畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）雙柱液壓式汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙柱液壓式汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】 高 等 教 育 自 學(xué) 考 試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）市地： 鄭州市準(zhǔn)考證號(hào)： 01XXXXXXXXXX姓 名： 宋陽河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試辦公室高等教育自學(xué)考試高等教育自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 液壓雙柱舉升機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 本環(huán)節(jié)自2011年07月起至 2011 年 9 月 進(jìn)行地點(diǎn)： 河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)容要求：1、選用汽車維修所用液壓雙柱；2、根據(jù)給定的參數(shù)計(jì)算出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，方案設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 職稱： 批準(zhǔn)日期： 年 月 日液壓式兩柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)摘 要 龍門式雙柱式舉升機(jī)是一種汽車維修常用的舉

2、升設(shè)備,廣泛運(yùn)用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、操作簡便，深受廣大機(jī)動(dòng)車維修企業(yè)欽賴。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，符合大眾需求。雙液壓缸驅(qū)動(dòng),鏈條、鏈輪傳動(dòng),升降平穩(wěn)。立柱前端加裝全長防護(hù)罩，保護(hù)車輛維修人員安全。采用兩根鋼索連接,強(qiáng)制兩滑臺(tái)同步移動(dòng),有效防止車輛傾斜。最低舉升高度110mm,利于維修高檔轎車。整體底座式，兩端長支架，最大限度地降低了對(duì)安裝地面的要求A pillar type raises to rise the machine is a kind of car maintenance of equipment used for promotion ，extensive

3、ly used for the car etc. the compact car maintains and maintains Its compact construction, beauty, simple and extensive repair business love.According to international standard design, Accord with the public demand. Double hydraulic cylinder driving, chain and sprocket wheel drive, smooth lift. The

4、front cover, the pillar of vehicle maintenance personnel safety protection, The two a cable connection, forced two slide a synchronous movement, effectively prevent vehicle tilt, Minimum lifting height 110 mm. To high-grade car maintenance, The whole base type, long stents, imum limit on both ends t

5、o reduce the installation of the requirements of the groundKEY WORDS: twin-column sries hdraulic lifter ,tructure type mechanical device,hydraulic system,designedparameter目 錄第一章 緒論 1.1前言 第二章 舉升機(jī)的方案擬定33 常用汽車舉升d的結(jié)構(gòu)類型3 汽車舉升機(jī)的主要參數(shù)32.2 汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求3 舉升裝置的要求32.3 龍門式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定4第三章 龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1

6、舉升裝置53.2 立柱63.3 支撐機(jī)構(gòu)73.4 平衡機(jī)構(gòu)73.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)8第四章 龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算94.1 龍門式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算9 主立柱的截面特性分析與計(jì)算59 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算11 主立柱的剛度計(jì)算174.2 托臂部分的強(qiáng)度校核18 托臂部分截面特性18 托臂部分強(qiáng)度核算18 從托臂處考慮撓度情況21第五章 液壓系統(tǒng)225.1 液壓系統(tǒng)工作原理225.2 液壓缸活塞桿受壓校核23 液壓缸活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算23 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核23結(jié)論24參考文獻(xiàn)25前 言 雙柱式汽車舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車等小型車的

7、維修和保養(yǎng)。目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式舉升機(jī)、剪式舉升機(jī)、組合移動(dòng)汽車式舉升機(jī)等。本文較全面地介紹了舉升機(jī)的分類，在確定了所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的方案之后，即針對(duì)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)與說明，同時(shí)對(duì)舉升機(jī)設(shè)計(jì)過程中所涉及到的工藝性問題進(jìn)行補(bǔ)充說明。然后分析了龍門式雙柱汽車舉升機(jī)主立柱的截面特性，并對(duì)主立柱的強(qiáng)剛度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。對(duì)液壓缸活塞桿強(qiáng)度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進(jìn)行了驗(yàn)算，以保證所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿足使用要求。本課題所設(shè)計(jì)的是液壓驅(qū)動(dòng)的龍門式雙柱汽車舉升機(jī)。它的特點(diǎn)是：性能可靠，低能耗，操作方便；無橫梁，結(jié)構(gòu)簡單；

