傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計,傾斜,液壓式,升降,平臺,設(shè)計 南昌航空大學科技學院學士學位論文 傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計 1 緒論 1.1課題研究的目的及意義 1.1.1傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計研究的目的 1、綜合運用液壓課程及其他有關(guān)先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際，進行傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計實踐，是理論知識和生產(chǎn)實踐機密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進一步的鞏固、加深提高和擴展。 2、在設(shè)計實踐中學習和掌握通用液壓元件，尤其是各類標準元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高分析和嫁接生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。 3、通過設(shè)計，學生應(yīng)在計算、繪圖、運用和熟悉設(shè)計資料（包括設(shè)計手冊、產(chǎn)品樣本、標準和規(guī)范）以及進行估算方面得到實際訓(xùn)練。 1.1.2傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計研究的意義 　　傾斜式液壓式升降平臺是物流業(yè)應(yīng)用最廣泛的搬運工具之一，對其的研究對于物流業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用。目前，我國的傾斜式液壓式升降平臺技術(shù)在全球處于中下水平，遠遠不能滿足物流業(yè)發(fā)展的需要，因此要靠廣大的科技人員不懈的努力把這差距趕上，作為即將畢業(yè)的我們也深感責任重大。 通過對傾斜式液壓式升降平臺的研究，進一步使我了解了產(chǎn)品設(shè)計的一般過程，明白了作為設(shè)計人員在設(shè)計產(chǎn)品是應(yīng)該注意的問題和細節(jié)，液壓傾斜式液壓升降平臺-的設(shè)計將進一步夯實我的各方面知識的基礎(chǔ)。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)狀和趨勢 1.2.1國內(nèi)外傾斜式液壓式升降平臺研究現(xiàn)狀 隨著物流技術(shù)的發(fā)展，社會對傾斜式液壓式升降平臺的需求也越來越強烈，為了滿足客戶的需求，各種各樣的傾斜式液壓式升降平臺應(yīng)運而生，生產(chǎn)廠家如雨后春筍般拔地而起，出現(xiàn)了一大批的著名企業(yè)和知名品牌，在競爭空前激烈的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中，物料搬運與倉儲設(shè)備是降低供應(yīng)鏈成本不可或缺的重要工具。 近年來，國內(nèi)外搬運車市場都產(chǎn)生了很大的變化，國際知名企業(yè)如林德、豐田、永恒力、小松、偉輪、OM和力至優(yōu)等的最新產(chǎn)品讓我們領(lǐng)略到世界最先進的傾斜式液壓式升降平臺；而安徽合力、臺勵福、寶驪、友嘉、一拖、上力、靖江、梯佑、如意、虎力、諾力、鼎力、中力、美科斯等本土品牌發(fā)展迅速，吹響了與國際同行競技的號角。近年國內(nèi)叉車行業(yè)民營企業(yè)異軍突起，發(fā)展迅猛。過去以生產(chǎn)倉儲類傾斜式液壓式升降平臺為主的企業(yè)如寧波如意、友嘉、諾力、虎力、開普、梯佑等紛紛涉足平衡重式傾斜式液壓升降平臺-車，而且產(chǎn)品已經(jīng)形成系列。 與此同時，電動傾斜式液壓式升降平臺引領(lǐng)著傾斜式液壓式升降平臺行業(yè)發(fā)展方向，在“2007亞洲國際物流技術(shù)與運輸系統(tǒng)展覽會”上可以看到多數(shù)企業(yè)展出產(chǎn)品都以電動的居多。林德公司一改以往展示其優(yōu)越的靜壓技術(shù)的特色，轉(zhuǎn)而演示其E16型三支點電動傾斜式液壓式升降平臺和前移式傾斜式液壓式升降平臺；而永恒力和力至優(yōu)展示的更是清一色電動產(chǎn)品。 1.2.2國內(nèi)外傾斜式液壓式升降平臺發(fā)展趨勢 1)專用化和通用化 隨著物流的多樣性；搬運設(shè)備的品種越來越多且不斷更新。物流活動的系統(tǒng)性、一致性，經(jīng)濟性、機動性，快速化，要求一些設(shè)備向?qū)ｉT化方向發(fā)展，又有一些設(shè)備向通用化、標準化方向發(fā)展。 2)自動化和智能化 將機械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)隱蔽功用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)升降平臺設(shè)備的自動化和智能化將是今后的發(fā)展方向。 