右移动一段距离。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的原件可以横向布置。 3 提升绞车液压站控制系统的设计 制系统的组成 液压站控制系统由控制柜组成。控制柜主要包括以下几个部分：油泵电机控制、系统压力升降调节、油温控制、液面联锁控制和滤油器堵塞的自动报警。 泵电机控制 每台主泵电机均可以单独启动或停止；也可以事先选定电机后按程序逻辑置自动顺序启动。当某台电机工作时，电控柜面板上给出该泵的工作指示。每 台泵均是空载按顺序降压启动，所有预先设定好的主泵启动后约 10 秒，比例溢流阀再施加控制信号，使系统建立压力。 压站系统的各种显示及安全保护 18 油泵电机 每台电机都配有热过载保护，当电机热过载时，电机自动停止工作。操作面板给出该电机热过载指示（指示灯亮）。 压力控制 液压系统压力异常时，电控能进行保护和显示。如果油压高于压力上限设定值，泵电机停止工作。操作面板上指示灯亮。 油温控制 由指针式电接点温度计随时检测油箱内油液的温度。当温度高于设定工作区间时，冷却装置开启，进行油液冷却，当油温降低到设定值时关闭，如果冷却装置未开启，温度继续升高到 60时，操作面板上指示灯亮，并发出高温报警信号，一分钟后泵组停止工作。当温度低于设定工作区间时，加热装置开启，进行油液加热，当油温升高到设定值时关闭。 油位控制 当油箱中液位高度高于或低于液位计的设定值，泵电机停止工作，操作面板上指示灯亮，并发出报警信号，泵组停止工作。 滤油器油污堵塞自动报警 油污超过限定范围时，操作面板上滤油器堵塞的状态指示灯亮。当发现滤油器堵塞后，停机 后更换滤芯。 4 液压系统的性能验算 压系统的压力损失计算 1）、提升 滚筒快进时，液压缸差动连接，进油路上通过单向阀 3 的流量是 6L/过电液换向阀 4，液压缸有杆腔的回油与进油路汇合，以 过行程阀 5 并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为 (6/63)2+(6/80)2+(3)2 =(力阀不会被打开， 油泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀 4 和单向阀 9的流量都是 后与液压泵的供油合并， 19 经行程阀 5流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力 p=(0)2+(3)2+(3)2 =(值小于原估计值 以是安全的。 2）、提升 提升时，油液在进油路上通过电液换向阀 4的流量为 调速阀 7处得压力损失为 液在回油路上通过换向阀 4 的流量是 背压阀10 处得压力损失为 过顺序阀 11 的流量为（ 6+=此这时液压缸回油腔的压力 (0)2+(3)2 =(值小于原估计值 重新计算提升时液压缸进油腔压力 p1 F+(4182+106 10106 10数值与 3）、快退 快退时，油液在进油路上通过换向阀 4 的流量为 6L/液在回油路上通过单向阀 7、换向阀 4 和单向阀 13的流量都是 此进油路上总压降为 (6/63)2+(6/80)2=(值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上总压降为 (3)2+(0)2+ 3） 2 =(值与 必重算。所以快退时液压泵的最大工作压力 pp= 因此液压泵卸荷的顺序阀 11的调压应大于 压系统的热量温升验算 提升在整个工作循环过程中所占的时间几乎占据整个工作循环周期，所统发热和油液温升可用提升时的情况来计算。 20 提升时液压缸的有效 功率为 : v= w 液压泵的输入总功率 =此得液压系统的发热量 w=液温升的近似值 T=(103)/3 2250 = 温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。 结 论 在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤 ，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度本文所设计的是提升绞车液压站的设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，发自内心地感谢我的老师和同学们的帮助，因为有了大家的帮助和支持，我才能够顺利地完成这次的毕业论文，最后，向大家表示深深的 感谢和祝福。 21 参考文献 1张福学编著 北京：电子工业出版社， 2000。 2何发昌著，邵远编著 北京：高等教育出版社， 1996。 3张利平著 . 液压技术速查手册 . 北京：化学工业出版社， 4李宝仁著 . 液压技术 低成本综合自动化 . 北京：机械工业出版社， 5宋学义著 . 提升绞车液压站速查手册 . 北京：机械工业出版社， 6陈奎生著 . 液压与气压传动 . 武汉：武汉理工大学出版社， 7国）有限公司 . 提升绞车液压站的性能测试实用技术 . 北京：机械工业出版社， 22 8徐文灿著 . 提升绞车液压站的设计 . 北京：机械工业出版社， 1995。 9曾孔庚 机器人技术与应用论坛。 10寿庆丰 机械设计 1999年第 3期，第 3卷。 11高微 ,杨中平 ,赵荣飞等 机械设计与制造 12孙兵 ,赵斌 ,施永辉 中国期刊全文数据库。 13马光 ,申桂英 中国期刊全文数据库 2002年。 14李如松 中国期刊全文数据库 1994年第 4期。 15李明 制造技术与机床 2005年第 7期。 16李杜莉，武洪恩，刘志海 煤矿机械 2007年 2月 17成大先主编 三版） 学工业出版社， 1994。 18of a 致 谢 时间如流水，经过几个月的努力和付出，我的论文总算完成了！感谢您这四年对我们的谆谆教导，您不仅在学习学业上给我以精心的指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀支持和理解，给予我人生的启迪，使我在顺利地完成专科阶段的学业同时，也学到了很多有用的做人的道理， 明确了人生目标。知道自己想要什么，知道以后的人生目标是什么，通过这几年的学习，让我知道了我们亲爱的导师严谨求实的治学态度，以及认真对待每个同学毕设的工作态度和务实的行为规范。也让我懂得了对待任何事情都需要仔细，认真，不能有丝毫的马虎。经过近半年努力的设计与计算，通过查找了各类的资料，手册，论文终于可以完成了，我感到很开心，也很激动，因为这是我知识的积累。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为我自己已经尽力的做了，它是我用心、用汗水成就 23 的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现 。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多有用的知识。
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