需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 艦船液壓跳板裝置的設(shè)計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923072 學(xué)生姓名： 咸玉峰 指導(dǎo)教師： 過金超 （職稱 ： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 艦船液壓跳板裝置的設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 92 學(xué) 號： 0923072 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 艦船液壓跳板裝置的設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 隨著人類社會的不斷發(fā)展，陸地可開放資源日漸枯竭，世界各國逐漸將目光轉(zhuǎn)向海洋，海洋資源的開放及利用對各國的發(fā)展起到了越來越重要的作用。由此引起的國家及地區(qū)間爭端、摩擦不斷。進入新世紀以來，隨著海洋島礁及資源爭奪的加劇，海上運輸線安全形勢日趨惡化，海上利益爭奪的形勢將更加嚴峻，尤其是美、日、俄、印等國家，為壯大海軍采取多種措施，已出現(xiàn)群雄爭鋒的局面。在全面實施海洋開放的時代背景條件下，海軍肩負著維護國家安全，捍衛(wèi)主權(quán)、維護國家海洋權(quán)益的神圣使命。 本課題是我國首艘航母上液壓登船梯的設(shè)計。跳板（登船梯）主要用于軍艦與碼頭之間人員及限重物資通過或遷移。屬于實用類的設(shè)計題目。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 1達到技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求，滿足實際工作需要。 熟悉相關(guān)液壓原理，及相關(guān)閥的使用。 3工作時定位準(zhǔn)確，啟停無沖擊。 4工作時噪音小，發(fā)熱較小，工作可靠。 缸伸出和縮回分別引起過橋的上傾和下放，過橋變幅的幅度為上傾極限 30 、下放 30。 度 180。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 92 班 姓名 咸玉峰 五、開始及完成日期： 自 2011 年 11 月 7 日 至 2012 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 現(xiàn)實當(dāng)中我們看到的 登船梯給我們的感覺是很笨重，不方便，如果用于游船是可行的，但是如果用于航母或軍艦的話，那肯定不能符合使用要求了（一旦碼頭情況不允許那就會帶來麻煩），所以必須研制出一種既輕巧方便又安全能適應(yīng)軍用的登船梯系統(tǒng)，這就是我的課題所要做達到的要求。 我所設(shè)計的跳板裝置不僅設(shè)計了一些機械傳動，還在原有的基礎(chǔ)上采用了液壓傳動。采用液壓傳動的突出優(yōu)點是：易于實現(xiàn)頻繁的起動、換向和變速， 且對船舶電站的影響較??；慣性小、位置控制精度較高；輸出的力和轉(zhuǎn)矩可以很大，但線速度和轉(zhuǎn)速可以很低，體積和重量卻很??；調(diào)速范圍廣。因此，液壓傳動現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在各類船舶上。 本課題是我國首艘航母上液壓登船梯的設(shè)計。跳板（登船梯）主要用于軍艦與碼頭之間人員及限重物資通過或遷移。 本登船梯系統(tǒng)即可電動也可手動，手動是通過手搖泵來實現(xiàn)的，手搖泵的運用是為了防止斷電情況下登船梯不能使用而設(shè)計的。 關(guān)鍵詞 ：登船梯；液壓傳動；手搖泵 we us is is if or it is it is to a to be to to a is my to do to I a a of in of to on s of be be is in of s of is to or to be by of is to in of be V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 . 1 . 2 . 4 2總體方案的確定 . 5 計依據(jù) . 5 . 5 . 5 3機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及其校核 . 6 述 . 6 . 6 計范圍及其設(shè)計方案 . 6 架設(shè)計及校核 . 6 轉(zhuǎn)支架的設(shè)計 . 8 船梯的設(shè)計 . 9 缸的設(shè)計 . 10 定執(zhí)行元件的設(shè)計 . 10 . 20 4液壓系統(tǒng)的設(shè)計及其校核 . 21 的組成 . 21 . 21 壓傳動的優(yōu)點 . 21 壓傳動的缺點 . 21 壓系統(tǒng)設(shè)計 . 