货用升降机设计

毕业设计说明书货用升降机设计班 级： 学号： 姓 名： 学 院： 专 业： 指导教师： 2014 年 6 月软件学院软件工程王庆明 王俊元货用升降机设计摘 要本次设计的题目是液压升降机的设计，它主要包括：主机械机构的设计，液压系统的设计，控制部分的设计三个部分内容。在本设计中将液压系统的设计做为主要内容进行设计。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。液压升降机主要是通过液压油的压力传动从而实现升降的功能，它的剪叉机械结构，使升降机有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大，并适合多人同时作业，它使高空作业效率更高，安全更可靠。液压升降机广泛适用于汽车、集装箱、模具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式（如滚珠、滚筒、转盘、转向、倾翻、伸缩） ，配合各种控制方式（分动、联动、防爆） ，具有升降平稳准确、频繁启动、载重量大等特点，有效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如。关键字：升降机，液压系统，液压元件Cargo lifts DesignAbstractThis design topic is the design of hydraulic elevator, which mainly include: Design of the main mechanical structure, the design of hydraulic system, the design of the control part of the three part. Do the design as the main contents in this design the hydraulic system design. The design of hydraulic system and consists of power source, control components, actuator, the design of auxiliary components.Hydraulic lift is mainly through the hydraulic oil pressure drive so as to realize the function of the lift, scissor lifts its mechanical structure, the stability is high, wide working platform and high bearing capacity of, high operating range larger, and is suitable for multiple operations at the same time, it makes the operation more efficient, safe and more reliable.Hydraulic elevator is widely used in automobile, container, mold manufacturing, wood processing, chemical filling all kinds of industrial enterprises and production lines, to meet the needs of different lifting height, also can be equipped with various surface forms (such as ball, roller, wheel, steering, tilting, telescopic), with various control modes (power, linkage explosion proof), has stable lifting, accurate, frequent start, load characteristics such as large, solve all kinds of lifting operation difficulty of industrial enterprises, the production operation easily.Keywords :Elevator,hydraulic systems, hydraulic components中北大学 2014 届毕业设计说明书第 页 共 页目 录1 绪论 .11.1 升降机在生产和生活中的作用和意义 .11.2 升降机在国内外的研究发展情况 .11.2.1 国内发展情况 .11.2.2 世界升降机发展现状和升降机发展趋向 .22 升降机的工艺参数和工况分析 .42.1 升降机的工艺参数 .42.2 升降机工况分析 .43 升降机机械机构的设计 .53.1 升降机机械结构形式和运动机理 .53.1.1 机械结构形式 .53.1.2 升降机的运动机理 .53.2 升降机的机械结构及零件的设计 .73.2.1 升降机结构参数的选择和确定 .73.2.2 升降机支架和下底板结构的确定 104 液压系统的设计要求 165 液压系统方案的选用 175.1 油路循环方式的分析和选择 175.2 开式系统油路组合方式的分析选择 185.3 调速方案的选择 195.4 液压系统原理图的确定 196 液压元件的选用 206.1 油泵和电机选择 206.1.1 泵的额定流量和额定压力 206.1.2 电机功率的确定 216.1.3 连轴器的选用 236.2 控制阀的选用 246.2.1 压力控制阀 24中北大学 2014 届毕业设计说明书第 页 共 页6.2.2 流量控制阀 256.2.3 方向控制阀 256.