3)“綠色化” “綠色”就是要達到環(huán)保要求，這涉及到兩個方面：一是與牽引動力的發(fā)展以及制造、輔助材料等有關(guān)，二是與使用有關(guān)。對于牽引力的發(fā)展，一要提高牽引動力，二要有效利用能源，減少污染排放，使用清潔能源及新型動力。 1.3本課題研究內(nèi)容 　　本設(shè)計課題主要研究內(nèi)容包括傾斜式液壓式升降平臺的總體方案論證、液壓系統(tǒng)的分析、總體受力分析、各部件的強度校核、相關(guān)標準件的計算與選型、零部件設(shè)計、材料選擇、配合間隙、成本校核、耐用性和安全性的檢驗。其研究目標是運用合理的機械設(shè)計方法，設(shè)計出一種能夠?qū)崿F(xiàn)倉儲物料的有序摞放，減少倉庫工作人員的工作強度，縮短物料輸送周期，提高工作人員的工作效率， 2 傾斜式液壓式升降平臺的總體設(shè)計 2.1總體方案的分析和確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，傾斜式液壓式升降平臺的設(shè)計需要完成： 最大載重量400kg，升降臺最大升高高度在700毫米到930毫米之間，升降臺的最大傾角為30度，下降速度可控等方面的要求。 通過多方面考慮，對傾斜式液壓式升降平臺各部分的設(shè)計初擬定兩種方案： 方案一 方案二 圖2-1傾斜式液壓式升降平臺方案 方案一分析：因為本傾斜式液壓式升降平臺要有傾斜角度的要求，故可通過絞架之間構(gòu)成平行四邊形來達到這一要求，將載物臺作為平行四邊形的一邊，通過絞架的旋轉(zhuǎn)來改變平行四邊形的形狀，從而達到改變載物臺傾角和高度的目的。平行四邊形FGHE的形狀通過鉸接在A、D兩點處的液壓缸的伸縮來改變的。此方案中的液壓缸的行程只需變化很小載物臺就可以升的比較的高，因此其工作效率比較高，并且該方案還可以降低升降臺的最低高度，因此他能節(jié)省工作人員的體力，提高了工作人員的工作效率。 方案二分析：該方案和方案一采用了相同的改變角度的原理，不同之處在于液壓缸的安裝位置不同。在該方案中，液壓缸安裝在橫梁EE'和DD'的中間，通過液壓缸的伸縮來改變固定點B和滾輪A之間的距離從而改變載物臺的傾角和高度。在該方案中，液壓缸的安裝位置會增大載物臺的最低高度，因此會加大工作人員的工作強度。如果D點靠近B點的話，液壓缸的推力會明顯增加，這樣會該車的生產(chǎn)成本就會增加。 通過以上的方案分析，本傾斜式液壓升降平臺-采用方案一。 2.2傾斜式液壓式升降平臺的結(jié)構(gòu)及運動原理 傾斜式液壓式升降平臺由動力和主機兩部分組成，動力部分主要由腳踏式液壓泵和單作用液壓缸組成，主機由內(nèi)外剪式鉸架板、工作臺面和底座等部分組成(如圖2-2所示)。 傾斜式液壓式升降平臺的運動通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)。柱塞6與內(nèi)鉸架5通過軸DD'固定為一整體，缸體與外鉸架1通過軸CC'鉸接在一起，外鉸架1的右端鉸接于工作臺面4上，其左端鉸接與底座上；內(nèi)絞架5的右端與滾輪8鉸接在一起，滾輪可在底座9的滑道中滾動，內(nèi)、外鉸架1和5可以繞其中心鉸接點E轉(zhuǎn)動。液壓缸柱塞伸縮時，帶內(nèi)絞架5轉(zhuǎn)動，而使內(nèi)、外鉸架1和5繞鉸接點E旋轉(zhuǎn)，同時滾輪在滑道中滾動，內(nèi)、外鉸架的夾角發(fā)生變化，從而實現(xiàn)工作臺面的上升與下降,絞架FHEG為平行四邊形，通過內(nèi)、外鉸架的夾角發(fā)生變化從而改變平行四邊形的形狀從而實現(xiàn)載物臺傾角的變化。 圖2-2 傾斜式液壓升降平臺-整體結(jié)構(gòu)圖 1．外絞架2．短內(nèi)絞架3．手推扶桿4．載物板5．內(nèi)絞架6．柱塞 7．腳踏式液壓泵8．滾輪9．底座 3 傾斜式液壓式升降平臺設(shè)計各部件受力分析 3.1受力分析 3.1.1載物臺受力分析 載物臺受力示意圖如圖3-1所示 圖3-1載物臺受力示意圖 由得 ----3.1 由得 ----3.2 由得 ----3.3 其中 ----3.4 式中：FX——F點的水平方向上的分力 FY——F點的垂直方向上的分力 GX——G點的水平方向上的分力 GY——G點的垂直方向上的分力 FN——重物對載物臺的壓力 L——F、G兩點之間的距離 P——重物對載物臺的作用點與G點的距離 ——載物臺與水平面的夾角 由式（3.1）（3.2）（3.3）（3.4）可得 ----3.5 ----3.6 ----3.7 ----3.8 3.1.2 AEH絞架受力分析 AEH桿受力示意圖如圖3-2所示 圖3-2 AEH桿受力圖 由得 ----3.9 由得 ----3.10 由得 ----3.11 其中 ----3.12 ----3.13 式中：Hx——H點的水平方向上的分力 Hy——H點的垂直方向上的分力 Ex——E點的水平方向上的分力 Ey——E點的垂直方向上的分力 Ax——A點的水平方向上的分力 Ay——A點的垂直方向上的分力 L——H、E以及A、E兩點之間的距離 R——液壓缸推力作用線與桿AEH的交點C點與A點的距離 ——支撐桿AHE與水平面的夾角 α——壓缸推力作用線與水平面的夾角 由式（3.9）、（3.10）、（3.11）、（3.12）（、3.13）可得 ----3.14 3.1.3 