本設(shè)計(jì)需要涉及的內(nèi)容主要包括機(jī)械升降機(jī)構(gòu)部分以及部分。經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)式，并且設(shè)計(jì)三組剪叉臂配合工作，構(gòu)成DPS升降裝置的主體機(jī)械結(jié)構(gòu)；部分的設(shè)計(jì)偏重的設(shè)計(jì)部分是缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)DPS升降裝置在工作狀態(tài)中的實(shí)際應(yīng)用需求，缸采用雙作用單桿活塞式缸的結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)DPS升降裝置的承重能力以及需求高度，完成缸的推力計(jì)算和油缸的行程，最終完成缸的整體設(shè)計(jì)；關(guān)于站部分的內(nèi)容，則根據(jù)缸的性能以及整體的需要 升降裝置；剪叉式 DPSHydraulicliftingdeviceismainlyappliedtothedatacenterDPSandtheupperandlowershelfoftheserver，andthisequipmentismadefordatacenteroftheactualenvironmentandapplicationofspecialresearch.Themaincontentsofthedesignincludemechanicalliftingmechanismandhydraulicpressure.Afterdetailedcalculationandthecomparingwiththeeconomicandthepracticability,Idesignedthemethodofthemechanicalliftingmechanismisdeterminedbycuttingfork.,andusethethreegroupsofscissorsandforkarmasthesubjectmechanicalstructure.ThemostimportantpartinthedesignofhydraulicistheHydrauliccylinder.AccordingtothepracticalapplicationofDPShydraulicliftdevice,Ichoosethedoubleactingpistontypehydrauliccylinderforthisdevice.AccordingtotheloadbearingcapacityanddemandheightofDPShydraulicliftingdevice,thethrustcalculationandthecylinderstrokeofthehydrauliccylinderarecompleted,andtheoveralldesignofthehydrauliccylinderisfinished.Regardingthecontentsofthehydraulicstation,accordingtothehydrauliccylinder'sperformanceandtheoverallneedforselectingandmatching.Thesubjectofthisdesignwillhavegreatprogressinhumanresources,securityandaccuracy,etc.：hydraulicliftdevice;cutarm;hydraulic 引 第一章DPS升降裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè) DPS簡(jiǎn) DPS升降裝置整體結(jié)構(gòu)形式及基本組 DPS升降裝置各部分之間的連接關(guān) 確定剪叉式升降機(jī)各機(jī)構(gòu)尺 1、升降裝置主要技術(shù)參 DPS升降裝置各部分尺 支撐平臺(tái)尺 剪叉臂尺 DPS升降裝置升高到2000MM時(shí)尺寸變 DPS升降裝置各部件重 第二章DPS升降裝置機(jī)構(gòu)分 DPS升降裝置機(jī)構(gòu)力學(xué)模 DPS升降裝置力學(xué)模型的建立與分 DPS升降裝置處于最低位置時(shí)的受力分 對(duì)剪叉臂進(jìn)行分 對(duì)剪叉臂（Ⅱ）進(jìn)行校 對(duì)剪叉臂（Ⅱ）進(jìn)行校 活塞桿頂端支撐軸的強(qiáng)度校 連接剪叉臂銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校 凸輪連桿的設(shè)計(jì)與校 第三章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選 明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要 升降裝置的運(yùn)動(dòng)要 升降裝置的性能要 系統(tǒng)的工作環(huán)境狀 其他要 系統(tǒng)的選 系統(tǒng)方案的確 系統(tǒng)的計(jì) 舉升處缸行程的計(jì) 舉升處系統(tǒng)工作壓力的計(jì) 舉升處系統(tǒng)工作壓力的計(jì) 3.3.3缸的設(shè)計(jì)與計(jì) 動(dòng)力元件的選 1、泵的選 2、計(jì)算泵的最大流 3、泵的規(guī) 4、計(jì)算泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇電動(dòng) 5、泵的選 6、控制閥的選 3.6輔助元件的選 油箱的選 油管和油管接頭的選 工作介質(zhì)、過(guò)濾器和壓力表的選 結(jié) 參考文 謝 DPS升降裝置屬于升降臺(tái)的一種，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心DPS以及服務(wù)器的上下架。升降裝置按照升降裝置按照結(jié)構(gòu)的形式來(lái)劃分可以分為四種，包括有剪叉式、桁架式、多級(jí)缸直頂式和懸臂式升降臺(tái)。