1、1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D O E F h h min图 1 液压升降台的结构原理图 1底座 2缸尾拐臂 3油缸 4柱塞 5柱塞拐臂 6铰架 7滚轮 8台面 A D B C h O r L E S R F 图 2 液压升降台运动原理分析图 x y b 参考 设液压升降工作台的幅面尺寸为：长（ a）宽（ b），液压升降台的有效升降高度为： h，载重 量为 G。试设计此液压升降机。 根据液压升降台最低位置时铰架的状态（图 1所示），可取铰架的 1/2长 L为： ( )b L 48 . 0 45 . 0 = （ 1） 由图 2可知， a sin 2L h = ( ) min ma
2、x min max sin sin 2 a a - = - = D L h h h （ 2） () a j q 2 cos 2 2 2 + + - + = rR R r S () max 2 2 max 2 cos 2 a j q + + - + = rR R r S （ 3） () min 2 2 min 2 cos 2 a j q + + - + = rR R r S （ 4） 设油缸的有效行程为 S，则 S K K S D + + 2 1 min（ 5） S K K S D + + 2 2 1 max（ 6） 式中， K 1 、 K 2 为油缸的结构尺寸参数， K 1 + S +K 2
3、=油缸的最小安装尺寸； K 1 +2 S +K 2 =油缸的最大安装尺寸。 油缸上、下铰节点距离工作台面和下导轨的距离 x和 y分别为： ( ) j a a + - = sin sin R L x ( ) q a a + - = sin sin r L y ( ) 0 sin sin min min min + - = j a a R L x （ 7） 注意： 若 升降台下面 挖坑 ，则 不受 此式 限制 。此时， R可 按 R L取 值 。 ( ) 0 sin sin min min min + - = q a a r L y （ 8） S 2 S K 1K 2最小安装尺寸 K 1 + S
4、+K 2最大安装尺寸 K 1 +2 S +K 2K 1 + S+K 2 S K 1 +2 S +K 2K 2油缸 与水平 面所 成 的 夹角 为： ( ) ( ) ()() q a j a q a j a b + - + + + + = cos cos sin sin tan r R r R（ 9） 根据 牛书宝 （ 1999） 剪 式液压升降台的 相似 设计 及 油缸 推力 的 确定 ，油缸所 承受 的压 力 T为： () j a b a - - = sin cos nR LG T （ 10） 计算步骤 1）由（ 1）式，根据工作台长度 b取铰架的 1/2长 L值 ： ( )b L 48 .
5、 0 45 . 0 = 2）根据 受力 分析，取 10 5 min = a ；根据（ 2）式，计 算出 max a 。 ( ) min max min max sin sin 2 a a - = - = D L h h h 3）根据（ 7）式， 按经验 取 = j 1 2， 求 取 R值 。 ( ) 0 sin sin min min min + - = j a a R L x 注意： 若 升降台下面 挖坑 ，则 不受 此式 限制 。此时， 值 和 R值都 可 适当 取大。 R可 按 R L 取 值 。 4）根据（ 8）式， 按经验 取 = q 20， 求 取 r值 。 ( ) 0 sin s
6、in min min min + - = q a a r L y 5）根据（ 3）和（ 4）式， 确定 油缸的有效行程 S： min max S S S - D 6）根据（ 5）式和（ 6）式 进 行 验算 ， 确定 K 1 +K 2 值 。 ()S K K rR R r S D + + + + - + = 2 2 cos 2 2 1 max 2 2 max a j q ()S K K rR R r S D + + + + - + = 2 1 min 2 2 min 2 cos 2 a j q S S K K S S D - + D - min 2 1 max 2 式中的 K 1 +K 2 为
