1.前言
1.1课题研究的目的和意义
升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：
（1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。
（2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。
（3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。
（4）液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制。
（5）液压装置易于实现过载保护。
（6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。
当然液压技术还存在许多缺点，例如，液压在传动过程中有较多的能量损失，液压传动易泄露，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感，液压元件制造精度要求较高，造价昂贵，出现故障不易找到原因，但在实际的应用中，可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。
1.2国内研究状况及发展前景
我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的。自从1952年试制出我国第一个液压元件——齿轮泵起，迄今大致经历了仿制外国产品，自行设计开发和引进消化提高等几个阶段。
进年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到了提高，研制和生产出了一些
具先进水平的产品。
目前，我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品。
但是，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水平上，与国际水品以及主机行业的要求还有不少差距，每年还需要进口大量的液压元件。
今后，液压技术的发展将向着一下方向：
（1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。 （2）高度的组合化，集成化，模块化。 （3）和微电子技术结合，走向智能化。
总之，液压工业在国民经济中的比重是很大的，他和气动技术常用来衡量一个国家的工业化水平。
2.升降机的工艺参数
本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：
额定载荷：2500kg 最低高度：500 mm 最大起升高度：1500mm 最大高度：1700mm 平台尺寸：4000x2000mm 电源：380v,50Hz
3.执行元件速度和载荷
3.1执行元件类型、数量和安装位置
类型选择：
表5.1 执行元件类型的选择
运动形式 往复直线运动 短行程 活塞缸 长行程 柱塞缸 液压马达和丝杠螺母机构 回转运动 高速 高速液压马达 低速 低速液压马达 摆动液压马达 往复摆动 执行元件的类型
根据上表选择执行元件类型为活塞缸，再根据其运动要求进一步选择液压缸类型为双作用单活塞杆无缓冲式液压缸，其符号为：
图3.1
数量：该升降平台为双单叉结构，故其采用的液压缸数量为4个完全相同的液压缸，其运动完全是同步的，但其精度要求不是很高。
安装位置：液压缸的安装方式为耳环型，尾部单耳环，气缸体可以在垂直面内摆动，安装的位置为图3.6 所示的前后两固定支架之间的横梁之上，横梁和支架组成为一体，通过横梁活塞的推力逐次向外传递，使升降机升降。
3.2速度和载荷计算
3.2.1 速度计算及速度变化规律
参考国内升降台类产品的技术参数可知。最大起升高度为1500mm时，其平均起升时间为45s，就是从液压缸活塞开始运动到活塞行程末端所用时间大约为45s，设本升降台的最小气升降时间为40s,最大起升时间为50s，由此便可以计算执行元件的速度v:
v?当 t?40s时： vmax?当 t?50s时： vmin?l tltmin?0.53=0.01325m/s 40l0.53??0.0106m/s t403.2.2执行元件的载荷计算及变化规律
执行元件的载荷即为液压缸的总阻力，油缸要运动必须克服其阻力才能运行，因此
在次计算油缸的总阻力即可，油缸的总阻力包括：阻碍工作运动的切削力F切，运动部件之间的摩擦阻力F磨，密封装置的摩擦阻力F密，起动制动或换向过程中的惯性力
F惯，回油腔因被压作用而产生的阻力F背，即液压缸的总阻力也就是它的最大牵引
力：
F=F切+F磨?F密?F惯?F背
（1）切削力。根据其概念：阻碍工作运动的力，在本设计中即为额定负载的重力和支架以及上顶板的重力：
其计算式为：F切?F额载?F支架?F上顶板
（2）摩擦力。各运动部件之间的相互摩擦力由于运动部件之间为无润滑的钢-钢之间的接触摩擦，取??0.15，
其具体计算式为： F磨??G=?（m1+m2+m3+m4）g+?G额载 式中各符号意义同第三章。
（3）密封装置的密封阻力。根据密封装置的不同，分别采用下式计算： O形密封圈： F密?0.03F F--液压缸的推力 Y形密封圈： F密 =fp?dh1
f 摩擦系数，取f?0.01
密封摩擦力也可以采用经验公式计算，一般取F密?（0.05--01.）F （4）运动部件的惯性力。 其计算式为： F惯?ma?对于行走机械取
G?vF切?v ???g?tg?t?v?0.5?1.5m/s2，本设计中取值为0.4m/s2 ?t（5）背压力。背压力在此次计算中忽略，而将其计入液压系统的效率之中。 由上述说明可以计算出液压缸的总阻力为： F=F切+F 磨?F密?F惯
= (m1?m2?m3?m4)g?G额载??(m1?m2?m3)g??G额载?
F切?v??0.05F切 g?t =(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x
9.8+(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500)
?9.8 ?0.05
=40KN
液压缸的总负载为40KN，该系统中共有四个液压缸个液压缸，故每个液压缸需要克服的阻力为10KN。
该升降台的额定载荷为2500Kg ，其负载变化范围为0—2500Kg，在工作过程中无冲击负载的作用，负载在工作过程中无变化，也就是该升降台受恒定负载的作用。
4.液压系统主要参数的确定
4.1 系统压力的初步确定
液压缸的有效工作压力可以根据下表确定：
表6.1 液压缸牵引力与工作压力之间的关系 牵引力F（KN） 工作压力P（MPa）
由于该液压缸的推力即牵引力为10KN，根据上表，可以初步确定液压缸的工作压力为：p=2MPa 。
<5 <0.8-10 5-10 1.5-2 10-20 2.5-3 20-30 3-4 30-50 >50 4-5 >5-7
剪叉式液压升降机设计