其中剪叉式升降臺(tái)相比較其它的三種升降裝置來(lái)說(shuō)，具有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，比方說(shuō)剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)用，比方說(shuō)民用航空以及機(jī)械制造行業(yè)。但是剪叉式升降裝置也攜帶者好多的服務(wù)于數(shù)據(jù)中心的單品DPS升降裝置目前還沒(méi)有大規(guī)模的生產(chǎn)制造。針對(duì)數(shù)據(jù)匯中心DPS升降裝置可以知道，目前國(guó)內(nèi)僅有一家公司對(duì)此裝置進(jìn)行30DPS降裝置的普及的滯后。本設(shè)計(jì)DPS升降裝置由于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面的改變，除了定位成剪叉式升降平臺(tái)。數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置的載物平臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)為 第一章DPS升降裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)供電力保障。主要由輸入輸出單元、充電模塊、電池組、逆變器、器、輸出切電時(shí)，由后備磷酸鐵鋰電池給負(fù)載直接提供直流電源。DPS外形規(guī)格——DPS凈重——本次課題涉及的內(nèi)容是剪叉式升降裝置，剪叉式升降裝置的發(fā)展在國(guó)內(nèi)比較迅速，各式各樣的種類(lèi)也比較多。按照驅(qū)動(dòng)的形式進(jìn)行劃分的話，升降裝置一共可以分為式升降裝置、機(jī)械式升降裝置以及氣液驅(qū)動(dòng)式升降裝置三種方數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置由三部分組成，分別是機(jī)械機(jī)構(gòu)部分、系統(tǒng)部分據(jù)中心DPS升降裝置的控制單元根據(jù)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)決定。在系統(tǒng)部分，液時(shí)候，通過(guò)作用于剪叉結(jié)構(gòu)橫軸的缸推力作用，滑輪將沿著軌道向內(nèi)或著向外圖1-1DPS升降裝置簡(jiǎn)根據(jù)實(shí)際的要求，在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的單組缸驅(qū)動(dòng)方式，缸的位置當(dāng)平臺(tái)傾斜等問(wèn)題。缸的活塞桿通過(guò)螺栓連接固定中副剪叉臂之間的橫軸上，橫動(dòng)。當(dāng)缸活塞桿向外施力，處于向外伸出活塞桿的狀態(tài)時(shí)，將會(huì)通過(guò)力的傳遞11-1sDPS升降裝置的設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際工作要求，需保證2000mm的起升高度20s支撐平臺(tái)尺考慮到DPS升降裝置主要的應(yīng)用環(huán)境是數(shù)據(jù)中心的機(jī)房?jī)?nèi)，所以就必須1300mm，同時(shí)也許滿(mǎn)足條件當(dāng)DPS升降裝置起升到最高的位置時(shí)，整體機(jī)構(gòu)的高度能達(dá)到2000mm。根據(jù)要1-21-長(zhǎng)寬負(fù)載的重量是平均得分布在整個(gè)平臺(tái)上，并不是集中應(yīng)力，因此在設(shè)計(jì)平臺(tái)的時(shí)候平臺(tái)構(gòu)造不應(yīng)該過(guò)于厚重，不但造成整體機(jī)構(gòu)質(zhì)量的增加，影響缸的設(shè)計(jì)，也會(huì)造成不惜要的材料浪費(fèi)。因此設(shè)計(jì)支撐臺(tái)面的時(shí)候，厚度的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足稱(chēng)承10mm，安全性的要求。在支撐平臺(tái)的下部需要為剪叉臂滑輪設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)的滑輪軌道，規(guī)定滑1-21-2剪叉臂DPS升降裝置載物平臺(tái)的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為860mm，并且需要在載物平臺(tái)下面設(shè)狀態(tài)時(shí)，剪叉臂需要滿(mǎn)足的條件為過(guò)平臺(tái)的邊緣。升降裝置上下共四組滑動(dòng)790mm。DPS升降裝置降到最低位置時(shí)，升降裝置的高度為360mm（底座與平臺(tái)之間的距離）1-3240mm，可以依據(jù)勾股定理來(lái)求的剪叉臂LL=840mm60mm，20mm，剪叉臂結(jié)構(gòu)1-4。圖1-3 升降裝置非工作狀1-4DPS升降裝置升高到2000mm時(shí)尺寸變當(dāng)DPS升降裝置處于向上舉升的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)缸的推力作用以及剪叉臂之離將會(huì)縮小，與此同時(shí)，升降裝置的基座與載物平臺(tái)兩者之間的距離將變得越來(lái)越大。當(dāng)載物平臺(tái)高度升到2000mm的時(shí)候，升降裝置上下兩滑輪之間的中心距離1690mm，560mm，所以利用以上數(shù)據(jù)可以得到滑輪滑動(dòng)的距離即滑輪軌道的距離Lx=790-560=230mm。DPS升降裝置升高到2000mm1-51-52000mm《機(jī)械工程材料選擇Q275鋼作為升降平臺(tái)的主材料Q275鋼的材料性能：抗拉強(qiáng)（MPa）490-610；泊松比為0.3；彈性模（GPa）200-220（g/cm3）7.85。WFL

