【毕业设计】双叉式液压升降台液压部分设计

另外，液升降台由于受国产液压元件可靠性稳定性的限制也影响到该类设备的应用前景。

图液压升降台传统的机械升降台通常都是采用台驱动机通过长地轴至减速器丝杠螺母传动或齿轮齿条传动链条链轮传统钢丝绳牵引等来实现升降台的运动如图，机械升降台相对于液压升降台而言，总的说来，它弥补了液压升降台的主要缺陷，但机械升降台设备要求基坑较深，而且由于这种传动形式的传动。

链较长，所以驱动机功率大效率较低，在安装调试过程中要求精度较高，最主要的是般在台面形状为矩形圆形等规则形状的场合使用，不便于在不规则台面形状的场合下布置传动。

图链传动机械升降台而国际上目前己有先进的螺旋升降器为驱动单元，多驱动单元组成大型升降台升降驱动的设备如图。

但其驱动单元的造价昂贵，而且驱动单元的核心部件所用材料目前在国内还无法制造加工。

故在机械升降台中，要推出多种能满足各种不同台面形状要求结构简单安装方便定位精度高的新型升降台就显得格外的重要和必要。

图螺旋升降器升降台因此立项时选择了该项目，该项目在研制过程中以国际先进水平为目标，根据用户工艺布置投资意向及产品选型等诸多因素，进行综合考虑系统设计。

与国外同类技术装备相比，多驱动同步控制升降台采用单独的多台驱动机为单元，通过丝杠螺母传动垂直结合同步控制技术来实现整个升降台的无级调速升降运动和准确定位。

其最大的特点是设备安装工艺较简单可以实现任何台面的特殊要求如台面形状为三角形梯形多边形等各种不规则形状。

该项目的实施确保了我国机械升降台制造及其控制水平接近国际先进水平，在国内机械领域中处于领先地位为我国文化艺术事业的繁荣兴旺加强社会主义精神文明建设都具有十分积极的意义。

以下，就目前国内外常见的升降台驱动形式进行些对比表，以便筛选优化，策划出新型结构的传动形式。

表内外现有升降台升降台类别优点缺点造价液压垂直油缸噪音低设备运行平稳容易实现大范围调速设备要求基坑深安装精度要求高高剪刀撑噪音低设备运行平稳设备要求基坑浅升降台台面为变速运动不易实现大行程较低机械丝杠螺母地轴传动噪音较低设备运行平稳传动效率低设备要求基坑较中齿轮齿条地轴传动设备要求基坑浅设备运行较平稳要有专门的定位防尘机构中链条地轴传动设备要求基坑浅要有专门的定位防尘机构设备运行较不平稳中钢丝绳地轴传动设备要求基坑浅要有专门的定位防尘机构设备运行较不平稳低螺旋升降器设备要求基坑很浅设备运行平稳可以实现不规则台须有可靠的导向装置，否则易晃动。

很高多驱动同步控制噪音低设备运行平稳设备要求基坑较浅容易实现不规则台面升降台要求各驱动单元间有定的同步控制精度。

较高每种传动方式各有其特点用途和适用范围。

机械传动是通过齿轮齿条带链条等机件传递动力和进行控制，其优点是传动准确可靠制造容易操作简单维护方便和传动效率高等。

缺点是远距离传动较困难，结构比较复杂等。

电力传动是利用电力设备并调节电参数来传递动力和进行控制。

主要优点是能量传递方便信号传递迅速标准化程度高易于实现自动化等。

缺点是运动平稳性差，易受外界负载的影响惯性大，起动及换向慢成本较高受温度湿度振动腐蚀等环境影响较大。

为了改善其传动性能，往往与机械或液压传动结合使用。

气压传动是用压缩空气作为工作介质进行能量传递控制。

优点是结构简单成本低易于实现无级调速阻力损失小动作迅速反应快防火防爆，对工作环境适应性好。

缺点是空气易压缩，负载对传动特性的影响较大工作压力低，只适用于小功率传动。

液压传动是用液体作为工作介质利用液体的压力进行能量传递控制。

与其他传动方式相比，液压传动有其独特的优点单位功率的重量轻，即能以较轻的设备重量获得很大的力和力矩。

例如，液压缸的力与重量比，比直流电动机约大倍中等功率液压马达与般直流电动机相比较，其转矩与惯量比大倍，功率与重量比大倍。

因此液压传动的结构紧凑，重量轻，功率与重量比大，利用液压传动容易获得很大的驱动力和转矩。

由于体积小重量轻，因而惯性小，起动制动迅速。

例如起动个中等功率的电动机需要几秒钟，而起动相当功率的液压马达则只需左右。

所以利用液压传动易于实现平稳地频繁起停换向或变速。

在运行过程中能方便地进行无级调速调速范围大，而且低速性能好。

易于实现自动化。

液压传动的控制调节比较简单，操作比较方便省力，易于实现自动。

特别是与电力传动配合使用，更易于实现省力化自动化和远距离操作。

易于实现过载保护，工作安全可靠。

液压系统的工作压力很容易由压力控制元件控制，只要设法控制压力在规定限度内，就可以达到防止过载避免事故的目的，使工作安全可靠。

液压系统的各种元件可随设备的需要任意安排，可以把液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置，不需中间的机械传动环节。