8、非對(duì)稱托臂可伸縮，保證了安全性；托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對(duì)各種車輛的適應(yīng)性擴(kuò)大了；與螺桿式的舉升機(jī)相比，使用壽命較長；價(jià)格低廉，擁有的市場份額較大。經(jīng)過調(diào)研了解到國內(nèi)市場對(duì)于維修用舉升機(jī)的需求量比較大，考慮到國內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案：1. 考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。2. 為了減少噪音及其達(dá)到升降的平穩(wěn)性采用液壓動(dòng)力升舉裝置。3. 由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。4. 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)

9、簡單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。設(shè)計(jì)的目的和意義：隨著中國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，小型汽車將逐步進(jìn)入中國的家庭市場。鑒于中國廣闊的市場，以及中國基礎(chǔ)設(shè)施的滯后性，給小型汽車的維修帶來了不便，特別是車身底部的維修，給維修人員帶來諸多不便，浪費(fèi)人力物力，還有占地面積，為了解決上屬的所有問題，為未來社會(huì)的發(fā)展帶來方便。小客車維修用升舉裝置主要應(yīng)用于家庭和出租車類。應(yīng)用十分的廣泛，主要用途是通過升舉實(shí)現(xiàn)維修的方便和安全。1 舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案擬定1.1 舉升機(jī)的基本情況 常用汽車舉升機(jī)的分類液壓舉升機(jī)分為：雙柱龍門舉升機(jī)，四柱舉升機(jī)，大剪平板舉升機(jī)。 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高

10、度 盤距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間龍門式雙柱 2.5-4 T 1700-2000mm 110-180mm 50-70S 20-60S1.2 汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要有：（1）整體結(jié)構(gòu)形式；（2）舉升方式；（3）驅(qū)動(dòng)方式；（4）平衡方式；（5）保險(xiǎn)與保護(hù)方式；（6）托盤結(jié)構(gòu)。 舉升裝置的要求在我國的規(guī)定中講到舉升機(jī)的設(shè)備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護(hù)電路的連續(xù)性都要符合GB5226的有關(guān)規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應(yīng)的明文規(guī)定。舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力的限制。他們至少應(yīng)承受該壓力的2倍（采

11、用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之承受至少3倍的調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力值的爆破壓力。我國對(duì)舉升機(jī)的性能要求也比較繁多，例如：（1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，如有需要?jiǎng)t該裝置應(yīng)動(dòng)作靈敏、安全可靠。（2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無振動(dòng)、無爬行現(xiàn)象。（3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。（4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時(shí)刻都能安全自鎖。（5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的噪音不得超過80dB。（6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為040，全行程連續(xù)舉升額定質(zhì)量20次，油溫不得高于60。（7）在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)液壓系統(tǒng)施高150%的額定使用壓力，維持2m

12、in，不允許有永久變形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。（8）在無故障工作基礎(chǔ)上，機(jī)械式舉升機(jī)的使用繼續(xù)進(jìn)行到3000次，則液壓舉升機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)行到9000次，以安全可靠為前提，檢查零部件損壞程度，允許更換損壞件，允許添加潤滑劑。本次設(shè)計(jì)的是由液壓驅(qū)動(dòng)的龍門式雙柱汽車舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：舉升裝置、同步驅(qū)動(dòng)裝置、立柱和托臂。龍門式式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)和控制的，由兩邊兩個(gè)立柱里安裝的液壓油缸來推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個(gè)舉升機(jī)的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺(tái)相連，當(dāng)滑臺(tái)上下移動(dòng)時(shí)就帶

13、動(dòng)托臂一起移動(dòng)。2 龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四 汽車舉升機(jī)的要求 汽車舉升機(jī)技術(shù)參數(shù)要求如表一所示：表一? 技術(shù)參數(shù)額定舉升質(zhì)量（kg）最大舉升高度 mm 最低支承面距地面高度（mm）托臂回轉(zhuǎn)角度（底盤接觸式（°）升降速度（mm/s）車輪接觸式底盤接觸式液壓傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)升降升降402030001500165020090202025120001400160030015202000012001400350151015?4.2汽車舉升機(jī)受不同載荷時(shí)，對(duì)相對(duì)位移量的要求如表二：表二 相對(duì)位移量項(xiàng)目類別無負(fù)荷狀態(tài)額定舉升質(zhì)量狀態(tài)120%額定舉升質(zhì)量狀態(tài)升降臺(tái)、托臂從最低位置H1上升到最大