(1-式中：W（kg） （g/cm3）——所用材料剛的密度1Wp

5108600.5580

(1-2Wp3

5580

1

(1-Wp

52060

(1-6Wp

9.1

(1-4、 升降裝置整機(jī)重量計(jì)G（3.547.1

(1-第二章DPS升降裝置機(jī)構(gòu)分?jǐn)?shù)據(jù)中心DPS升降裝置主要需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)就是剪叉臂組，剪叉臂組作為產(chǎn)生直接影響。而缸的安裝位置，又是影響DPS升降裝置力學(xué)性能最關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置的機(jī)械機(jī)構(gòu)已經(jīng)初步確定，現(xiàn)在通過(guò)其機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型分析與計(jì)算缸所需要的推力。由于缸推桿與升降裝置的橫軸是通過(guò)一會(huì)與缸的設(shè)計(jì)緊密相連。通過(guò)實(shí)際的升降裝置調(diào)研工作以及館和網(wǎng)絡(luò)的資料查詢(xún)，初步設(shè)計(jì)連100mm，40mm30mm。以此為條件定義缸推力F1,整機(jī)的總量由前面的計(jì)算可以得到G=3.14KN。1：2-12-1FN

(2-

2-22-2FN

(2-

FN

當(dāng)連桿處于推桿與橫軸相 的位置時(shí)，分析如圖2-3所圖2-3分析FN

-

(2-

FN

考慮到隨著升降裝置位置的改變，連桿的受力也會(huì)相對(duì)的變化，從而影響整體的分析，現(xiàn)在考慮當(dāng)升降裝置起升到最置時(shí)的情況，此時(shí)連桿處于推桿與橫軸相互的位置時(shí)，分析如圖2-4圖2-4不分析FN

-

(2-FN

當(dāng)升降裝置起升到最置時(shí)，又使得缸推桿與橫軸互

74圖2-5不分析FN

-

(2-

由以上的4個(gè)方案設(shè)計(jì)可以知道，凸輪連桿的位置對(duì)缸推桿的推力起決定性方案的對(duì)比明顯可知道，連桿的位置在39置，但是以這個(gè)角度確定位置之后，升降裝置升高之后，推桿與橫軸之間的424壓缸所需要的推力FN

略，所以缸的設(shè)計(jì)推力應(yīng)該略大于計(jì)算值最終確定缸的推力FN

2.1.1DPS升降裝置力學(xué)模型的建立與分DPS升降裝置簡(jiǎn)圖如圖2-1，左邊的一側(cè)按照設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)是固定鉸支座，DPS，受力情況的分析2-6W1，W2，油缸自Wz2-6L=560mm， 缸與水平面的夾角為

(2-arctan

(2-

L

570.06 (2-當(dāng)DPS升降裝置起升到最高工作位置

(2-

L

(2-

24.8mm/

(2-缸起升速度活塞有效行程：496.04mmF12-22-72.1.1F1

FN

-

(2-對(duì)剪叉臂進(jìn)行

F1

2-8F1F'

F1

(2-F"

F2sinFF"

1.92KN;對(duì)剪叉臂（Ⅱ）進(jìn)行2-5剪叉臂（Ⅱ）a2-5MF2sin2

3.530.98

(2-M1.46KNb2y2c

Iz

3.610-7m4

(2-d

1.46

(2-e

FNA

60

F4cos1200mm

(2-d2A

f

(2-

45#鋼的屈服極限的值的大小為300MP。考慮到數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置并不屬于1.2D

