a380登机桥液压升降系统设计.doc

毕业设计(论文)

A380登机桥液压升降系统设计

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目 录
1绪论 2
1.1登机桥简介 2
1.2登机桥主要部件 2
1.3登机桥升降系统 2
2登机桥的受力分析计算 2
2.1登机桥伸出最大长度时液压缸底座正压力 2
2.2登机桥收缩最小长度时液压缸底座正压力 2
2.3登机桥单边液压缸支持力 2
2.4 A380登机桥液压缸升降高度标准 2
3登机桥液压系统回路设计 2
3.1设计要求 2
3.2液控单向阀与锁紧回路 2
3.2.1液控单向阀的工作原理及图形符号 2
3.2.2典型结构与主要用途 2
3.2.3锁紧回路 2
3.3节流阀与调速回路 2
3.3.1节流阀 2
3.3.2普通节流阀的结构与工作原理 2
3.3.3节流阀的主要性能指标 2
3.3.4调速回路 2
3.4同步回路 2
3.4.1电液比例调速阀的同步回路 2
3.4.2同步马达的同步回路 2
3.5整体液压回路设计 2
4液压缸的结构与设计计算 2
4.1液压缸的分类 2
4.2液压缸的结构与组成 2
4.2.1缸体组件 2
4.2.2活塞组件 2
4.2.3密封装置 2
4.2.4缓冲装置 2
4.2.5排气装置 2
4.3液压缸的计算 2
4.4液压缸的负载与主要参数 2
4.4.1液压缸的负载 2
4.4.2液压缸的缸筒内径、活塞杆外径尺寸及流量 2
4.4.3液压杆的稳定性校核 2
5液压泵的选用 2
5.1液压泵的工作原理与特点 2
5.1.1液压泵的工作原理 2
5.1.2液压泵的主要性能参数 2
5.2液压泵的计算 2
5.3液压泵的主要参数及选择 2
5.3.1液压泵的最高工作压力 2
5.3.2液压泵的最大供油量 2
53.3液压泵的选择 2
6油箱的设计与计算 2
6.1油箱的作用 2
6.2油箱的尺寸与材料 2
7总结 2
参考文献 2

1绪论
1.1登机桥简介
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 ：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=0G=250000N
登机桥的最大伸出长度时
则G×17.5-Fn×（35-12）=0
解得： =190217 N
2.2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)*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G×11.5-×（23-12）=0
解得：=261363 N
2.3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 N
2.4 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、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、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，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）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：
①流量调节范围大，流量----压差变化平滑；
②内泄漏量小，若有外泄漏油口，外泄漏量也要小；
③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50±5℃，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。
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，ηmax=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，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；接下来是在进油、出油回路分别安装液控单向阀，相互配合组成锁紧回路，来完成登机桥的停止锁紧动作；回路中使用了一个普通调速阀和一个比例调速阀，它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中，由此组成电液比例调速阀同步回路，相对于使用同步马达的同步回路，电液比例调速阀的同步精度没有同步马达的高，但费用更经济，且维修更方便，这是根据实际情况而选用的；当两个液压缸的两条回路分别汇合后，分别加装节流阀，来完成对进油路和回油路的调速，之所以选择两个回路都加装节流阀，一是因为液压缸是往复运动的，需要双向调速，二是起到一定保险作用，在精度方面，参考了三菱液压电梯的回路设计，节流阀能胜任该职能；换向阀为三位四通电磁阀；再往下就是溢流阀、液压泵、过滤器和油缸，溢流阀在该系统中起保险限流作用，相对于蓄能器，溢流阀更小巧方便。

4液压缸的结构与设计计算
4.1液压缸的分类
液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力和速度，摆动缸则能实现小于360度的往复摆动，输出转矩和角速度。液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。
4.2液压缸的结构与组成
液压缸按结构组成可以分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等。
4.2.1缸体组件
缸体组件包括缸筒、缸盖和一些连接零件。缸筒可以用铸铁（低压时）和无缝钢管（高压时）制成。缸筒2和缸盖1的常见连接方式如图4-1所示。从加工的工艺性、外形尺寸和拆装是否方便不难看出各种连接的特点。图4-1 a)是法兰连接，加工和拆装都很方便，只是外形尺寸大些。图4-1 b)是半环连接，要求缸筒有足够的壁厚。图4-1 c）是螺纹连接，外形尺寸小，但拆装不方便，要有专用工具。图4-1 d）是拉杆式连接，拆装容易，但外形尺寸大。图4-1 e）是焊接连接，结构简单，尺寸小，但可能会有因焊接有一些变形。