14、舉升高度位置時(shí)H2時(shí)的距離為H，其立柱H2點(diǎn)向內(nèi)（-）向外（+）傾斜量（單柱）+0.006H-0.006H-0.008H升降臺(tái)、托臂從最低位置H1上升到最大舉升高度位置時(shí)H2時(shí)的距離為H，其立柱H2點(diǎn)向前（-）向后（+）傾斜量（單柱）0.001H0.002H+-0.003H托臂式舉升機(jī)各支承面的相對(duì)高度差mm（托臂完全伸展的狀態(tài)）1520距立柱最遠(yuǎn)點(diǎn)的托臂支承面相對(duì)下降量mm（托臂完全伸展的狀態(tài)）4050當(dāng)縱梁長度為L1時(shí)，兩縱梁的撓度（二次舉升用副縱梁相同）+0.002L10.0035L10.005L1當(dāng)橫梁長度為L2時(shí)，兩橫梁的撓度（二次舉升用副縱梁相同）+0.002L20.003L20.

15、0045L2當(dāng)升降臺(tái)面兩端A點(diǎn)到B點(diǎn)的長度為L3時(shí)，升降臺(tái)四角的高度差0.001L30.002L30.003L3當(dāng)升降臺(tái)面兩端A點(diǎn)到B點(diǎn)的長度為L3時(shí)，升降臺(tái)A點(diǎn)與B點(diǎn)的高度差0.001L30.002L30.003L3圖2.1是本次設(shè)計(jì)的龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置及舉升裝置的示意圖，從圖中可以看到左右兩邊立柱內(nèi)的兩個(gè)舉升裝置是通過液壓軟管來連接的，它的一個(gè)不足的地方就是左右兩個(gè)液壓缸在開始舉升時(shí)有一個(gè)時(shí)間差，這會(huì)導(dǎo)致因左右兩邊的舉升速度不一樣而舉升不平衡。因此，我們在液壓舉升的基礎(chǔ)上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來彌補(bǔ)液壓缸帶來的缺點(diǎn)。圖2.2是龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)

16、構(gòu)圖：從圖中可以看到，龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來帶動(dòng)液壓桿達(dá)到舉升的目的。龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的立柱有兩個(gè)，分別是左、右兩邊各一個(gè)立柱。圖2.3是左邊立柱的俯視圖。整個(gè)舉升機(jī)的重量幾乎都是由立柱來支撐的，因此它必須要有一定的強(qiáng)度和剛度。（強(qiáng)剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算在第四章）。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺(tái)部件的。整個(gè)立柱部分的行位公差要求也比較高，如圖水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直線度和平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。托臂部分是屬于舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車進(jìn)入到舉升機(jī)的范圍里時(shí)，整個(gè)支撐機(jī)構(gòu)就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個(gè)工

17、作范圍的寬度。本次設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)是非對(duì)稱式的托臂，這樣設(shè)計(jì)增加了托臂的寬度，實(shí)質(zhì)就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側(cè)的托臂的臂長都是有一定的伸縮性的。如圖2.4所示：1托臂原始工作位置，2托臂伸長后的工作位置其中，圖中方格陰影部分就是托臂的工作范圍。托臂未伸長前的工作范圍按照軌跡1來運(yùn)動(dòng)；托臂伸長后的工作范圍按照軌跡2來運(yùn)動(dòng)；而且，圖中的軌跡1和2是托臂的兩個(gè)極限位置，在1和2的范圍內(nèi)，托臂的長度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機(jī)構(gòu)，它是要承受一定的重量的，所以本次設(shè)計(jì)采用非對(duì)稱式的結(jié)構(gòu)就更能保證托臂的強(qiáng)剛度了。非對(duì)稱式托臂的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖2.5所示：由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)必須要采用強(qiáng)

