导轨式液压升降平台设计

导轨式升降台说明书

一、液压系统的选型

1.1 液压缸尺寸选择

根据已知条件可知，总负载为300Kg ，a=2m/s 2 可得：加速上升F=3600N 加速下降F=2400N

有效行程为0-1.2米。我们初定工作压力为P=7MPa 。 由公式

A F

P η= 0.95η=

求得D>26mm,查手册取油缸内径D 为40mm ，活塞杆直径为25mm ，以增加油缸的受力力面积，提高安全系数。

根据

220D L H +≥

经过查表验算可得：D=63mm S=1200mm L=1300mm 1.1.1油缸壁厚计算 [σ]=σb/n0 =600/6=100MPa 当/0.8D δ≤时 max /2P D δσ≥（m ）

δ取5mm,材料选用45#，此外还考虑内管的两端都有螺纹连接。所以厚度取大一点。

式中D ————缸筒内径 （mm ） Pmax ————最高允许压力 (MPa) σ—————缸筒材料的许用应力 (MPa) σb —————缸筒材料的抗拉强度(MPa)

n ———— 安全系数, 当P ＜7MPa 时，n=8,P ≤17.5Mpa 时，n=6,p ＞17.5Mpa,n=4 1.1.2缸筒验算

液压缸的额定压力Pn 值应低于一定的极限值，以保证工作安全

2

1

221)

(35

.0D D D P s n -≤σMPa

2

22073.0)

063.0073.0(60035.0-≤n P =52MPa 满足以上条件。

为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力n P 值应与塑性变形压力有一定的比便范围。

pl n P P )42.035.0(-≤=30.45MPa

D

D P s PL 1

log

3.2σ≤=87MPa 液压缸的额定压力完全满足以上条件

缸筒的径向变形D ∆值应在允许范围内，而不应超过密封件允许范围。

)(2

212

2

1ν+-+=∆D

D D D

E DP D T D ∆=0.04 在允许变化的范围之内。

为了确保液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力P E 应大于耐压试验压力P T

D

D P B

E 1

log

3.2σ= 063

.0073

.0log 6003.2⨯⨯= =87MPa P T 约为30MPa 。

T E P P >

式中 D ————缸筒内径（m ） D 1————缸筒外径（m ）

Pn ————液压缸的额定压力（MPa ）

PL P ————缸筒发生完全塑性变形的压力（MPa ） T P ————液压缸耐压试验压力（MPa ） E P ————缸筒发生爆裂时压力（MPa ） B σ————缸筒材料的屈服强度（MPa ） S σ————缸筒材料的弹性模数（MPa ）

ν————缸筒材料的泊1桑系数

钢材：3.0=ν

1.1.3活塞杆稳定性验算 (1) 纵向弯曲极限力计算

根据资料计算

根据升降台的结构，可知液压缸为前端螺栓连接的形式，则可得n=1/4（n 为端点安装形式系数）。

因为l/k=0.14/0.25=0.56

k F =

2

fA a 11h k ⎛⎫

+⨯ ⎪⎝⎭

式中：k F 为液压缸产生轴线弯曲时的极限力 N ；

f 为材料强度实验值，对钢取f ≈490 MPa ； A 为活塞杆横截面的面积，2m ； a 为系数，对钢取

3

1510⨯；

k 为活塞杆横截面回转半径，k = d/0.25 m.

由前面的计算可知，活塞杆的外径d=25mm,计算长度l=1.22m ，则可计算出

k F = 21850 (N) (2) 纵向弯曲强度验算

k F ≥ k S 1F (6-1

0)

式中：k S 为安全系数，一般取=2～4； 1F 为活塞杆的推力， N.

因为 1F =3600N

所以 k F <4×1F =4×3600N=14400N 应此活塞杆强度符合要求。

1.2、液压元件的选择与计算 1.

2.1、液压泵的选择：

已知：平台的最大位移速度v=0.3m/s ,活塞杆底面积为22

1256.02dm D A =⎪⎭⎫

⎝⎛=π

得出系统需求的流量：min /6.226031256.0L Av Q =⨯⨯==

已知：整个液压系统的压力为7Mpa ，通过查力士乐液压柱塞泵选型手册，定液压泵的型号为：A10VSO45DFR/31R-PPA12NOO 1.2.2、电机的确定

根据液压源需要的功率对电动机进行选择，其具体参数如下： 电机功率：15KW 转速：1450r/min 级数：4

1.2.3、单向阀的选择

单向阀所能通过的流量必须大于等于主泵所能提供的最大流量，根力士乐液压元件样本可得型号为：S15A 1.0 1.2.4、过滤器的选择

根据参考资料，过滤器过滤精度的选择可知，对于高压系统一般要求推荐的过滤精度为10μm ，再根据滤油器的通过流量必须大于等于主泵所流过的最大流量。并且在进入伺服阀的时候要求精度更高。除此之外，还要考虑滤油器长时间工作可能因局部堵塞而减少通过的流量，因此要选择稍微大流量的滤油器。终确定选用HYPM110H51FD 。 1.2.5、伺服阀的选择 伺服阀的空载流量：

min /1.396.22330L Q q =⨯=≥

查阅产品样本，选出一个阀的压力p=7MPa 处额定流量为45L/min 的电液流量伺服阀。这样比计算出来的39.1L/min 大15%（在15%~30%范围内），符合要求，可以采用。选择力士乐4WSE3E16-1X 型电液伺服阀额定流量Qn=45L/min ，额