22 述及液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 . 22 . 24 . 24 . 25 壓控制說明 . 30 5 . 31 限元分析方法簡介 . 31 . 31 . 32 析步驟 . 32 結(jié)論與展望 . 34 . 34 望 . 34 致 謝 . 35 參考文獻 . 36 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 1 1 緒論 內(nèi)登船梯的概況和發(fā)展趨勢 登船梯屬于非標(biāo)產(chǎn)品，其設(shè)計計算在國內(nèi)至今尚無規(guī)范可遵循，但可依據(jù)海洋工程、船用甲板起重機、港口工程起重機、船用舷梯等特性設(shè)計。主要用于海洋鉆井平臺與平臺之間人員及限重物資通過和遷移。為考慮使用時方便、安全、可靠、實用，設(shè)計上采用了液壓傳動的全回轉(zhuǎn)、可升降的動作方案。 國內(nèi)主要有三種登船梯結(jié)構(gòu)形式： (1)登船梯 上海石化總廠海運碼頭二期擴建工程系采用的型號。該型登船梯適用于工作行程在工作平臺以下的碼頭， 但是，其回轉(zhuǎn)跑梯式提伸架提升質(zhì)量大，電機功率消耗較大，有待于進一步完善。 (2) 該型登船梯適用于鎮(zhèn)海煉化股份有限公司算山泊碼頭 25萬噸級泊位工程。該梯合理地運用了曳引機和液壓傳動系統(tǒng)，使其整體結(jié)構(gòu)緊湊明了，旋轉(zhuǎn)、伸縮的載荷小，由于選用的油缸尺寸較小，與卷揚機傳動系統(tǒng)相比，造價增加不大。 (3) 該梯使用于舟山興中石油轉(zhuǎn)運有限公司，該梯運用了液壓傳動的特點，是舷梯浮動，易于實現(xiàn)自動化控制，小變幅機構(gòu)增加了舷梯的工作幅度，使舷梯上仰時也能工作，降低了梯架的提升高度 。 2007年 9月 8日，香港“寶瓶星”號國際豪華油輪平穩(wěn)?？吭趶B門東渡國際客運旅游碼頭，搭乘該輪近 2000 名來自世界各地的游客下船時，登上了新近投入使用的我國首個油輪登船系統(tǒng)。 2006年 8月，交通部水運科學(xué)研究所受廈門港委托簽訂了登船系統(tǒng)的研制合同。水科院經(jīng)過一年多的技術(shù)設(shè)計、方案審查、施工設(shè)計、制造安裝、試車運行，登船系統(tǒng)已于 2007年 7月經(jīng)過了專家用戶的現(xiàn)場檢驗后，正式交付使用了。經(jīng)過了近 2個月的試運行，廈門東渡國際客運旅游碼頭，已接運了“寶瓶星”號四個航次的停靠，近 8000 人次旅客安全使用了登船系統(tǒng) 。有關(guān)專家一致認為，登船系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)造新穎，性能先進，達到了國際先進水平。 登船系統(tǒng)的使用避免了廈門東渡國際客運旅游碼頭旅客露天上下 游輪 ，為旅客提供了一個舒適便捷、環(huán)境優(yōu)雅的上下 游 輪通道，海關(guān)人員可以直接在候船聯(lián)檢大樓辦公。豪華游 輪旅客登船系統(tǒng)的使用，改變了動用吊車、叉車調(diào)運旅客旋梯與 游 輪對接的傳統(tǒng)操作模式，實現(xiàn)了接船作業(yè)的全自動化，提高了游客上下游輪的安全性和旅客的通關(guān)速度，節(jié)省了旅客的上下游輪時間。出入的旅客贊嘆道，登船就像登機一樣方便。 交通部水運科學(xué)研究院接手這難題后，根據(jù)基本設(shè)計條件設(shè)計了由一臺移 動升降式登船機和一臺旋轉(zhuǎn)伸縮式登機橋兩部分組成的登船系統(tǒng)。移動升降式登船機安裝在碼頭前沿原有的集裝箱岸橋軌道上，旋轉(zhuǎn)伸縮式登機橋通道頭部的接機口與登船機尾部旅客通道口對接。登船系統(tǒng)的首尾分別連接游輪和大樓候船聯(lián)檢大廳。而且，沒有客輪到岸時，登船設(shè)備可以分離、移走，碼頭用于集裝箱裝卸作業(yè)，滿足碼頭多功能作業(yè)的要求。 首次采用移動升降式登船機與旋轉(zhuǎn)伸縮式登機橋組合形式的登船系統(tǒng)，滿足了接船高度和跨度范圍大的特殊要求，接船跨度達 50米。創(chuàng)下接船高度范圍達 至 錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 2 旅客登船橋接船高度超過 9 米兩項世界 之最，是國內(nèi)接船高度差和跨度最大的國際豪華游輪登船系統(tǒng)。 這是我國完全獨立研發(fā)、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。 圖 廈門投用的我國首個登船系統(tǒng) 題的提出與意義 隨著人類社會的不斷發(fā)展，陸地可開放資源日漸枯竭，世界各國逐漸將目光轉(zhuǎn)向海洋，海洋資源的開放及利用對各國的發(fā)展起到了越來越重要的作用。由此引起的國家及地區(qū)間爭端、摩擦不斷。進入新世紀以來，隨著海洋島礁及資源爭奪的加劇，海上運輸線安全形勢日趨惡化，海上利益爭奪的形勢將更加嚴峻，尤其是美、日、俄、印等國家，為壯大海軍采取多種措施，已出現(xiàn)群雄爭 鋒的局面。