图4-1 缸筒与缸盖结构[4]
4.2.2活塞组件
活塞组件包括活塞和活塞杆两部分。活塞通常是用铸铁制成的，活塞杆通常用钢料制成。 活塞组件的连接方式除了前面提到的锥销式连接以外，还有整体式、螺纹式连接和半环式连接。整体式结构简单、使用可靠，在尺寸较小的场合常用。螺纹式连接和半环式连接如图4-2所示。前者结构简单，但要防止螺母脱落。后者结构复杂，但工作可靠。

图4-2 活塞和活塞杆的结构[5]
4.2.3密封装置
液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄漏。液压缸中密封设计的好坏，对液压缸的性能有着重要影响。
4.2.4缓冲装置
缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活塞和缸盖之间的一部分液体封住，迫使液体从小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使工作部件制动，避免活塞和缸盖的相互碰撞。常见的缓冲装置如图4-3所示。图4-3a）所示为节流口可调式缓冲装置，当活塞上的凸台进入端盖凹腔后，圆环形回油腔中的液体只能通过针形节流阀流出，这就使活塞制动。调节节流阀的开口，可以改变制动阻力的大小。这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。图4-3b）所示为节流口变化式缓冲装置，它在活塞上开有变截面的轴向三角节流槽。当活塞移近端盖时，回油腔油液只能经过三角槽流出，因而使活塞受到制动作用。随着活塞的移动，三角槽通流截面逐渐变小，阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力较小，制动位置精度高。

图4-3 缓冲装置[6]

4.2.5排气装置
由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气，若不排除就会使缸的运动不平稳，引起爬行和振动，严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。排气装置就是为解决此问题而设置的，常用的排气装置如图4-4所示。排气阀和排气塞都要安装在液压缸的最高部位。
应当指出，并非所有的液压缸都设置排气装置，对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将通油口布置在缸筒两端的最高处，使缸中的空气随油液的流动而排走。对于速度稳定性要求较高以及较大型的液压缸，则必须设置。

图4-4 排气装置[7]
4.3液压缸的计算
A380登机桥选用单杆式活塞缸。单杆活塞缸的基本结构及符号如图4.2所示。其特点是只在活塞的一端有活塞杆，缸的两腔有效工作面积不相等。如果以相同流量的压力油进入液压缸的左右腔，活塞移动的速度与进油腔的有效面积成反比，即油液进入无杆腔时有效面积大，速度慢，进入有杆腔时有效面积小，速度快；而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比。它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出油口根据安装方式而定。但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。

图4-5 单杆活塞缸[8]

如图4.2左边，当输入液压缸的油液流量为ｑ，液压缸进出油口压力分别为和时，其活塞上所产生的推力和速度为：

如图4.2右边，当油液从如动画所示的右腔(有杆腔)输入时，其活塞上所产生的推力和速度为：

由上式可知，由于 > ，所以 > 。若把两个方向上的输出速度和 的比值称为速度比，记作，则：

因此，活塞杆直径越小，越接近于1，活塞两个方向的速度差值也就越小，如果活塞杆较粗，活塞两个方向运动的速度差值就较大。在已知和的情况下，也就可以较方便地确定。
4.4液压缸的负载与主要参数
4.4.1液压缸的负载
A380登记桥液压缸承受的动力性负载F，包括工作负载、惯性负载，即作用在液压缸上的总负载F为：

（1）工作负载 工作负载与登机桥的伸长长度有关，在这里取最大值140KN
（2）背压负载 在液压缸运动时，还必须克服回油路压力形成的背压阻力，其值为，为液压缸回油腔的有效工作面积，为液压缸背压,在液压缸缸体结构参数尚未确定之前，对给出一个估算值，为N
（3）惯性负载 登机桥在启动加速与制动减速的过程中产生惯性力，可按牛顿第二定律求出，即：

根据国标要求，正常升降速度应为≤0.03m/s，应急升降速度≤0.2m/s，所以正常升降时加速度取0.3m/，应急情况下取0.6m/。代入公式，可以得到：

工 况
计 算 公 式
总负载F/N
缸推力F/N
启 动

140000N
140000N
正常上升加速

156210N
156210N
应急上升加速

163710N
163710N
匀速上升运动

148710N
148710N
正常上升制动

141210N
141210N
应急上升制动

133710N
133710N
正常下降启动

141210N
141210N
应急下降启动

133710N
133710N
恒速下降运动

148710N
148710N
正常下降制动

156210N
156210N
应急下降制动

163710N
163710N
4.4.2液压缸的缸筒内径、活塞杆外径尺寸及流量
当无杆腔进油，有杆腔回油，不考虑机械效率，回油路上有节流阀时，通过表4-5可知取0.5MPa，根据式子化简可得,查表4-1和表4-2，得知取16MPa，，所以D=114.6mm，根据国家标准(GB 2348-80)规定的系列选取（表4-3和表4-4）相应的尺寸，否者所设计的液压缸讲无法采用标准密封元件，所以D=110mm,d=80mm
液压缸的有效作用面积为：
无杆腔面积
有杆腔面积
液压缸缸体的材料通常为45号钢。在中、低压系统中，液压缸缸筒壁厚往往由结构工艺上的要求确定，强度问题是次要的，一般不进行计算。在高压系统中，缸筒最薄出的厚度须按下列公式进行校验：

