液压千斤顶的设计_毕业论文设计

毕 业 设 计（论文）

（说 明 书）

题 目：液压千斤顶的设计

姓 名：编 号： [1**********]

平顶山工业职业技术学院

2010 年 5 月 20 日

平顶山工业职业技术学院

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

姓名 彭飞飞

专业 机电一体化

任 务 下 达 日 期 2012 年 2 月 20 日 设计（论文）开始日期 2012 年 2 月 26 日 设计（论文）完成日期 2012 年 5 月 20 日

设计（论文）题目： 液压千斤顶的设计

A． 编制设计

B． 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 高立廷

系(部)主 任 郭宗跃

年 月 日

平顶山工业职业技术学院

毕业设计（论文）答辩委员会记录

电力工程 系 机电一体化 专业，学生 彭飞飞 于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目： 液压千斤顶的设计 专题（论文）题目： 液压千斤顶的设计 指导老师： 高立廷

答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。

答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ，

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

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毕业设计（论文）及答辩评语：

摘 要

液压传动相对于机械传动来说是一门崭新的传动形式，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。

液压传动是研究以有压流体为传动介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科，它是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。

千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。它有机械式和液压式两种。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛并采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。 本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，观察掌握其运动，工作原理，用autCAD制图软件对液压千斤顶结构示意图尺寸要求和画法，以及各个零件图设计和计算的工作原理和工作时的工作情况。并通过液压千斤顶的工作原理解液压传动的优缺点，直观观察液压千斤顶内部工作原理和用到实际情况。 通过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。

关键词：液压千斤顶,结构图，工作原理，优缺点，设计

摘 要

液压传动相对于机械传动来说是一门崭新的传动形式，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。

液压传动是研究以有压流体为传动介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科，它是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。

千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。它有机械式和液压式两种。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛并采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。 本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，观察掌握其运动，工作原理，用autCAD制图软件对液压千斤顶结构示意图尺寸要求和画法，以及各个零件图设计和计算的工作原理和工作时的工作情况。并通过液压千斤顶的工作原理解液压传动的优缺点，直观观察液压千斤顶内部工作原理和用到实际情况。 通过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。

关键词：液压千斤顶,结构图，工作原理，优缺点，设计

目 录

摘 要 ....................................................................... 1

第一章 绪论 .................................................................. 4

1.1 单片机 ............................................................... 5

1.1.1 液压技术的发展 .................................................... 5

1.1.2 液压技术的应用范围 ................................................ 5

1.2 千斤顶的介绍 ......................................................... 6

1.2.1 千斤顶的内容 ...................................................... 6

1.2.2千斤顶的发展 ....................................................... 6

第二章 液压千斤顶的概述 ...................................................... 7

2.1液压系统的组成 ........................................................ 8

2.2液压千斤顶的特点 ...................................................... 8

2.2.1 优点 .............................................................. 8

2.2.2 特点 .............................................................. 9

2.3液压千斤顶的原理 ...................................................... 9

第三章 液压千斤顶的结构设计 ................................................. 12

3.1千斤顶的结构设计分析 ................................................. 12

3.1.1 结构设计的意义 ................................................... 12

3.1.2 千斤顶的结构示意图 ............................................... 12

3.2底座分析 ............................................................ 13

3.3液压缸的分析 ......................................................... 13

3.3.1 液压缸的介绍 ..................................................... 13

3.3.2 液压缸力的分析 ................................................... 13

3.3.3 小液压缸的分析 ................................................... 15

3.4活塞杆导向套的设计 ................................................... 16

3.4.1 活塞杆的设计 ..................................................... 16

3.4.2 导向套的设计 ..................................................... 17

3.5液压控制阀的分析 ..................................................... 18

3.5.1 方向控制阀 ....................................................... 18

3.5.2 流量控制阀 ....................................................... 20

3.5.3压力控制阀 ........................................................ 22

3.5.4活塞密封分析 ...................................................... 24

3.6液压油的分析 ......................................................... 26

3.6.1液压油的主要性质 .................................................. 26

3.6.2 液压油的使用要求 ................................................. 27

第四章 液压千斤顶注意事项及故障分析 ......................................... 29

4.1注意事项 ............................................................ 29

4.2常见故障 ............................................................ 30

第五章 总结 ................................................................ 33 参考文献 ................................................................... 34 致谢 ....................................................................... 35