18、制性的平衡裝置來確保汽車整體的水平位置保持一致，所以本次設(shè)計(jì)采用了鋼絲繩來作為整個(gè)舉升機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)所采用的是在單個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對(duì)稱的鋼絲繩，但是在這個(gè)單個(gè)立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個(gè)相反的方向，用戶可以通過改變鋼絲繩的張力來使左右兩邊的滑臺(tái)在抬升的過程中保持平衡。要注意的是兩邊確定的鋼絲繩的張力必須一致，這樣才能真正的平衡。單個(gè)立柱里的鋼絲繩的走向如圖2.6所示：2.6 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)汽車舉升機(jī)是一種對(duì)安全性能要求特別高的舉升設(shè)備。通常設(shè)有多種保險(xiǎn)裝置和保護(hù)措施：液壓回路的保壓、機(jī)械鎖止保險(xiǎn)裝置、機(jī)械自鎖裝置、舉升過載保護(hù)、沖頂保護(hù)、防滑等等。機(jī)械自鎖是指失去驅(qū)動(dòng)力后，利用機(jī)械機(jī)構(gòu)

19、的重力（被驅(qū)動(dòng)物體的阻力）來自動(dòng)阻礙其運(yùn)動(dòng)的保護(hù)10。本次設(shè)計(jì)中電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)的組成是：在兩個(gè)滑臺(tái)上均有安裝安全卡位條，當(dāng)汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構(gòu)成機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)，由于兩個(gè)立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖2.7所示，并且這兩個(gè)安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯(cuò)開在對(duì)角線上，起到雙保險(xiǎn)的作用7。1電磁鐵，2保險(xiǎn)孔板，3保險(xiǎn)孔支撐座作為保險(xiǎn)裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個(gè)零件組成的。其中主要的幾個(gè)零件包括：保險(xiǎn)孔板、保險(xiǎn)孔支撐座和電磁鐵。當(dāng)電磁鐵得電將保險(xiǎn)孔支撐座吸住時(shí)，它和鎖緊板之間沒有接觸，此時(shí)的舉升機(jī)處于保險(xiǎn)打開狀態(tài)，整個(gè)滑臺(tái)可以自由地上下移動(dòng)。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，保險(xiǎn)孔支撐座處

20、于圖示狀態(tài)，此時(shí)的保險(xiǎn)孔支撐座將與滑臺(tái)上的鎖緊板互相頂住，使滑臺(tái)固定在一個(gè)位置而不能上下移動(dòng)，起到保險(xiǎn)的作用。3 龍門式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算雙柱式汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，TLT235SC-V000型舉升機(jī)系是指液壓驅(qū)動(dòng)的雙柱舉升機(jī)。此類舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制的，通過兩立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。舉升設(shè)備的主要部分有：舉升機(jī)構(gòu)、支承機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的主要性能參數(shù)為：最大舉升載荷3500kg情況下，由最低位置舉升到最高位置需50秒；當(dāng)拉下操縱桿使溢流

21、閥接通，3500kg轎車由最高位置降到最低位置所需時(shí)間不小于50秒；電動(dòng)機(jī)功率2.2 KW；舉升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為120mm，最大舉升高度為1950mm，工作行程為1730mm。3.1 龍門式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 主立柱的截面特性分析與計(jì)算5主立柱體是舉升機(jī)主要的受力承重部件。舉升機(jī)立柱在工作時(shí)受來自于保險(xiǎn)鎖機(jī)構(gòu)處因承重的壓力和升降滑臺(tái)滾輪作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在這兩種力的作用下，有向內(nèi)彎的變形趨勢，底部焊口在拉壓應(yīng)力的作用下有開裂的傾向，故該舉升機(jī)在兩立柱之間添加了剛性連接，且兩立柱底部與底座處焊有加強(qiáng)筋。立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內(nèi)部相應(yīng)位置焊有保險(xiǎn)裝置支承板