BEG絞架受力分析 BEG桿受力分析如圖3-3所示 圖3-3 BEG桿受力示意圖 由得 ----3.15 由得 ----3.16 式中：Bx——B點的水平方向上的分力 By——B點的垂直方向上的分力 Ex——E點的水平方向上的分力 Ey——E點的垂直方向上的分力 Gx—G點的水平方向上的分力 Gy——G點的垂直方向上的分力 T——液壓缸的推力 α——液壓缸推力作用線與水平面的夾角 3.1.4 整體受力分析 總體受力分析如圖3-4所示 圖3-4 傾斜式液壓升降平臺-總體受力示意圖 由圖可得方程 由得 ----3.17 由得 . ----3.18 其中 ----3.19 式中：Bx——B點的水平方向上的分力 By——B點的垂直方向上的分力 Ax—A點的水平方向上的分力 Ay—A點的垂直方向上的分力 G—貨物的重力 F—摩擦阻力系數(shù) 參考文獻[13]比例分配公式可得 ----3.20 ----3.21 ----3.22 將式(3.12) 、(3.13) 、(3.20)和(3.22)代入式（3.14）中得 ----3.23 4 角度關(guān)系和液壓缸尺寸計算 4.1 α和的關(guān)系 從圖3-4中根據(jù)幾何關(guān)系可得 ----4.1 于是 ： ----4.2 式中：—液壓缸推力作用線和絞架BEG的交點D與絞架中點E之間的距離 4.2 液壓缸尺寸計算 從圖3-4中根據(jù)幾何關(guān)系可得液壓缸的瞬時尺寸（即鉸接點DC之間的距離）為 ----4.3 液壓缸兩鉸接點之間的最大距離和最小距離分別為 ----4.4 設(shè)液壓缸的有效行程為△s，為了使液壓缸兩鉸接點之間的距離為最小值時，柱塞不抵到液壓缸缸底，并考慮液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸K1和K2(圖3)，一般應(yīng)取 Smin≥Kl+K2+△S ----4.5 同樣，為了使液壓缸兩鉸接點之間的距離為最大值時，柱塞不會脫離液壓缸中的導(dǎo)向套，一般應(yīng)取 Smax≤Kl+K2+2△S ----4.6 式中的K1和K2根據(jù)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)決定，如圖所示 圖4-1 液壓缸安裝尺寸圖 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1各結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1.1載物板設(shè)計 翻轉(zhuǎn)工作臺是主要與載荷接觸的臺面，因此要求有足夠的剛度和強度，考慮到輕便，翻轉(zhuǎn)工作臺采用焊接而成的骨架和鋼板焊接而成，參考文獻[5]尺寸為：2200mm×700mm，如圖圖5-1所示。 圖5-1 載物臺結(jié)構(gòu)圖 5.1.2內(nèi)絞架設(shè)計 內(nèi)絞架是與上平臺和底座連接，兩端都是通過軸與上平臺和底座連接。結(jié)合上平臺的設(shè)計及底座的結(jié)構(gòu)并考慮到配合，參考文獻[5]設(shè)計此剪叉外臂結(jié)構(gòu)如圖圖5-2。 圖5-2 內(nèi)絞架結(jié)構(gòu)圖 5.1.3外絞架設(shè)計 外絞架是與短內(nèi)絞架和底座連接，滑動端是與滾動軸連接的。結(jié)合上平臺的設(shè)計及滾輪的結(jié)構(gòu)并考慮到配合，參考文獻[13]設(shè)計此剪叉外臂結(jié)構(gòu)如圖圖5-3。 圖5-3 外絞架結(jié)構(gòu)圖 5.1.4短內(nèi)絞架設(shè)計 短內(nèi)絞架是和上平臺以及外絞架連接，考慮到短內(nèi)絞架和內(nèi)絞架、外絞架以及載物臺組成平行四邊形，參考文獻[5]將短內(nèi)絞架結(jié)構(gòu)（對稱部分未畫出）設(shè)計成如圖圖5-4所示. 圖5-4 短內(nèi)絞架結(jié)構(gòu)圖 5.1.5導(dǎo)軌設(shè)計 因為外絞架滑動端采用的是滾輪的形式，所以在此只需提供滾輪滾動的軌道即可。綜合考慮并結(jié)合鋼的型材，參考文獻[5]設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖圖5-5. 圖5-5 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖 5.1.6底座設(shè)計 底座的是整個升降臺的重要部分，與其裝配的機構(gòu)有導(dǎo)軌、腳輪和液壓泵。