如果液压马达或液压缸在工作时本身位置也在变动，只要采用挠性管道联接就可以，这是机械传动难以实现的。

液体工作介质具有弹性和吸振能力，使液压传动运转平稳可靠。

运转时可自润滑，且易于散热，所以使用寿命长。

易于实现标准化系列化和通用化，红机场升降装卸平台夜压系统的设计液压与气动曾晓华，邢继峰，彭利坤六自由度运动平台夜压系统振动和燥声的研究液压与气动刘荣，王宣银并联六自由度平台的运动仿真及其可视化设计研究液压与气动，液压元件的可靠性设计摘要本文论述了概率设计可靠性设计的方法，给出了液压元件的可靠性计算公式，并举实例作了说明。

关键字可靠度联结方程密封螺栓引言在液压元件的设计中，对零部件强度的设计计算直都沿用常规的设计方法。

这种设计方法是将零部件的应力和材料的强度都作为定值，让工作应力小于强度作为条件来设计零件尺寸，为使零件可靠，则增大安全系数。

但这种方法存在如下不足常规设计方法没有真实体现强度与应力的变化。

事实上强度与应力都是随机变量，都是按各自统计规律在定的范围内变化的。

常规设计方法中所计算的强度与应力通常只是其均值与。

常规设计方法未能充分利用材料，大的安全系数并不定能确保液压元件的安全。

事实上，由于材料性能的离散性和载荷应力的随机性，对于相同的安全系数，失效概率可以由低值变化到不许用的高值。

常规设计法未能给出液压元件的可靠度。

概率设计的基本原理概率设计方法的实质所谓概率设计方法就是将强度和应力分布的概率本质考虑进去的设计方法。

其基本思想就是充分考虑到设计变量和参数以及决定元件应力和强度的因素的随机性质。

这种方法把元件可靠度表示为应力和强度分布及其参数的函数。

即，因此，若确定了所有设计变量和参数，确定了应力和强度分布就可以容易地计算出元件的可靠度反之，若已知强度和应力的分布，就可以求得在要求可靠度下的设计变量和参数。

概率设计方法的设计步骤如图所示概率设计方法的示意框图。

这个框图给出了利用概率设计方法进行新产品设计的主要步骤。

第步是完成环境的计算，这项计算将影响应力和强度的计算。

对于强度计算，必须考虑所用材料的性能和影响强度的诸如表面粗糙度和表面处理等因素的概率分布。

对于应力计算，必须考虑载荷的统计历史和影响应力的诸因素，如应力集中和温度的概率分布。

在这些计算的基础上，才能得到应力和强度的分布以及它们的统计量。

有了这些分布就能对失效模式来计算元件的可靠度。

由图可见，要有效地应用这种方法，设计者必须掌握关于所用材料的概率强度强度退化数据的适当信息和载荷统计分布的设计数据。

如果考虑整个设计的可靠性程序，该方法的设计步骤可概括如下确定设计对象及内容，并明确所包含的设计变量和参数。

进行失效模式影响和临界状况的分析。

核实重要设计参数的选择是正确的。

阐述临界参数和决定失效的有关数据之间的关系。

确定导致失效的应力函数和应力分布。

确定控制失效的强度函数和强度分布。

对于每种临界失效模式，计算控制这些失效的分布的可靠度。

根据要达到的可靠度目标重作设计。

以成本和可靠度为综合目标进行可靠性优化设计。

可见，概率设计方法是种现实主义的方法，它迫使设计者用定量方法来表示设计变量的不确定性，从而了解设计的固有可靠度。

不过也应该看到，这个方法的突出的难点是除了要求设计者对于概率论和数理统计有良好的基础外，还需要使用大量的统计资料。

密封螺栓的概率设计确定设计准则动力油缸缸筒与缸盖的连接是有予紧力和轴向变载荷的紧螺栓连接，为保证密封可靠，通常具有紧密性要求。

假设每个螺栓的拉应力沿横截面均匀分布，但由于载荷分布动态应力集中系数和几何尺寸等因素的变异性，对螺栓组而言，每个螺栓的应力值是不同的，呈分布状态，大量试验表明，螺栓的应力和强度均为正态分布。

对有紧密性要求的螺栓连接，其失效模式是螺栓发生屈服。

因此，设计准则为螺栓材料的屈服极限大于螺栓应力的概率必须大于或等于设计要求的可靠度，即选择螺栓材料选择螺栓材料，确定强度分布用类比法选择螺栓材料及紧固件国标规定的机械性能级别，则正态分布的强度均值其标准离差式中螺栓材料的屈服极限螺栓拉伸的变异系数。

确定螺栓的应力分布由于螺栓应力为正态分布，故此处的问题在于确定应力的均值及标准离差。

螺栓组最大工作载荷的均值式中，动力油缸的额定工作压力动力油缸内径均值。

每个螺栓所变最大工作载荷的均值式中，螺栓数目每个螺栓由工作载荷引起的应力均值式中，螺纹小径。

每个螺栓由工作载荷引起的应力分布的标准离差式中，工作载荷的变异系数，般取除工作载荷外，螺栓予紧力还将引起予紧应力，因此，螺栓总拉应力分布的均值式中，为连接刚度比例系数，油缸刚度系数螺栓刚度系数，的恰当估计取为，其变异系数，故的标准离差为予紧应力分布均值，在视予紧应力为正态分布时，可取标准差写出联结方程联结方程的般形式为式中，可靠度系数应力分布的标准离差由可知，式中的可靠度系数与四个随机变量，及有关。

记，则式的方差为式中代入式即得密封螺栓概率设计的联结方程