第一章 绪论

1.1 单片机

1.1.1 液压技术的发展

液压传动相对于机械传动来说是一门崭新的传动形式，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。自1795年英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。特别是20世纪60年代以后，随着原子能科学、空间科学、计算机技术的发展，液压技术也得到很大的发展渗透到国民经济的各个领域之中，液压技术得到了普遍应用。同时新型液压元件的应用，液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等也取得了显著成果。

我国液压工业起步晚，开始于20世纪50年代。自1964年开始从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压元件生产已形成规模，并在各种机械设备上得到了广泛的应用，同时大力研发国产液压元件新产品，加强产品可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准和执行新的国家标准，合理调整产品结构，对一些性能差的不符合国家标准的液压元件采取逐步淘汰的措施。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，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。

1.1.2 液压技术的应用范围

我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机等工程机械中。现在，我国的液压元件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，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。总之，液压技术愈来愈加广泛，在各个工业部门发挥着重要作用，尤其是计算机的应用促使液压技术得到更迅速的发展和更广泛的应用。如表1.1

表1.1液压技术在各行业的应用

1.2 千斤顶的介绍

1.2.1 千斤顶的内容

千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。它有机械式和液压式两种。由于起重高度低，重量小，操作费力。一般只用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等机械维修工作，在修桥过程中不适用。

液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛并采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。其缺点是起重高度有限，起升速度慢，效率低，操作不当时支点易滑脱，存在不安全因素。

1.2.2千斤顶的发展

早在20 世纪40 年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用,但由于当时设计和使用上的原因,其尺寸较大,承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展,在90 年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90 年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。

我国千斤顶产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国千斤顶的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了千斤顶的需求。我国在这领域起步虽晚，但发展迅速，经过多年的发展也获得了许多曙目的成就。我国浙江省海盐县有“千斤顶之乡”的美誉。在千斤顶和同步系统方面形成规模化生产，年生产能力达800万台以上，销量位居世界前列。

第二章 液压千斤顶的概述

2.1液压系统的组成

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。如下表2.1

表2.1液压系统各元件的介绍

2.2液压千斤顶的特点

2.2.1 优点

1）液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。

2）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。

3）可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000（一般为1:100），并可在液压装置运行的过程中进行调速。

4）由于液压千斤顶的液压传动是油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制，这是比

机械传动优越的地方。

5）传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。

6）容易实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。

7）操纵控制简便，自动化程度高——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。

8）液压元件实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。

2.2.2 特点

1）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。

2）液压元件密封设计、制造或使用不当时，容易引起油液外漏，造成环境污染。

3）液压能源的获得不像电能那样方便，也不像气源那样容易储存。

4）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平。

5）使用液压传动对维护的要求高，对油液的清洁度也有特殊要求，要求系统必须采用精细过滤器。

6）液压传动在能量转化过程中，特别是在节流调速的系统中，其压力大，流量损失大，因此系统效率较低。

7）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-15℃～60℃范围内较合适。

8）液体的体积弹性模数会随温度和混入油中的空气含量而发生变化，以至于明显影响系统的动态控制性能。因此，要严格防止空气侵入。

2.3液压千斤顶的原理

液压千斤顶所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，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。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。

图2.1 液压千斤顶的工作原理图

1-杠杆手柄 2-小油缸 3-小活塞 4-放油阀 5-吸油管 6-管道

7-单向阀 8-大活塞 9-大油缸 10-管道 11-截止阀 12-油箱

图2.1是液压千斤顶的工作原理图。提起杠杆手柄1使小活塞向上移动，小活塞3下端油腔容积增大，形成局部真空，这时放油阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油，如图2.2；用力压下杠杆手柄1使小活塞3下移，小油缸2下腔压力升高（机械能转换成压力能），放油阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入大油缸9的下腔，推动大活塞8向上移动（压力能转换成机械能），顶起重物，如图2.3。再次提起杠杆手柄1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举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，举升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。

图2.2 吸油过程 图2.3 压油过程

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