在全面實施海洋開放的時代背景條件下，海軍肩負著維護國家安全，捍衛(wèi)主權(quán)、維護國家海洋權(quán)益的神圣使命。 同時由于我們國家日益發(fā)展的經(jīng)濟情況還有我們?nèi)找鎻姶蟮能娛录夹g(shù)，我們和外界的聯(lián)系也漸漸的緊密起來了。但是由于我國有著較為寬廣的港口領(lǐng)域，所以海上交通便是我們和外界取得聯(lián)系的最好方式。但是海上交通就一定會用到輪船，而與陸地取得聯(lián)系就一定要用到跳板了，所以我便對這種跳板裝置進行了一些設(shè) 計。跳板作為自行輪船重要的組成部分，可以在輪船靠近岸邊時，可以作為被保障裝備通行的橋梁。 未來幾年將是我國 海洋事業(yè)發(fā)展的 黃金時期，海洋石油工程也迎來了前所未有的發(fā)展機遇。 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 3 圖 船梯 圖 船梯 以上是已有的登船梯系統(tǒng)，這兩種登船梯給 我們的感覺是很笨重，不方便，如果用于游船是可行的，但是如果用于航母或軍艦的話，那肯定不能符合使用要求了（ 一旦碼頭情況不允許那就會帶來麻煩），所以必須研制出一種既輕巧方便 又 能安全 適應(yīng)軍用的登船梯系統(tǒng)，這就是我的課題所要做達到的要求。 由此我便想到了液壓系統(tǒng)。液壓件是現(xiàn)代機械設(shè)備中重要的基礎(chǔ)件，可廣泛應(yīng)用于國防、能源、冶金、交通等諸多領(lǐng)域，對于提高機械設(shè)備的技術(shù)水平和質(zhì)量，提高自動化應(yīng)用應(yīng)用程度都有十分重要的意義。 本課題是完成全回轉(zhuǎn)式 登船梯裝置的總體設(shè)計，在設(shè)計中還須設(shè)計液壓 原理 ，完成回轉(zhuǎn)支架、登船梯等結(jié)構(gòu)設(shè)計 以及油缸中重要零件的 設(shè)計并做出必要的有限元分析。本課題無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 4 使我在設(shè)計過程中，能掌握較強的實際工作經(jīng)驗，完成從設(shè)計到實際生產(chǎn)及運行調(diào)試的整個過程，這樣 我熟悉了液壓系統(tǒng)的運用 ， 也 提高解決實際工作問題的能力，為以后工作打下極好的基礎(chǔ)。 課題 應(yīng) 達到的要求 我所設(shè)計的跳板裝置不僅設(shè)計了一些機械傳動，還在原有的基礎(chǔ)上采用了液壓傳動。采用液壓傳動的突出優(yōu)點是：易于實現(xiàn)頻繁的起動、換向和變速，且對船舶電站的影響較??；慣性小、位置控制精度較高；輸出的力和轉(zhuǎn)矩可以很大，但線速度和轉(zhuǎn)速可以很低，體積和重量卻很??；調(diào)速范圍廣。 因此，液壓傳動現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在各類船舶上。 具體要求如下 : (1)能夠通過 油缸伸出和縮回分別引起過橋的上傾和下放，過橋變幅的幅度為上傾極限 30 、 下放 30。 (2)能夠通過與回轉(zhuǎn)齒輪的嚙合實現(xiàn)跳板裝置的左右搖擺，角度為 180。 (3)上下六十度轉(zhuǎn)動過程中能夠隨時停在某個位 置 。 (4)登船梯在 180度轉(zhuǎn)動過程中能隨時停在某個位置 。 (5)登 船梯擱在碼頭上能隨風(fēng)浪波動 。 (6)登船梯 左右擺動碰到碼頭時，能夠自動讓位，以免船梯與碼頭硬碰硬碰撞而損壞船體和登船梯 。 根據(jù)技術(shù)要求，我們需要在搞清設(shè)備工作原理的基礎(chǔ)上，進行正式圖紙繪制。在設(shè)計中還需對現(xiàn)有的機構(gòu)進行分析，如充分利用 動分析和優(yōu)化設(shè)計。我還要設(shè)計液壓原理圖、主機等部件。 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 5 2 總體方案的確定 計依據(jù) (1)本套設(shè)備依據(jù)海洋工程、 船用甲板起重機、港口工程起重機、船用舷梯等特性設(shè)計。 (2)本套設(shè)備以滿足相關(guān)海事部門管理要求設(shè)計。 (3)本套設(shè)備以符合 of at 相關(guān)船級社的規(guī)范要求設(shè)計。 (4)本套設(shè)備的制造、檢驗、安裝、使用均以滿足相關(guān)船級社的規(guī)范為前提并取得相關(guān)船級社的證書。 定機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 登船梯主要用于海洋鉆井平臺與平臺之間人員及限重物資通過或遷移。為考慮使用時方便、安全、可靠、實用，設(shè)計上采用了液壓傳動的全回轉(zhuǎn)、可升降的動作方案，并具備照明、報警、應(yīng)急功能。 本登船 梯主要由過橋、回轉(zhuǎn)上承臺、回轉(zhuǎn)裝置、升降油缸、配電與照明系統(tǒng)等部份構(gòu)成。登船梯設(shè)計規(guī)格暫定工作長度 定液壓系統(tǒng)設(shè)計方案 本液壓系統(tǒng)是針對軍艦而設(shè)計的全回轉(zhuǎn)式登船梯裝置機、制造的專用液壓傳動設(shè)備。