液壓升降舞臺的設(shè)計(jì)

《液壓升降舞臺的設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《液壓升降舞臺的設(shè)計(jì)（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1緒論 1.1液壓傳動?發(fā)展概況 液壓傳動相?對于機(jī)械傳?動來說，是一門發(fā)展?較晚的技術(shù)?。從17世紀(jì)?中葉巴斯卡?提出靜壓傳?遞原理、18世紀(jì)末?英國制成第?一臺水壓機(jī)?算起，液壓傳動只?有二三百年?的歷史。19世紀(jì)末?德國制成了?液壓龍門刨?床，美國制成了?液壓轉(zhuǎn)塔車?床和磨床。由于缺乏成?熟的液壓元?件，一些通用機(jī)?床到20世?紀(jì)30年代?才用上了液?壓傳動。 第二次世界?大戰(zhàn)期間，由于軍事工?業(yè)需要反應(yīng)?快、動作準(zhǔn)確的?自動控制系?統(tǒng)，促進(jìn)廠液壓?技術(shù)的發(fā)展?。戰(zhàn)后液壓技?術(shù)迅速轉(zhuǎn)向?民用。隨著工業(yè)水?平的不斷提?高，各種液壓九?件的研制不?斷完善井實(shí)?現(xiàn)了各類元?件產(chǎn)品的標(biāo)

2、?準(zhǔn)化、系列化和通?用化，從而使它在?機(jī)械制造、上程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等?行業(yè)得到推?廣應(yīng)用。 20世紀(jì)6?0年代以來?，隨著原子能?、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)?的發(fā)展，液壓技術(shù)得?到了很大的?發(fā)展．并滲透到各?個工業(yè)領(lǐng)域?中。液壓技術(shù)開?始向高壓、高速、大功率、南效率、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化?等方向發(fā)展?。 從20世紀(jì)?70年代開?始，電子技術(shù)和?計(jì)算機(jī)技術(shù)?迅速發(fā)展井?進(jìn)入了液壓?技術(shù)領(lǐng)域，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)?、制造和測試?方面采用廠?這些先進(jìn)技?術(shù)，取得了顯著?的效益。利用計(jì)算機(jī)?輔助進(jìn)行液?壓元件和液?壓系統(tǒng)的設(shè)?計(jì)計(jì)算、性能仿真、自動繪圖以?及數(shù)據(jù)的采?集和處理，可提高液

3、壓?產(chǎn)品的質(zhì)量?，優(yōu)化其性能?，降低成本，并大大縮短?其生產(chǎn)和交?貨周期。在設(shè)備控制?方面，利用計(jì)算機(jī)?控制液壓系?統(tǒng)，可簡化操作?．提高勞動生?產(chǎn)率，提高自動化?水平，井增加產(chǎn)品?的可靠性。因此，近年來，液壓行業(yè)對?于計(jì)算機(jī)技?術(shù)的應(yīng)用給?予極大的關(guān)?注，其中計(jì)算機(jī)?輔助設(shè)計(jì)C?AD(Compu?ter aided? desig?n)的推廣使用?和數(shù)字控制?液壓元件的?研制開發(fā)尤?其突出。另外．減小元件的?體積和重量?，提高元件的?壽命，研制新介質(zhì)?以及污染控?制的研究，也是當(dāng)前液?壓傳動及液?壓控制技術(shù)?發(fā)展和研究?的重要課題?。 我國的液壓?工業(yè)開始于?20世紀(jì)5?0年代，其產(chǎn)品最初?

4、只用于機(jī)床?和鍛壓設(shè)備?，后來又用于?拖拉機(jī)和工?程機(jī)械。自20世紀(jì)?60年代開?始，從國外引進(jìn)?液壓元件生?產(chǎn)技術(shù)，問時自行設(shè)?計(jì)液壓產(chǎn)品?。我國生產(chǎn)的?液壓元件已?形成系列，并在各種機(jī)?械設(shè)備上得?到了廣泛的?應(yīng)用。目前，我國在消化?、推廣國外先?進(jìn)液壓技術(shù)?的同時，大力開展國?產(chǎn)液壓新產(chǎn)?品的研制工?作，并已取得一?定成效。例如，已開發(fā)研制?了中高壓齒?輪泵、插裝式錐閥?、電液比例閥?、疊加閥以及?新系列中、高壓閥等。盡管如此，我國的液壓?元件和液壓?產(chǎn)品與國外?先進(jìn)的同類?產(chǎn)品相比，在性能上，在種類、規(guī)格上仍存?在著較大的?差距。為了迅速趕?超世界先進(jìn)?水平．我國已瞄準(zhǔn)?世界發(fā)展主?流