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算 256.3.1 管路 256.3.2 过滤器的选择 276.3.3 辅件的选择 276.4 液压元件的连接 286.4.1 液压装置的总体布置 286.4.2 液压元件的连接 286.5 油箱及附件 286.5.1 油箱的容积 296.5.2 按使用情况确定油箱容积 296.5.3 按系统发热和散热计算确定油箱容量 297 液压缸的结构设计 327.1 缸筒 327.1.1 缸筒与缸盖的连接形式 327.1.2 强度计算 337.1.3 缸筒材料及加工要求 347.1.4 缸盖材料及加工要求 357.2 活塞和活塞杆 357.2.1 活塞和活塞杆的结构形式 357.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求 357.3 活塞杆导向套 367.4 进出油口尺寸的确定 367.5 密封结构的设计选择 378 液压泵站的选择 388.1 液压泵站的组成及分类 388.2 液压泵站的选择 389 液压系统性能验算 39中北大学 2014 届毕业设计说明书第 页 共 页9.1 系统压力损失验算 399.2 系统的总效率验算 40参考文献 .41致 谢 .42中北大学 2014 届毕业设计说明书第 1 页 共 42 页1 绪论1.1 升降机在生产和生活中的作用和意义液压升降机不论是在工业生产还是我们的日常生活中都有着重要的作用。给我们带来的利益是非常的多，升降机的功能特色是非常多的，在我们生活中我们在很多的商务大厦都会用到电梯，升降机就如电梯的性能大同小异，我们在使用升降机的时候也可以针对自己的需求对升降机进行设置，可见升降机对我们作用是相当的大。我们生产力的不断加大，生活的不断改善，对升降机的需求也就在不断的增多，生活中的每个角落升降机的应用都会给我们带来客观的利益。液压升降机在我们生产中的应用已经非常的普遍了，而且在我们生产中有着重要的作用，尤其是货物高空操作。现在经济不断的发展，顺应社会的需求，生产力不断的加大，而且现在高空操作也是比较多的，所以升降机在我们进行高空操作的时候就给我们带来的重要的作用。液压升降机就是上下操作，而且可以给我们提供一个安全稳定的平台，我们在高空作业的时候可以给我们的安全提供保障。液压升降机不仅在生产中有着重要的作用，在我们生活中的应用也是非常的重要的，而且非常的普及。在酒店，宾馆，影院等等公共休闲娱乐场所我们都知道干净舒适是第一，所以保持干净是我们必须的。升降机在这里清洁，灯具维修换修，设备的调试安装维护保养都是非常的重要的。1.2 升降机在国内外的研究发展情况1.2.1 国内发展情况改革开放三十年以来,我国城市建设发展突飞猛进，有利的带动了我国升降机产业的发展,升降机做为人们出行的垂直交通工具已经随处可见。（1）引进外资，合作办厂1978 年，党的十一届三中全会作出了实行改革开放的重大决策。我们从独立研发、生产、安装升降机阶段发展到引进外资开办升降机厂，大批合资升降机企业拔地而起。如：1980 年 7 月 4 日创建的中国迅达升降机有限公司，是由中国建筑机械总公司、瑞士迅达股份有限公司、香港怡和迅达（远东）股份有限公司 3 方合资组建，这是我国改革开放以来机械行业第一家合资企业。该公司的建立在中国升降机行业相继掀起了中北大学 2014 届毕业设计说明书第 2 页 共 42 页引进外资的热潮；1984 年 12 月 1 日，天津市升降机公司、中国国际信托投资公司与美国奥的斯升降机公司合资组建的天津奥的斯升降机有限公司正式开业。改革开放的第一个十年是我国升降机行业的萌芽期，升降机产业链形成的初级阶段。（2）稳步发展,不断创新改革开放后的第二个十年可以说是中国升降机行业稳步发展，不断创新的十年。经过改革开放第一个十年，我国升降机行业在吸收国际升降机新技术的同时，相关的管理体制也在不断的完善。改革开放政策实施以来，我国城市建设发展突飞猛进，更有利的带动了我国升降机产业的发展，1997 年取得了升降机总产量与上年持平、总产值继续增长的好成绩，由此证明我国升降机行业更加成熟，适应市场变化和把握机遇的能力已大大提高。1998 年，苏州江南升降机有限公司民族品牌的升降机、自动扶梯和自动人行道已销售到马来西亚、泰国、菲律宾、印度尼西亚、新加坡、孟加拉国、阿联酋、埃及、叙利亚、土耳其、阿根廷、澳大利亚、德国、英国、荷兰、意大利、葡萄牙、希腊等近 20个国家及台湾、澳门地区，我国升降机产量突破 3.02 万台。（3）迅猛发展，日新月异随着我国经济的快速发展，城市化建设的不断完善，升降机已不只存在于高档商务写字楼、大酒店、商城普及到高层住宅楼，同时也走进人们生活的多个角落，成为城市建筑中不可缺少的垂直交通工具。