导轨式液压升降平台设计
16页 3200字数+论文说明书+5张CAD图纸【详情如下】
垫块.dwg
导轨式液压升降平台设计说明书.doc
液压原理图.dwg
液压平台结构图.dwg
起重板.dwg
链接块.dwg
导轨式升降台说明书
一、液压系统的选型
1.1 液压缸尺寸选择
根据已知条件可知，总负载为300Kg，a=2m/s2
可得：加速上升F=3600N 加速下降F=2400N
有效行程为0-1.2米。我们初定工作压力为P=7MPa。
由公式
求得D>26mm,查手册取油缸内径D为40mm，活塞杆直径为25mm，以增加油缸的受力力面积，提高安全系数。
根据
经过查表验算可得：D=63mm S=1200mm L=1300mm
取5mm,材料选用45#，此外还考虑内管的两端都有螺纹连接。所以厚度取大一点。
式中D————缸筒内径 （mm）
Pmax————最高允许压力 (MPa)
σ—————缸筒材料的许用应力 (MPa)
σb—————缸筒材料的抗拉强度(MPa)
n ———— 安全系数, 当P＜7MPa时，n=8,P≤17.5Mpa时，n=6,p＞17.5Mpa,n=4
1.1.2缸筒验算
液压缸的额定压力Pn值应低于一定的极限值，以保证工作安全
MPa
=52MPa
满足以上条件。
为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力 值应与塑性变形压力有一定的比便范围。
=30.45MPa
=87MPa
液压缸的额定压力完全满足以上条件
缸筒的径向变形 值应在允许范围内，而不应超过密封件允许范围。
式中 D————缸筒内径（m）
D1————缸筒外径（m）
Pn————液压缸的额定压力（MPa）
————缸筒发生完全塑性变形的压力（MPa）
————液压缸耐压试验压力（MPa）
————缸筒发生爆裂时压力（MPa）
————缸筒材料的屈服强度（MPa）
————缸筒材料的弹性模数（MPa）
————缸筒材料的泊1桑系数
钢材：
1.1.3活塞杆稳定性验算
(1) 纵向弯曲极限力计算
根据资料计算
根据升降台的结构，可知液压缸为前端螺栓连接的形式，则可得n=1/4（n为端点安装形式系数）。
式中： 为液压缸产生轴线弯曲时的极限力 N；
f为材料强度实验值，对钢取f 490 MPa；
A为活塞杆横截面的面积， ；
a为系数，对钢取 ；
k为活塞杆横截面回转半径，k = d/0.25 m.
由前面的计算可知，活塞杆的外径d=25mm,计算长度l=1.22m，则可计算出
= 21850 (N)
(2) 纵向弯曲强度验算
(6-10)
式中： 为安全系数，一般取 =2～4；
为活塞杆的推力， N.
因为 =3600N
所以 <4× =4×3600N=14400N
应此活塞杆强度符合要求。
1.2、液压元件的选择与计算
1.2.1、液压泵的选择：
已知：平台的最大位移速度v=0.3m/s ,活塞杆底面积为
得出系统需求的流量：
已知：整个液压系统的压力为7Mpa，通过查力士乐液压柱塞泵选型手册，定液压泵的型号为：A10VSO45DFR/31R-PPA12NOO
1.2.2、电机的确定
根据液压源需要的功率对电动机进行选择，其具体参数如下：
电机功率：15KW
转速：1450r/min
级数：4
1.2.3、单向阀的选择
单向阀所能通过的流量必须大于等于主泵所能提供的最大流量，根力士乐液压元件样本可得型号为：S15A 1.0
1.2.4、过滤器的选择
根据参考资料，过滤器过滤精度的选择可知，对于高压系统一般要求推荐的过滤精度为10 m，再根据滤油器的通过流量必须大于等于主泵所流过的最大流量。并且在进入伺服阀的时候要求精度更高。除此之外，还要考虑滤油器长时间工作可能因局部堵塞而减少通过的流量，因此要选择稍微大流量的滤油器。终确定选用HYPM110H51FD。
1.2.5、伺服阀的选择
伺服阀的空载流量：
查阅产品样本，选出一个阀的压力p=7MPa处额定流量为45L/min的电液流量伺服阀。这样比计算出来的39.1L/min大15%（在15%~30%范围内），符合要求，可以采用。选择力士乐4WSE3E16-1X型电液伺服阀额定流量Qn=45L/min，额定电流In=10mA。
1.2.6、液压锁的选择
由于整个系统是在垂直方向上受力，为了防止阀的不密封造成平台整体不稳定，必须配有液压锁。
已知系统需求的流量：
得液压锁允许通过的流量要大于22.6，通过力士乐液压元件样本，最后确定型号为Z2S-6-1-6X+V。
1.2.7、溢流阀的选择
系统启动时会产生瞬时高压，甚至压力有时会超过额定压力的好几倍，这里我们必须使用溢流阀，来使压力保持平稳，保护液压设备。
通过力士乐液压元件样本，最后确定型号为ZDR-6-DP2-4X/75YM。
1.2.8、油箱的确定
油箱要有足够的容量以保证必要的散热能力，并在工作时保持一定的油位高度。由于工作条件的差异很大，而且影响散热的因素也很多。同一油泵的流量和系统效率，若工作压力不同，所需散发的热量也不同。故一般推荐的油箱有效容量，其数值变化范围很大，约为油泵每分钟流量的2～7倍。
则所选油箱的容量为：
V=45×5=225 (L)
这里我们根据资料取标准为：250L
1.2.8、液压表的选择
液压表是让我们能过直观上清楚的知道整个液压系统的压力，通过资料我们得知，液压表的压力一般去系统额定压力的1.5倍，从而确定液压表的型号为213.53.063.G1/4。
二 系统的分析
1、控制基本方程和开环传递函数建立
1.1.1 控制基本方程建立
偏差电压信号为