升降舞台液压系统设计

升降舞台液压系统设计,升降,舞台,液压,系统,设计 毕业设计（论文）中期报告 题目：升降舞台液压系统设计 撰写内容要求： 1. 设计（论文）进展状况： 在开题报告的基础上，进一步搜集升降舞台的相关资料，对升降舞台液压系统有了更加明确地认识，通过查资料上网等查找了相关的外文文献并完成了相关的外文文献翻译工作。 确定升降舞台液压系统的方案：舞台重量4000Kg,舞台升降速度0.3~0.5m/s，升降舞台是往复短行程直线运动，所以根据它的往复运动选择它的执行元件，执行元件类型为活塞缸（A1=2A2)。 此次设计中是将液压传动技术应用于舞台的升降中，升降舞台的升降功能是由4根液压缸顶升叉架完成，4根液压缸的同步由带补正装置的同步回路完成。该升降台主要有两部分组成：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。 如图1所示即为单个升降舞台的基本结构形式，其中1是工作平台，2是活动铰链，3为固定铰链，4为支架，5是液压缸，6为底座。4（支架）主要起支撑作用和运动转化形式的作用，一方面支撑舞台的载荷，一方面通过其铰接将液压缸的伸缩运动转化为舞台的升降运动，1（工作平台）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，它不仅承担着整个舞台的重量，而且能将作用力传递到地基上。通过这些机构的相互配合，实现升降舞台的稳定和可靠运行。两支架在0点铰接，支架的一端分别固定在平台和底座上，另一端采用滚轮滑动，通过活塞杆的伸缩和铰接点0的作用实现舞台升降平稳。而且该机构要求基坑较浅，从而可以节约投资，液压缸左右对称布置，工作时总体水平方向上受到的合力为零，使得台面水平方向不发生运动，只是垂直方向的往复运动。 图1 升降舞台结构简图 2.确定液压系统的工作要求 根据工作要求，确定该系统的工作循环为：快速前进——工进——工退——原位停止，根据具体加工求计算得出：快速前进时的速度为4500mm/min(0.075m/s)，工作进给时的速度应在20~120mm/min(0.0003~0.002m/s)范围内作无级调速，台面最大工进行程为3m,工退行程为3m，运动部件自身重为4t，启动换向时间为△t=0.05s,系统竖直放置的垂直导轨的静摩擦系数为fs=0.2,动摩擦系数为fk=0.1,油缸机械效率ηcm取为0.9。 分析液压系统给的工况 启动加速阶段： F=(Fs+Fi)/ηcm=(fsG+G△v/g△t)/ηcm =(0.2×39200+39200×0.075/9.8×0.05)/0.9 =8877.78N 工进阶段： F=Fw/ηcm=39200×0.1/0.9=4355.56N 工退阶段： F= Fw/ηcm=39200×0.1/0.9=4355.56N 表1液压系统在各阶段的速度与负载 阶段 速度v(m/s) 负载F/N 启动加速 0.075 8877.78 工进 0.0003~0.002 4355.56 工退 0.0003~0.002 4355.56 确定液压缸的主要参数 (1)初选液压缸的工作压力 表2 按负载选择压力 负载（KN） <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作压力/mpa <=1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 >5 表3按设备类型选择系统工作压力 设备类型 机床 农业机械，小型工程机械，建筑机械，液压凿岩机 液压机，大中型挖掘机，重型机械，起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力/mpa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 由计算得出各阶段负载的最大值查表2和表3，取液压缸的工作压力为0.8MPa。 (2)确定液压缸的主要结构参数 表4液压缸参考背压 系统类型 背压 Pb×105/Pa 回油路上有节流阀的调速系统 2~5 回油路上有调速阀的调速系统 5~8 回油路上装有背压阀 5~15 带补油泵的闭式回路 8~15 根据表2得最大负载为启动加速阶段负载：F=4355.56N,液压缸压力为0.8mpa，且为了防止负载的突然消失，改液压缸采用背压，则参照表4，选背压为P2=0.6mpa。则： A===0.0091696（m2） 则活塞直径： D===0.10808m 式中：D—活塞杆直径缸、筒内径，单位为m F—无杆腔推力，单位为N P—工作压力，单位为MPa —液压缸机械效率，取=0.95 查设计手册，液压缸内径系列将所计算的值圆整为标准值，取D=110mm。 活塞杆直径的确定 活塞杆直径根据受力情况和液压缸的结构形式来确定由参考文献[8]可知： 受拉时： （3-1） 受压时：， （3-2） ， （3-3） ， （3-4） 为了实现快进与快退速度相同，采用差动连接，则d=0.707D, d=0.707*110=71mm 计算液压缸无杆腔有效工作面积为: ===94.99 ===38.47 假定工作进给采用调速阀调速，查产品样本，调速阀最小稳定流量为Qmin=0.05L/min,因为工作进给最小速度为Vmin=20mm/min, 则Qmin/Vmin=0.05×10³×10/20=25cm²＜A2＜A1 因此能满足低速稳定性要求。 舞台是有四个液压缸支撑的，所以四个液压缸的型号是一样的，即他们参数相同。 图2 拟定液压系统原理图 1液压缸；2过滤器；3温度计；4液位计；5电机；6液压泵； 7溢流阀；8压力表；9分流阀；10、11三位四通电磁换向阀； 12、15单项节流阀；13、14节流阀；16、17、18、19液压缸； 20二位二通电磁换向阀；21调速阀 2.存在问题及解决措施 (1)起初不能对升降舞台有明确的认识。在指导老师的指导下，以及在相关资料的辅助下，逐渐明白。 （2） 在英文翻译过程中，不懂一些术语，以至不能正确翻译其意思。通过阅有关资料以及询问，能够按时地完成翻译工作。 （3） 在刚开始根据升降舞台液压系统的方案的确定而选液压缸参数的时候不知如何入手，通过查相关资料解决。 （4） 在绘图过程中，遇到一些不懂的地方，通过资料已解决。 3.后期工作安排 第一阶段：完成对升降舞台的结构分析及数据计算。 第二阶段：对升降舞台进行数据整理，并绘制相关图。 第三阶段：完成设计说明书。 第四阶段：进行设计说明书的工作。 指导教师签字： 年 月 日