液压升降机油路图_液压升降机毕业设计

毕 业 设 计（论文） （说 明 书） 题 目：
液压升降机设计 姓 名：
编 号：
XX职业技术学院 年 月 日 XX职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 姓名 专业 任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目：
A． 编制设计 B． 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系(部)主 任 年 月 日 XX职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：
专题（论文）题目：
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答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。

答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）：
答辩委员会副主任（签字）：
答辩委员会委员：
， ， ， ， ， ， XX职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 页 共 页 学生姓名：
专业 年级 毕业设计（论文）题目：
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（签字） 年 月 日 成 绩：
系（科）主任：
（签字） 年 月 日 毕业设计（论文）及答辩评语：
液压升降机设计 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 目 录 摘 要. ....................................................................1 第一章 升降机的发展情况. ..............................................4 1.1升降机在生产和生活中的作用和意义. ..............................4 1.2升降机国内外的研究发展情况. ...................................5 1.2.1国内发展情况. ..............................................5 1.2.2世界升降机发展状况和发展趋向....................................5 第二章 升降机的工艺参数和工况分析. .............................6 2.1 升降机的工艺参数. ...........................................6 2.2升降机工况分析. ...............................................6 第三章 升降机机械机构的设计和计算. .............................7 3.1 升降机机械结构形式和运动机理. ................................7 3.1.1 机械结构型式. .............................................7 3.1.2 升降机的运动机理. .........................................................8 3.2 升降机的机械结构和零件设计. ....................................9 3.2.1 升降机结构参数的选择和确定. ................................................9 3.2.2 升降机支架和下底板结构的确定. .............................................14 第四章 液压系统的设计要求. ..........................................14 第五章 液压系统方案的选用. .................................................14 5.1油路循环方式的分析和选择. .................................................15 5.2开式系统油路组合方式的分析选择. ....................................16 5.3调速方案的选择. ....................................................16 5.4液压系统原理图的确定. ..............................................16 第六章 液压元件的选用. .......................................................20 6.1 油泵和电机选择.............................................................20 6.1.1泵的额定流量和额定压力.....................................................20 6.1.2 电机功率的确定. ..........................................................21 6.1.3 联轴器的选用…………………………………………………………………………..…….21 6.2 控制阀的选用................................................................24 6.2.1 压力控制阀. ...............................................................24 6.2.2 流量控制阀. ...............................................................25 6.2.3 方向控制阀. ..............................................................25 6.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算. .................................26 6.3.1 管路. .....................................................................26 6.3.2 过滤器的选择. ............................................................27 6.3.3 辅件的选择. ...............................................................28 6.4 液压元件的连接.............................................................28 6.4.1 液压装置的总体布置. .......................................................28 6.4.2液压元件的连接.............................................................29 6.5 油箱及附件.........................................................30 6.5.1 油箱的容积................................................................30 6.5.2 按使用情况确定油箱容积. ...................................................30 6.5.3 按系统发热和散热计算确定油箱容量. ........................................31 第七章 液压缸的选用. ..................................................34 7.1 缸筒. ......................................................................34 7.1.1 缸筒与缸盖的连接形式. .....................................................34 7.1.2 强度计算. ................................................................35 7.1.3缸筒材料及加工要求. ........................................................36 7.1.4 缸盖材料及加工要求. .......................................................37 7.2活塞和活塞杆. ...............................................................37 7.2.1 活塞和活塞杆的结构形式. ...................................................37 7.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求.................................................38 7.3 活塞杆导向套..............................................................39 7.4 进出油口尺寸的确定.......................................................39 7.5 密封结构的设计选择.......................................................39 第八章 液压泵站的选用.................................................33 8.1 液压泵站的组成及分类.....................................................33 8.2 液压泵站的选用............................................................33 第九章 液压系统性能验算...............................................40 参考文献. ................................................................43 致谢. .....................................................................44 第1章 升降机的发展情况 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60～70年代世界市 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。

第二章 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：200 mm 最大起升高度：1500mm 最大高度：1700mm 平台尺寸：4000x2000mm 电源：380v,50Hz 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。

第三章 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，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：
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：
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。

