毕业设计--液压千斤顶设计.doc

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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书目录引言11液压千斤顶的结构及组成31.1液压千斤顶的结构图31.2液压千斤顶的组成31.2.1动力元件（油泵）31.2.2执行元件（油缸、液压马达）31.2.3控制元件31.2.4 辅助元件41.2.5工作介质41.3 液压传动的优缺点41.3.1液压传动的优点41.3.2 液压传动的缺点42液压千斤顶的原理52.1 液压千斤顶原理图52.2液压千斤顶的特点63液压千斤顶结构设计73.1内管设计73.2外管设计73.3活塞杆设计83.4导向套的设计83.5液压千斤顶活塞部位的密封103.6液压千斤顶装配图124液压千斤顶使用说明书134.1用途134.2使用

2、方法134.3注意事项145液压千斤顶常见的故障与维修16结论18致谢19参考文献2020引言机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志机械设计的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技

3、术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。液压技术发展趋势，液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门技术。液压传动具有许多优点，被广泛应用于机械、建筑、冶金、化工以及航空航天等领域。如今，随着微电子和计算机技术的发展，机、电、液技术的紧密结合，使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段。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

4、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。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

5、这些部门的正常运转和工作。液压千斤顶分为通用和专用两类。 通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室1、油泵2、储油腔3、活塞4、摇把5、油阀6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

6、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。 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。1液压千斤顶的结构及组成1.1液压千斤顶的结构图图1-1 液压千斤顶设计方案示意图液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动

7、作顶起重物。通过1调节螺杆可以调整液压千斤顶的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和油箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。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2。1.2.1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。1.2.2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。1.2.3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

8、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。1.2.4 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、管件及油箱等，它们同样十分重要。1.2.5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，它通过油泵和液动机实现能量转换。1.3 液压传动的优缺点1.3.1液压传动的优点（1） 体积小、重量轻，例如同等功率液压马达的重量只有电动机的10%20%，因此惯性力较小。（2） 能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且速度范围最大可达1:2000（一般为1:100）.（3） 转向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便

9、地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。（4） 液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制。（5） 由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长。（6） 操纵控制简便，自动化程度高。（7） 容易实现过载保护。（8） 液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。1.3.2 液压传动的缺点(1) 使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁。(2) 对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。(3) 液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平。(4) 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

10、度下工作，一般工作温度在-1560范围内较合适。(5) 液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，因此系统效率较低。2液压千斤顶的原理2.1 液压千斤顶原理图图2-1液压千斤顶原理图图2-1中：1油箱2放油阀3大缸4大活塞5单向阀6杠杆手柄7小活塞8小缸9单向阀液压千斤顶的工作原理如图1-1所示，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

11、塞下腔，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。2.2液压千斤顶的特点液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质，把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。它结构简单、体积小、重量轻、举升力大，易于维修，但同时制造精度要求较高,若出现泄漏现象将引起

12、举升汽车的下降,保险系数降低,使用其举升时易受部位和地方的限制.传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。它利用了密闭容器中静止液体的压力以同样大小各个方向传递的特性。优点：输出推力大。缺点：效率低3。3液压千斤顶结构设计3.1内管设计已知千斤顶的额定载荷为19600N，初定额定压力为15Mpa。千斤顶的最低使用高度为192mm,最高使用高度为277mm.根据以上要求可以得到如下计算结果：F=PA 得到A=19600/9.8/150=13.3cm2 所以内管的直径D=42mm，长为115mm,有效长度为85mm 这里 F=外部作用力（kgf） A=内管的作用面积(

13、cm2 ) P=被传递的压力（kgf/cm2）内管的壁厚为=0+C1+C24根据公式0PmaxD/2p(m) p=b/N查机械设计手册可知b=550（无缝钢管，牌号20）5N为安全系数一般取50150.042/(2550/5)=0.002m=2mm=0+C1+C2=3mm上式中C1为缸筒外径公差余量C2为腐蚀余量缸筒壁厚的验算根据公式PnV内，完全满足要求.3.3活塞杆设计活塞杆是液压缸传递力的重要零件，它承受拉力，压力，弯力，曲力和振动冲击等多种作用力，所以必须有足够的强度和刚度，由于千斤顶的液压缸无速比要求，可以根据液压缸的推力和拉力确定。参照机械设计手册表17-6-16可根据内管的内径D

