雙柱液壓汽車舉升

遼東學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）液壓式兩柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)TheDesignofStream-actuatedBibcockTypeAutomobileLift學(xué)生姓名： M 學(xué) 院： 機(jī)電學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)： B0802學(xué) 號(hào)： 0612080233指導(dǎo)教師：徐素穎審閱教師： 完成日期： 遼東學(xué)院EasternLiaoningUniversity獨(dú)創(chuàng)性說(shuō)明作者鄭重聲明：本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我個(gè)人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中不包含其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得遼東學(xué)院或其它單位的學(xué)位或證書所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：摘要汽車舉升機(jī)使用以支撐汽車底盤或車身的某一部分，是汽車升降的設(shè)備。汽車舉升機(jī)在維修保養(yǎng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，無(wú)論是整車大修還是小修保養(yǎng)。都離不開他。液壓式汽車舉升機(jī)作為汽車舉升機(jī)家族中的一員，他有著其他舉升機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：如它采用的結(jié)構(gòu)工作范圍廣，可維修高頂棚車輛，工作空間空曠等，本文較全面的介紹了舉升機(jī)的分類，在確定了所要設(shè)計(jì)的方案之后，即針對(duì)了舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)與所明。同時(shí)對(duì)舉升機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的工藝問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，然后對(duì)汽車舉升機(jī)立柱，橫梁的截面特性，并對(duì)主立柱，橫梁的強(qiáng)剛度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。設(shè)計(jì)并對(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，以及對(duì)鏈條和鋼絲繩等選擇計(jì)算等，以保證設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿足使用要求。本課題所設(shè)計(jì)的是液壓式雙柱汽車舉升機(jī)。關(guān)鍵字：液壓式；汽車舉升機(jī)；液壓驅(qū)動(dòng)；穩(wěn)定性；截面特性TheDesignofStream-actuatedBibcockTypeAutomobileLiftAbstractAutomobileliftisanequipmentthatisintendedtobearingoneregionofautomobilechassisorunitconstruction,andleadingautomobileriseandfoil.Itentirecaroverhauljustthesameturnaroundservice,bothcannotgetawayittoautomobilelifeatautomobileservicecuringsufferexertvitalaction,soever.Asliftfamilialonekeymender,bibcocktypeautomobilelifthasanyotherliftcannotanalogicaladvantage:Suchas,itadoptlargebibcockstructure,scopeofworkexpand,canrepairhighscaffoldvehicle,operatingspaceopen,andsoon.Thistextroundlyintroducelift'ssort,afterascertainwantdesignedscheme,namelyaimatlift'sstructureandrequireproceeddesignandexplanation,atthesametime,attheliftdesignprocess,itisneedtoproceedadditionalremarksbeinvolvedinusabilityproblem.Andthenanalysesbibcocktypeautomobilelift*smainupright,sectioncharacteristic,andcheckstrongrigiditywithbracket.Boththatofdesignwithhydrauliccylinderpistonperchintensityalsoproceedprovenwithcompressedbar,aswellasselectandcountwithchainandwireropetobesuresatisfytheliftoperatingrequirement.Thistestisstream-actuatedbibcocktypeautomobilelift.KeyWords：Bibcocktype；Automobilelift；Hydraulicdrive；Stability；Sectioncharacteristic目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 IAbstract II\o"CurrentDocument"一、緒論 1\o"CurrentDocument"二、舉升機(jī)的方案擬定 3(一)舉升機(jī)的基本情況 3()汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求 3(三)雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定 4三、雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5(-)舉升裝置 5(二)立柱 6(三)支撐機(jī)構(gòu) 6(四)平衡機(jī)構(gòu) 7(五)保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 8四、雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算 10(-)普通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 10.主立柱的截面特性分析與計(jì)算 10.主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算 13.主立柱的剛度計(jì)算 18\o"CurrentDocument"(-)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 19.從托臂處考慮撓度情況 21\o"CurrentDocument"五、液壓系統(tǒng) 22(-)液壓系統(tǒng)工作原理 22(-)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\o"CurrentDocument"總結(jié) 25\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 26\o"CurrentDocument"致謝 27-in-一、緒論雙柱式汽車舉升機(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維修和保養(yǎng)。目前，全國(guó)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(shuō)明，同時(shí)對(duì)舉升機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的工藝性問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。