(2-

126.98MPa對(duì)剪叉臂（Ⅱ）進(jìn)行2-5剪叉臂（Ⅰ）a2-5M1Gsin

3.40.98

(2-M1.40KNb2ycIz

3.610-7

(2-dd1

1.40

(2-e

FN

G4

A60

1200mm

(2-f

FN

116.67

(2-

45#600MPa，300MP，D600

(2-

123.75MPa活塞桿頂端支撐軸的強(qiáng)度校2-640Cr，40Cr1000MPa，40mm?？紤]到實(shí)際的工作應(yīng)塞桿與橫軸的連接部件固定在橫軸中部。在DPS升降裝置剛舉升的時(shí)候，也就2-62-6MF

6

1.32KNdM

(2-式中：MW210.19MPa＜1000MPa，受力分析可以知道，只在升降裝置起升的瞬間橫軸受到缸的最大推力，在其它的運(yùn)行工況下受力都連接剪叉臂銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校35#40mm，許用剪切應(yīng)力為[]=98MPa2-72-71d1

40.85

-

(2-4凸輪連桿的設(shè)計(jì)與校1.2-2-82.40#進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。2-9aN/230°b、r0I-III-IIc、

綜上所述，想要求出靜不定力矩，必須的確定I-I01

EI[M1M

(2-當(dāng)當(dāng)

M1M

N（1cos2

(2-M1M

-N（1cos2

N（cos70cos2

(2-彎曲力矩M1Ma

M01

(2-1彎曲力矩M2Ma

M02

(2-代入1中可

（0.0780.43I1 Ma

(2-0.75

1由于連桿的端頭具有相同的截面面積，所以I-III-IIM

0.75 r0

12

20

M

0.16238.32

140Na、斷面I-I

M

312NII-IIM

3252

22.5

2

141.04NW1

30

(2-

38.232250010-

1.12

y

00.9

37510-

已知[

355MPa，計(jì)算可知

1[y[第三章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選系統(tǒng)在整個(gè)DPS升降裝置中起到輔助作用，提供整機(jī)運(yùn)行的的動(dòng)力升降裝置的運(yùn)動(dòng)要DPS升降裝置主要的動(dòng)作就是完成負(fù)載的垂直起升與下降的運(yùn)動(dòng)，升降裝置的起升決定于缸的伸縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)缸向外伸的時(shí)候，通過(guò)裝置橫軸的帶動(dòng)，作用于升降裝置，使的滑輪向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而完成升降裝置的舉升運(yùn)動(dòng)；當(dāng)動(dòng)，從而完成升降裝置的下降運(yùn)動(dòng)。升降裝置的性能要根據(jù)第一章要求可知，DPS升降裝置起升到設(shè)計(jì)最高尺寸2000mm所需要的20S，此過(guò)程中要求速度平穩(wěn)可調(diào)，并且可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)啟停的指令。并且要求缸設(shè)計(jì)采用雙作用缸形式，增加工作中升降裝置的安全性能。系統(tǒng)的工作環(huán)境其他要DPS升降裝置尺寸要求滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用條件，整體長(zhǎng)度不得超過(guò)1300mm，重系統(tǒng)的選缸作為DPS升降裝置中系統(tǒng)的執(zhí)行元件，同時(shí)也承擔(dān)著直接動(dòng)力源的角色。缸一般分為浮柱式和活塞式兩種，根據(jù)對(duì)于工業(yè)中所使用的升降裝置的調(diào)研以及自己的設(shè)計(jì)分析，最終確定設(shè)計(jì)活塞式缸，詳見(jiàn)后續(xù)。圖3-1系統(tǒng)原理如圖3-1所示，數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如下器、換向閥、單向閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥以及缸；工作原理：該系統(tǒng)是由一個(gè)雙向換向閥控制整體缸的起升和降落，當(dāng)換向閥作用于右位時(shí)，介質(zhì)從油箱出油，經(jīng)過(guò)調(diào)速閥調(diào)速作用于缸，實(shí)現(xiàn)缸的收縮功能；當(dāng)換向閥作用于左位時(shí)，介質(zhì)從油箱出油，經(jīng)過(guò)單相節(jié)流閥保壓后作用于缸，實(shí)現(xiàn)缸的前伸功能舉升處缸行程的計(jì)已 缸最大推力為6KN舉升處系統(tǒng)工作壓力的計(jì)圖3-2缸行程可以參考2.1.1計(jì)算結(jié)果：當(dāng) 升降裝置運(yùn)動(dòng)到2000mm的時(shí)候L2