綜合考慮，參考文獻[5]設(shè)計的底座結(jié)構(gòu)如圖圖5-6 圖5-6 底座結(jié)構(gòu)圖 5.1.7底座與導(dǎo)軌的連接設(shè)計 參考文獻市場上的傾斜式液壓式升降平臺的結(jié)構(gòu)，將底座和導(dǎo)軌的組合設(shè)計成如圖圖5-7所示 圖5-7 導(dǎo)軌與底座連接方式圖 5.1.8軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計軸套的結(jié)構(gòu)如圖5-8 圖5-8 軸套結(jié)構(gòu)圖 5.1.9 滾輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 滾輪的結(jié)構(gòu)如圖5-9 圖5-9滾輪導(dǎo)軌連接結(jié)構(gòu)圖 6 參數(shù)設(shè)計 6.1 升降臺主要零部件材料的選擇 6.1.1底座與上平臺材料的選擇 底座主要用于支撐作用，參考文獻[5]，選用熱扎不等邊角鋼，型號為12.5/8，基本尺寸為B×b×d=200×100×10 6.1.2上平臺固定梁的材料選擇 上平臺懸臂主要用于支撐液壓缸固定橫梁的，參考文獻[5]，選擇型號為10的熱扎普通槽鋼，基本尺寸為h×b=80mm×60mm 6.1.3滾道的材料選擇 根據(jù)滾道的工作情況，并且考慮到滾輪的直徑，參考文獻[5]，選擇熱扎普通槽鋼，型號為8，基本尺寸為 6.1.4翻轉(zhuǎn)工作臺材料的選擇 工作臺的，對于翻轉(zhuǎn)工作臺骨架，參考文獻[5]，基本尺寸為L×B=2200×700，翻轉(zhuǎn)平臺面則用熱扎普通鋼板，公稱厚度為3.5mm。 6.1.5絞架長度的確定 因為液壓升降臺臺面的尺寸為2200mm×700mm，在最低位置時，剪叉臂與平臺的夾角又非常小，所以剪叉臂的長度原則上不大于2200為好。參考文獻[1]，=（0.4-0.45）,取=0.45=540mm。 6.1.6軌道長度的確定 軌道是既起支撐作用又起連接固定底座的作用，所以設(shè)計軌道長度為1150mm。 7 計算與分析 7.1絞架各受力點的計算 傾斜式液壓式升降平臺 的載物臺尺寸為L×B=2200×700因此內(nèi)外絞架的長度取為[1]，傾斜式液壓式升降平臺的載重量，貨物重心作用點與鉸接點G的距離，由于要考慮傾斜式液壓式升降平臺自身的重量，如果對各個桿件分開考慮重量這將給計算帶來不便，將各個桿件的重量集中到上來計算可簡化計算.傾斜式液壓式升降平臺在上升的過程中各個受力點的受力是瞬時變化的，且與有關(guān)，因此它的計算工作量大，計算時借助于Microsoft Excel 建立計算模板，在不同角度不同載荷下迭代求出各力。 分別取之間的整數(shù)得,見圖7-1 圖7-1 Fx變化趨勢圖 同理可得如圖圖7-2所示 圖7-2 Fy變化趨勢圖 如圖圖7-3所示 圖7-3 Gx變化趨勢圖 如圖圖7-4所示 圖7-4 Gy變化趨勢圖 通過Excel 模板計算發(fā)現(xiàn)、、、不隨的變化而變化 7.2液壓缸推力計算 由液壓缸推力公式可知，液壓缸的推力與多個因素有關(guān)，但是通過前面的計算可以知道之間有聯(lián)系，通過它們之間的聯(lián)系在Excel 模板作出它們的關(guān)系曲線如圖圖7-5所示 圖7-5 α與φ的關(guān)系圖 為了能得到最佳的推力，對r、R分別取三組數(shù)據(jù)代入液壓缸推力公式(3.23)中，r、R三組數(shù)據(jù)見表7-1 表7-1 r、R三組取值 r 100mm 150mm 220mm R 100mm 75mm 50mm 將三組數(shù)據(jù)分別代入Excel 模板中得到對應(yīng)的三組液壓缸推力數(shù)據(jù)作圖如圖圖7-6所示 圖7-6 液壓缸推力變化趨勢圖 7.3液壓缸尺寸計算與分析 由式（4.3）可知r、R的取值不同也可以得到三組不同的液壓缸瞬時尺寸，數(shù)據(jù)見表7-2 表7-2 液壓缸瞬時尺寸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S1 304.1 340.3 340.7 341.3 342 342.8 343.8 345 346.3 347.7 349.3 351 S2 315 315.5 316.2 317.1 318.3 319.8 321.5 323.5 325.7 328.1 330.7 333.6 S3 270.2 270.9 272.2 273.9 276 278.6 281.6 285 288.9 293.1 297.7 302.6 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 352.9 354.8 356.9 359.1 361.4 363.9 366.4 369 371.8 374.6 380.4 383.5 386.6 340 343.4 347 350.8 354.8 358.9 363.1 367.5 372 376.6 381.3 386.1 391 307.8 313.3 319 325 331.3 337.8 344.4 351.2 358.2 365.3 372.5 379.8 387.2 26 27 28 29 30 389.7 392.9 392.9 396.2 440.1 392 395.9 400.9 406 411.1 394.7 402.2 409.8 417 425.1 從上表可以看出可以選第一組數(shù)據(jù)作為液壓缸瞬時尺寸，但是第一組對應(yīng)的液壓缸推力較大，第三組對應(yīng)的液壓缸推力較小但增大了液壓缸的行程，且給液壓缸的選擇帶來了不便，第二組對應(yīng)的液壓缸推力較合適，選液壓缸也較方便，因此選第二組數(shù)據(jù)最為液壓缸瞬時尺寸比較合適。 