液压千斤顶的设计_开题报告

2012级毕业设计

液压千斤顶的设计

学生姓

名杨晓帆

学号1201010038

所在学院名称机械工程学院

专业名称机械制造与自动化指导教师姓名胡宾伟

开题报告

液压千斤顶的设计

一、课题研究的目的和意义：

在生产实践中我们经常会遇到一些将重物如机床笨重的子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起，仅靠人工操作是很困难的，这就需要用到千斤顶来帮助我们。千斤顶与我们的生活密切相关，在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。千斤顶，英文（Jack）是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶作为一种使用范围广泛的工具，采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。

本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计、绘制不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。液压千斤顶结构紧凑、工作平稳、有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限、起升速度慢。

二、液压千斤顶技术研究的国内外现状：

国外发展情况:

早在20 世纪40 年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用,但由于当时设计和使用上的原因,其尺寸较大,承载量较低。后来随着社会需

求量的增大以及千斤顶本身技术的发展,在90 年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90 年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15～20 秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t 重的汽车顶起70cmPower-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t 级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。

国内发展情况:

我国千斤顶技术起步较晚,由于历史的原因,直到1979 年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过全面改进和重新设计,在外形美观,使用方便,承载力大,寿命长等方面,都超过了国外的同类产品, 并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践,除了卧式千斤顶以外,我国的千斤顶还规格齐全,形成系列产品。

随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的设计质量要不断提高,以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识,使千斤顶的设计工作真正优化?如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性劳动和集体智慧,提高产

品的使用价值及企业、社会的经济效益? 如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素,对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。

三、液压千斤顶的分类：

通用液压千斤顶：

通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由1、油室2、油泵3、储油腔4、活塞5、摇把6、油阀等主要部分组成。

工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压

的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸

内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。

专用液压千斤顶：

专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应

力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。

常用的有穿心式和锥锚式两种。

穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活

塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚锚固。

四、液压千斤顶的原理：

从原理上来说，液压千斤顶所基于的原理为帕斯卡原理，即：液体各处的

压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体

的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。

我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。

千斤顶有外壳、大活塞、小活塞、扳手、油箱等部件组成。工作原理是扳

手往上走带动小活塞向上，油箱里的油通过油管和单向阀门被吸进小活塞下部，扳手往下压时带动小活塞向下，油箱与小活塞下部油路被单向阀门堵上，小活

塞下部的油通过内部油路和单向阀门被压进大活塞下部，因杠杆作用小活塞下

部压力增大数十倍，大活塞面积又是小活塞面积的数十倍，由手动产生的油压

被挤进大活塞，由帕斯卡原理知大小活塞面积比与压力比相同。这样一来，手

上的力通过扳手到小活塞上增大了十多倍(暂按15倍)，小活塞到大活塞力有增大十多倍(暂按15倍)，到大活塞（顶车时伸出的活动部分）力量=15X15=225

倍的力量了，假若手上用每20公斤力，就可以产生20X225=4500公斤（4.5吨）的力量。工作原理就是如此。当用完后，有一个平时关闭的阀门手动打开，油

就靠汽车重量将油挤回油箱。

五、液压千斤顶的发展前景与趋势:

(1)小型化、集成化液压千斤顶元件有些使用场合的空间有限，要求液压千斤顶元件外形尺寸尽量小，小型化是主要发展的趋势。

(2)组合化、智能化最常见的组合是带阀、带开关的液压千斤顶。在物料搬运中，还使用了千斤顶、气动夹头和真空吸盘的组合体，同时配有电磁阀，程控器，

结果紧凑，占用空间小，行程可调。

(3)精密化目前开发了非圆活塞千斤顶、带导杆千斤顶等，可减小普通千斤顶活塞杆工作时的摆转；为了使千斤顶精确定位，开发了制动千斤顶。并使用了传

感器、比例阀等实现反馈控制，定位精密达0.01mm,在精密千斤顶方面已开发

了0.3mm/s低速千斤顶和0.01NMpa的减压阀也已开发出来。

(4)高速化目前千斤顶的活塞速度范围为50-750mm/s。为了提高生产率，自动

化的节拍正在加快。今后要求千斤顶的活塞速度提高到5-10m/s。与此相应，

阀的响应速度也将加快，要求由现在的1/100秒秒级提高到1/1000秒级.

(5)高寿命、高可靠性和智能诊断功能液压元件大多用于自动化生产中，元件的故障往往会影响设备的运行，使生产线停止工作，造成严重的经济损失，因此，对液压元件的工程可靠性提出了更高的要求。

(6)节能、低功耗液压元件的低功耗能够节约能源，并能更好地与微电子技术相结合。功耗小于0.5w的电磁阀已成为商品化，可由计算机直接控制。

六、课题的研究内容及解决的主要问题:

1．了解液压千斤顶的研究现状，以及液压千斤顶在国内外的使用情况，以及存在的一些问题。

2．了解液压千斤顶的组成以及液压千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法。

3．了解液压千斤顶的分类。

4．了解液压千斤顶的工作原理。

5．了解液压千斤顶的发展前景与趋势。

6．对液压千斤顶进行详细的设计工作。

七、研究思路及方法:

1．在图书馆和网络上查询相关的书籍，了解相关的知识。

2．与指导老师和同学交流相关的知识、经验。

3．制定详细的设计的液压千斤顶设计目标。

4.计算液压千斤顶以及各个零件的详细数据。