安徽工程大学机电学院
本科毕业设计(论文)开题报告
题目 ： 升降机用三级液压缸的设计及仿真
The design and Simulation of three stage hydraulic cylinder for elevator
课 题 类 型： 设计■ 实验研究□ 论文□
一、 本课题的研究意义、研究现状和发展趋势
1、本课题的研究意义
全球工程机械行业呈现稳定发展的态势，在经济发展，特别是工程建设事业发展的推动下，传统市场稳定增长，新兴市场发展迅速，多数工程机械制造企业盈利丰厚，扩张的欲望强烈。从机种发展看，大型机械中挖掘机仍旧占有第一的地位，销售额和增长速度都名列前茅；但相比之下，小型多用途机械的发展则更快，这主要归功于发达国家大型基础设施建设已接近完成，大量的市政、维修、养护、园林工作拉动小型多用途机市场升温。
和目前倡导的节约资源、能源，保护环境等政策措施也有一定的关系。随着技术的不断进步，工程建设不断的发展，对液压油缸的需求将越来越大，前景非常乐观，因此，只有在激烈的竞争中加强合作，才能够在液压油缸市场中取得良好的发展。液压缸的设计需要更加完善的方案，通过对液压缸的设计来减少我们对能量的损耗，充分的发挥液压缸在机械类的运用，合理的去运用能量。
2、本课题的研究现状
我国液压工业的不断发展，行业供给能力不断增强，中低端产品有供过于求的状况。在2014年液压油缸行业实现工业总产值325.15，同比增长10.3.2011年至今，工程机械行业就增速放缓，受下游需求市场的影响。我国液压油缸行业增速也放缓了脚步。数据显示，2014年我国液压油缸营业收入262.65亿元，同比增长7.4%，增长速度下降2个百分点。
随着经济持续健康快速发展，各种重大基础设施的建设进入新的发展高潮，工程机械需求量大幅度增长。液压油缸产品作为主机的重要配件发展前景十分广阔，仅挖掘机国内年需求量将达到万余台。目前，我国液压油缸主要依靠进口，为降低成本，提高国际竞争力，国内挖掘机生产企业急需实现油缸国产化，因此液压缸销售市场十分广阔。
3、本课题的发展趋势
未来，预计我国液压油缸高端产品供给外资品牌依然占据一定的强势地位。我国在中低端产品上依然占有比较优势。然而随着我国对高端产品的研发和资金投入，产品国产化有望提升，高端产品市场占有率有望扩大。在企业方面，行业也难免出现整合，优化资源，企业数量减少，整体质量提升。保守预计整体行业在供给的年均增长速度在6%左右。
《中国液压油缸市场现状调查及未来走势预测报告（2015-2022年）》对液压油缸市场的分析由大入小，从宏观到微观，以数据为基础，深入的分析了液压油缸行业在市场中的定位、液压油缸行业发展现状、液压油缸市场动态、液压油缸重点企业经营状况、液压油缸相关政策以及液压油缸产业链影响等。
《中国液压油缸市场现状调查及未来走势预测报告（2015-2022年）》还向投资人全面的呈现了各大液压油缸公司和液压油缸行业相关项目现状、液压油缸未来发展潜力，液压油缸投资进入机会、液压油缸风险控制、以及应对风险对策等。
由于市场前景广阔， 近年来很多国内企业加入生产行列， 使得竞争加剧， 而目前大
部分的产品开发基本上是先行者模仿国外产品， 后入者模仿国内成熟产品。 随着竞争的进一步加剧， 产品开发手段的完善和创新设计能力的提升， 必然成为各厂家竞争的核心内容， 也是企业做大做强的一个重要法宝。
社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化， 高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标， 也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。
由于液压技术广泛应用了高技术成果， 如自动控制技术、 计算机技术、 微电子技术、
磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、 水平有一定的提高。 尽管如此， 走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破， 应当主要靠现有技术的改进和扩展， 不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 综合国内外专家的意见， 其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：
1、 减少能耗,充分利用能量
液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面， 已取得很大进展， 但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。 为减少压力能的损失， 必须解决下面几个问题：
①减少元件和系统的内部压力损失， 以减少功率损失。 主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
②减少或消除系统的节流损失， 尽量减少非安全需要的溢流量， 避免采用节流系统来调节流量和压力。
③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。
④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。
⑤改善液压系统性能， 采用负荷传感系统， 二次调节系统和采用蓄能器回路。
⑥为及时维护液压系统， 防止污染对系统寿命和可靠性造成影响， 必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。
2．主动维护
要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，必须使液压系统故障诊断现代化， 加强专家系统的研究， 要总结专家的知识,建立完整的、 具有学习功能的专家知识库， 并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识， 用推理机中存在的推理方法， 推算出引出故障的原因， 提高维修方案和预防措施。 要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件， 对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。
另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。
二、 主要设计内容
液压缸的设计包括液压缸活塞缸的直径及外径，液压缸活塞直径的确定，和活塞杆直径的确定，液压缸壁厚和外径的计算，缸盖厚度的确定，刚体长度的确定，缓冲装置的计算以及活塞杆稳定性的验算。
三、 研究方案及工作计划
1:研究方案
1：液压缸的设计
设计三级缸第三级液压缸为第二级液压缸的活塞杆，第二级液压缸为第一级液压缸的活塞杆，设计时从第三级液压缸开始，将第二级液压缸与第三级液压缸独立出来，然后再将第二级液压缸作为第一级液压缸的活塞杆独立出来。
2：缸体：45号缸无缝钢管。45钢无焊接件，可用调质处理提高强度表面粗糙度要小（Ra=0.2-0.4μm）工艺要求内孔一般用珩磨或滚压加工
活塞：45号钢。
活塞杆：45号钢圆钢或无缝钢管，一般表面要镀硬铬，表面粗糙度要Ra=0.2-0.4μm
缸底：法兰连接，35号，45号刚锻件。
密封结构：防漏，防尘，耐磨
2：液压缸减速装置
重新设置一个结构减速，防止在升降机减速的过程没有缓冲，影响到磨损，提高寿命。
四、 参考文献
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