22、，用于鎖定狀態(tài)時(shí)受力和承重，下部與底座焊接。其中一個(gè)立柱體上還裝有液壓泵站和電氣控制箱。主立柱作為主要的承重部件，先對(duì)其截面特征進(jìn)行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。a確定立柱截面形心和中性軸的位置將整個(gè)截面分為A1、A2、A3三個(gè)部分，取與截面底邊互相重合的Z軸為參考軸（見圖4.1舉升機(jī)主立柱橫截面示意圖），Z1、Z2、Z3分別為三個(gè)組合截面的中性軸，則三個(gè)截面的面積及其形心至Z軸的距離分別為： 重心C到相應(yīng)邊的距離e：19 4.1 整個(gè)截面形心C在對(duì)稱軸Y上的位置則為： 4.2 b 確定慣性矩設(shè)三截面的形心分別為C1、C2、C3，其形心軸為Z1、Z2、Z3（圖4.1），它們

23、距Z軸的距離分別為：由平行移軸公式，三截面對(duì)中性軸Z的慣性矩分別為： 4.3 、為三截面對(duì)各自心軸Z1、Z2、Z3的慣性矩，將三截面對(duì)中性軸Z的慣性矩相加，可得立柱整個(gè)截面對(duì)中性軸Z的慣性矩：c 立柱靜矩S的計(jì)算：（1）立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S1： 4.4 其中、分別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S為：（2）立柱整個(gè)截面下半部分的靜矩S2： 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算舉升機(jī)工作時(shí)，其托臂將汽車舉升至一定高度后鎖定，舉升機(jī)直接承載處位于托臂端部，故應(yīng)先對(duì)滑臺(tái)部件進(jìn)行受力分析（見圖4.2滑臺(tái)部件受力情況示意圖）：在分析之前，對(duì)滑臺(tái)部件進(jìn)行了調(diào)查。其中本次設(shè)計(jì)的滑臺(tái)部件的組成之一

24、是大滑輪，滑輪的種類形狀有很多，有“兩個(gè)大圓柱滾輪型”、“四個(gè)頂角處是采用四個(gè)小滾輪型”、還有最原始的“四個(gè)角用四個(gè)橡膠滑塊”或是“用兩個(gè)滑塊代替兩個(gè)大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個(gè)大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類型的滾輪例如用滑塊來代替滾輪，那么整個(gè)滑臺(tái)就不容易鎖定，容易滑動(dòng)；除此之外就是同步性的問題也不容易解決。a 滑臺(tái)部件受力情況分析滑臺(tái)部件自身重量近似估算如下：滑臺(tái)組合件尺寸：采用160×160方鋼，壁厚8 mm，高800mm滑臺(tái)體積： 搖臂座尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8 mm，長440mm搖臂座體積： 托臂近似尺寸：采用100×100方

25、鋼，壁厚8 mm，長（800310）1110mm托臂體積：鋼材比重選?。核?，滑臺(tái)部件、搖臂座和托臂的重量為將滑臺(tái)、搖臂座和托臂一起考慮圖4.2中，單側(cè)托臂受到的最大載荷為2噸，加上自重，托臂端部受力為2066.37kg,F1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)BX和FBY為保險(xiǎn)支承板給予的支承力，B處為支承點(diǎn)，假定自重全部集中在負(fù)載處，有： 4.5 4.6 4.7 假定 則由式4.5得：綜上所述，考慮滑臺(tái)部件中滑臺(tái)、搖臂座和托臂的總自重，假定自重全部集中在負(fù)載處，近似估算值為66.37kg。單側(cè)托臂受到的最大載荷為2000kg，加上滑臺(tái)部件的自重，托臂端部受力大小為2066.37kg，F(xiàn)1和F

26、2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)1 F2，F(xiàn)BX和FBY為保險(xiǎn)支承板給予的支承力，B處是支承點(diǎn)位置，則：。b 舉升機(jī)主立柱受力情況分析主立柱受力情況（見圖4.3龍門式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖），F(xiàn)1和F2是滑臺(tái)通過滾輪作用在立柱上的力（圖示為最高位置），F(xiàn)BX和FBY為滑臺(tái)作用在立柱上的支承力（壓力），RHX、RHY和MH為底部支座反力。針對(duì)立柱受力情況，經(jīng)計(jì)算得：RHX 0 RHY FBY 2066.37kg c 龍門式雙柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計(jì)算從圖4.3看出，整個(gè)立柱體相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，可畫出立柱的彎矩圖和剪力圖。由F1引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.4：l 2600mm b 2415m