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。

设()，则1、2、3、4支架的长度可以确定为,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高度达到，其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下：
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：
. 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, =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。选取最佳组合值便可以满足设计要求。

（1） =0.4 支架长度为h=2-x/2=1.8m =h/2=0.9m 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：
= 联合上述方程求得：
t=0.355m l=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） =0.6 支架长度为=2-x/2=1.7m =h/2=0.85m 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：
= 联合上述方程求得：
t=0.32m l=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） =0.8 支架长度为=2-x/2=1.6m =h/2=0.8m 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：
= 联合上述方程求得：
t=0.284m l=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 图3.7x=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 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：
t=0.32m. l=0.53m, h=1.7m 3.2.2 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：
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，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为=,截面面积为：
，理论重量为，抗弯截面系数为。

其质量分别为：
4根16号热轧槽刚的质量为：
6根10号热轧槽刚的质量为：
菱形汽车钢板质量为：
（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：
F汽车钢板和额定载荷重力之和。

N l 载荷的作用长度。m,沿长度方向为16m,宽度方向为12m. 其中 带入数据得：F=29604N 沿长度方向有：
带入数据有：
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 将N带入上式中：
根据受力图，其弯矩图如下所示：
AB段：
=1850-925 （） BC段：
=3700x-3145-925 （） CD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 ：
根据弯曲强度理论：
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 钢的屈服极限 n 安全系数 n=3 代入数据：
= 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：
弯矩如下：
FA段：
() =925 AB段：
() = 　BC段：
() 　　　　　　　　= CD段与AB段对称，AF段和DE段对称. 图3.11升到最高点弯矩图 由弯矩图可知该过程中的最大弯矩为 ：
根据弯曲强度理论：
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 第四章 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0~~~2500Kg，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. 第五章 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表：
表7.1 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。

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，开始系统刚好能满足上述要求。

油源回路的原理图如下所示：
图7.1 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。

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：
第六章 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：
式中：
泵的输出流量 K 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 n 执行元件个数 代入数据：
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：
（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 式中：
泵的工作压力 Pa 执行元件的最高工作压力 Pa 进油路和回油路总的压力损失。

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管路比较复杂的系统可以取。

代入数据：
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，取其额定压力为4。

6.1.2 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：
式中：
P 液压泵的实际最高工作压力 Pa q 液压泵的实际流量 液压泵的输入功率 液压泵向系统输出的理论流量 液压泵的总效率 见下表 液压泵的机械效率 换算系数 代入数据：
表4.1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 ，取电机的功率为4。

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：
额定功率：4 满载时转速：
电流：
效率：
85.5% 净重：
45Kg 额定转矩：
电机的安装形式为 型，其参数为：
基座号：112M 极数：4 国际标准基座号：
液压泵为三螺杆泵，其参数如下：
规格：
标定粘度：
10 转速：
2900 压力：
4 流量：
26.6 功率：
4 吸入口直径：
mm 25 排出口直径：
mm 20 重量：
Kg 11 允许吸上真空高度：
m() 5 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。

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. 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。

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：
式中：
需用转矩，见各连轴器标准 驱动功率 工作转速 工况系数 取为1.5 代入数据：
据此可以选择连轴器的型号如下：
名称：
挠性连轴器弹性套柱销连轴器 许用转矩：
许用转速：
4700r/min 轴孔直径：
轴孔长度：
Y型：
L=42mm , D=95mm 重 量：
1.9Kg 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，相关参数如下：
型号：DBDS6G10 最低调节压力：5MPa 流量：
40L/min 介质温度：
6.2.2 流量控制阀 流量控制阀的选用原则如下：
压力：系统压力的变化必须在阀的额定压力之内。

流量：通过流量控制阀的流量应小于该阀的额定流量。

测量范围：流量控制阀的流量调节范围应大于系统要求的流量范围，特别注意，在选择节流阀和调速阀时，所选阀的最小稳定流量应满足执行元件的最低稳定速度要求。

该升降机液压系统中所使用的流量控制阀有分流阀和单向分流阀，单向分流阀的规格和型号如下：
型号：
FDL-B10H 公称通径：10mm 公称流量: P,O口 40L/min A，B口 20L/min 连接方式：管式连接 重量：4Kg 分流阀的型号为：FL-B10 其余参数与单向分流阀相同。