5、的液壓元?件系列型譜?，有計(jì)劃地引?進(jìn)、消化、吸收國外最?先進(jìn)的液壓?技術(shù)和產(chǎn)品?，并對我國觀?正生產(chǎn)的液?壓產(chǎn)品進(jìn)行?整頓，合理調(diào)整產(chǎn)?品結(jié)構(gòu)，大力開展產(chǎn)?品國產(chǎn)化工?作?？梢灶A(yù)見，我國的液壓?技術(shù)在21?世紀(jì)必將獲?得更快的發(fā)?展。 1.2液壓技術(shù)?的應(yīng)用與特?點(diǎn) 1.2.1液壓技術(shù)?的應(yīng)用 液壓技術(shù)是?涉及液體流?動和液體壓?力規(guī)律的科?學(xué)技術(shù)。近幾十年來?，液壓技術(shù)發(fā)?展非常快，廣泛應(yīng)用于?工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防?等各個部門?。 液壓傳動主?要應(yīng)用如下?： (1)一般工業(yè)用?液壓系統(tǒng)：坯料加工機(jī)?械(注塑機(jī))、壓力機(jī)械(鍛壓機(jī))、重型機(jī)械(廢鋼壓塊機(jī)?)、機(jī)床(全自動六角?車床、平

6、面磨床)等； (2)行走機(jī)械用?液壓系統(tǒng)：工程機(jī)械(挖掘機(jī))、起重機(jī)械(汽車吊)、建筑機(jī)械(打 樁機(jī))、農(nóng)業(yè)機(jī)械(聯(lián)合收割機(jī)?)、汽車(轉(zhuǎn)向器、減振器)等； (3)鋼鐵工業(yè)用?液壓系統(tǒng)：冶金機(jī)械(軋鋼機(jī))、提升裝置(電極升降機(jī)?)、軋輥調(diào) 整裝置等； (4)土木工程用?液壓系統(tǒng)：防洪閘門及?堤壩裝置(浪潮防護(hù)擋?板)、河床升降裝?置、橋梁操縱機(jī)?構(gòu)和礦山機(jī)?械(鑿巖機(jī))等： (5)發(fā)電廠用液?壓系統(tǒng)；渦輪機(jī)(調(diào)速裝置)、核發(fā)電廠等?； (6)特殊技術(shù)用?液壓系統(tǒng)：巨型天線控?制裝置、測量浮標(biāo)、飛機(jī)起落架?的收放裝置?及方向舵控?制裝置、升降旋轉(zhuǎn)舞?臺等； (7)船舶用液壓?系統(tǒng)

7、：甲板起重機(jī)?械(絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器?等； (8)軍事工業(yè)用?液壓系統(tǒng)：火炮操縱裝?置、艦船減搖裝?置、飛行器仿真?等。 上述的概略?說明不包括?所有應(yīng)用的?可能性。用液壓系統(tǒng)?傳遞動力、運(yùn)動和控制?的應(yīng)用范圍?相當(dāng)廣泛，它在當(dāng)今的?各個領(lǐng)域中?都占有一席?之地。目前，液壓傳動技?術(shù)在實(shí)現(xiàn)高?壓、高速、大功率、高效率、低晚聲、長壽命、高度集成化?等方面都取?得了很大的?進(jìn)展。同時，由丁它與微?電子技術(shù)次?緊密配合，能在盡可能?小的空間內(nèi)?傳送出盡可?能人的功率?并加以淮確?地控制，從而更使得?它在各行各?業(yè)：中發(fā)揮出廠?巨大作用。 在本設(shè)計(jì)中?是將液壓傳?動應(yīng)用于舞?臺的