8 液壓系統(tǒng)的分析 8.1負載分析 液壓升降臺的工作過程循環(huán)是：當升降臺在最低位置時，加上載荷，升降臺升起，當?shù)竭_最大高度時，升降臺停止上升，液壓系統(tǒng)進入保壓階段；在升降臺上升的過程中，升降臺的傾角不斷地發(fā)生變化；升降臺開始下降，下降到最低點停止運動，至此升降臺一個工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺的整個工作循環(huán)過程中，在最低位置時液壓缸推力最大。隨著上平臺高度的增加，液壓缸的推力將逐漸減小。 8.2液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 8.2.1設(shè)計要求 根據(jù)任務(wù)要求，傾斜式液壓式升降平臺的動力單元采用腳踏式液壓泵，執(zhí)行單元采用單作用液壓缸，其中腳踏式液壓泵自帶油箱和卸荷閥，其內(nèi)部已有一部分液壓回路，只需用油管將其出油口連接至液壓缸的進油口即可組成一個完整的液壓回路。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖8-1所示 圖8—1 工作原理圖 1.油箱2.單向閥 3.手動液壓泵4.單向閥5.溢流閥 6.液壓缸7.手動換向閥8.節(jié)流閥 其中1、2、3、4、5、7、8都集中在液壓泵中 9液壓缸、腳輪的選型 9.1液壓缸的選型 參考文獻[2]，將傾斜式液壓式升降平臺平臺最小傾角定位為，此時液壓缸所受的力是。參考文獻[11 ] 選擇缸徑為的液壓缸，根據(jù)表7-2和參考文獻[11]選擇液壓缸的行程S=100mm。 9.2腳輪的選型 根據(jù)設(shè)計要求，本手動液壓傾斜式液壓升降平臺-的額定載重為400kg，包括傾斜式液壓升降平臺-本身的重量，每輪最少負重125kg，又因為本傾斜式液壓升降平臺-工廠、超市等場所，因此對噪音有要求，為此本對高車的腳輪選擇材料為聚氨酯的腳輪，其中兩個為萬向輪,萬向輪剎車方式為作用點是在輪面上，另外兩個為定向輪，見圖9-1所示。 本傾斜式液壓升降平臺-選擇型號為SM-A重型輪組，，其輪徑為150mm，輪寬為50mm，安裝高度為190mm，每個輪的載重為300kg，萬向輪的旋轉(zhuǎn)半徑為127mm，底板尺寸為114×102mm，安裝孔距為92×76mm，孔徑d=11.2mm。兩個萬向輪帶有剎車裝置，，具體見裝配圖。 圖9-1腳輪結(jié)構(gòu)圖 10 液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算與元件選擇 10.1 參數(shù)計算與元件的選擇 10.1.1液壓缸流量的計算 在9.1和7.3中已經(jīng)選定缸徑的液壓缸，， ，下面計算液壓缸的流量。參考文獻[11]由液壓缸的作用時間得 ----10.1 式中：A—液壓缸作用面積 S—液壓缸的行程m —液壓缸作用時間 V—液壓缸的體積 不帶活塞桿的一側(cè)， 代入（10.1）數(shù)據(jù)得 10.1.2 液壓泵的選擇 10.1.2.1液壓泵流量的計算 依照升降臺的工作情況分析可知，整個液壓系統(tǒng)所需要的最大流量發(fā)生在升降臺的上升過程，設(shè)液壓泵的流量為，系統(tǒng)所需要的總流量為，則，取泄露系數(shù)為1.25，則液壓的流量 10.1.2.2 液壓泵壓力的計算 設(shè)為液壓系統(tǒng)元件所承受的最大的工作壓力，為整個系統(tǒng)油路的泄露及管道壓力損失，取，依升降臺的工作情況，最高壓力發(fā)生在最低處，即啟動時。液壓缸的推力為，則液壓系統(tǒng)的壓力P 所以 。 10.1.2.3 液壓泵的選擇 液壓缸達到最高點時液壓缸的進油量為： 式中：D—液壓缸直徑（單位：分米） H—液壓缸行程（單位：分米） 此時油管中的儲油量為： 式中： d—油管直徑（單位：分米） —油管長度（單位：分米） 則，當傾斜式液壓式升降平臺達到最高處時，油箱所要提供的最大油量為： 因為液壓缸承受的壓力為17274.8N,所以腳踏液壓泵最小要提供17274.8N的力，根據(jù)以上要求選擇PHP2型腳踏液壓泵，其基本尺寸為L×b×h=620×200×165mm 其輸出壓力位700kgf/cm2，儲油量為1升，重量為8.5kg 10.2.1 油管的選擇 液壓和氣壓傳動及潤滑系統(tǒng)的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。根據(jù)本液壓系統(tǒng)的要求及從實際工作情況考慮，選擇膠管作為該系統(tǒng)的管道。管子內(nèi)徑的計算，參考文獻[11]， ----10.2 式中： Q—液體流量 V—流速 推薦流速：對于壓油管，這里取， 數(shù)據(jù)帶入（10.2）得： ， 參考文獻[11]，壓油管選擇的軟管子。 11 應(yīng)力計算及強度校核 11.1 FH絞架應(yīng)力計算 由于FH絞架兩端都采用鉸接，且只在兩端受力，因此可把FH絞架看做二力桿。 在貨物上升或下降的過程中FH絞架始終受壓。其壓應(yīng)力為 ----11.1 式中的AFH為絞架FH的截面積，且 根據(jù)Excel模板得的變化趨勢，其變化趨勢如圖11-1所示， 圖11-1 變化趨勢圖 參考文獻[8]，所以傾斜式液壓式升降平臺的最小傾角為，由圖可知當時FH絞架受的壓力最大， 此時 因此： 60Mpa 故安全。 