6.2.3 方向控制阀 方向控制阀的选用原则如下：
压力：液压系统的最大压力应低于阀的额定压力 流量：流经方向控制阀最大流量一般不大于阀的流量。

滑阀机能：滑阀机能之换向阀处于中位时的通路形式。

操纵方式：选择合适的操纵方式，如手动，电动，液动等。

方向控制阀在该系统中主要是指电磁换向阀，通过换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断。所选择的换向阀型号及规格如下：
型号：4WE5E5OF 额定流量：15L/min 消耗功率：26KW 电源电压：
工作压力：A.B.P腔 T腔：
重量：1.4Kg 6.3 管路，过滤器，其他辅助元件的选择计算 6.3.1 管路 管路按其在液压系统中的作用可以分为：
主管路：包括吸油管路，压油管路和回油管路，用来实现压力能的传递。

泄油管路：将液压元件泄露的油液导入回油管或邮箱. 控制管路：用来实现液压元件的控制或调节以及与检测仪表相连接的管路。

本设计中只计算主管路中油管的尺寸。

（1）吸油管尺寸 油管的内径取决于管路的种类及管内液体的流速，油管直径d由下式确定：
式中：
d 油管直径 mm Q 油管内液体的流量 油管内的允许流速 对吸油管，取 ，本设计中取：
代入数据：
取圆整值为：
（2）回油管尺寸 回油管尺寸与上述计算过程相同：，取为 代入数据：
取圆整值为：
（3）压力油管 压力油管：
，本设计中取为：
代入数据：
取圆整值为：
（4）油管壁厚：
升降机系统中的油管可用橡胶软管和尼龙管作为管道，橡胶软管装配方便，能吸收液压系统中的冲击和振动，尼龙管是一种很有发展前途的非金属油管，用于低压系统，压力油管采用的橡胶软管其参数如下：
内径：
10mm 外径：
型 17.5-19.7mm 工作压力：型 16 最小弯曲半径：130mm 6.3.2 过滤器的选择 过滤器的选择应考虑以下几点：
(1)具有足够大的通油能力，压力损失小，一般过滤器的通油能力大于实际流量的二倍，或大于管路的最大流量。

(2)过滤精度应满足设计要求，一般液压系统的压力不同，对过滤精度的要求也不同，系统压力越高，要求液压元件的间隙越小，所以过滤精度要求越高，过滤精度与液压系统压力的关系如下所示：
表 4.2 过滤精度与液压系统的压力关系 （3）滤芯应有足够的强度，过滤器的实际压力应小于样本给出的工作压力。

（4）滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下长期工作。

根据上述原则，考虑到螺杆泵的流量，选定过滤器为烧结式过滤器，其型号及具体参数如下所示：
型号：
流量：
过滤精度：
接口尺寸：
工作压力：
压力损失: 生产厂:北京粉末冶金二厂 6.3.3 辅件的选择 （1） 温度计的选择 液压系统常用接触式温度计来显示油箱内工作介质的温度，接触式温度计有膨胀式和压力式。本系统中选用膨胀式，其相关参数如下：
型号：
测量范围：，， 名称：内表式工业玻璃温度计 （2） 压力表选择 压力表安装于便于观察的地方。其选择如下：
型号：Y-60 测量范围：
名称：一般弹簧管压力表 生产厂：上海宜川仪表厂 6.4 液压元件的连接 6.4.1 液压装置的总体布置 液压装置的总体布置可以分为几种式和分散式两种。

集中式布置是将液压系统的油源、控制及调节装置至于主机之外，构成独立的液压站，这种布置方式主要用于固定式液压设备。其优点是装配、维修方便，从根本上消除了动力源的振动和油温对主机的影响。本液压系统采用集中式布置。

6.4.2液压元件的连接 液压元件的连接可以分为管式连接、板式连接，集中式连接三种。这里介绍整体式连接中的整体式阀板。它是本液压系统中将要采用的连接方式。

整体式阀板的油路是在整块板上钻出或用精密铸造铸出的，这种结构的阀板比粘合式阀板可靠性好，应用较多，但工艺较差，特别是深孔的加工较难。当连接元件较多时，各孔的位置不易确定。它属于无管连接，多用于不太复杂的固定式机械中。