中国升降机行业之所以迅猛发展，日新月异，其根本的原因就是党的十一届三中全会推出的改革开放的大政方针，改革开放加快了中国发展的步伐。1.2.2 世界升降机发展现状和升降机发展趋向近 20 年世界工程升降机行业发生了很大变化。RT (越野轮胎升降机)和 AT(全地面升降机)产品的迅速发展，打破了原有产品与市场格局，在经济发展及市场激烈竞争冲击下，导致世界工程升降机市场进一步趋向一体化。目前世界工程升降机年销售额已达 75 亿美元左右。主要生产国为美国、日本、德国、法国、意大利等，世界顶级公司有 10 多家，主要集中在北美、日本（亚洲）和欧洲。美国既是工程升降机的主要生产国，又是最大的世界市场之一。但由于日本、德国升降机工业的迅速发展及 RT 和 AT 产品的兴起，美国厂商曾在 20 世纪 6070 年代中北大学 2014 届毕业设计说明书第 3 页 共 42 页世界市场中占有的主导地位正逐步受到削弱，从而形成美国、日本和德国三足鼎立之势。近几年美国经济回升，市场活跃，外国厂商纷纷参与竞争。美国制造商的实力也有所增强，特雷克斯升降机公司的崛起即是例证。特雷克斯升降机公司前身是美国科林升降机厂。1995 年以来，其通过一系列的兼并活动，已发展成为世界顶级公司之一。日本从 20 世纪 70 年代起成为工程升降机生产大国，产品质量和数量提高很快，已出口到欧美市场，年总产量居世界第一。自 1992 年以来，由于受日元升值、国内基建投资下降和亚洲金融危机影响，年产量呈下降趋势。目前日本市场年需求量为 3000台左右。欧洲是潜力很大的市场，欧洲各工业国既是工程升降机的出口国，也是重要的进口国。德国是最大的欧洲市场，其次为英国、法国、意大利等国。在德国 AT 产品市场份额中，利勃海尔占 53%，格鲁夫占 16%，德马泰克占 14%，多田野和特雷克斯各占 10%和 5%左右。中北大学 2014 届毕业设计说明书第 4 页 共 42 页2 升降机的工艺参数和工况分析2.1 升降机的工艺参数本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：额定载荷：2500kg最低高度：200mm最大起升高度：1500mm最大高度：1700mm平台尺寸：4000x2000mm电源：380v,50Hz其性能参数见文献 9 。2.2 升降机工况分析本升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，和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。工件装配时调节工件高度，高出给料机运送，大型部件装配时的部件举升，大型机库上料、下料。仓储，装卸场所，与叉车等装运车辆配套使用，即货物的快速装卸等。该升降机主要有两部分组成：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。中北大学 2014 届毕业设计说明书第 5 页 共 42 页3 升降机机械机构的设计3.1 升降机机械结构形式和运动机理3.1.1 机械结构形式根据升降机的平台尺寸 ，参考国内外同类产品的工艺参数可知,其402m性能参数见文献 12，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： 液 压 缸支 架液 压 缸 支 架 载 荷图 3.1 升降机机械结构形式图图 3.1 所示即为该升降机的基本结构形式，其中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绳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。3.1.2 升降机的运动机理升降机的基本运动机理如下图所示：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 6 页 共 42 页图 3.2 升降机的基本运动机理两支架在 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 做不完整的圆周运动，支架 1、4 为活动支架，他23,O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。 o426351图 3.3 升降机的基本运动机理初态时，上写底板处于合闭状态，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，载荷便达中北大学 2014 届毕业设计说明书第 7 页 共 42 页到指定高度。3.2 升降机的机械结构及零件的设计3.2.1 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。 之间的距离和液压缸的工作行程。其性能参数见文献 11。23O设 ( )，则 1、2、3、4 支架的长度可以确定为x0m,即支架和地板垂直时的高度应大于 ，这样才能保证其最大升降,1.5)2h 1.5m高度达到 ，其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下： N MOB1CA图 3.4 任意两点运动示意图设支架 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，根据其水平位置的几何位置关系可得： 。