8、升降中?，升降舞臺液?壓系統(tǒng)是為?某劇場配套?而設(shè)計(jì)制造?的。其升降功能?由4根液壓?缸頂升叉架?完成， 4根液壓缸?的同步由帶?補(bǔ)正裝置的?同步回路完?成。升降臺是液?壓系統(tǒng)的重?要應(yīng)用領(lǐng)域?，升降臺液壓?系統(tǒng)也是比?較成熟的技?術(shù)。與機(jī)械傳動?相比，采用液壓傳?動可以大大?地減少換向?沖擊，降低能量消?耗，井能縮短換?向時間。采用液壓傳?動方式可有?效利用現(xiàn)場?的有限空間?，盡可能地減?少傳動裝置?的占地面積?，可靠保證舞?臺平穩(wěn)升降?。 液壓升降舞?臺具有升降?平穩(wěn)、噪音低、易于實(shí)現(xiàn)自?動化控制、可實(shí)現(xiàn)升降?臺的無級調(diào)?速。 1.2.2液壓傳動?的特點(diǎn) 液壓傳動由?于有許多特?點(diǎn)，

9、才使得它被?廣泛地應(yīng)用?于各行行業(yè)?之中。 液壓傳動相?對于其它傳?動有以下—些主要優(yōu)點(diǎn)?： (1)在同等體積?下，液壓裝置能?產(chǎn)生出更大?的動力。也就是說，在同等功率?下，液壓裝置的?體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的?功率密度或?力密度，力密度在這?里等于工作?壓力； (2)按壓裝置容?易做到對速?度的無級凋?節(jié)，而且調(diào)速范?圍大，并且對速度?的調(diào)節(jié)還可?以在工作過?程中進(jìn)行； (3)液壓裝置工?作平穩(wěn)，換向沖擊小?，便于實(shí)現(xiàn)頻?繁換向； (4)液壓裝置易?于實(shí)現(xiàn)過載?保護(hù)．能實(shí)現(xiàn)自潤?滑，使用壽命長?； (5)按壓裝置易?于實(shí)現(xiàn)自動?化，可以很方便?地對液體的?流動方

10、向、壓力和流量?進(jìn)行調(diào)節(jié)和?控制，并能很容易?地和電氣、電子控制或?氣動控制結(jié)?合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的?運(yùn)動、操作。 (6)液壓元件易?于實(shí)現(xiàn)系列?化、標(biāo)準(zhǔn)化；和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣?使用 當(dāng)然， 壓傳動還存?在以下一些?明顯缺點(diǎn)： (1)液壓傳動中?的泄漏和液?體的可壓縮?件，使這種傳動?無法保證嚴(yán)?格的傳動比?； (2)液壓傳動有?較多的能量?損失(泄漏損失、摩擦損失等?)，因此，傳動效率相?對低； (3)液壓傳動對?油溫的變化?比較敏感不?宜在較高或?較低的溫度?下工作： (4)液壓傳動在?出現(xiàn)故障時?不易找出原?因。 1.2.3液壓系統(tǒng)?的組成 液壓傳動裝?置主要由

11、以?下五部分組?成： 1)能源裝置——把機(jī)械能轉(zhuǎn)?換成油液液?壓能的裝置?。最常見的形?式就是液壓?泵，它給液壓系?統(tǒng)提供壓力?油。 2)執(zhí)行裝置——把油液的液?壓能轉(zhuǎn)換成?機(jī)械能的裝?置。它可以是作?直線運(yùn)動的?液壓缸，也可以是作?回轉(zhuǎn)運(yùn)動的?液壓馬達(dá)。 3)控制調(diào)節(jié)裝?置——對系統(tǒng)中油?液壓力、流量或流動?方向進(jìn)行控?制或調(diào)節(jié)裝?置。例如溢流閥?、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等這?些元件的不?同組合形成?了不同功能?的液壓系統(tǒng)?。 4)輔助裝置——上述三部分?以外的其它?裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對保證?系統(tǒng)正常工?作也有重要?作用。 5)工作

12、介質(zhì)：液壓系統(tǒng)中?用量最大的?工作介質(zhì)是?液壓油，通常指礦物?油 2液壓升降?舞臺結(jié)構(gòu)分?析與設(shè)計(jì) 2.1 升降舞臺簡?介 舞臺升降臺?是劇場演出?過程中使用?的一種重要?設(shè)備，它主要用于?載人或載景?升降，要求運(yùn)行平?穩(wěn)、噪聲低、安全可靠。其臺面尺寸?一般為16?m2m,升降行程一?般為 7.5～3.5m，升降速度為?0.2m/s,承載能力應(yīng)?能滿足劇場?要求：靜載荷40?0kg/㎡，動載荷20?0kg/㎡。 目前，國內(nèi)外普遍?采用的是滑?動螺母絲杠?升降臺。普通滑動螺?母絲杠副的?特點(diǎn)是可以?按需要設(shè)計(jì)?成自鎖，這對載人升?降臺是一很

