电动液压驱动举升机设计开题报告

 2023-12-07 14:53:11

1. 研究目的与意义

如今我国成为货运大国,而叉车被广泛的运用于货运之中。叉车作为物料搬运的重要设备,实现了装卸、搬运作业机械化,减轻劳动强度,节约大量劳动力,提高工作效率、缩短了装卸、搬运、堆码的作业时间,加速了物资、车辆的周转。随着中国经济的快速发展,各行各业对叉车的需求量都在不断增加。而我的设计项目正是叉车上的电动液压举升机。

电动叉车一般都采用单独的电机,带动齿轮泵,从而为其门架工作系统的提升和倾斜提供液压动力。目前国产叉车,由于没有实现液压电机的调速,液压电机在启动后,只能高速转动,不会随着功能和压力的改变而自动调节,多余的流量只能通过溢流阀流回油箱,造成能量浪费。而国外新型叉车,采用了先进的液压脉冲控制技术,液压泵脉冲控制器能够根据液压回路的反应,自动平衡电机速度与用油量,从而节约电能,这种控制的优点是电源利用率高,无电压峰值,液压系统的噪声低,液压元件的磨损也低,从而大大地提高了整车的可靠性和使用寿命。

2. 课题关键问题和重难点

电动液压举升车,结构简单,占地面积小,搬运货物灵活,但是目前的产品还是存在不少缺陷,如安全问题,操作不当容易引起滑落等安全事故,其次是适用范围,目前来看只能运用于某些规则且较小的物体上,还有一些如电机与液压系统噪音的小问题。本次设计的电动液压举升车预设举升重量500kg,最大举升高度1500mm,举升速度20mm/s,这之中的关键问题有设计包括连杆机构受力分析,连杆机构的结构组合设计,强度刚度计算,液压缸的选择,液压缸行程计算等。本人需要对电动机的功率进行计算与选择,不能出现大马拉小车的情况。同时尝试解决目前电动液压举升车的大体积,大重量问题。希望本次设计可以优化.

另外还需要使用Solidworks去完成三维设计装配图,而本人的solidworks技欠缺,因此需要尽快学习;根据任务要求选择电动机的类型,计算电机的功率,需要的转速,绘制机构原理图,计算原理图的自由度,验证是否满足要求。以三维设计为基础,完成二维装配图、零件图折合0号图纸3.5张。完成计算说明书论文,开题报告、外文翻译等。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

在叉车上应用的电动液压举升器一般由电动推杆、电动卷扬、液压驱动装置、配重装置、限位装置、动力输出装置及其他附件组成。电动液压举升器主要由推杆作为支承和动力输出装置,并通过连接在其上的液压马达驱动推杆旋转实现其举起和放下。它可以在垂直或倾斜状态下工作,也可以与手动控制器配合,实现多种功能,如上升和下降操作或者调整高度。举升器在设计上是可以通过推杆控制水平方向的角度的,在实际应用中有两种形式:一种是通过液压马达驱动;另一种是通过动力系统带动。目前主要是使用第二类举升马达,也就是在电机带动下直接驱动举升马达的结构

第一篇论文主要描述了这样的观点:为了提高纯电力驱动的工程机械的效率并降低能耗,提出了一种基于变速控制的变压差控制策略。提出了泵负载传感系统。基于变量的定量泵负荷传感系统方案,引入了速度控制。拟议控制的优势、控制目标和控制策略,通过仿真和实验,对系统在不同工况下进行了分析。结果表明所提出的可变压差控制策略可以显著降低能耗。在在空载模式下,所提出的系统的功耗比传统系统。在空闲模式下,所提出的系统不消耗能量,而传统系统消耗约0.6 kW。主泵在低速和低流量情况下的节能约为38%. 在提升和压力保持情况下,拟议系统的电机消耗的功率比传统系统的性能。在所有测试条件下,所提出的系统都显示出良好的节能效果能力此外,所提出的系统具有高响应率和跨不同工作的平稳运行,这表明了良好的控制性能。第二篇文献是液压机械瞬态工作点变化试验装置,主要内容是随着波动发电量的增加,水电站越来越多地承担起调节电网工频的任务。因此,蓄能水电站的水轮机往往运行在其最优值之外,并经常改变其运行点。水力发电技术在多大程度上能够非常迅速地分配大量的平衡功率,这个问题需要与液压机械的动态特性有关的研究。在宽工作范围和暂态运行条件下,必须保证操作的稳定性和安全性。在这里,必须避免材料中的振动和振荡以及高应力,这样就不会发生疲劳断裂或高磨损。该研究所的实验室正在建造一个灵活的试验台,用于与这些瞬态操作点变化有关的研究工作。本文介绍了试验装置的结构和试验装置的各种运行方式。此外,还介绍了将样机的工厂条件转移到模型机和试验设备的过程。提出了计划实验对试验设备的要求,推导出了用于执行试验的试验设备的特点。其余的文献基本都与机械设计专业有关。机械设计专业主要学习机械工程及自动化方面的基本理论和基本知识,受到从事机械产品开发、研究、设计、制造等方面的良好的具备了,进行工程设计和技术管理所必需的工程力学、机械基础、电工与电子技术,以及计算机应用能力。以及具有较强的表达和沟通能力。本专业培养具备创新精神与实践能力,能在生产第一线从事产品设计、制造、科技开发及技术管理工作的高级工程技术人才。

4. 研究方案

目前,市场上叉车的品种很多,但是很多叉车的设计不是很合理,特别是举升器方面,需要改进和优化。 举升是叉车最重要的功能之一,使用举升器可以提高叉车的使用效率和安全性,所以很多企业都在不断改进举升的设计。本设计是基于举升器设计方案,本方案中的叉车使用了液压系统,实现举升器的快速升降,采用液压系统是为了保证安全、可靠地举升叉车产品,以达到提高工作效率等目的。叉车举升器主要由液压油缸、气缸、电机、电控箱等组成,液压油缸为主要的部件,在整个举升过程中起到支撑作用;气缸主要起到压缩和膨胀作用,使缸体和连杆之间有足够的间隙;电机通过连接轴驱动油缸活塞杆运动,将液压系统压力升高至一定高度后停止动作。液压油由油泵经减压阀、溢流阀、节流阀进入各气缸,又被分配到举升杆的驱动端;本设计依据 GB/T 1 8917.1-20 05、 ISO9000:2001和ISO14001标准,按照该标准对液压式叉车举升器进行设计,符合安全、可靠、高效、节能、环保等基本要求,在系统分析的基础上,采用了“人机工程学”的理念,通过合理的结构设计使该产品达到了快速操作的要求,从而确保设计安全可靠。

举升器主要由电机、油泵等组成,在电机的驱动下举升杆做上下往复运动,并带动货物进行移动;

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5. 工作计划

在2023.1.2~2023.1.15,我需要完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。在2023.1.16~2023.2.5,指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。在2023.2.6~2023.3.19,按照开题报告和任务要求绘制三维装配图草图,边计算边设计,直到完成装配图设计。2023.3.20~2023.3.26,在“毕设网”上完成“中期检查报告”的填写,指导老师完成中期任务的审核。2023.3.27~2023.4.23,完成设计二维装配图和零件图图纸、进行三维运动仿真,试验修改完善。2023.4.24~2023.5.6,完成“毕业设计报告(论文)”的撰写、论文检测,上传毕设网,指导老师批阅和确认。2023.5.6~2023.5.12,进行答辩,存档。

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