7、油缸的结构尺寸参数，可 先初步确定 油缸柱塞 直径 ， 然后 根据柱塞 直径来确定 K 1 +K 2 的 值 。油缸柱塞 直径 为 60mm、 80mm、 100mm时， 一般 可取 K 1 +K 2 250mm、 320mm、 400mm。 油缸 直径越 大，取 值应越 大。取 值太 小，油缸设计和 制造困难 。 若不能满足 此式，柱塞有 脱 离油缸的 危险 。此时， 应回到第 3） 步或第 4） 步 ， 修改 有 关 参数，重 新进 行计 算 ， 直到满足 上 述条件 。 一般先考虑增 大 R值或减 小 r值 。 但减 小 r值 油缸 受力会明显增 大。 7）根据（ 9）式和（ 10）式，
8、 求 T值 ， 并画出 T曲线 图， 求 取油缸的最大 推力 T max 。 ( ) ( ) ()() q a j a q a j a b + - + + + + = cos cos sin sin tan r R r R() j a b a - - = sin cos nR LG T 根据 T曲线 图， 检查 min 的取 值是否合 理。 若不适当 ，则 应返回步骤 2）， 修改 min ，重 新 进 行计 算 。 8）根据 T max ， 初步确定 油缸柱塞 直径 d（ 60 100mm），计 算 油缸工作压 力 p缸 。 确定 柱塞 直径 d 时， 应考虑与 K 1 +K 2 相适应 。
9、 缸 p d T 2 max 4 p = 油缸的 个 数 n可根据 p缸 的大小 来决定 ， n = 1 4。 9）根据油缸的有效行程 S、 K 1 +K 2 、工作压 力 p 缸 和柱塞 直径 d，计 算 、设计油缸。 选 择 导 向套 、 密封圈等元 件 。 10）根据 受力 情况 ，计 算 铰架、 销轴等 的 强 度和尺寸。 也 可 采用类比法 进 行尺寸 确定 。 液压 系统 设计计 算 。参 考 木 工机 械 液压 系统 设计。 明确 设计 要 求 （动作 过 程、 速 度， 是否 需要保 压、 卸荷 ）； 拟 定 液压 传 动 系统 图； 根据工作台 垂 直 行程 h确定 上升时
10、间 ， 一般 可 按 10 20s/m 取 值 。 根据油缸的有效行程 S和 ， 确定 油缸的 平 均 运动 速 度 v， 并 根据油缸柱塞 直径 d计 算 液压 系统 所 需流 量 Q。 估 算 系统 最大工作压 力 p。可 按 p = 1.1 1.2 p 缸 取 值 。 根据 流 量 Q和工作压 力 p选 择 油 泵型号 ， 确定 油 泵额 定 流 量 Q额 。 根据 额 定 流 量 Q额 和工作压 力 p 计 算 油 泵 所 需功率 N， 选 择电 动机 型号 。 (注意 电 动机 转速 与 油 泵匹配 ) 根据 额 定 流 量 Q额 和工作压 力 p， 选 择各 液压 元 件 型号 （
11、 包括 油 管 及 管接头 的 选 择 与 计 算 ）； 油 箱 设计， 并进 行 发热 、 散热 量 平 衡 验算 ； 画出 正 式的液压 传 动 系统 图（ 在 图上 标 出 各元 件 的 型号 、 主要 参数，油 管 长度、 型号等 ）。 对 图 纸 的 要 求 1）尺寸 要 求 准 确 ，作图 比例 适当 、 准 确 ； 2） 线条 粗细 分 明 ， 文字 大小、尺寸 线 、 箭头 、 标题栏等严格 按 照国家标准执 行； 3）油缸结构图， 除其他 尺寸 外 ， 需标 注 K 1 、 K 2 值 和缸 体 长度。 4）液压升降台结构装 配 图， 要标 注 a、 b、 L、 R、 r、 和 等 尺寸。 缸 体 长度尺寸 K 1 + S + K 2 S K 1 +2 S + K 2 最小安装尺寸 K 1 + S + K 2 K 1 + S + K 2 S K 1 +2 S +K 2正 确 的作图 不 正 确 的作图