11.1.1 FH絞架壓桿穩(wěn)定校核 FH絞架用Q235做材料 ，參考文獻[7]得E=206Mpa， ----11.2 ----11.3 FH的橫截面積: AFH=15mm×60mm=900mm2 ----11.4 所以， ----11.5 于是， 所以可以用歐拉公式進行強度校核 式中：E —材料彈性模量 —材料的比例極限 — 柔度 —長度因素 —截面慣性半徑 用歐拉公式進行強度校核得 ----11.6 根據(jù)Excel 模板計算得知F最大發(fā)生在時，此時F=1613.8N，代入上式(11.6)得n=71.9 遠大于2，故FH絞架安全。 11.2內(nèi)絞架BEG應(yīng)力計算 內(nèi)絞架BEG的的彎矩剪力圖如圖圖11-2所示， 圖11-2 內(nèi)絞架BEG彎矩剪力圖 由圖可知內(nèi)絞架BEG的最大彎矩發(fā)生在E點，由于D處開有空所以也要校核下面對這兩點的彎矩進行計算。 E點處截面彎矩： ----11.7 根據(jù)Excel 模板得知的變化趨勢如圖11-3所示 圖11-3 彎矩變化趨勢圖 由圖可知最大發(fā)生在時，此時 D點處截面彎矩 ----11.8 同理根據(jù)Excel 模板計算得知最大發(fā)生在時，此時 11.2.1內(nèi)絞架BEG強度校核 根據(jù)叉桿強度校核《剪叉式升降臺國家標準》（JB 5320-2000）,使用塑性材料按材料的最低屈服極限校核。安全系數(shù)取。 ----11.9 式中：—實際應(yīng)力 —材料許用應(yīng)力 —材料屈服極限 內(nèi)絞架采用Q235做材料，參考文獻[5]得 各點截面上的彎曲應(yīng)力可以用下式計算 ----11.10 式中：—各點截面處的彎矩 —截面上欲求應(yīng)力點至中性軸的距離 —截面對中性軸的慣性矩 E、D兩點的截面圖如圖圖11-4所示 圖11-4 E、D兩點截面圖 因為含有孔，所以截面積將變小 對中性軸的慣性矩為： 故安全。 故安全。 內(nèi)絞架BEG桿各段的拉應(yīng)力計算如下： DG段的拉應(yīng)力： ----11.11 式中：A—所求截面處的截面積 根據(jù)Excel 模板計算知所以該段是安全的 DE段的拉應(yīng)力： ----11.12 根據(jù)Excel 模板計算知當時最大，此時 因此， 故安全。 11.3外絞架AE'H應(yīng)力計算 外絞架AE'H剪力彎矩圖如圖圖11-5所示 圖11-5 外絞架AE'H剪力彎矩圖 由圖可知外絞架AE'H最大彎矩發(fā)生在E' 點，因為C點開有空，且比E'的孔徑要大，E' 點的截面和圖11-4一樣，C 點的截面孔徑其余和E' 點的一樣，下面對這兩點的彎矩進行計算。 C點處截面彎矩： ----11.13 根據(jù)Excel 模板計算知當時最大，此時 E'點處截面彎矩： ----11.14 根據(jù)Excel 模板計算知當時最大，此時 內(nèi)絞架AE'H桿各段的拉應(yīng)力計算如下： E'C段的拉應(yīng)力： ----11.15 根據(jù)Excel 模板計算知當時最大，此時 所以： 故安全。 11.3.1外絞架AE'H強度校核 參考文獻叉桿強度校核《剪叉式升降臺國家標準》（JB 5320-2000）,使用塑性材料按材料的最低屈服極限校核。安全系數(shù)取。 ----11.16 各點截面上的彎曲應(yīng)力可以用下式計算 ----11.17 AE'H的截面和ED兩點的截面一樣只是軸孔為40mm 因此： 故安全。 同理可得： 故安全。 11.4光軸強度校核 光軸DD采用45號鋼做材料，查表得，，液壓缸與光軸的連接如圖圖9-2所示 圖9-2 液壓缸與絞架連接圖 根據(jù)Excel 模板計算知當時，光軸受到的彎矩最大， 此時： 光軸的直徑， 所以： 故安全。 光軸DD在載物平臺的上升過程中受剪切力，因此對它要進行抗剪校核，根據(jù)Excel模板可知當時，DD與絞架接觸之處受的剪力最大， 此時 ： 軸的直徑為， 則其橫截面積為： 又因為軸DD受單剪， 所以： 銷軸的材料為45鋼，經(jīng)表面熱處理，參考文獻[3]，45號鋼的許用應(yīng)力=100。 所以滿足要求。 11.5軸EE'強度校核 軸EE在載物平臺的上升過程中受剪切力，因此對它要進行抗剪校核，根據(jù)Excel模板可知當時，EE與絞架接觸之處受的剪力最大， 此時 軸的直徑為， 則其橫截面積為： 又因為軸EE受單剪， 所以： 銷軸的材料為低碳鋼Q235，經(jīng)表面熱處理，參考文獻[3]，Q235的許用應(yīng)力=60。，所以滿足要求。 因為軸EE在載物臺上升過程中的受力比軸FF、軸GG、軸HH的受力都要大，而它們的橫截面積和材料都和軸EE相同，因此它們也是安全的。 12 傾斜式液壓式升降平臺重量核算 在畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中要求本傾斜式液壓式升降平臺的總重量不大于130kg，因此要對對高車的重量進行核算，參考文獻[4]和裝配圖，現(xiàn)將傾斜式液壓升降平臺-各部件的重量列入表12-1中 。 