27、m a 185mm由F2引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.5：圖4.5 立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖l 2600mm b 1890mm a 710mm由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩圖見圖4.6：綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖4.7所示。從圖中可以得出 在截面C處，剪力最大（QC 5234.804kg），彎矩最大（MC 2748272.1kg）,所以此處是危險(xiǎn)截面。前面計(jì)算已經(jīng)得到，抗彎截面模數(shù)為： 4.8 截面上半部分靜矩S171.24cm3， 4.9 以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度： 4.10 許用應(yīng)力選： 4.11 ，滿足強(qiáng)度條件。（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度： 4.12 選，

28、而許用應(yīng)力 4.13 ，滿足強(qiáng)度條件。（3）折算應(yīng)力強(qiáng)度校核：主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強(qiáng)度都是滿足要求的，但是因?yàn)樵诮孛鍯處，M和Q都具有最大值，正應(yīng)力和剪應(yīng)力都比較大，因此這里的主應(yīng)力就比較大，有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核，取該截面邊緣處某點(diǎn)K進(jìn)行計(jì)算： 4.14 4.15 由于點(diǎn)K處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，立柱體材料采用的30鋼是塑性材料，可以采用第四強(qiáng)度理論20，將 的數(shù)值代入，用統(tǒng)計(jì)平均剪應(yīng)力理論對(duì)此應(yīng)力狀態(tài)建立的強(qiáng)度條件為： 4.16 所以 即 4.17 按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿

29、足許用強(qiáng)度要求。 主立柱的剛度計(jì)算 用迭加法：（1） 由F2引起的繞度：（往外彎）用式 4.18 E：彈性模量的選擇： 碳鋼?。?96206Gpa×106N/cm2 4.19 （2） （往內(nèi)彎）由F1引起的繞度：（3）由M引起的繞度： 4.20 （往外彎）此植可忽略不計(jì)。實(shí)際往內(nèi)彎的繞度 3.2 托臂部分的強(qiáng)度校核 托臂部分截面特性托臂部分截面屬于變截面，以下先計(jì)算截面特性數(shù)據(jù)：（1）小臂截面尺寸：70×70方鋼，壁厚8mm，a 70,b 54慣性矩： 4.21 4.22 靜矩計(jì)算：（2）大臂截面尺寸：92×92方鋼，壁厚8mm，a 92,b 76慣性矩： 托臂部

30、分強(qiáng)度核算圖示為左后托臂部件圖：圖中的A、B、C、D分別對(duì)應(yīng)著托臂示意圖中的A、B、C、D四個(gè)截面：下圖是托臂示意圖：按照A,B,C,D幾個(gè)典型截面進(jìn)行分析，各個(gè)截面的截面圖如下： a A-A截面 b B-B截面（同D-D截面） c C-C截面（1）A截面：慣性矩：I 129.225cm4 ；Wx 36.92cm3 保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。（2）B截面：92*92方鋼A1 80×15 1200mm2 yA1 92+15/2 99.5mm A2 92×92-76×76 8464-5776 2688mm2 yA2 92/2 46mm YC 1200×99

31、.5+2688×46 / 1200+2688 243048/3888 62.51mm IA1 80×153/2+ 99.5-62.51 2×1200 1664412.12mm4 IA2 924-764 /12+ 62.51-46 2×2688 392.46cm4 所以cm4W 89.41cm3 保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。（3）C截面：A1 12cm2yA1 92+15/2+60 15.95cm yA2 4.6cm A3 60×10 6cm2 yA3 92+60/2 12.2cm yC 12×15.95+26.88×4.6+

