液压千斤顶的设计

2012年新乡学院毕业论文12012级毕业设计液压千斤顶的设计专业机械制造与自动化班级12级机制专学号1201010036学生姓名李闯指导教师胡宾伟2012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2012年新乡学院毕业论文3Abstract:Hydraulicdriveistoliquidpressurecanforworkofdriveway，itsworkprincipleismachinerycanandhydrauliccanofmutualconversion,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-4目录1.液压千斤顶的总体设计案………………………………………………61.1液压千斤顶原理图……………………………………………………61.2液压千斤顶的组成……………………………………………………71.3液压传动的优缺点……………………………………………………72.液压千斤顶的计算与说明………………………………………………82.1大液压缸设计…………………………………………………………81．液压缸主要参数及尺寸的确定…………………………………………82．相关计算及验证…………………………………………………………93．液压缸的推力和流量计算………………………………………………94．大液压缸的流量计算……………………………………………………95．液压缸长度及壁厚的确定………………………………………………106．液压缸外径的计算………………………………………………………117．液压缸进出油口尺寸的确定……………………………………………118.液压缸结构设计…………………………………………………………119.油箱的结构设计及防噪…………………………………………………142.2小液压缸的设计………………………………………………………161.缸底厚度的计算…………………………………………………………162.小液压缸的推力计算……………………………………………………163.小液压缸的流量计算……………………………………………………174.活塞杆直径的验算………………………………………………………175.小液压缸壁厚及长度的确定……………………………………………176.液压缸外径的计算………………………………………………………187.油口尺寸…………………………………………………………………188.小液压缸的结构设计……………………………………………………189.其他部件的选用…………………………………………………………182.3油箱油管及液压阀的设计……………………………………………221.油管………………………………………………………………………222．液压控制阀的设计………………………………………………………223.阀的选取…………………………………………………………………232012年新乡学院毕业论文-53．液压千斤顶常见的故障与维修………………………………………23致谢……………………………………………………………………26参考文献………………………………………………………………272012年新乡学院毕业论文-61.液压千斤顶的总体设计方案1.1液压千斤顶原理图液压传动方案：大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔密封容积增大形成局部真空时，单向阀9打开，油箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，2012年新乡学院毕业论文-7完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。如将放油阀2旋转90°（在实物上放油阀旋转角度是可以改变的），活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程,这就是液压千斤顶的工作过程。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。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a.液压传动的优点1)液压传动能方便的实现无极调速，调速范围大速度范围最大可达1:2000（一般为1:100）且能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度.2)在相同功率情况下，液压传动的能量元件的体积小，重量较轻。3)工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁幻向且操纵控制简便，自动化程度，容2012年新乡学院毕业论文-8易实现过载保护。4)液压元件易于实现标准化、系列化、通用化。b.液压传动的缺点1)使用液压传动中的泄露和液体可压缩性使传动比无法保证严格的传动比。2)液压传动有较高的能量损失（泄漏损失，摩擦损失等），故传动效率不高，不易做远距离传动。3)液压故障不容易找出原因。4)对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。5)液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平。6）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。总的来说，液压传动的优点是十分突出的，它的缺点将随着科学技术的发展而逐渐得到克服。2.液压千斤顶的计算与说明2.1大液压缸设计1．液压缸主要参数及尺寸的确定（1）工作负载的计算式：mftRRRR(2-1)nwtRRR(2-2)式中，wR：液压缸轴线方向上的外作用力（N）Rn：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：液压缸的工作负载因此，大液压缸参数：外作用力：50000105000WR摩擦力：NfGRf10000500002.02012年新乡学院毕业论文-9惯性力：7.4166]1.0)060/5[()1050000(amRm（设其杆上升的速度为5m/s），总负载力为：NRRRRmft7.641667.41661000050000。（2）液压缸工作压力的选定由以上得到工作负载R，再根据液压缸工作压力表得系统压力为63MPa。2．相关计算及验证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：mmd3614010514.37.641664mmD504023．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）(2-5)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：NP79128)1040(4兀1063236。4．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。Q=AV式中，V：液压缸工作速度，A：液压缸有效工作面积，min/628.0000628.05.0)1040(4兀23LP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2012年新乡学院毕业论文-10P：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i：活塞杆的横截面积，4di710)480.0(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：dPdAFaCF6210355)4π/(7.64166/所以取mmd405．液压缸长度及壁厚的确定液压缸的长度一般由工作行程长度确定，但还要注意制造工艺性和经济性，一般l(10-30)D。,l是液压缸长度，D。：是缸体外径。液压缸壁厚的计算一般，低压系统用的液压缸都是薄壁缸，缸壁可用下式计算：）（mDPp])[2/(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MPaPn63所以用，MPaPn16MPaPPnp75.7825.163125002012年新乡学院毕业论文-11由上述已算出D=45mm,经查得A3钢得过且过Pano6101205/600/][则014765625.0)101202/(045.01075.78])[2/(66DPp液压缸壁厚度为mm5.12。6．液压缸外径的计算由mmDD705.1224520，由上面可以知液压缸的长度过l(10-30)D，所以，到l=132mm。7．液压缸进出油口尺寸的确定液压缸进出油口尺寸，是根据油管内平均压力管路内的最大平均流速控制在4—5m/s以内，过大会造成压力损失剧增，而使回路效率下降，并不会引起气蚀、噪音、振动等，因此油口不宜过小，但是也要注意结构上的可能。选定进出口油口尺寸，法兰接头为20mm。综合上述的计算，可得大液压缸参数的综合如表2—2所示。表2-2大液压缸的综合参数表项目大缸筒外径大活塞杆直径进出油口连接压力（50000N）（mm）（mm）公称直径（mm）接头连接大缸筒内径45（mm）704020M22×1.58.液压缸结构设计(1）最小导向长度的确定HL