14、=42mm，初步确定活塞杆的外径为d=30mm 活塞杆强度的计算活塞杆在稳定的工况下，只受纵向推力，可按下式进行计算=F10-6/(nd2/4)= P MPa6可得=1960010-6/(0.033.14/4)=27.7查表可知P的许用应力为100-110MPa（无缝钢管）所以P 所以活塞杆的设计要求强度完全满足。活塞杆弯曲稳定性验算可以用实用验算法活塞杆弯曲计算长度为Lf=KSm具体可以根据机械设计手册表17-6-16中选取3.4导向套的设计活塞杆导向套装在内管的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导行，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封，导向套采用非耐磨材料时，内圈可设导向环，用以作活塞杆的导

15、向7。根据千斤顶的受力方式，可以作以下分析图3-1千斤顶受力分析图如上图所示，垂直安放的千斤顶，无负载导向装置，受偏心轴向载荷9800N,L=0.1m时M0=F1L Nm Fd=K1 M0/LG N可得M0=98000.1=9800NmFd=K1 M0/LG（N）可得Fd=1.59800/0.057=2.5105N在上式中Fd-导向套承受的载荷，NM0- 外力作用于活塞上的力矩，N.mF1-作用于活塞上的偏心载荷，NL-载荷作用的偏心矩，mLG-活塞至导向套间距，m。D、d-分别为活塞及活塞杆外径，m3.5液压千斤顶活塞部位的密封图3-2活塞部位的密封图在大活塞与大油缸配合部位采用的尼龙碗形密

16、封件与O形密封圈组合而成的组合密封装置，由于橡胶具有良好的弹性，受力时迫使尼龙碗的唇边与缸壁贴合，起良好的密封作用。缺点如图：图3-3密封圈受力形变图密封圈处在小孔口，缸中的超高压工作油在限位孔处存在极大的压力差，会使密封圈在此处遭受极大的撕拉作用。从而产生损伤，形成轴向沟痕。此沟痕随着起重物的加重，限位孔直径的增大以及超越限位孔次数的增多而变大加深，最终会破坏了密封圈的密封性能。致使活塞不能推动重物上升。为此。要求密封圈材质的强度要高。由于圆柱与圆柱面的配合始终存在一定的误差，为了避免因为油液单独进入一边空隙造成压力不平衡而引起活塞卡死现象，可以在活塞与大油缸配合的活塞头上适当开辟油沟，平衡

17、各边压力8。3.6液压千斤顶装配图图3-4液压千斤顶装配图4液压千斤顶使用说明书4.1用途YZF/QF/DYG系列电动液压千斤顶广泛使用在电力维护，桥梁维修，重物顶升，静力压桩，基础沉降，桥梁及船舶修造，特别在公路铁路建设当中及机械校调、设备拆卸等方面9。 4.2使用方法1、使用前必须检查各部是否正常。 2、使用时应严格遵守主要参数中的规定，切忌超高超载，否则当起重高度或起重吨位超过规定时，电动液压千斤顶部会发生严重漏油10。 3、电动泵请参照电动泵使用说明书。 4、重物重心要选择适中，合理选择电动液压千斤顶的着力点，底面要垫平，同时要考虑到地面软硬条件，是否要衬垫坚韧的木材，放置是否平稳，以