32、6×12.2 / 12+26.88+6 8.56cm IA1 50×153/2+ 15.95-8.56 2×12 641.73cm4 IA2 924-764 /12+ 8.56-4.6 2×16.88 759.875cm4 IA3 1*63/12+ 12.2-8.56 2×6 183.615cm4 所以IA總 IA1+IA2+IA3 1585.22cm4 MC 2066.37×94 194238.78kgcm 滿足強(qiáng)度要求。（4）D截面：MD 2066.37×53 109517.61kgcm ,保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。

33、從托臂處考慮撓度情況托臂亦相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，端部受力P2066.37kg，托臂部件由大臂和小臂組成，將從大臂和小臂處分別考慮：小臂端部處撓度： （4.23）×70144645.9kgcm； （4.24）因載荷引起的撓度為：因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度： 主立柱的彎曲繞度使滑臺(tái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，滑臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)又使托臂有一定的下沉量，經(jīng)計(jì)算，。 故托臂端部總下沉量為：在舉升機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，此值滿足距立柱最遠(yuǎn)點(diǎn)的托臂支承面下沉量要求。4 液壓系統(tǒng)4.1 液壓系統(tǒng)工作原理啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)按鈕后電機(jī)起動(dòng)并帶動(dòng)油泵從油箱中吸入壓力油送到舉升缸中使活塞桿移動(dòng)，此時(shí)安全溢流閥關(guān)閉。此閥的壓力在出廠前已經(jīng)

34、調(diào)好，以保證起重的額定載荷的要求。當(dāng)系統(tǒng)中壓力超過極限時(shí)，自動(dòng)溢流卸油閥松開，起動(dòng)按鈕停止供油，提升結(jié)束，開始作業(yè)工作。如果拉動(dòng)滑臺(tái)上兩個(gè)機(jī)械安全鎖后再按手動(dòng)式下降閥便開始卸油下降，其工作原理圖見圖5.1：1-齒輪泵，2-電動(dòng)機(jī)，3-濾油器，4-單向閥，5-溢流閥，6-手動(dòng)式下降閥， 7-伺服限流閥，8-軟管，9-防油管爆裂閥，10-舉升缸，11-液位計(jì)，12-空氣濾清4.2 液壓缸活塞桿受壓校核 液壓缸活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)活塞桿只受壓力的工作情況，強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：d35.7（F/）1/2mm 5.1 式中：F載荷力KN。 這里 F 1/2G 4000/2 ×KN 5.2 活塞桿材料應(yīng)

35、用應(yīng)力MPa s/n 5.3 其中：s材料屈服極限，n 安全系數(shù)。取s 315MPa，n 3， 105MPa。則 d35.7（19.62/105）1/2 15.432 mm 實(shí)際采用之活塞桿直徑d 38mm15.432mm，所以符合受壓強(qiáng)度要求。 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核液壓缸壓桿安裝形式如下圖示：已知：缸體長度 L 1078mm工作行程 l 914mm活塞桿直徑 d 38mm計(jì)算長度 l L+l 1992mm活塞桿截面積 A （/4）×d2活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J （/64）×d4活塞桿回轉(zhuǎn)半徑 K （J/A）1/2 d/4柔性系數(shù) m 85末端條件系數(shù) n 2則 l/K 4

36、×l/d 4×1992/38 209.684 m×n1/2 85×21/2 120.21 由于 l/K m×n1/2，則可按下列公式計(jì)算臨界載荷PK 2nEJ/L2 5.4 式中：E×105 MPa，Jmm4，lmm×2××1011×（3.1416/64）×實(shí)際工作載荷F 1/2G 2000Kgf 19620N F 1/2G 2000Kgf 19620NPK/ nK，所以滿足壓桿穩(wěn)定條件。5 結(jié)論本文首先對(duì)所有的汽車舉升機(jī)的情況進(jìn)行了簡單的闡述，并介紹了各類汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車舉升機(jī)有了初步了認(rèn)識(shí)。然后再根據(jù)各類汽車舉升機(jī)的各種使用要求，結(jié)合前人設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的各種結(jié)構(gòu)，按照自己所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的要求對(duì)汽車舉升機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)。本次所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)是采用以液壓驅(qū)動(dòng)、液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的龍門式雙柱汽車舉升機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。整個(gè)舉升機(jī)的外形是