然后分析了普通式雙柱汽車舉升機(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)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。它的特點(diǎn)是：①性能可靠，低能耗，操作方便；②無(wú)橫梁，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；③非對(duì)稱托臂可伸縮，保證了安全性；④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；⑤與螺桿式的舉升機(jī)相比，使用壽命較長(zhǎng)；⑥價(jià)格低廉，擁有的市場(chǎng)份額較大。經(jīng)過(guò)調(diào)研了解到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于維修用舉升機(jī)的需求量比較大，考慮到國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案：一、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。二、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。三、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。四、在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，小客車將逐步進(jìn)入中國(guó)的家庭市場(chǎng)。鑒于中國(guó)市場(chǎng)的廣闊性，及其中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的滯后性，給小客車的維修帶來(lái)了不便，特別是轎車底部的維修，給維修師傅帶來(lái)很多不便，浪費(fèi)人力物力，還有占地面積，為了解決上屬的所有問(wèn)題，為未來(lái)社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)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(guò)升舉實(shí)現(xiàn)維修的方便和安全。汽車舉升機(jī)是用以支撐汽車底盤或車身的某一部位，是汽車升降的設(shè)備。汽車舉升機(jī)作為使用方便.可靠，經(jīng)濟(jì)的汽車升移設(shè)備在汽車維修，保養(yǎng)和存放等行業(yè)被廣泛高效的使用。隨之汽車數(shù)量的日益增加。汽車的維修。保養(yǎng)和存放依賴與汽車舉升機(jī)的程度也越來(lái)越大。目前。稍有規(guī)模的汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)都配備有汽車舉升機(jī)，是汽車舉升機(jī)的數(shù)量增加的迅猛，并已成為汽車維修保養(yǎng)設(shè)備的重要組成部分。但是，汽車舉升機(jī)在使用，管理。維修安全等方面等暴露的問(wèn)題也日益嚴(yán)重，復(fù)雜和頻繁，這些問(wèn)題直接影響到汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)的效益和聲譽(yù)。因此，國(guó)家有關(guān)主管部門加強(qiáng)了對(duì)汽車舉升機(jī)的監(jiān)督管理工作，把汽車舉升機(jī)作為機(jī)電類特種設(shè)備的一種，按特種設(shè)備相關(guān)管理規(guī)定進(jìn)行規(guī)范管理。二、舉升機(jī)的方案擬定（-）舉升機(jī)的基本情況目前，全國(guó)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、剪式、組合移動(dòng)汽車式等。僅從舉升機(jī)的外型來(lái)分類的基本形式就有：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式、剪式、移動(dòng)式和單立柱式等汽車舉升機(jī)按照舉升機(jī)的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動(dòng)舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機(jī)。從舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式分，主要有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)式舉升機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)式舉升機(jī)。（二）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)。在我國(guó)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(méi)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(guó)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(wú)振動(dòng)、無(wú)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(méi)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(guò)80dB。（6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為0—40℃,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2min,不允許有永久變形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。（8）在無(wú)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(rùn)滑劑。（三）雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定通過(guò)對(duì)汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，確定了本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的總體方案。本次設(shè)計(jì)的是由液壓驅(qū)動(dòng)的QJY04-02B型雙柱汽車舉升機(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。QJY04-02B型普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來(lái)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(lái)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(lái)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)就帶動(dòng)托臂一起移動(dòng)。三、雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(-)舉升裝置本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過(guò)電箱的開關(guān)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制液壓?jiǎn)卧?，液壓油進(jìn)出液壓缸，并通過(guò)鏈條連接液壓缸和滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)整個(gè)設(shè)備的舉升動(dòng)作，如圖3.1所示：「7 \ 「7 \ t\\直角內(nèi)外接頭/\\宜通外接頭/ \液壓膠管 \直通外接頭圖3.1驅(qū)動(dòng)舉升裝置示意圖圖3.1是本次設(shè)計(jì)的雙柱汽車舉升機(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(guò)液壓軟管來(lái)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?cè)谝簤号e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(lái)彌補(bǔ)液壓缸帶來(lái)的缺點(diǎn)。圖3.2是雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)構(gòu)圖：

