小型汽车电动液压千斤顶的设计.doc
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小型汽车电动液压千斤顶的设计.doc
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2014届分类号:
TH137
单位代码:
10452
毕业论文(设计)
小型汽车电动液压千斤顶的设计
摘要
液压传动的基本原理是机械能与液压能的相互转换。
电动液压千斤顶就是一个典型的液压设备,与液压千斤顶不同的就是合理的添加了电机设备。
本课题设计的千斤顶为小型车用液压千斤顶,其结构轻巧紧固、灵活可靠,一个人就可携带和操作。
电动液压千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置,通过顶部托座在小行程顶升重物的轻小起重设备。
其正常工作必须依托各个组成部分合理的设计。
本论文通过对车用电动液压千斤顶的原理的分析,设计了一个利用凸轮机构驱动、底板供油的总体方案。
通过对该液压设备的分析,确定了其工作压力,同时根据工作载荷对电机进行了选择。
关键词:
电动;液压;千斤顶
ABSTRACT
Thebasicprincipleofhydraulictransmissionistheconversionbetweenmechanicalenergyandhydraulicenergy.Electrichydraulicjackisatypicalhydraulicequipment,differentfromthehydraulicjackisareasonableaddedelectricalequipment.Jackthistopicdesignforsmallvehiclehydraulicjack,itslightstructure,flexibleandreliablefastening,apersoncancarryandoperation.Electrichydraulicjackisarigidliftingasworkingdevice,throughthetopbracketintheshortdistanceliftheavyLightsmallliftingequipment.Thenormalworkmustrelyonthevariouscomponentsofareasonabledesign.Inthispaper,byusingtheanalysisofprinciplesofelectrichydraulicjackforvehicle,designtheoverallschemeofdrive,acammechanismisusedforbaseoil.Throughtheanalysisofthehydraulicequipment,theworkingpressureandatthesametime,accordingtotheworkloadofmotorselection.
Keywords:
Electric;Hydraulicpressure;Jack;
目录
1绪论 1
1.1项目的研究意义 1
1.2课题的国内外发展研究现状 2
1.3课题研究的主要内容 2
2电动液压千斤顶概论 3
2.1液压千斤顶的工作原理 3
2.2设计要求 3
2.3确定总体方案 4
2.4电动液压千斤顶使用注意事项 8
3参数确定 9
3.1电机选择 9
3.3活塞杆设计计算 15
3.4吸油缸参数计算 15
3.5油箱的设计 18
3.6密封圈的选择 20
3.7柱塞弹簧的设计 20
4技术要求 22
4.1缸体技术要求 22
4.2活塞杆技术要求 22
4.3缸盖技术要求 22
5强度校核 24
5.1缸体与缸盖焊接强度校核 24
5.2缸头螺纹联接处强度校核 24
5.3底座的校核 26
5.4柱塞缸缸体校核 26
5.5活塞杆校核 26
结论 28
参考文献 29
致谢 30
30
1绪论
1.1项目的研究意义
据统计,我国国内的轿车保有量2013年已达到2080余万辆,这必然导致现实生活中车辆维修的烦恼发生。
特别是在炎热的夏天和严寒而又绵绵细雨的冬天,大约半个小时才能修复好汽车,不仅全身劳累死,而且浑身油腻。
随着汽车维修工业的快速发展,一种起重工具液压千斤顶大量涌现在市场,其结构简单、操作方便,修理汽车等设备使其顶起,为操作人员设置足够的操作空间,与传统的汽车维修厂修建的维修沟相比,其空间合理,占地面积狭小,光线明亮,利于操作人员工作,同时增加了维修的效率和精度。
液压千斤顶是根据帕斯卡原理工作,他由油缸、控制流向的阀体以及油箱等几部分组成。
千斤顶是一种起重高度小的简单的起重设备,分为机械式千斤顶和液压式千斤顶,原理各有不同,液压式千斤顶基于帕斯卡原理,一定压强下,在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。
机械千斤顶采用机械原理,以往复扳动手柄,拔爪即推动棘轮间隙回转,小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转,从而使升降套筒获得起升或下降,而达到起重拉力的功能。
但不如液压千斤顶简易。
千斤顶采用液压千斤顶传动的优点:
(1)由于液压传动是油管连接,所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构,这就是比机械传动的优越的地方。
(2)液压传动设备的重量轻、结构紧凑、惯性小。
(3)液压装置易于实现过载保护,借助于控制调节装置溢流阀等,同时液压件能自行润滑,因此使用寿命长。
(4)传递运动均匀平稳,负载变化时速度稳定。
(5)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,以便于设计、制造和推广使用。
而千斤顶采用液压千斤顶传动的缺点:
(6)传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比不能严格保证。
(7)能量传动过程中压力损失和泄漏的存在使传动比效率低。