式中，为缸筒壁厚度，为缸筒内试验压力，考虑到液压缸可能受到冲击，要远大于工作压力，根据GB/T 15622-1995《液压缸试验方法》规定，实验压力为公称压力（额定工作压力）的1.5倍，所以取=24，D为缸筒内径，为缸筒材料的许用应力，为45号钢的材料的抗拉强度，查资料得，取，n为安全系数，在这里取n=5。上式适用于的情况，当时不适用。
由此可以求得，所以液压缸缸筒外径为

液压缸最大流量根据公式可以得到：

4.4.3液压杆的稳定性校核
因为活塞杆的总长为4300mm，而活塞杆直径为80mm，，需要进行稳定性校核，根据材料力学中的欧拉公式：

式中为临界载荷，E为活塞杆钢材的弹性模量，在这里用45号钢，取E=210GPa，I为横截面的惯性矩，l为活塞杆长度，μ为长度因为，因为活塞杆为一端铰支一端固定，所以μ=0.7。
代入得=459955.6N，用除以安全系数n=2.5得到，所以满足稳定性要求。

表格4-1 液压缸工作压力的确定[9]
负载F/KN
0～70
70～140
140～250
＞250
缸工作压力ｐ1/Mpa
6
10～16
16～21
32

表格4-2 液压缸工作压力与活塞杆直径[10]
液压缸工作压力p/Mpa
≤5
5～7
>7
推荐活塞杆直径d/mm
(0.5～0.55)D
(0.6～0.7)D
0.7D

表格4-3 缸筒内径尺寸系列（单位：mm）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
90
100
(110)
125
(140)
160
(180)
200
(220)
250
320
400
500
630

表格4-4 活塞杆外径尺寸系列（单位：mm）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400

表格4-5 液压缸参考背压值[11]
系统类型
背压p2/Mpa
回油路上有节流阀的调速系统
0.2～0.5
回油路上有调速阀的调速系统
0.5～0.8
回油路上装有背压阀
0.5～1.5
带补油泵的闭式回路
0.8～1.5

5液压泵的选用
5.1液压泵的工作原理与特点
在液压传动系统中，液压动力元件是把原动机输入的机械能转变成液压能输出的装置，液压传动系统中使用的液压泵都是容积式液压泵，它是依靠周期性变化的密闭容积和配流装置来工作，其主要有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
5.1.1液压泵的工作原理
液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，图5.1.1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。

图5-1 液压泵的工作原理[8]

5.1.2液压泵的主要性能参数
（1）工作压力 液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失,而与液压泵的流量无关。用p表示，常用单位：MPa
（2）额定压力 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。用表示，常用单位：MPa
（3）最高允许压力 在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值,称为液压泵的最高允许压力。用表示，常用单位：MPa
（4）排量 在不考虑泄露的情况下，泵轴转过一整转时所能输出的液油体积。用V表示，常用单位：mL/r
（5）理论流量 不考虑泄露的情况下，单位时间内所能输出的液体体积。用表示，常用单位：L/min。如泵的每分钟转速为n，排量为V，则泵的理论流量为
（6）实际流量 液压泵工作时的输出流量，用q表示，常用单位：L/min计算实际流量必须考虑泵的泄漏量。它等于理论流量减去泄漏流量Δq。
（7）额定流量 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须保证的流量。用表示，常用单位：L/min
（8）额定转速 在额定压力下，能保证长时间正常运转的最高转速。用表示，常用单位：r/min
（9）最高转速 额定压力下，允许泵在短时间内超过额定转速运转时的最高速度。用表示，常用单位：r/min
（10）容积效率 泵的实际流量与理论流量的比值，用表示。
（11）总效率 泵的输出功率与输入功率的比值。用η表示，单位：kW
（12）驱动效率 在正常工作条件下，能驱动的液压泵的机械功率。
5.2液压泵的计算
A380登机桥选用轴向柱塞泵，轴向柱塞泵具有结构紧凑，功率密度大，重量轻，工作压力高，容易实现变量等优点，比较符合登机桥的使用情况。
轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵，如图5.2a；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵，如图5.2b。