13、?好的優(yōu)點(diǎn)，或者說是必?須。但它在設(shè)計(jì)?成自鎖下機(jī)?械效率很低?，理論上可達(dá)?到40%，實(shí)際證明，由于加工精?度、表面粗糙度?、潤滑條件、安裝條件的?限制，真正能達(dá)到?的機(jī)械效率?只有20%～30%。而舞臺升降?臺的載重較?重，一般為 10 t左右，加上升降速?度較快，最高達(dá)0.2m/s，這樣勢必要?求所選電動?機(jī)的功率較?大，一般為20? KW以上，同時，由于舞臺升?降臺一般要?求變頻調(diào)速?，這樣所選用?的變頻器的?容量也就較?大。功率（容量）增大，成本上升，尤其是變頻?器，隨容量的增?大，成本急劇上?升。為此，我們將金屬?切削機(jī)床上?采用的滾柱?螺母絲杠副?用于舞臺升?降臺的升降?傳動中。

14、滾珠螺母絲?杠副具有較?高的傳動效?率，但它不能自?鎖，這對載人升?降臺不安全?；而滾柱螺母?絲杠副的傳?動效率高于?普通滑動螺?母絲杠副，且它能自鎖?，常用于垂直?移動的傳動?，如平面磨床?的磨頭。 滾柱螺母絲?杠副要求絲?杠直徑較粗?，否則，絲杠螺紋與?滾柱的環(huán)槽?有可能發(fā)生?干涉。這一要求在?舞臺升降臺?上是完全能?滿足的，因?yàn)橛缮?行程所決定?的絲杠長度?較長，一般為5～7 m ，根據(jù)剛度要?求，絲杠直徑本?身就要求較?粗。 2.2 升降舞臺投?影圖 圖2－1升降舞臺?平面圖 2.3液壓升降?舞臺的方案?的確定 2.3.1升降舞臺?液壓系統(tǒng) 升降舞臺液

15、?壓系統(tǒng)是為?劇場配套而?設(shè)計(jì)制造的?。其升降功能?由4根液壓?缸頂升叉架?完成，4根液壓缸?的同步由帶?補(bǔ)正裝置的?同步回路完?成。升降臺是液?壓系統(tǒng)的重?要應(yīng)用領(lǐng)域?，升降臺液壓?系統(tǒng)也是比?較成熟的技?術(shù)，但此套大型?系統(tǒng)與常規(guī)?的小型升降?臺系統(tǒng)相比?有其特殊性?，不能簡單套?用，必須解決好?以下問題： （1）保證動作平?穩(wěn)，舞臺上載重?量變化很大?，且液壓缸在?升降過程中?隨叉架角度?變化較大，因此液壓缸?負(fù)載變化較?大，液壓系統(tǒng)必?須要能克服?負(fù)載變化對?速度產(chǎn)生的?影響，確保機(jī)構(gòu)無?沖擊地平穩(wěn)?運(yùn)行； （2）根據(jù)舞臺承?受的動靜載?荷、速度要求，經(jīng)過計(jì)算，得出上升過?程中液壓

16、缸?無桿腔工作?壓力約為1?～3 MPa，單根液壓缸?理論流量為?32.7～39.5L/min； （3）下降過程主?要靠自重，但必須加以?控制，尤其是如此?大型的設(shè)備?，一旦失控極?其危險。 2.3.2 常用升降機(jī)?構(gòu)比較 (1)液壓升降臺? 采用液壓技?術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。 (2)垂直絲杠升?降臺 采用絲杠傳?動方式，實(shí)現(xiàn)雙層臺?面的升降。根據(jù)需要可?多塊組成升?降臺群，能在行程范?圍內(nèi)組成不?同的臺階，滿足會議和?演出的需要?，是在舞臺上?搭設(shè)亭、臺、樓、閣的理想道?具。 (3)水平絲杠升?降臺 該結(jié)構(gòu)的升?降臺具有土?建量小、所需基坑淺?、行程大，