1070mm，整體機(jī)構(gòu)的高度大約等于1100mm。當(dāng) 升降裝置降到最L1

缸的長(zhǎng)度約于600mm。根據(jù)前面所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算缸的行程，得到結(jié)果缸行程500mm根據(jù)缸行程系列表可以選擇，缸行程K=500mm舉升處系統(tǒng)工作壓力的計(jì)升降裝置處于起升狀態(tài)的瞬間需要缸提供的力最大，F(xiàn)=11.2KN。工作壓力PF

(3-缸的設(shè)計(jì)與計(jì)a 缸內(nèi)徑的計(jì)

FPD3.5710-FP

(3-式中：D——缸的內(nèi)徑P 6F 6D

3.5710-2

(3-查找缸內(nèi)徑規(guī)范，選擇內(nèi)徑80mm20、35、45#27SiMn所以根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求以及實(shí)際的使用工作條件，缸缸筒的材料選擇對(duì)于塑性材料，許用應(yīng)力[]可表示為

[]s

(3-ns3-5對(duì)于此款缸為薄壁式的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)（D0.08Pmax

(3-式中：Pmax——缸最高工作壓力D——缸內(nèi)徑[2.52.5

(3-

（D2-P0.35s

(3-

D1，D——缸的外徑和內(nèi)徑s經(jīng)過(guò)校核，缸筒滿(mǎn)足校核條件，可以保證缸的安全可靠的工作b45#鋼。而且為了提高活塞桿的硬度、耐腐蝕性以HB230-280HRC150-1600.015mm-0.05mm45#f8，糙度Ra60.63）um，端部的螺紋、卡鍵槽等的同軸度不大于（0.01-0.02）mm。數(shù)比的確定的確定參照下缸的數(shù)比與工作時(shí)壓力的關(guān)缸的數(shù)比與工作時(shí)壓力的關(guān)工作壓力 12.5-數(shù)比 1.46-22 (3-式中：1.33

D2-d2d

根據(jù)活塞桿的直徑系列(GB/T2348-93.)40mm

式中：——活塞桿應(yīng)力

A

Fymax][W

(3-Am3F——活塞桿輸出力ymax——活塞桿最大撓度Wm3

d3 6

1.67

[3.6

104-

(3-因 所 耳環(huán)的內(nèi)徑MR1耳環(huán)的外徑MR2c 缸活塞的設(shè)計(jì)與計(jì)

本次數(shù)據(jù)中心DPS升降裝置缸設(shè)計(jì)中的活塞與活塞桿采用的Od（1）HL

(3-式中：LD——缸筒內(nèi)徑，mmH

2

(3-導(dǎo)向滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A

活塞寬度B

eP且缸底厚度Ph1

(3-式中：dP——工作壓力[]——材料的許用應(yīng)力，安全系數(shù)

3，MPa頭部法蘭采用螺釘連接，法蘭厚度hh 3F（D0-dcp）

(3- 式中；h——法蘭厚度F——法蘭受力總和，N；F

d2p（d（d

2-d2）qdcp——密封圈平均直徑，m

1（d1

ddH——密封環(huán)外徑fLK

500502851

(3-3.4動(dòng)力元件的選1 泵的選計(jì)算泵的最大工作壓力

(3-

P——系統(tǒng)進(jìn)

P1

(3-p

、計(jì)算泵的最大流因?yàn)樗O(shè)計(jì) 升降裝置只有一 缸，所 泵最大流量計(jì)算如qpqv

Kq

(3-

qp——系統(tǒng)所需流量K——系統(tǒng)的系數(shù)，一般取1.1-qmax——缸的最大流量，一般取2-

2L/qp

Kq

1.2

2.4L/3、泵的規(guī)大總效率。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）泵部分內(nèi)容，如表21-5-4，最近決定4、計(jì)算泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇電動(dòng)功率Pp計(jì)算如下Pp

ppq

(3-

qp 泵的最大流量pp——泵的最大工作壓力p—— Pp

ppqp

2.5

Y801-25、泵的選根 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及資料查詢(xún) 泵的選取情況如下2~8MPa，排量控制在