采用整体式阀板时，需要自行设计阀板，阀板的设计可参考相关资料。

6.5 油箱及附件 油箱在系统中的主要功能为：储存系统所需要的足够的油液;散发系统工作时产生的一部分热量，分离油液中的气体及沉淀污物。

6.5.1 油箱的容积 油箱容积的确定是设计油箱的关键，油箱的容积应能保证当系统有大量供油而无回油时。最低液面应在进口过滤器之上，保证不会吸入空气，当系统有大量回油而无供油时或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不致溢出。

6.5.2 按使用情况确定油箱容积 初始设计时，可依据使用情况，按照经验公式确定油箱容积：
式中: 油箱的容积 液压泵的流量 经验系数 见下表 表5.1 行走机械 低压系统 中压系统 锻压系统 冶金机械 1—2 2—4 5—7 6—12 10 本升降机为为中压系统，取=5，则油箱的容量可以确定为: 6.5.3 按系统发热和散热计算确定油箱容量 油箱中油液的温度一般推荐为30-50，最高不超过65，最低不低于15，对于工具机及其它装置，工作温度允许在40-55。

（1）油箱的发热计算 液压泵的功率损失：
式中：
P 液压泵的输入功率 KW 液压泵的实际输出压力 Pa 液压泵的实际输出流量 液压泵的效率，该系统中为螺杆泵， 代入数据：
（2） 阀的功率损失 其中以泵的流量流经溢流阀时的损失为最大：
式中：
P 溢流阀的调整压力 Pa q 经过溢流阀流回油箱的流量 代入数据：
（3） 管路及其它功率损失 此项损失包括很多复杂因素，由于其值较小，加上管路散热等原因，在计算时常予以忽略，一般可取全部能量的0.03-0.05，即 取 系统的总功率损失为：
（4） 邮箱的容积计算 环境温度为时，最高允许温度为的油箱，其最小散热面积为：
设油箱的长宽高之比为1:1:1---1:2: 3时，油箱中油面高度达到油箱高度的0.8时，靠自然冷却时系统温度保持在最高温度以下，散热面积用该式计算：
令 =， 得油箱最小体积为：
代入数据: =118L 根据手册就可以进行油箱的选取. 第七章 液压缸的结构设计 液压缸是将液压系统的压力能转化为机械能的装置，在该升降机系统中，液压缸将活塞杆的伸缩运动通过一系列的机械结构组合转化为平台的升降，实现升降机升降。

7.1 缸筒 7.1.1 缸筒与缸盖的连接形式 缸筒与刚盖的连接形式如下：
缸筒和前端盖的连接采用螺栓连接，其特点是径向尺寸小，重量轻，使用广泛，端部结构复杂，缸筒外径需加工，且应于内径同轴，装卸需要用专门的工具，安装时应防止密封圈扭曲。

图7.1缸筒与前端盖的连接图 缸盖与后端盖的连接采用焊接形式，特点为结构简单尺寸小，重量轻，使用广泛，缸筒焊后可能变形，且内径不易加工。

图7.2缸盖与后端盖的连接图 7.1.2 强度计算 （1）缸筒底部强度计算 缸筒底部为平面时， 可由下式计算厚度：
式中：
缸筒底部厚度 m 缸筒内径 m 筒内最大工作压力 缸筒材料的许用应力 代入数据：
= 缸筒底部厚度应根据工艺要求适当加厚，如在缸筒上设置油口或排气阀，均应增大缸筒底部厚度。

(2) 缸筒连接螺纹的计算 当缸筒与刚盖采用螺纹连接时，钢筒螺纹处的强度按下式进行校核：
螺纹处的拉应力：
螺纹处的切应力：
合成应力：
式中：
缸筒直径 m 缸筒底部承受的最大推力 N 螺纹小径 m 拧紧螺纹的系数 不变载荷取=1.25-1.5 ，变载荷取=2.5—4 螺纹连接的摩擦系数 =0.07—0.2，通常取0.12 材料的屈服极限 35钢正火=27 代入数据：
合成应力为：
7.1.3缸筒材料及加工要求 缸筒材料通常选用20、35、45号钢，当缸筒、缸盖、挂街头等焊接在一起时，采用焊接性能较好的35号钢，在粗加工之后调质。另外缸筒也可以采用铸铁、铸钢、不锈钢、青铜和铝合金等材料加工。

