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a380登机桥液压升降系统设计.doc
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1、 毕业设计(论文)A380登机桥液压升降系统设计30毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名: 日期: 毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查
2、阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。 作者签名: 指导教师签名: 日期: 日期: 注 意 事 项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图
3、表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订目 录1绪论21.1登机桥简介21.2登机桥主要部件21.3登机桥升降系统22登机桥的受力分析计算22.1登机桥伸出最大长度
4、时液压缸底座正压力22.2登机桥收缩最小长度时液压缸底座正压力22.3登机桥单边液压缸支持力22.4 A380登机桥液压缸升降高度标准23登机桥液压系统回路设计23.1设计要求23.2液控单向阀与锁紧回路23.2.1液控单向阀的工作原理及图形符号23.2.2典型结构与主要用途23.2.3锁紧回路23.3节流阀与调速回路23.3.1节流阀23.3.2普通节流阀的结构与工作原理23.3.3节流阀的主要性能指标23.3.4调速回路23.4同步回路23.4.1电液比例调速阀的同步回路23.4.2同步马达的同步回路23.5整体液压回路设计24液压缸的结构与设计计算24.1液压缸的分类24.2液压缸的结构
5、与组成24.2.1缸体组件24.2.2活塞组件24.2.3密封装置24.2.4缓冲装置24.2.5排气装置24.3液压缸的计算24.4液压缸的负载与主要参数24.4.1液压缸的负载24.4.2液压缸的缸筒内径、活塞杆外径尺寸及流量24.4.3液压杆的稳定性校核25液压泵的选用25.1液压泵的工作原理与特点25.1.1液压泵的工作原理25.1.2液压泵的主要性能参数25.2液压泵的计算25.3液压泵的主要参数及选择25.3.1液压泵的最高工作压力25.3.2液压泵的最大供油量25.3.3液压泵的选择26油箱的设计与计算26.1油箱的作用26.2油箱的尺寸与材料27总结2参考文献21绪论1.1登机
6、桥简介登机桥桥或称空桥是一种在飞机场的设备,用以连接候机厅与飞机之间的可移动升降的通道,一端连接候机楼的某个登机口,一端扣在飞机舱门上,旅客由对应登机口进入飞机。在空桥问世之前,乘客必须步行与地面同高的柏油路上,再爬上移动式登机梯,此种登机方法仍在世界多数机场使用,但通常都是只能容纳小型飞机的小型机场;部分的老旧航站大厦由于规模较小而无法设立多座空桥,除了少数改建而追加的空桥外,也会搭配接驳巴士将乘客载运至停靠在空桥范围外的飞机上以供乘客登机,如香港启德机场、台北松山机场等等。首座空桥在1959年7月于旧金山国际机场搭建。图1-1 登机桥1.2登机桥主要部件登机桥 :站坪驱动型活动廊桥立柱 :
7、指用于支撑旋转平台部分的立柱旋转平台 :连接固定廊道(或候机楼)和登机桥活动通道的部分活动通道 :登机桥可伸缩通道,联接旋转平台和接机口圆形厅 :接机口旋转运动的中心接机口 :登机桥前端与飞机舱门相连接部分升降系统:使登机桥实现垂直运动的驱动机构行走系统 :使登机桥实现水平运动的驱动机构工作扶梯 :停机坪和圆形厅之间的连接部件停机坪:飞机场水平停机面PLC :可编程序逻辑控制器1.3登机桥升降系统根据中华人民共和国民用航空行业标准,登机桥正常升降速度应为0.03m/s,应急升降速度0.2m/s。登机桥的高度调整由电机或液压控制,两种控制方式各有优缺点。登机桥升降系统图1-2 登机桥升降系统2登
8、机桥的受力分析计算2.1登机桥伸出最大长度时液压缸底座正压力图2-1 登机桥通道伸出最长时结构图2-2 登机桥通道伸出最长时受力图登机桥的质量m=25t,g=10N/Kg登机桥的长度Lmax=35 m G=mg=25000(kg)*10=250000(N)分析受力简图,根据M=0,G=250000N登机桥的最大伸出长度时则G17.5-Fn(35-12)=0解得: =190217 N2.2登机桥收缩最小长度时液压缸底座正压力图2-3 登机桥收缩最短时结构图2-4 登机桥收缩最短时受力图由已知条件可知登机桥的质量m=25t,g=10N/Kg,登机桥的长度Lmin=23m,G=mg=25000(kg
9、)*10=250000(N)分析通道的受力简图,根据M=0,G=250000 N登机桥伸出最小长度时则G11.5-(23-12)=0 解得:=261363 N2.3登机桥单边液压缸支持力液 压 缸图2-5 登机桥侧视图登机桥伸长和缩短两种情况的正压力对比,最长时正压力小于最短时正压力,因此两个液压缸总的正压力取值为261363 N,即每个液压缸的正压力 =0.5261363130681 N2.4 A380登机桥液压缸升降高度标准目前国际上通用的民用客机机型种类很多,而国际民航组织ICAO (International Civil Aviation Organization)规定的停机坪有A、B