40xt下面根据几何关系求解上述最佳组合值：初步分析： 值范围为 ,取值偏小，则上顶板 点承力过大，还会使x1x23,O支架的长度过长，造成受力情况不均匀。X 值偏小，则会使液压缸的行程偏大，并且会造成整个机构受力情况不均匀。在该设计中，可以选择几个特殊值： =0.4m, =0.6m, x=0.8m，分别根据数学关系计算出 h 和 t。然后分析上下顶板的受力情况。选取最佳x组合值便可以满足设计要求。（1） =0.4中北大学 2014 届毕业设计说明书第 8 页 共 42 页支架长度为 h=2-x/2=1.8m=h/2=0.9m2OC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：=221.80951.cos22(0.9).5()tlt联合上述方程求得：t=0.355ml=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（2） =0.6x支架长度为=2-x/2=1.7m=h/2=0.85m2OC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：=221.708.5cos22(0.8).()5tlt联合上述方程求得：t=0.32ml=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（3） =0.8x支架长度为=2-x/2=1.6m=h/2=0.8m2OC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中北大学 2014 届毕业设计说明书第 9 页 共 42 页升降台完全升起时，有几何关系可得到：=221.60571.cos22(0.8).57()0tl联合上述方程求得：t=0.284ml=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：（4）x=0.4m ，受力图如下所示：图 3.5 x=0.4m 时受力图（5）x=0.6m ，受力图如下所示：图 3.6 x=0.6m 时受力图（6）x=0.8m ，受力图如下所示中北大学 2014 届毕业设计说明书第 10 页 共 42 页图 3.7 x=0.8m 时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 maxaxMw知，合理安排梁的受力情况，可以降低 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 的最终值，由此便可以确定其他相关参数如下：23Ot=0.32m，l=0.53m，h=1.7m3.2.2 升降机支架和下底板结构的确定（1）上顶板结构和强度校核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 4000x2000x3mm 的汽车板，其结构形式大致如下所示：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 11 页 共 42 页图 3.8 结构形式图沿平台的上顶面长度方向布置 4 根 16 号热轧槽刚，沿宽度方向布置 6 根 10 号热轧槽刚，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。组成上图所示的上顶板结构沿长度方向的 4 根 16 号热轧槽刚的结构参数为= ，截面面积为 ，理论重量为1hbdtr6058.10.5m25.16cm，抗弯截面系数为 。沿宽度方向的 6 根 10 号热轧槽刚的结构参数19.752/kgm37c为 = ，截面面积为：1tr442，理论重量为 ，抗弯截面系数为 。2.84c0/kgm39.7cm其质量分别为：4 根 16 号热轧槽刚的质量为：19.752316mkg6 根 10 号热轧槽刚的质量为：20.菱形汽车钢板质量为： 345.624.8mkg（2）强度校核升降台上顶板的载荷是作用在一平台上的，可以认为是一均布载荷，由于该平板上铺装汽车钢板，其所受到的载荷为额定载荷和均布载荷之和，其载荷密度为：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 12 页 共 42 页FqlF 汽车钢板和额定载荷重力之和，Nl 载荷的作用长度 m,沿长度方向为 16m，宽度方向为 12m。其中 12=(m)gG额 载带入数据得：F=29604N沿长度方向有： Fql带入数据有： 29604185N分析升降机的运动过程，可以发现在升降机刚要起升时和升降机达到最大高度时，会出现梁受弯矩最大的情况，故强度校核只需要分析该状态时的受力情况即可，校核如下：其受力简图为：图 3.9 升降状态受力简图该升降台有 8 个支架，共有 8 个支点，假设每个支点所受力为 N，则平很方程可列为：即0Y0NF将 N 带入上式中：29641850N根据受力图，其弯矩图如下所示：AB 段： ()2qMxx中北大学 2014 届毕业设计说明书第 13 页 共 42 页=1850-925 （ ）2x01.7mBC 段： 2()()qMNx=3700x-3145-925 （ ）23CD 段与 AB 段对称。图 3.10 弯矩图由弯矩图可知该过程中的最大弯矩为： max1850N根据弯曲强度理论： maxaxsMWn即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。