缸筒与活塞采用橡胶密封圈时，其配合推荐采用，缸筒内径表面粗糙度取，若采用活塞环密封时，推荐采用配合，缸筒内径表面粗糙度取。

缸筒内径应进行研磨。

为防止腐蚀，提高寿命，缸筒内表面应进行渡鉻，渡鉻层厚度应在30-40，渡鉻后缸筒内表面进行抛光。

缸筒内径的圆度及圆柱度误差不大于直径公差的一半，缸体内表面的公差度误差在500mm上不大于0.03mm。

缸筒缸盖采用螺纹连接时，其螺纹采用中等精度。

7.1.4 缸盖材料及加工要求 缸盖材料可以用35，45号钢，或ZG270-500，以及HT250，HT350等材料。

当缸盖自身作为活塞杆导向套时，最好用铸铁，并在导向表面堆镕黄铜，青铜和其他耐磨材料。当单独设置导向套时，导向材料为耐磨铸铁，青铜或黄铜等，导向套压入缸盖。

缸盖的技术要求：与缸筒内径配合的直径采用，与活塞杆上的缓冲柱塞配合的直径取，与活塞密封圈外径配合的直径采用，这三个尺寸的圆度和圆柱度误差不大于各自直径的公差的一半，三个直径的同轴度误差不大于0.03mm。

7.2活塞和活塞杆 7.2.1 活塞和活塞杆的结构形式 活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，本设计中选用形式如下：
图7.3活塞的结构形式图 7.2.2 活塞、活塞杆材料及加工要求 （1） 活塞材料及加工要求 有导向环的活塞用20，35或45号钢制成。

活塞外径公差，与活塞杆的配合一般为，外径粗糙度，外径对活塞孔的跳动不大于外径公差的一半，外径的圆度和圆柱度不大于外径公差的一半。

活塞两端面对活塞轴线的垂直度误差在100mm上不大于0.04mm。

（2） 活塞杆及加工要求 活塞杆常用材料为35、45号钢。

活塞杆的工作部分公差等级可以取，表面粗糙度不大于，工作表面的直线度误差在500mm上不大于0.03mm。

活塞杆在粗加工后调质，硬度为，必要时可以进行高频淬火，厚度0.5-1mm，硬度为。

7.3 活塞杆导向套 活塞杆导向套装在液压缸有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性，外侧装有防尘圈，以防止活塞杆内缩时把杂质，灰尘及水分带到密封装置，损坏密封装置。

导向套的结构有端盖式和插件式两种，插件式导向套装拆方便，拆卸时不需要拆端盖，故应用较多。本设计采用端盖式。结构见装配图。

导向套尺寸主要是指支撑长度，通常根据活塞杆直径，导向套形式，导向套材料的承压能力，可能遇到的最大侧向负载等因素确定。一般采用两个导向段，每段宽度均为，两段中间线间距为，导向套总长度不宜过大，以免磨擦太大。

7.4 进出油口尺寸的确定 进出油口尺寸按照下式确定：
式中：
流经液压缸的最大流量 油液进入液压缸是的流速 代入数据：
根据GB2878-81油口连接螺纹尺寸，取M12x1.5螺纹连接。

7.5 密封结构的设计选择 活塞和活塞杆密封均采用O形密封圈，其具体标准采用GB3452.3-88密封沟槽设计准则和GB3452.1-82和GB3452.3-88液压气动用O形密封圈。

第八章 液压泵站的选择 液压泵战是液压系统的动力源，它向系统提供一定的压力，流量和清洁的工作介质，是液压系统的重要组成部分，液压泵站适用于主机与液压装置可以分离的各种液压机械上。