图5-2 斜盘式轴向柱塞泵

图5-3 斜轴式轴向柱塞泵

轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。轴向柱塞泵有两种形式,斜盘式和斜轴式,如图5.2a所示为直轴式轴向柱塞泵的工作原理,这种泵主体由斜盘1、柱塞2、缸体3、配流盘4和传动轴5组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上,配流盘4和斜盘1固定不转,当原动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。如改变斜盘倾角,就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵。
柱塞的直径为,柱塞分布圆直径为,斜盘倾角为时,柱塞的行程为,所以当柱塞数为z时,轴向柱塞泵的排量为：

设泵的转数为n,容积效率为ηv则泵的实际输出流量为：

5.3液压泵的主要参数及选择
根据设计要求和系统工况确定液压泵的类型，然后根据液压泵的最高共有压力和最大供油量来确定液压泵的规格。
5.3.1液压泵的最高工作压力
最高工作压力是在执行机构的运动过程中出现的，除了要考虑执行机构的压力外还要考虑油液在管路系统中流动时产生的总压力损失，即：

式中，为液压泵的出口至执行机构进口之间的总压力损失，它包括沿程压力损失和局部压力损失两部分，要准确地计算必须等导路系统及安装形式完全确定后才能做到，在此只能进行估算，根据经验和实际情况，在有调速阀和管路相对复杂的系统中，取0.5～1.5MPa。
所以A380登机桥的液压泵的最高工作压力为
5.3.2液压泵的最大供油量
液压泵的最大供油量按执行机构工况图上的最大工作流量及回路系统中的泄漏量来确定，即：

式中，K为考虑系统中的泄漏等因素的修正系数，一般K=1.1～1.3，小流量取大值，大流量取小值；为同时动作的各缸所需要流量之和的最大值。
因为A380登机桥的液压泵同时为两个相同的液压缸供油，所以各缸所需要流量之和的最大值为
由于回路加装了溢流阀，考虑到溢流阀最小稳定流量为,所以最大供油量为
5.3.3液压泵的选择
根据以上参数选取液压泵时，泵的额定工作压力应当比最大工作压力高25%～60%，以便留有压力储蓄，额定流量只需满足上述最大流量需要即可。参照产品表[15]，选用型号A2F-87型柱塞斜轴式定量液压泵，该泵最大流量，额定工作压力35MPa，最大功率156kW，驱动功率68KW。

6油箱的设计与计算
6.1油箱的作用
油箱的功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物等作用。油箱通常采用钢板焊接而成，采用不锈钢为最好，但成本高，大多数情况下采用镀锌钢板或普通钢板内涂防锈的耐油涂料。液压系统中的油箱有总体式和分离式两种。总体式是利用机器设备机身内腔作为油箱，结构紧凑，各处漏油易回收，但维修不便，散热条件不好。分离式是设置一个单独油箱，与主机分开，减少了油箱发热和液压泵振动对工作精度的影响，因此得到了普遍的应用。
如果将压力不高的压缩空气引入邮箱中，使邮箱中的压力大于外部压力，这就是所谓的压力油箱，压力油箱中通气压力一般为0.5MPa左右，这时外部空气和灰尘绝无渗入可能，这就提高液压系统的抗污染能力，改善吸入条件都是有益的。
6.2油箱的尺寸与材料
油箱的有效容积可以按液压泵的额定流量的n倍进行估算，一般中压系统n=5～7，在这里取n=5.5，所以A380登机桥液压系统的油箱容积。
油箱选用3mm的钢板焊接而成，因为油箱只能受到纵向的压力，所以其侧边钢板适当加厚，还要加焊角铁，加强筋以增强它的刚性。

7总结
毕业论文是对我们大学四年所接受的培养的检验，是对大学学习的总结。一篇好的论文，需要扎实的基础知识，以及对广博的理论地理解和运用。
本论文从今年2月中开始进行，期间断断续续。因为登机桥液压系统需要很多零部件组成组成各种回路，为了选用合适的零部件，我经常请教老师，也通过《液压元件及选用》、《液压与气压传动》、《液压实用回路360例》、中国知网等查找了相关资料。
在论文写作的过程中，我经常会进入一个胡同，就是为选择合适的零部件而浮躁，例如调速回路，我就为了考虑是选用节流阀还是调速阀这个问题，浪费了很多时间。在老师的指点下，我逐步完成了对各个零部件的选用。
通过这次论文，我对液压方面的理解与应用有了质的提高，