式中：W 抗弯截面系数 3m沿长度方向为 16 号热轧槽钢 63170Wm钢的屈服极限S25sMPan 安全系数 n=3代入数据：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 14 页 共 42 页=max61850.7sMPan85a由此可知，强度符合要求。升降台升到最高位置时，分析过程如下：与前述相同： 1850N弯矩如下：FA 段： ( )2()qMx.7xm=925AB 段： ( )2()0.9)xNx.1.7=18565BC 段： ( )2().)(.)qMxx3xm= 237049CD 段与 AB 段对称，AF 段和 DE 段对称.图 4.11 升到最高点弯矩图由弯矩图可知该过程中的最大弯矩为： max193.5N根据弯曲强度理论：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 15 页 共 42 页maxaxsMWn即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。式中：W 抗弯截面系数 沿长度方向为 16 号热轧槽钢3 63170m中北大学 2014 届毕业设计说明书第 16 页 共 42 页4 液压系统的设计要求液压系统的设计在本升降机的设计中主要是液压传动系统的设计，它与主机的设计是紧密相关的，往往要同时进行，所设计的液压系统应符合主机的拖动、循环要求。还应满足组成结构简单，工作安全可靠，操纵维护方便，经济性好等条件。本升降机对液压系统的设计要求可以总结如下：升降机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 02500Kg，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。中北大学 2014 届毕业设计说明书第 17 页 共 42 页5 液压系统方案的选用液压系统方案是根据主机的工作情况，主机对液压系统的技术要求，液压系统的工作条件和环境条件，以成本，经济性，供货情况等诸多因素进行全面综合的设计选择，从而拟订出一个各方面比较合理的，可实现的液压系统方案。其具体包括的内容有：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，合成，液压系统原理图的拟定。5.1 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图：油 液 循 环 方 式散 热 条 件抗 污 染 性系 统 效 率其 它限 速 制 动 形 式 开 式较 方 便 ， 但 油 箱 较 大较 差 ， 但 可 用 压 力 油 箱 或 其 它 改 善管 路 压 力 损 失 较 大 ， 用 节 流 调 速 效 率低对 泵 的 自 吸 性 能 要 求 较 高用 平 衡 阀 进 行 能 耗 限 速 ， 用 制 动 阀 进行 能 耗 制 动 ， 可 引 起 油 液 发 热 闭 式管 路 压 力 损 失 较 小 ， 容 积 调 速 效 率 高对 主 泵 的 自 吸 性 能 要 求 低较 好 ， 但 油 液 过 滤 要 求 高较 好 ， 需 用 辅 泵 换 油 冷 却液 压 泵 由 电 机 拖 动 时 ， 限 速 及 制 动 过 程中 拖 动 电 机 能 向 电 网 输 电 ， 回 收 部 分 能量开 式 系 统 和 闭 式 系 统 的 比 较图 5.1 开式系统和闭式系统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。其性能参数见文献 10。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，开式系统刚好能满足上述要求。其性能参数见文献 6。油源回路的原理图如下所示：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 18 页 共 42 页13425678123458油 缸过 滤 器温 度 计液 位 计压 力 表溢 流 阀液 压 泵电 动 机图 5.2 油源回路的原理图5.2 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。中北大学 2014 届毕业设计说明书第 19 页 共 42 页5.3 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。5.4 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：134256791011617 18191314812 15图 5.3 液压系统原理图中北大学 2014 届毕业设计说明书第 20 页 共 42 页6 液压元件的选用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。6.1 油泵和电机选择6.1.1 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： maxpqKQn式中： 泵的输出流量 /iLK 系统泄漏系数一般取 K=1.1-1.3液压缸实际需要的最大流量maxQ/inn 执行元件个数代入数据： 1.5642.7/minpqL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 ：3/i2.75.npqL其性能参数见文献 11。