(8)液压设备不能再相对恶劣的环境中工作,比如高温。
(9)由于液压设备控制元件制造精度高,致使故障诊断有难度。
随着生活水平的发展,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不断提高,以适应用户的需求。
用户喜欢的,市场需要千斤顶不仅要求重量轻,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,智能化都有所要求。
因此对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。
本人通过网上调查和实践考察,发现如果千斤顶可以随意组合使用,将会更加方便,市场上还没有同类的产品,所以电动液压千斤顶的研究是适应工业发展的表现,会促进千斤顶更加的方便,更加的人性化。
1.2课题的国内外发展研究现状
自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有两三百年的历史。
直到20世纪30年代它才较为普遍的用于起重机,机床及工程机械。
在第二次世界大战期间,由于战争需要,出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。
第二次世界大战结束后,液压技术迅速转向民用工业,液压技术不断应用于各种自动机械及自动生产线。
本世纪60年代以后,液压技术随着原子能,空间技术,计算机技术的发展而迅速发展,因此,液压传动真正的发展也就是近三四十年的事,当前液压技术正向迅速,高压,大功率,高效,低噪声,经久耐用,高度集成化的方向发展,同时,新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计,计算机辅助测试,计算机直接控制,机电一体化技术,可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。
我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上,后来用于拖拉机和工程机械。
现在,随着从国外引进一些液压元件,生产技术以及进行自行设计,我国的液压元件已形成了系列,并在各种机械设备上得到广泛的使用。
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。
现在,液压技术被应用到各个领域,液压千斤顶的设计也越来越趋向人性化。
目前,国内外的千斤顶在性能满足要求的同时,还要考虑千斤顶操作的灵活方便。
根据实际需要,目前市场的千斤顶有Y2系列千斤顶、超薄型千斤顶、自锁式千斤顶等系列。
1.3课题研究的主要内容
(1)根据千斤顶的原理设计电动液压千斤顶的总体方案。
(2)根据工作情况设计液压千斤顶的具体结构,确定主要零件的参数。
同时进行强度校核。
(3)绘制二维零件图及其装配图。
2电动液压千斤顶概论
2.1液压千斤顶的工作原理
图1液压千斤顶工作原理图
1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4,7—单向阀5—吸油管6,10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱
图1是液压千斤顶的工作原理图。
油缸9和大活塞8组成液压缸,由杠杆手柄1、小油缸2、活塞3组成手动液压泵。
提起手柄使小活塞向上移动,小活塞下端油腔容积增大,形成局部真空,这时单向阀4打开,通过吸油管5从油箱12中吸油;而用力压下手柄时,小活塞3下移,小活塞下腔压力升高,此时单向阀4关闭,单向阀7打开,下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔中,截止阀11已关闭迫使大活塞8向上移动,顶起重物。
再次提起手柄吸油时,单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而保证了重物不会自行下落。
不断地往复扳动手柄,就能不断地把油液压入液压缸下腔,使重物逐渐地升起到合适位置。
如果打开截止阀11,液压缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱,重物就向下移动。
这就是液压千斤顶的工作原理。
本次设计中,考虑到手动液压千斤顶的操作麻烦又不省力,故在本次设计中,将小活塞换为电动驱动,利用汽车点烟器上的电源,通过电机带动偏心轮机构驱动活塞往复运动,从而为液压缸提供油液。
2.2设计要求
本课题的设计要求:
(1)合适的应用汽车便利条件。
(2)设计一个两级伸缩式液压缸。
(3)考虑到小型汽车的重量轻,初步确定本设计中千斤顶举起的汽车最大重量为1.0t。
(4)根据小型汽车的地盘等条件,初步设计千斤顶的举起的最大高度为150mm左右。
(5)驱动千斤顶电机的电源选择为直流电压。
2.3确定总体方案
2.3.1液压油回路设计
图2液压回路原理图
根据液压千斤顶的工作原理图,同时结合本课题设计要求原则,设计的电动液压千斤顶液压回路如图2所示。
其中液压泵是由柱塞缸和电动机组成,工作原理是通过电机带动偏心轮驱动柱塞泵正常工作。
吸油行程通过单向阀2从油箱吸入。
压油行程中单向阀2具有单向性,既油液不能通过单向阀2回流。
单向阀1打开,液压油输出到液压缸,将负载顶起。
当顶升到合适的位置时,切断电源,柱塞泵停止运动。
此时,二位二通电磁换向阀都处于关闭状态,阻止了液压油流向油箱,保证了负载保持所需要的位置。
当负载需要放回时,只需要打开控制台相应的的开关,即打开二位二通电磁换向阀,油液便可流向油箱。
为了防止电机及液压系统过载损坏,在油路中设计了相应的安全阀,当出现油管堵塞时或者其他情况使油压过大时,液压油便会通过安全阀流向油箱。
进油路:
单向阀2→液压泵→单向阀1→液压缸左腔
回油路:
液压缸左腔→二位二通电磁换向阀→油箱
2.3.2总体结构设计
图3液压千斤顶结构图
该电动液压千斤顶由
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