18、免负重下陷或倾斜。 5、电动液压千斤顶将重物顶升后，应及时用支撑物将重物支撑牢固，禁止将超高压大吨位电动千斤顶作为支撑物使用。如需长时间支撑重物请选用YZL自锁式千斤顶11 。6、如需几只电动液压千斤顶同时起重时请选用TYZF型同步千斤顶，除应正确安放大吨位电动千斤顶外，应使用多顶分流阀，且每台大吨位电动千斤顶的负荷应均衡，注意保持起升速度同步。还必须考虑因重量不匀地面可能下陷的情况，防止被举重物产生倾斜而发生危险。 7、使用时先将手动泵的快速接头与顶对接，然后选好位置，将油泵上的放油螺钉旋紧，即可工作。欲使活塞杆下降，将手动油泵手轮按逆时针方向微微旋松，油缸卸荷，活塞杆即逐渐下降。否则下降速

19、度过快将产生危险。 8、本电动千斤顶系油压回缩，起重完后，即可快速取出，但不可用连接的软管来拉动超高压大吨位电动千斤顶。 9、用户使用时千万不要超过额定行程,以免损坏电动液压千斤顶。 10、使用过程中应避免千斤顶剧烈振动。 11、不适宜在有酸碱，腐蚀性气体的工作场所使用。 12、用户要根据使用情况定期检查和保养 4.3注意事项 1：液压千斤顶在顶升作业时，要选择合适吨位的液压千斤顶：承载能力不可超负荷，选择液压千斤顶的承载能力需大于重物重力的1.2倍；液压千斤顶最低高度合适，为了便于取出，选用液压千斤顶的最小高度应与重物底部施力处的净空相适应，起落过程中垫枕木支持重物时，液压千斤顶的起升高度要

20、大于枕木厚度与枕木变形之和12。 2：若使用多台液压千斤顶顶升同一设备时，应选用同一型号的液压千斤顶，且每台液压千斤顶的额定起重量之和不得小于所承担设备重力的1.5倍。 3：液压千斤顶在使用前应擦拭干净，并应检查各部件是否灵活，有无损伤，在有载荷时切忌将快速接头卸下,以免发生事故及损坏部件。 4：液压千斤顶在使用前应放置平整，不能倾斜,底部要垫平，严防地基偏沉或载荷偏移而使液压千斤顶倾斜或翻倒，可在液压千斤顶底部垫坚韧的枕术或钢板来扩大承压面积，以免陷落或滑动而发生事故；切勿用有油污的木板或钢板作为衬垫，防止受力时打滑，发生安全事故；重物被顶升位置必须是安全、坚实的部位，以防损坏设备。 5：使

21、用液压千斤顶时，应先将重物先试顶起一部分，仔细检查液压千斤顶无异常后，再继续顶升重物。若发现垫板受压后不平整、不牢固或液压千斤顶有倾斜时，必须将液压千斤顶卸压回程，及时处理好后方可再次操作。 6：在顶升过程中，应随重物的不断上升及时在液压千斤顶下方铺垫保险枕木架，以防液压千斤顶倾斜或引起活塞突然下降而造成事故，下放重物时要逐步向外抽出枕木，枕木与重物间的距离不得超过一块枕木的厚度，以防意外！ 7：若重物的顶升高度需超出液压千斤顶额定高度时，需先在液压千斤顶顶起的重物下垫好枕木，降下液压千斤顶，垫高其底部，重复顶升，直至需要的起升高度。 8：液压千斤顶不可作为永久支承设备。如需长时间支承，应在重

22、物下方增加支承部分，以保证液压千斤顶不受损坏。 9：若顶升重物一端只用一台液压千斤顶时，则应将液压千斤顶放置在重物的对称轴线上，并使液压千斤顶底座长的方向和重物易倾倒的方向一致。若重物一端使用两台液压千斤顶时，其底座的方向应略呈八字形对称放置于重物对称轴线两侧。 10：使用两台或多台液压千斤顶同时顶升作业时，须统一指挥、协调一致、同时升降。 11：液压千斤顶应存放在干燥、无尘的地方，不适宜在有酸碱,腐蚀性气体的工作场所使用，更不能放在室外日晒雨淋！ 操作时应严格遵守技术规范,用户需根据使用情况定期检查和保养。5液压千斤顶常见的故障与维修表5-1液压千斤顶常见故障及处理方法13问 题原 因解 決