8.1 液压泵站的组成及分类 液压泵站按其泵组的布置方式有上置式，柜式，非上置式三种。其中上置式又包括立式和卧式两种。非上置式包括整体式和分离式两种，泵组布置在油箱之上的上置式液压泵站，当电机采用立式安装，液压泵置于油箱之内时，称为立式液压泵站，本液压系统即采用该种泵站作为动力源，它具有结构紧凑，占地小，广泛应用于中小功率液压系统中的特点。

液压泵站通常有以下五个相对独立的单元组合而成，它们是泵组，油箱组件，控温组件，蓄能器组件，及过滤器组件，实际应用中可以根据不同的要求进行取舍。

泵组由液压泵，原动机，连轴器，传动底座，管路附件等组成。

油箱用于储存系统所需要的足够的油液，散发系统产生的热量，以及分离油液中的气体沉淀污染物。

控温组件有升温和降温两种组件组成，当液压系统的自身热平衡不能使工作介质处于合适的温度范围内时，应在液压系统中设置控温组件，使介质温度始终处于可控的范围内。

蓄能器组件通常由蓄能器，控制装置，支撑台架等部件组成的。

过滤器组件的作用是从液体中分离出非溶性固体颗粒，防止颗粒污染物对液压元件的摩擦和堵塞小截面流道，防止油液本身的劣化变质。

8.2 液压泵站的选择 所选择的液压泵站为UZ系列为性液压泵站，是由电动机泵组，油箱，液压阀集成块等组成的小型液压动力源。其电机全部立式安装在油箱上。

第九章 液压系统性能验算 液压系统性能估算的目的在于评估设计质量。估算内容一般包括：系统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。对于大多数要求一般的系统来讲，只采用一些简化公式进行验算，定性说明情况。

（1） 系统压力损失验算 系统压力损失包括管道内沿程损失和局部损失以及法类元件的局部损失之和，计算时不同的工作阶段要分开来计算，回油路上的压力损失要折算到进油路上去，因此某一阶段的系统总的压力损失为：
式中：
系统进油路的压力总损失 系统回油路的压力总损失 现在根据上式计算液压系统工作过程中的压力损失。

液压油在管内的流速：
根据油管尺寸的计算项目，取 则雷诺数：
可见液流为层流。

摩擦阻力系数：
管子当量长度及总长度：标准弯头2个 所以：
进油路的压力损失为：
各阀的压力损失为：
分流阀：
0.6 换向阀为：0.04 油路的总压力损失为：
由此得出液压系统泵的出口压力为：
（2） 系统的总效率验算 液压泵的总效率与液压泵的总效率，回路总效率及执行元件的效率有关，其计算式为：
回路效率：
同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量的乘积之和 同时供油的液压泵的工作压力与输出流量乘积之和 根据上式有：
液压系统总效率为：
参考文献 [1] 雷天觉主编 《新编液压工程手册》 北京：北京理工大学出版社 1998. [2] 黄宏甲、黄谊、王积伟主编 《液压与气压传动》 北京：机械工业出版社 2001Pedrycz [3] 刘连山主编 《流体传动与控制》 北京：人民交通出版社 1983 [4] 张利平、邓钟明主编 《液压气动系统设计手册》 北京：机械工业出版社1997 [5] 成大先主编 《机械设计手册》 第三版第三卷 化学工业出版社 2001 [6] 成大先主编 《机械设计手册》 第四版第四卷 化学工业出版社 2002 [7] 路甬祥主编 《液压气动设计手册》 北京：机械工业出版社 2003 致谢 历时十几周的毕业设计在紧张有序中即将结束，回忆这个过程这段经历，感觉收益多多。

当我初涉设计时，主、客观问题层出不穷，按着设计计划，设计思路有序地进行，围绕升降机该题目，既了解了升降机的有关规范，又涉及到了专业知识，加强了自己的专业，拓宽了知识面。

当无数次的奔波于图书馆，设计教室时，发现设计不仅仅是设计，还包括了实践、耐心、耐力、毅力。这也是学校、老师让我们设计的目的所在。

设计即将结束了，体会了、学到了。在此我感谢学校给与我的培育之恩，老师的教育之情，更由衷地感谢，我本次设计的指导老师——高大中老师，感谢高老师的细心指导。