表12-1 重量登記表 序號 名 稱 數(shù) 量 重 量 單 件 總 計 1 萬向腳輪 2 1 2 2 螺栓 26 0.05 1.3 3 彈簧墊片 16 0.005 0.08 4 螺母 26 0.01 0.26 5 腳踏式液壓泵 1 8.5 8.5 6 液壓缸 1 4 4 7 油管 1 0.5 0.5 8 定向腳輪 2 1 2 9 液壓缸 1 5 5 10 開口銷 10 0.02 0.2 11 防護套 1 0.05 0.05 12 緊定螺釘 4 0.005 0.02 13 滾珠軸承 2 0.1 0.2 14 導(dǎo)輪套 2 0.1 0.2 15 手推扶桿 1 1.9 1.9 16 卸荷桿 1 0.44 0.44 17 載物平臺 1 10 10 18 支撐梁 2 5.5 11 19 短內(nèi)絞架 2 2 4 20 外絞架 2 3.5 7 21 鉸接軸 1 3 3 22 擋板 1 3 3 23 內(nèi)絞架 2 5 10 24 承重軸 1 3.5 3.5 25 光軸 1 3.5 3.5 26 底座 2 7 14 27 卸荷桿支撐架 1 0.5 0.5 28 導(dǎo)軌 2 7.5 15 29 導(dǎo)輪擋塊 4 0.2 0.8 30 柱塞固定軸套 1 2 2 31 外絞架固定軸 1 2.5 2.5 32 內(nèi)絞架固定軸 2 2.5 5 33 液壓泵固定架 1 3.5 3.5 34 軸端擋板 2 0.2 0.4 經(jīng)計算得液壓傾斜式液壓升降平臺-的總重w=124.85kg＜130kg，故滿足設(shè)計要求。 13 成本核算 13.1成本概念 成本是企業(yè)為生產(chǎn)產(chǎn)品、提供勞務(wù)而發(fā)生的各種經(jīng)濟資源的耗費。生產(chǎn)經(jīng)意過程同時也是資產(chǎn)的耗費過程。例如，為生產(chǎn)產(chǎn)品需要耗費材料、磨損固定資產(chǎn)、用現(xiàn)金向職工支付工資等職工薪酬。 材料、固定資產(chǎn)和現(xiàn)金都是企業(yè)的固定資產(chǎn)。這些資產(chǎn)的耗費，在企業(yè)內(nèi)部表現(xiàn)為一種資產(chǎn)轉(zhuǎn)變成另一種資產(chǎn)，是資產(chǎn)內(nèi)部的相互轉(zhuǎn)變，不會導(dǎo)致企業(yè)所有者權(quán)益的減少，不是經(jīng)濟利益流出企業(yè)，因此不是企業(yè)的費用。 13.2產(chǎn)品生產(chǎn)成本項目 根據(jù)生產(chǎn)特點和管理要求，企業(yè)一般設(shè)立以下3個成本項目： （1） 直接材料 直接材料是指企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)過程中所耗費的直接用于產(chǎn)品生產(chǎn)并購成產(chǎn)品實體店原料、主要材料、外購半成品成品以及有助于產(chǎn)品形成的輔助材料等。 （2） 直接人工 直接人工是指企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)過程中，直接參加產(chǎn)品生產(chǎn)的工人工資以及其他各種形式的職工薪酬。 （3） 制造費用 制造費用是指企業(yè)為生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)而發(fā)生的各項間接費用，包括生產(chǎn)車間管理人員的工資等職工薪酬、折舊費、機物料消耗、勞動保護費等費用。 13.3生產(chǎn)成本的核算 13.3.1直接材料成本的核算 本傾斜式液壓式升降平臺要用到的材料有45號鋼、Q235鋼板、角鋼、8號槽鋼、矩形鋼管、圓形鋼管以及一些標準件，在裝配過程中還要用到焊條，經(jīng)咨詢得各種材料及標準件的價格如下： 45號鋼：3650元/噸；Q235：3180元/噸；槽鋼：3450元/噸；角鋼：3480元/噸；矩形鋼管：3890元/噸；軸承：3元/個 ；螺母：1元/個；螺栓：1元/個；彈簧墊片：1元/個；緊定螺釘：1元/個；腳輪:30元/只；腳踏式液壓泵：750元/臺；油管：20元/米；液壓缸：200元/臺；鋼管：3000元/噸；導(dǎo)輪：1.5元/個； 考慮到材料因加工而造成的損耗，各種自制件的材料的價格都乘上一個系數(shù)，經(jīng)咨詢相關(guān)專業(yè)人士得此系數(shù)為1.2—1.4左右，本文取1.3，根據(jù)表12-7中各種材料的重量和標準件的個數(shù)以及裝配圖中標注的材料得： 直接材料成本=1.3×3.65×10+1.3×3.18×39+1.3×18×3.48+1.3×3.45×11+1.3×3.89×11+1.3×3×3+1150=47.15+161.226+81.432+49.335+55.627+11.7+1150≈1556.5 其中1150為標準件的費用 13.3.2直接人工成本的核算 經(jīng)咨詢得機械行業(yè)工人的工資在大約在2000—2500元左右，本文中取2300元，該廠有100位工人，傾斜式液壓式升降平臺月產(chǎn)量為1000臺，則應(yīng)向每臺對高車攤派230元；經(jīng)咨詢相關(guān)行業(yè)人士知工人的福利（五險一金等)250-300元左右，本文取270元則應(yīng)向每臺傾斜式液壓升降平臺-攤派27元。 所以直接人工成本費為257元/臺。 13.3.3制造成本的核算 經(jīng)咨詢的機械行業(yè)管理人的工資在大約在2500—3000元左右，本文中取2700元，傾斜式液壓升降平臺-月產(chǎn)量為1000臺，設(shè)該廠有10位管理人員，所以每臺攤派27元；攤派折舊費按每臺100元攤派；機物料費按每臺10攤派；勞動保護費按每臺5元攤派；水電費按每臺10元攤派。 