23、 方 式千斤顶无法顶升、顶升缓慢或急速泵浦油箱油量太少依照泵浦型号添加所需液压油泵浦泄压阀没有上紧上紧泄压阀油压接头没有上紧上紧油压接头负载过重依照千斤顶额定负载使用油压千斤顶组内有空气将空气排出千斤顶柱塞卡死不动分解千斤顶检修内壁及油封千斤顶顶升但无法持压油路间没有锁紧漏油上紧油路间所有接头从油封处漏油更换损坏油封泵浦内部漏油检修油压泵浦千斤顶无法回缩、回缩缓慢及不正常泵浦泄压阀没有打开打开泵浦泄压阀泵浦油箱油量过多依照泵浦型号存放所需液压油油压接头没有上紧确定上紧油压接头油压千斤顶组内有空气将空气排出油管内径太小使用较大内径油管千斤顶回缩彈弹簧损坏分解千斤顶检修电动油压泵浦无法起动电源没接

24、或开检查电源、开关继电器、开关 或碳刷可能损坏检查更换损坏零件电源安培数不够增加另一个电源回路马达电流安培数过高马达损坏更换马达泄压阀设定不当重新设定泄压阀压力齿轮泵浦内部损坏检修齿轮泵浦液压油流入马达部位齿轮泵浦轴心油封损坏拆开马达及齿轮泵浦更换损坏油封泵浦连转有异音齿轮泵浦柱塞卡住或弹簧、钢珠移位或损坏拆开齿轮泵浦更换损坏零件液压油流入马达部位齿轮泵浦轴心油封损坏拆开马达及齿轮泵浦更换损坏油封泵浦无法轮油、使千斤顶柱塞完全伸出或柱塞伸出有抖动现象泵浦油箱油量太少在千斤顶完全缩回时，依照泵浦型号添加所需液压油泵浦油位内有异物阻塞或过滤器阻塞检查并清洁过滤器油压接头没有上紧确实上紧油压接头液压

25、油温度太低或黏度太高更换合适液压油油压千斤顶组内有空气将空气排出泄压阀松动检查并上紧泵浦无法建压或持压泄压阀漏油清洁检修钢珠及油封泄压阀设定压力太低设定正确压力泵浦过滤器阻塞清洁过滤器更换液压油结论毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对液压千斤顶理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力，抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都

26、希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在，提高是有限的但却是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本此毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，但同时也发现了自己的许多不足与欠缺，留下了些许遗憾，不过不足与遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新科技新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进知识，更好的为祖国的四化服务。致谢大学三年即将结束，在这短短的三年里，让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。

27、毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。首先，向本设计的指导老师张春梅老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。张老师给予的帮助贯穿于设计的全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，她都给予了指导，不仅使我学会书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在

28、整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。另外，也向给予我帮助的所以同学表示感谢。总之，本次的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，教会了大我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！参考文献1 章宏甲，黄谊，王积伟. 液压与气压传动M. 北京：机械工业出版社，20002王文深，王保铭.液压与气动M.北京：机械工业出版社，2009.3张利平.液压传动设计指南M.北京：化学工业出版社，2009.4辛会诊.机械设计基础M.北京：国防科技大学出版社 ，2008.5何存举.液压原件M.南京：机械工业出版社，19826 雷天觉新编液压工程手册M北京：北京理工大学出版社，1998.7 黎启柏液压元件手册M北京：冶金工业出版社，机械工业出版社，2000.8 何存兴，张铁华液压传动与气压传动M武汉：华中科技大学出版社，2000.9 姜继海液压传动M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.10 明仁雄，王会雄液压与气压传动M北京：国防工业出版社，2003.11 官忠范液压传动系统M北京：机械工业出版社，1998.12 H.E.梅里特著，陈燕庆译. 液压控制系统M北京：科学出版社，1976.13 王春行液压控制系统M北京：机械工业出版社，1999.