該系統(tǒng)精選了國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)液壓元、附件。液壓回路采用了集成油路塊式結(jié)構(gòu)，液壓系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)先進、合理、可靠、易于維修。符合 壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件中的各項技術(shù)要求。 本液壓系統(tǒng)由于采用了封閉式油箱結(jié)構(gòu)，所以允許在粉塵大的惡劣環(huán)境下工作，但使用時應(yīng)注意經(jīng)常清掃液壓設(shè)備上的粉塵，以保證液壓系 統(tǒng)具有良好的散熱性 9 。 所有液壓閥控制回路均采用了集成油路塊式結(jié)構(gòu)，使本系統(tǒng)具有泄漏少，結(jié)構(gòu)緊湊，便于維修的特點。 本液壓系統(tǒng)在工作原理上具有以下特征：具有吸油濾油器，使本系統(tǒng)工作介質(zhì)的清潔度得到有效的保證，降低系統(tǒng)的故障率 ,延長系統(tǒng)各元、附件的使用壽命。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 6 3 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及其校核 述 全回轉(zhuǎn)伸縮式登船梯（以下簡稱登船梯）主要用于海洋鉆井平臺與平臺之間人員及限重物資通過或遷移。為考慮使用時方便、安全、可靠、實用，設(shè)計上采用了液壓傳動的全回轉(zhuǎn)、可升降的 動作方案，并具備照明、報警、應(yīng)急功能。 本登船梯主要由鋼質(zhì)基架、回轉(zhuǎn)支架、登船梯、升降油缸、伸縮系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)、配電與照明系統(tǒng)等部份構(gòu)成。登船梯設(shè)計規(guī)格暫定工作長度 此基礎(chǔ)上增加 m。 計依據(jù) (1)本套設(shè)備依據(jù)海洋工程、船用甲板起重機、港口工程起重機、船用舷梯等特性設(shè)計。 (2)本套設(shè)備以滿足相關(guān)海事部門管理要求設(shè)計。 (3)本套設(shè)備以符合 相關(guān)船級社的規(guī)范要求設(shè)計。 (4)本套設(shè)備的制造、檢驗、安裝、使用均以滿足相關(guān)船級社的規(guī)范為前提并取得相關(guān)船級社的證書。 計范圍及其設(shè)計方案 本套設(shè)備設(shè)計的范圍如前述組成部份（見所附布置圖），其間還包含了較多的項目。由于各部件的尺寸、重量均較大，因此所有的超大零件上均安裝吊環(huán)以便于安全起吊和安裝，這些吊環(huán)在裝船之前均需進行無損壞試驗。 下面按各部件分述如下： 架設(shè)計及校核 基架以鋼質(zhì)筒體為主體，其外形直徑根據(jù)要求約為 506右，高度初步確定在205右，基架的上端設(shè)置平型法蘭用于和上部回轉(zhuǎn)支架螺栓聯(lián)接。 再用倆個連接齒輪和回轉(zhuǎn)齒輪連接帶動登船梯擺動 5 。 圖 架及回轉(zhuǎn)部分三維圖 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 7 模型： 圖 體 模型圖 現(xiàn)在計算各個工作部件對基架的作用力和作用力矩 1 。 (1)計算登船梯跳板梯部分對基架的作用力和作用力矩： 登船梯 質(zhì)量 m=576力 G=76 所以對于基架的作用力 心距離基架中心軸的距離 1d =53以對于基架的作用力矩 1 m (2)計算馬達對基架的作用力和作用力矩： 馬達的質(zhì)量 m 2=54 2=108力 G=08 以對于基架的作用力 054N 質(zhì)心距離基架中心軸的距離 以對于基架的作用力矩 2 m (3)整個回轉(zhuǎn)裝置及回轉(zhuǎn)上承臺及其上零部件對基架的作用力 經(jīng)差算整個回轉(zhuǎn)裝置及回轉(zhuǎn)上承臺及其上零部件總 重量約為 1200以 于上承臺及回轉(zhuǎn)裝置對基架的作用力主要是重力而不是力矩，所以上承臺及回轉(zhuǎn)裝置對基架的力矩忽略不計即 (4)計算基架本身的作用力和作用力矩： 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 8 基架本身的質(zhì)量 m=43力 G=21.過，質(zhì)心距離基架中心軸的距離 以作用力矩 因此，所有部件對基架的作用力 F=2+054N+有部件對支架的作用力力矩 M=2+4=m+m+0+0=m 現(xiàn)在先設(shè)取基架的壁厚 h=20以基架的橫截面積 A=( /4)*()= ( /64)*() = =89bs b 3 5 3 7 5 M P / n 3 7 5 / 4 9 3 . 