所以直接人工成本為152元/臺。 13.4生產(chǎn)成本 由以上可知生產(chǎn)成本＝直接材料成本+直接人工成本+制造成本＝1556.5+257+152＝1965.5元 14 參考文獻 參考文獻 [1] 張占寬．雙剪式液壓升降臺動態(tài)受力分析[J]．林業(yè)機械與木工設(shè)備，1997，(7)：16一l8． [2] 牛書寶．剪式液壓升降臺的相似設(shè)計及油缸推力的確定[J]．木材加工機械，1999，(3)：19—22． [3] 孫新青．重型單片液壓升降臺的設(shè)計與研制[J]．機械研究與應(yīng)用，2005，(6)：75—76． [4] 王棟生，高紅平．剪叉式液壓升降臺的安全設(shè)計[J]．物流技術(shù)與應(yīng)用，2007，(6)：90—92． [5] 曾正明，機械工程材料手冊。北京：機械工業(yè)出版社。2004 [6] 艾云龍，工程材料及成型技術(shù)。北京：科學出版社。2007 [7] 劉鴻文，材料力學。北京：高等教育出版社。2004 [8] 馮開平，左宗義。畫法幾何與機械制圖。廣州：華南理工大學出版社。2005 [9] 寥念釗，莫雨松。互換性與測量技術(shù)。北京：中國計量出版社。2007 [10] 王昆，何小柏，汪信遠。機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計。北京：高等教育出版社。1995 [11] 劉新德，袖珍液壓氣動手冊。北京：機械工業(yè)出版社。2004 [12] 濮良貴，紀名剛。機械設(shè)計。北京：高等教育出版社。2006 [13] 孫恒，陳作模，葛文杰。機械原理。北京：高等教育出版社。2006 [14] 左鍵民主編，液壓與氣壓傳動。北京：機械工業(yè)出版社，2008。 [15] 楊黎明主編，機械零件設(shè)計手冊。北京：國防工業(yè)出版社，1996。 [16] 徐灝主編，機械設(shè)計手冊。北京：機械工業(yè)出版社，1995.12。 [17] 周元康、林昌華、張海兵主編.機械設(shè)計課程設(shè)計.重慶：重慶大學出版社，2001。 [18] 吳又南、劉雙發(fā)主編.滾動軸承應(yīng)用技術(shù)手冊.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1995。 [19] 饒振剛主編.行星輪齒輪傳動系統(tǒng)。北京：化學工業(yè)出版社，2002。 [20] 何慶。機械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)與范例。北京：化學工業(yè)出版社，2008. [21] 孫波。機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典。西安：西安電子科技大學出版社，2008. [22] 歐陽周。畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計說明書寫作指南。長沙：中南工業(yè)大學出版社，1996. [23] 歐陽周，劉道德。理工類學生專業(yè)論文導(dǎo)寫。長沙：中南工業(yè)大學出版社，2000。 [1] Uchikawa T. Mechanical Amplification Mechanism Combined with Piezoelectric Elements. US Patent 1986. [2] May Jr., William G. Piezoelectric Electromechanical Translation Apparatus. US Patent No 1975. 15 致謝 致謝 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我全面系統(tǒng)的理解了大裝備的設(shè)計方法和設(shè)計步驟?；仡櫛敬萎厴I(yè)設(shè)計，感慨頗多！從理論到實踐，苦多于甜！但我從中也學到了很多課本上學不到的知識，而且還可以鞏固以前所學到的知識。 在設(shè)計過程中不時會遇到些自己解決不了的問題，擋住前進的步伐，我通過查閱相關(guān)書籍，以及在指導(dǎo)老師袁寧老師的幫助下，問題都迎刃而解。 在此，我感謝帶我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師袁寧老師，每次問問題他始終耐心回答我的所有問題，在整個設(shè)計過程中他都給予了我悉心的指導(dǎo)。為了使我明白手動液壓傾斜式液壓升降平臺-的整體構(gòu)造和形狀，袁老師建議我們到市場上去調(diào)查調(diào)查，在調(diào)查的過程中我們又學到了許多新的知識，再次感謝袁老師的悉心指導(dǎo)！ 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的同學們，他們在本次設(shè)計中給予了我很大的支持和鼓勵。 最后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下了良好的機械專業(yè)知識基礎(chǔ)，最后要感謝學校圖書館給了我大量幫助。 40