1、贵州师范大学职业技术学院毕 业 设 计系部： 机 电 工 程 系 班级： 2011 级 机 电 班 专业： 机 电 一 体 化 技 术姓名： 李 伦 华 学号： 112103010008 指导教师：张寒蕾、龙明源 液 压 千 斤顶目录 第一章、 引言第二章、液压千斤顶的总体设计方案1） 液压千斤顶设计方案示意图2） 液压千斤顶的组成3） 液压千斤顶的优缺点第三章、液压千斤顶的原理1）液压千斤顶原理图2）液压千斤顶的特点第四章、 液压千斤顶结构设计1）内管设计2）外管设计3）活塞杆设计4）导向套的设计5）液压千斤顶活塞部位的密封6）液压千斤顶装配图第五章、 液压千斤顶常见的故障与维修结论致谢第一
2、章 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
3、，并综合应用到实际中去的综合技术。是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
4、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这些部门的正常运转和工作。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原
5、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。第二章 液压千斤顶的结构及其组成1） 液压千斤顶的结构图图 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
6、 回油阀杆，连通 3 大油缸和邮箱，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。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。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。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。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。4
7、、 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、管件及邮箱等，它们同样十分重要。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，它经过油泵和液动机实现能量转换。3） 液压传动的优缺点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
8、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。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
9、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。第三章 液压千斤顶的原理1）液压千斤顶原理图图 1-1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，
10、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）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
11、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。第四章 液压千斤顶结构设计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(cm 2 )P=被传递的压力（kgf/cm 2）内管的壁厚 为= 0+C1+C2根据公式 0PmaxD/
12、2 p(m) p= b/N查机械设计手册可知 b=550（无缝钢管，牌号 20）N 为安全系数一般取 5 0150.042/(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）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可根椐内管的内径 D=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
13、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 MPa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，用以作活塞杆的导向。根据千斤顶的受力方式，可以作以下分析如上图所示，垂直安
14、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，m5）液压千斤顶活塞部位的密封在大活塞与大油缸配合部位采用的尼龙碗形密封件与 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
15、良好的密封作用。缺点如图：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。由于面柱与面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，平衡各边压力。6）液压千斤顶装配图液压千斤顶单向阀装配图第五章 液压千斤顶常见的故障与维修液压千斤顶常见故障及处理方法问 题 原
16、 因 解 決 方 式泵浦油箱油量太少 依照泵浦型号添加所需液压油泵浦洩压阀没有上紧 上紧洩压阀油压接头没有上紧 确实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 将空气排出千斤顶无法顶升、顶升缓慢或急速千斤顶柱塞卡死不动 分解千斤顶检修内壁及油封油路间没有锁紧漏油 上紧油路间所有接头从油封处漏油 更换损坏油封千斤顶顶升但无法持压泵浦内部漏油 检修油压泵浦泵浦洩压阀没有打开 打开泵浦洩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 确实上紧油压接头油压千斤顶组内有空气 将空气排出油管内经太小 使用较大内经油管千斤顶无法回缩、回缩缓慢及不正常千斤顶回缩彈弹簧损
17、坏 分解千斤顶检修电源没接或开 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动油压泵浦无法起动电源安培数不夠 增加另一个电源回路马达损坏 更换马达洩压阀设定不当 重新设定洩压阀压力马达电流安培数过高齿轮泵浦内部损坏 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折开马达及齿轮泵浦更换损坏油对齿轮泵浦柱塞卡住或弹簧、泵浦连转有异音钢珠移位或损坏折开齿轮泵浦更换损坏零件液压油流入马达部位 齿轮泵浦轴心油对损坏折开马达及齿轮泵浦更换损坏油封在千斤顶完全缩回时，依照泵浦型泵浦油箱油量太少号添加所需液压油泵浦无法轮油、使千斤顶柱塞完全伸出或柱塞伸出有抖动现象泵浦油位内有異物阻塞或过
18、滤器检查并清洁过滤器阻塞从洩压阀没有上紧油压接头没有上紧 确实上紧油压接头液压油温度太低或黏度太高更换適当液压油油压千斤顶组内有空气 将空气排出释压放洩阀松动 检查并上紧释压放洩阀漏油 清洁检修钢珠及油封释压放洩阀设定压力太低 设定正确压力泵浦无法建压或持压泵浦过滤器阻塞 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
19、的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，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
20、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。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。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，他都给予了指导，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，他和我们在一起共同
21、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！参考文献白柳 于军 主编 液压与气压传动 机械工业出版社，2009辛会诊 主编 机械设计基础 国防科技大学出版社 ，2008王宇平 主编 公差配合与几何精度检测 人民邮
22、电出版社，2007何存举 主编 液压原件 机械工业出版社，1982任占海 主编 液压传动 冶金工业出版社，1998贵州师范大学高职毕业设计（论文）选题志愿表学院（系部）：职业技术学院 专业：机电一体化技术 级别： 2011 级 课题名称 液 压 千 斤顶学生姓名 李伦华 学号 112103010008指导教师龙明源 职称学位 讲师课题内容要求：在实际生产中我们总是会遇到一些将重物如机床、笨重的箱子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起的情况，仅靠人工操作是很难实现的，这时我们就需要用到千斤顶。 千斤顶与我们的生活息息相关，在各行各业如建筑、铁路、汽车维修等部门 均得到广泛的应用，因此千
23、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，而液压千斤顶又是千斤顶的一种。通过研究液压千斤顶的内部结构、工作原理。使我们对千斤顶有进一步的了解，使我们更加科学合理的应用千斤顶.指导教师意见：签名： 年 月 日完成质量审查表学院（系部）：职业技术学院 专业：机电一体化技术 级别： 2011 级 课题名称 液 压 千 斤顶学生姓名 李伦华 学号 112103010008 指导教师龙明源指导内容：学生签名： 教师签名： 年 月 日指导内容：学生签名： 教师签名： 年 月 日指导内容：学生签名： 教师签名： 年 月 日指导内容：学生签名： 教师签名： 年 月 日注：1、此表由学生根据教师
24、指导的内容填写，教师签字后，学生保存，完成后与设计（论文）一并交。2、不够填写可续页。毕业设计指导教师评(审)表学院（系部）：职业技术学院 专业：机电一体化技术 级别： 2011 级 课题名称 液 压 千 斤顶学生姓名 李伦华 学号 112103010008 指导教师 龙明源指导教师评语：建议成绩： 指导教师签名： 年 月 日毕业设计答辩委员会答辩意见表学院（系部）：职业技术学院 专业：机电一体化技术 级别： 2011 级 课题名称 液 压 千 斤顶学生姓名 李伦华 学号 112103010008 指导教师龙明源答辩情况记录：记录人： 年 月 日答辩评审意见：年 月 日答辩委员会成员签名：年 月 日答辩委员会负责人签名：年 月 日