（2）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 maxpP式中： 泵的工作压力 Pa执行元件的最高工作压力 Pamax中北大学 2014 届毕业设计说明书第 21 页 共 42 页进油路和回油路总的压力损失。P初算时，节流调速和比较简单的油路可以取 ；对于进油路有调速阀和0.25MPa管路比较复杂的系统可以取 。0.51MPa代入数据： 2pP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 大 25%-60%，即泵的额定压力为 3.125 -4.0 ，取其额定压力p Pa为 4 。其性能参数见文献 2。MPa6.1.2 电机功率的确定（1）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： 77610ti mPqP式中：P 液压泵的实际最高工作压力 Paq 液压泵的实际流量 /inL液压泵的输入功率i KW液压泵向系统输出的理论流量，t /minL液压泵的总效率见下图液压泵的机械效率m换算系数7610代入数据：672.510.4iPKW中北大学 2014 届毕业设计说明书第 22 页 共 42 页液 压 泵 类 型总 效 率 齿 轮 泵 叶 片 泵 柱 塞 泵 螺 杆 泵0.6-7580.6-液 压 泵 的 总 效 率图 6.1 液压泵的总效率（2）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 4 ，本设计以技术手册的数据为标准 ，取电机的功率KW为 4 。KW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： 12YM额定功率：4 K满载时转速： 890/minr电流： .17A效率：85.5%净重：45Kg额定转矩： 2.Nm电机的安装形式为 型，其参数为：5(1)BV基座号：112M；极数：4；国际标准基座号： 2815F液压泵为三螺杆泵，其参数如下：规格： ，2/eDLh56标定粘度： ，100oE转速： ，2900/minr压力： ，4MPa流量： ，26.6/iL功率： ， 4KW吸入口直径：mm，25中北大学 2014 届毕业设计说明书第 23 页 共 42 页排出口直径：mm，20重量：Kg，11允许吸上真空高度：m( )，52HO制造厂：北京第二机床厂说明：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 之间。2173/(50)oms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 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90o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，甭的吸油高度应小于 500mm。其性能参数见文献 13。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。其性能参数见文献 13。6.1.3 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： 950WcnPTKT()Nm式中： 需用转矩，见各连轴器标准n，驱动功率，W，工作转速， /ir，工况系数，取为 1.5K代入数据： 41.59019.832cTNm据此可以选择连轴器的型号如下：中北大学 2014 届毕业设计说明书第 24 页 共 42 页名称：挠性连轴器 弹性套柱销连轴器(4328)GB许用转矩： 1.5nTNm许用转速：4700r/min轴孔直径： 123,6,89dc轴孔长度：Y 型：L=42mm，D=95mm重量：1.9Kg其性能参数见文献 11。6.2 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。6.2.1 压力控制阀压力控制阀的选用原则压力：压力控制阀的额定压力应大于液压系统可能出现的最高压力，以保证压力控制阀正常工作。压力调节范围：系统调节压力应在法的压力调节范围之内。流量：通过压力控制阀的实际流量应小于压力控制阀的额定流量。结构类型：根据结构类性及工作原理，压力控制阀可以分为直动型和先导型两种，直动型压力控制阀结构简单，灵敏度高，但压力受流量的变化影响大，调压偏差大，不适用在高压大流量下工作。但在缓冲制动装置中要求压力控制阀的灵敏度高，应采用直动型溢流阀，先导型压力控制阀的灵敏度和响应速度比直动阀低一些，调压精度比直动阀高，广泛应用于高压，大流量和调压精度要求较高的场合。此外，还应考虑阀的安装及连接形式，尺寸重量，价格，使用寿命，维护方便性，货源情况等。根据上述选用原则，可以选择直动型压力阀，再根据发的调定压力及流量和相关参数，可以选择 DBD 式直动式溢流阀，其性能参数见文献 10。相关参数如下：型号：DBDS6G10 ，最低调节压力：5MPa流量：40L/min，介质温度： 207oC