7 5 M P a 基 架 材 料 選 用 ， 抗 拉 強 度選 取 安 全 系 數(shù) ， 所 以 【 】 =可見 略小于 【 】，為安全起見，增加壁厚至 h=25時基架的橫截面積 A=( /4)*()= ( /64)*() = 3 1 3 9 7 29 =79差有點遠，所以 安全 。 轉(zhuǎn)支架的設(shè)計 回轉(zhuǎn)支架是本設(shè)備極其重要的組成部份，它分別由上承臺、回轉(zhuǎn)齒輪、液壓馬達、減速箱、支架等部件組成?；剞D(zhuǎn)支架分別與基架及其 登船梯 相聯(lián)接 。 轉(zhuǎn)支架由高扭矩低轉(zhuǎn)速液壓馬達通過四個主動齒輪帶動固定于上承臺的回轉(zhuǎn)齒輪來旋轉(zhuǎn)整個支架。 回轉(zhuǎn)齒輪是登船梯上的一個重要部件，選用無錫立達齒輪制造有限公司的產(chǎn)品。參考資料為公 司的齒輪樣本。 回轉(zhuǎn)齒輪選型計算流程圖： (1)確定回轉(zhuǎn)齒輪保持靜態(tài)時所承受的最大載荷 根據(jù)上述計算：可知軸向載荷 覆力矩 M=m (2)根據(jù)主機類型（應(yīng)用場合）確定靜態(tài)安全系數(shù) 表 1。 選取靜態(tài)系數(shù) 3)初步確定選用何種類型的回轉(zhuǎn)齒輪，并根據(jù)其計算 M。 =M=m =m 初步確定使用 13。 (4)在曲線表中查找能滿足要求的回轉(zhuǎn)齒輪型號，在曲線圖中標(biāo)出 M的坐標(biāo)點。 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 9 找到型號為 轉(zhuǎn)齒輪能滿足要求。 (5)經(jīng)過核對， M在靜態(tài)承載曲線和螺栓極限曲線的下方。 (6)完成回轉(zhuǎn)齒輪初步選型。 圖 轉(zhuǎn)齒輪 圖 轉(zhuǎn)齒輪二維圖 支架的下端與基架上端用法蘭方式聯(lián)接。 船梯的設(shè)計 登船梯主要由跳板梯部分、回轉(zhuǎn)支架和回轉(zhuǎn)部分三 大部份組成，材料為 鋼材 。 登船梯的 回轉(zhuǎn)支架下 端 與回轉(zhuǎn)部通過螺栓連接 ， 回轉(zhuǎn)部分再與基架艦體連接（通過法蘭連接）。無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 10 跳板部分一端 上部通過油缸與回轉(zhuǎn)支架的支撐聯(lián)接用于 登船梯的上下升降之用，下部與支架 連接 。 回轉(zhuǎn)部分主要由液壓馬達、一對齒輪等組成，液壓馬達帶動小齒輪圍繞大齒輪轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。 登船梯 的主要設(shè)計參數(shù)： (1)跳板部分長約 約 (2)最大上翹角度 +30 ； (3)最大下傾角度 30 ； (4)登船梯 內(nèi)側(cè)凈寬 1m； (5)登船梯跳板部分 高度 約為 (6)具體見設(shè)計圖紙 。 缸的設(shè)計 油缸位于在固定 登船梯 的兩側(cè)與回轉(zhuǎn)支架上的支撐相連，主要用于 登船梯 的上 升和下降。油缸的設(shè)計依據(jù) 登船梯 的載荷及其油路壓力而確定，本項在詳細設(shè)計 之后再 給出具體規(guī)格。 在 液壓油缸 中使用液壓傳動系統(tǒng)，那么液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比，有何有缺點呢？ (1)在相同的功率工作的機械的重量指標(biāo)上，采用液壓傳動要比采用機械傳動的輕三分之一，在外形尺寸上也減小了近三分之一，最好的例子就是起重機了，起重機都是用液壓傳動的，這樣可以保證起重機自身重量輕，機身又可以小一些 7 。 (2)實際工作時液壓傳動容易實現(xiàn)往返運動，直接推動工作機構(gòu)。這里可以看看液壓千斤頂?shù)?，外力施加給液壓油，液壓油指直接推動液壓活動件向上頂。通過液壓閥門控制施壓和放壓。 (3)易于實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的安全保護。液壓傳動比機械傳動操控起來更簡單而且省力，可提高液壓機械的勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量。 (4)液壓傳動不需逐級調(diào)速，調(diào)速通用范圍比較大，可在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)無極變速，工作平穩(wěn)性比較好，易實現(xiàn)過載保護 。 (5)液壓元件容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于組織專業(yè)化大批量生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成 本。 (6)液壓傳動中的的液壓油本身是可以當(dāng)做潤滑油，降溫劑的，這樣可以延長液壓元件的使用壽命，減輕液壓傳動設(shè)備的維護和保養(yǎng)的力度。 