10、、C、D、E、F等类型,该标准几乎涵盖了所有机型。飞机A380则属于F类,根据标准要求,A380登机桥的升降高度要达到A380客机的上舱门(约8米);同时为了在台风天气保护登机桥,需要降低高度,即登机桥的前端离地大约2.5米。3登机桥液压系统回路设计3.1设计要求根据产品要求以及中华人民共和国民用航空行业标准,登机桥正常升降速度应为0.03m/s,应急升降速度0.2m/s,因此需要选用调速阀作为调速回路的元件。为了能维持登机桥的高度,既使液压缸能在任意位置停留,且不会因为外力作用而移动位置,因此需要选用液控单向阀作为锁紧回路的元件。由于登机桥是两个液压缸做支撑,因此两边的液压缸的上升与下降速度
11、、行程要达到较高精度打的一致性,所以需要一个串联液压缸的同步回路。总的来说,登机桥液压系统是一个由调速回路、锁紧回路、同步回路三个主要回路组成的液压系统。3.2液控单向阀与锁紧回路普通单向阀是通过调节弹簧的松紧来控制,而液控单向阀则是通过液压来实现。液控单向阀是允许液流向一个方向流动,反向开启则必须通过液压控制来实现的单向阀。液控单向阀可用作二通开关阀,也可用作保压阀,用两个液控单向阀还可以组成液压锁。3.2.1液控单向阀的工作原理及图形符号图3-1液控单向阀的工作原理和图形符号1图为液控单向阀的工作原理图和图形符号。当控制油口无压力油()通入时,它和普通单向阀一样,压力油只能从由A腔流向B腔
12、,不能反向倒流。若从控制油口K通入控制油Pk时,即可推动控制活塞,将推阀芯顶开,从而实现液控单向阀的反向开启,此时液流可从B腔流向A腔。3.2.2典型结构与主要用途液控单向阀有带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀和不带卸荷阀芯的简式液控单向阀两种结构形式。卸载式阀中,当控制活塞上移时先顶开卸载阀的小阀芯,使主油路卸压,然后再顶开单向阀芯。这样可大大减小控制压力,使控制压力与工作压力之比降低到4.5,因此可用于压力较高的场合,同时可以避免简式阀中当控制活塞推开单向阀芯时,高压封闭回路内油液的压力将突然释放,产生巨大冲击和响声的现象。图3-2带卸荷阀芯的液控单向阀2(a)带卸荷阀芯的内泄式液控单向阀;(b
13、)带卸荷阀芯的外泄式液控单向阀上述两种结构形式按其控制活塞处的泄油方式,又均有内泄式和外泄式之分。图(a)为内泄式,其控制活塞的背压腔与进油口P1相通。外泄式见上图(b)的活塞背压腔直接通油箱,这样反向开启时就可减小P1腔压力对控制压力的影响,从而减小控制压力PK。故一般在反向出油口压力P1较低时采用内泄式,高压系统采用外泄式。3.2.3锁紧回路锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止,并可防止其停止后窜动。使执行元件锁紧的最简单的方法是利用三位换向阀的 M型或 O型中位机能封闭液压缸两腔,使执行元件在其行程的任意位置上锁紧。但由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏,这种锁紧方法不够可靠,只适用于锁紧
14、时间短且要求不高的回路中。最常用的方法是采用液控单向阀,其锁紧回路如图所示。由于液控单向阀有良好的密封性能,即使在外力作用下,也能使执行元件长期锁紧。为了保证在三位换向阀中位时锁紧,换向阀应采用H型或Y型机能。这种回路常用于汽车起重机的支腿油路中,也用于矿山采掘机械的液压支架的锁紧回路中。图3-3 锁紧回路3.3节流阀与调速回路3.3.1节流阀 节流阀是一种最简单又最基本的流量控制阀,它是借助于控制机构使阀心相对于阀体孔运动,改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀;将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀,在定量泵液压系统中,节流阀和溢流阀配合,可组成三
15、种节流调速系统,即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定,一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。 按其功用,具有节流功能的阀有节流阀、单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀和单向节流截止阀等;按节流口的结构形式,节流阀有针式、沉割槽式、偏心槽式、锥阀式、三角槽式、薄刃式等多种;按其调节功能,又可将节流阀分为简式和可调式两种。 所谓简式节流阀通常是指在高压下调节困难的节流阀,由于其对作用于节流阀芯上的液压力没有采取平衡措施,当在高压下工作时,调节力矩很大,因而必须在无压(或低压)下调节;相反,可调式节流阀
16、在高压下容易调节,它对作用于其阀芯上的液压力采取了平衡措施。因而无论在何种工作状况下进行调节,调节力矩都较小。对节流阀的性能要求是:流量调节范围大,流量-压差变化平滑;内泄漏量小,若有外泄漏油口,外泄漏量也要小;调节力矩小,动作灵敏。3.3.2普通节流阀的结构与工作原理普通节流阀是流量阀中使用最普遍的一种型式,它的结构和图形符号如图所示。实际上,普通节流阀就是由节流口与用来调节节流口开口大小的调节元件组成,即带轴向三角槽的阀芯l、阀体2、调节手把3、顶杆4和弹簧5等组成。图3-4 普通节流阀3压力油从进油口P1进入阀体,经孔道a、节流口、孔道b,再从出口流出,出口油液压力为P2。调节手轮可使阀
17、芯轴向移动从而使节流口通道大小发生变化,以调节通过阀腔流量的大小。弹簧可使阀芯始终压向顶杆。阀芯上的通道c是用来沟通阀芯两端,使其两端液压力平衡,并使阀芯顶杆端不致形成封闭油腔,从而使阀芯能轻便移动。其它节流阀的结构和职能符号如图所示。压力油从进油口P1流入,经节流口从P2流出。节流口的形式为轴向三角沟槽式。作用于节流阀芯上的力是平衡的,因而调节力矩较小,便于在高压下进行调节。当调节节流阀的手轮时,可通过顶杆推动节流阀芯向下移动.节流阀芯的复位靠弹簧力来实现;节流阀芯的上下移动改变着节流口的开口量,从而实现对流体流量的调节。3.3.3节流阀的主要性能指标节流阀的性能指标主要有流量调节范围、流量
18、变化率、内泄漏量、压力损失等。(1)、流量调节范围流量调节范围是指当节流阀的进、出口压差为最小时(一般为0.5MPa),由小到大改变节流口的过流面积,它所通过的最小稳定流量和最大流量之间的范围。(2)、流量变化率节流阀进、出口压差为最小时,将节流阀的流量调至最小稳定流量,并保持进油腔油温为505,每隔5min用流量计测量一次流量,共测量六次,将测得的最大和最小流量的差值,与流量的平均值之比称作流量变化率。节流阀的最小流量变化率一般不大于10。(3)、内泄露量内泄漏量是指节流阀全关闭,进油腔压力调至公称压力时,油液由进油腔经阀心和阀体之间的配合间隙泄漏至出油腔的流量。(4)、压力损失压力损失是指
19、节流口全开,流经额定流量时,进油腔与出油腔之间的压力差。节流阀常与定量泵、溢流阀和执行元件一起组成节流调速回路。若执行元件的负载不变,则节流阀前后压力差一定,通过改变节流阀的开口面积,可调节流经节流阀的流量(即进入执行元件的流量),从而调节执行元件的运动速度。此外,在液压系统中,节流阀还可起到负载阻力以及压力缓冲等作用。3.3.4调速回路在这里选用进油节流调速回路。进油节流调速回路是将节流阀串联在液压泵和液压缸之间,用它来控制进入液压缸的流量仪达到调速的目的。如图3.3.4,调速时,定量泵多余的油液通过溢流阀流回油箱,这是这种回路能够正常的工作的必要条件。压力经溢流阀调定后,基本保持恒定不变。
20、由于存在溢流损失功率和节流损失功率,故这种回路的效率较低。当负载恒定或变化值很小是,max=0.385。低效率导致温升和泄漏增加,进一步影响了速度稳定性。为了提高回路的综合性能,一般在回油路上加背压阀的回路,使其兼具进油节流调速回路和回油节流调速回路两者的优点。图3-5 进油节流式调速回路3.4同步回路同步回路的功用是保证系统中的两个或多个液压缸在运动中的位移量相同或以相同的速度运动。从理论上讲,对两个工作面积相同的液压缸输入等量的油液即可使两液压缸同步,但泄漏、摩擦阻力、制造精度、外负载、结构弹 性 变形以及 油液中的含气量 等因素都会使同步难以保证,为此,同步要尽量克服或减少这些因素的影响
21、,有时要采取补偿措施,消除累积误差。3.4.1电液比例调速阀的同步回路下图所示为用电液比例调整阀实现同步运动的回路。回路中使用了一个普通调速阀1和一个比例调速阀2,它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中,并分别控制着液压缸3和4的运动。当两个活塞出现位置误差时,检测装置就会发出讯号,调节比例调速阀的开度,使缸4的活塞跟上缸3活塞的运动而实现同步。这种回路的同步精度较高,位置精度可达0.5mm,已能满足大多数工作部件所要求的同步精度。比例阀性能虽然比不上伺服阀,但费用低,系统对环境适应性强,因此,用它来实现同步控制被认为是一个新的发展方向。图3-6 电液比例调速阀的同步回路3.4.2同步马达的同步
22、回路 下图为采用相同结构、相同排量的液压马达作为等流量分流装置的同步回路。两个液压马达轴刚性连接,把等量的油液分别输入两个尺寸相同的液压缸中,使两个液压缸实现同步。图中与马达并联的节流阀用于修正同步误差。影响这种同步回路精度的主要原因有:马达因为制造上的误差而引起排量的误差、作用于液压缸活塞上的负载不同引起的泄露以及摩擦阻力不同等。但这种同步回路的同步精度比节流控制的要高,由于所用马达一般为容积效率较高的柱塞式马达,所以费用较高。图3-7 同步马达的同步回路3.5整体液压回路设计A380登机桥液压升降系统整体回路如附录1: 液压缸选用单活塞液压缸,采用活塞杆固定,液压缸筒铰支的安装方式;接下来
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