定執(zhí)行元件的設(shè)計 執(zhí)行元件設(shè)計中應(yīng)注意的問題 (1)本套液壓 系統(tǒng)選擇液壓油缸作為執(zhí)行元件，油缸設(shè)計的主要參數(shù)包括油缸內(nèi)徑、活塞桿直徑、行程。油缸設(shè)計時應(yīng)注意以下幾個問題： 在保證所獲得的速度和推力下，應(yīng)盡可能使液壓缸的各部分結(jié)構(gòu)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，盡量做到液壓缸的結(jié)構(gòu)緊湊，加工，裝配和維修方便。 盡量使活塞桿在承受最大負載時處于受拉狀態(tài)，若受壓應(yīng)具有良好的 縱向穩(wěn)定性，長行程的活塞桿伸出時，還應(yīng)加輔助支撐，避免活塞桿下垂。 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 11 液壓缸熱脹冷縮時應(yīng)不受阻礙，所以液壓缸在安裝，固定時，液壓缸只能一端 定位。 根據(jù)液壓缸具體工作條件，考慮是否有緩沖，排氣和防塵裝置。 (2)油缸設(shè)計過程及校核計算 登船梯運動過程主要有兩個動作過程即登船梯升降和左右回轉(zhuǎn)，分別用兩個油缸和液壓馬達作為執(zhí)行元件。由于工作環(huán)境比較復(fù)雜，考慮到風(fēng)浪帶來的影響等，所以油缸的承受能力需要分析和校核。 油缸主要幾何尺寸的計算 根據(jù) 要求，壓緊油缸壓緊時最大壓緊力為 12噸的力，現(xiàn)進行計算確定執(zhí)行 元件油缸的主要參數(shù)：油缸內(nèi)徑 D、活塞桿直徑 d、最大行程 S。 計算公式： 23 . 5 7 1 0 （ 3 1） 式中 D液壓缸內(nèi)徑（ m） F液壓缸推力（ P選定工作壓力（ 其中，液壓缸推力已知，為 10 N。下面選取工作壓力： 液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件是液壓缸時，其工作壓力可以根據(jù)最大負載或者是根據(jù)主機類型進行選擇。下面采用后一種原則選取執(zhí)行元件的工作壓力。下表是不同類型的主機所需執(zhí)行元件的工作壓 力： 表 3主機類型不同選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力 設(shè)備類型 機床 農(nóng)業(yè)機械、汽車工業(yè)、小型工程機械及輔助機構(gòu) 工程機械、重型機械、鍛壓設(shè)備等 船用系統(tǒng) 工作壓力 / 所以該活塞桿不會失穩(wěn)。 因此選用 1255油缸兩個 回轉(zhuǎn)液壓馬達的選擇計算 驅(qū)動整個裝置做 全回 轉(zhuǎn)運動的扭矩的計算： 思想：根據(jù)理論力學(xué)公式： M=J 。 由于整個裝置繞基架中心軸做回轉(zhuǎn)運動，所以 J 為整個裝置對基架中心軸的轉(zhuǎn)動慣量。 根據(jù)要求，回轉(zhuǎn)速度為 /分 現(xiàn)在取回轉(zhuǎn)速度為 /分，即 54 /分，所以角速度 = /180=s（ 3 假設(shè)整個裝置從零開始加速加速至 s 需要 2 秒時間 2/ 0 . 0 1 5 7 / 2 = 0 . 0 0 7 8 5 r a d / 則 角 加 速 度 =（ 3 現(xiàn)在的難題是計算整個裝置對基架中心軸的轉(zhuǎn)動慣量，由于本裝置各個部分都是不規(guī)則形狀，所以無法利用常規(guī)算法計算出轉(zhuǎn)動慣量，所以利用 件進行輔助分析： 取基架的回轉(zhuǎn)軸為 Y 軸 利用 析和計算可知各部分的轉(zhuǎn)動慣量總和 因此， M=J =m 根據(jù)以上要求及相關(guān)資料參考，確定主回轉(zhuǎn)液壓馬達主要參數(shù)如下： 主回轉(zhuǎn)液壓馬達型號 量 ，額定工作壓力 12矩 M。轉(zhuǎn)速 /分（再需經(jīng)齒輪及大齒圈減速驅(qū)動 登船梯 ，速比按 1： 9），主回轉(zhuǎn)液壓馬達流量 L/ 回轉(zhuǎn)由兩 臺油馬達完成，保持回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性 ,停止時保持位置鎖住。 馬達應(yīng)能完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和任意位置停止及由外力作用而自由 正反轉(zhuǎn)。由 比例閥控制，在啟動停止時應(yīng)盡量減少振動。 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 21 4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計及其校核 液壓系統(tǒng)是登船梯的心臟，液壓系統(tǒng)設(shè)計的先進性、合理性是測試技術(shù)先進性的重要標(biāo)志，也是實驗結(jié)果的穩(wěn)定性、可靠性、精確性的關(guān)鍵。 壓系統(tǒng)的組成 (1) 能源裝置 它是將輸入的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能 (壓力和流量 )輸出的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般最常見的形式是液壓泵。 (2) 執(zhí)行元件 它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換成直線式或回轉(zhuǎn)式機械能輸出的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般做直線運動是液壓缸，做回轉(zhuǎn)運動的是液壓馬達。 (3) 調(diào)節(jié)控制元件 它是 控制液壓系統(tǒng)中油液的流量、壓力和流動方向的裝置，包括方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥、比例閥和邏輯閥。這些元件是保證系統(tǒng)正常工作不可缺少的組成部分。 (4) 輔助元件 是除上述三項以外的其它裝置，如油箱、濾油器、油管等，這些元件對保證液壓系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定持久的工作，有重大作用 15 。 壓系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點 壓傳動的優(yōu)點 與機械傳動和電力拖動系統(tǒng)比較，液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點 8 ： (1)液壓元件的布置不受 嚴格的空間位置限制，系統(tǒng)中各部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 (2)可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，且調(diào)速范圍大。 (3)液壓傳動和液氣聯(lián)動傳遞運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。 (4)操作控制方便，省力，易于實現(xiàn)自動控制，中遠程距離控制，過載保護。與電氣控制，電子控制相結(jié)合，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。 (5)液壓元件屬于機械工業(yè)基礎(chǔ)件。其標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化程度都較高，這樣有利于縮短機器的設(shè)計，制造周期和降低制造成本。 (6)除此之外，液壓傳動突出的優(yōu)點還有單位質(zhì)量輸出功率大，因為液壓傳動的動力元件可采用很高 的壓力，因此，在同等輸出功率下具有體積小，質(zhì)量小，運動慣性小，動態(tài)性能良好的特點。 壓傳動的缺點 (1)在傳動過程中，能量需經(jīng)兩次轉(zhuǎn)換，傳動效率偏低。 (2)由于傳動介質(zhì)的可壓縮性和泄漏等因素的影響，不能嚴格保證定比傳動。 (3)液壓傳動性能對溫度比較敏感，不能在高溫下工作，采用石油基液壓油作傳動介 質(zhì)時還需要注意防火問題。 (4)液壓元件制造精度高，系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易診斷。 總的來 說，液壓傳動的優(yōu) 點是主要的，其缺點將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷得到克服。無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 22 本機器的傳動主要采用了液壓傳動，并實現(xiàn)電控自動化控制。 壓系統(tǒng)設(shè)計 述及液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 概述： (1)本液壓系統(tǒng)是為軍艦全回轉(zhuǎn)式登船梯裝置機設(shè)計、制造的專用液壓傳動設(shè)備。該系統(tǒng)精選了國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)液壓元、附件。液壓回路采用了集成油路塊式結(jié)構(gòu)，液壓系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)先進、合理、可靠、易于維修。符合 壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件中的各項技術(shù)要求 5 。 (2)本液壓系統(tǒng)由于采用了封閉式油箱結(jié) 構(gòu)，所以允許在粉塵大的惡劣環(huán)境下工作，但使用時應(yīng)注意經(jīng)常清掃液壓設(shè)備上的粉塵，以保證液壓系統(tǒng)具有良好的散熱性。 (3)本液壓系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上具有以下特征： 所有 液壓閥控制回路均采用了集成油路塊式結(jié)構(gòu)，使本系統(tǒng)具有泄漏少，另外去除了一般常用的泵站房和操控室，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，便于維修的特點 。 (4)本液壓系統(tǒng)在工作原理上具有以下特征（參閱液壓系統(tǒng)原理圖）：具有吸油濾油器，使本系統(tǒng)工作介質(zhì)的清潔度得到有效的保證，降低系統(tǒng)的故障率 ,延長系統(tǒng)各元、附件的使用壽命。 確定油液的循環(huán)方式 表 4式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的 比較 油液循環(huán)方式 開式 閉式 散熱條件 較方便 較復(fù)雜，須用輔泵換油冷卻 抗污染性 較差，但可采用壓力油箱來改善 較好，但油液過濾要求較高 限速、制動形式 用平衡閥進行能耗限速，用制動閥進行能耗制動，引起油液發(fā)熱 液壓泵由電動機拖動時，限速及制動過程中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量 其他 對泵的自吸性能要求高 對主泵的自吸性能要求低 根據(jù)上圖所示，本液壓系統(tǒng)采用開式循環(huán)方式，因為執(zhí)行元件有多個。 確定油路的組合方式 本系統(tǒng)中采用并聯(lián)方式。 調(diào)速方案的分析與選擇 艦船液壓跳板裝置設(shè)計 23 表 4種調(diào)速回路主要性能比較 名稱 速度剛度 承載能力 調(diào)速范圍 效率 發(fā)熱 成本 差 好 大 低 大 低 較好 較好 較大 最好 最小 高 好 好 大 較高 較小 最高 根據(jù)上述表格內(nèi)容所示，本液壓系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速回路。 圖 壓平衡 回路 油單向節(jié)流調(diào)速回路 圖 、回油節(jié)流調(diào)速回路 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 衡回路 壓能源 裝置設(shè)計 根據(jù)工作壓力 12馬達排量 2 1 L/及油缸排量 2L/要查手冊選擇油泵： 流量 5L/工作 壓力 12大壓力 16 同時可以查出 油泵驅(qū)動電機：型號： 速： 1400r/ 壓閥的選擇 液壓閥是控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中壓力、流量和方向的。液壓閥性能的優(yōu)劣，工作是否可靠對整個液壓系統(tǒng)能否正常工作將產(chǎn)生直接影響。液壓閥根據(jù)用途可分為方向控制閥、流量控制閥和壓力控制 閥。這三類閥可以互相組合成為復(fù)合閥，以減少管路連接，使結(jié)構(gòu)更為緊湊，提高系統(tǒng)效率。對液壓閥的共同要求是： (1)動作靈敏、性能好，工作可靠且沖擊震動小 ; (2)油液通過閥時，液壓損失要小 ; (3)密封性能好 ; (4)結(jié)構(gòu)簡單緊湊體積小，安裝調(diào)試維護保養(yǎng)方便，成本低廉，通用性強，壽命長。 選擇液壓閥時，要考慮的因素主要是流量和壓力 12 。 在本套液壓系統(tǒng)中，用到的液壓閥有單向閥，電磁換向閥，電液換向閥，溢流閥，單向節(jié)流閥，液動換向閥，高壓截止閥，比例換向閥，液控單向閥， 電磁溢流閥等 10 。 (1)普通單向閥亦稱止回閥，其作 用 是油流從一個方向通過它，反向則不通。主要應(yīng)用于以下兩個方面： 將單向閥安置在液壓泵的出口處，可以防止系統(tǒng)壓力突然升高而損壞液壓泵。 將單向閥安置在回由路上，可以作備壓閥用。 (2)電磁換向閥，它是借助電磁鐵的吸力推動悶芯動作進行換向的，電磁換向閥受到磁鐵吸力太小的限制，其流最一般在 63L/下，故對于流量要求較大、行程較長、移動閥芯阻力較大或要求換向時間能夠調(diào)節(jié)的場合，宜采用液動或電液式換向閥。 (3)溢流閥的作用是在溢流的同時定閥的入口壓力，并將該壓力穩(wěn)定為常值，簡稱為定壓、穩(wěn)壓。先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，其先導(dǎo)閥部分的結(jié)構(gòu)尺寸一般都艦船液壓跳板裝置設(shè)計 25 很小，調(diào)壓彈簧不必很強，工作壓力和流量的提高對調(diào)壓彈簧的影響不大，故先導(dǎo)式溢流閥適用高壓大流量系統(tǒng)。 (4)節(jié)流閥的主要作用是通過調(diào)節(jié)節(jié)流口過流斷面積的大小，達到調(diào)節(jié)流量的目的。節(jié)流閥的流量不僅受其過流斷面的影響，也手其前后壓差的影響。在液壓系統(tǒng)工作時，因外界負載的變化將引起節(jié)流閥前后壓差的變化，所以負載變化將直接影響節(jié)流閥即系統(tǒng)速度的穩(wěn)定性。節(jié)流閥的主要作用是 在定量泵的液壓系統(tǒng)中與溢流閥配合，組成節(jié)流調(diào)速回路。 (5)用比例電磁鐵取代電磁換向閥中的普通電磁鐵，便構(gòu)成直動式比例換向閥。由于使用了比例電磁鐵，閥芯不僅可以換位，而且換位的行程可以連續(xù)地或按比例地變化，因而連通油口間的流通面積