圖3.2普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置結(jié)構(gòu)圖雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來(lái)帶動(dòng)液壓桿達(dá)到舉升的目的。（二）立柱雙柱汽車舉升機(jī)的立柱有兩個(gè)，分別是左、右兩邊各有一個(gè)立柱。整個(gè)汽車舉升機(jī)的重量幾乎都是由立柱來(lái)支撐的，因此它必須要有一定的強(qiáng)度和剛度。立柱中間的空間是用來(lái)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是比較高，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。（三）支撐機(jī)構(gòu)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(guò)改變搖臂的角度或方向來(lái)改變托臂的整個(gè)工作范圍的寬度。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(zhǎng)都是有一定的伸縮性的。如圖3.3所示：圖3.3非對(duì)稱式托臂的工作范圍示意圖1一托臂原始工作位置，2一托臂伸長(zhǎng)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(zhǎng)前的工作范圍按照軌跡1來(lái)運(yùn)動(dòng)；托臂伸長(zhǎng)后的工作范圍按照軌跡2來(lái)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(zhǎng)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。（四）平衡機(jī)構(gòu)由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)必須要采用強(qiáng)制性的平衡裝置來(lái)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(lái)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(guò)改變鋼絲繩的張力來(lái)使左右兩邊的滑臺(tái)在抬升的過(guò)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3.4所示：

圖3.4單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖（五）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(guò)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)的重力（被驅(qū)動(dòng)物體的阻力）來(lái)自動(dòng)阻礙其運(yùn)動(dòng)的保護(hù)。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3.5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。圖3.5電磁鐵安全鎖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(méi)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。四、雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算(-)普通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算雙柱式汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，QJY04-02B型舉升機(jī)系是指液壓驅(qū)動(dòng)的雙柱舉升機(jī)。此類汽車雙柱舉升機(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(guò)兩個(gè)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)上安裝的大滾輪沿著立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。舉升機(jī)的舉升設(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)等。本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的主要性能參數(shù)為：額定舉升載荷4噸；在載重4噸情況下，由最低位置舉升到最高位置需50秒；當(dāng)拉下操縱桿使溢流閥接通，2.5噸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2.2KW；舉升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為120mm,最大舉升高度為2000mm,工作行程為1730mm。1.主立柱的截面特性分析與計(jì)算主立柱體是舉升機(jī)主要的受力承重部件。舉升機(jī)立柱在工作時(shí)受來(lái)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(shì)，底部焊口在拉壓應(yīng)力的作用下有開裂的傾向，故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，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。(1)確定立柱截面形心和中性軸的位置將立柱整個(gè)截面分可以為Al、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)，Zl、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7軸的距離分別為：

A,=194x6+194x6+270x6=3948(即2)A2=(57-6)x6x2=612(mm2) =(35-6)x6x2=348(m/n2)...重心C到相應(yīng)邊的距離e：=e= =12x1942+270^2=5(4.1)12(aH+bd)2(12x194+270x6)(4.1)e2=H-et=194-58.429=135.571(mm)TOC\o"1-5"\h\zY2=194-3=191(mm) (42)r3=194-6-14.5=173.5(m/n) (43)整個(gè)截面形心C在對(duì)稱軸Y上的位置則為：Z4匕A,Y.+A^+A}Y,3948x58.429+612x191+348x173.5 ,,?z 、Yr=- =—LJ - -= =83.119(mm)AA+4+& 3948+612+348(2)確定慣性矩設(shè)三截面的形心分別為Cl、C2、C3,其形心軸為Zl、Z2、Z3它們距Z軸的距離分別為:at=CC]=83.119-58.429=24.69(mm)a2=CC2=191-83.119=107.881(>wm)a3=CC3=173.5-83.119=90.381(mm)由平行移軸公式，三截面對(duì)中性軸Z的慣性矩分別為：/Z1=/zl=Bq-b\ +24.69?X3948=1815.36(加)Iz2=Iz2+a2A2=^1X~x2+107.8812x612=712.448(c/n4)6x293，Z3=自+。；&=-12x2+90.3812x348=286.71\(cm4)、/z2、，Z3為三截面對(duì)各自心軸Zl、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"：l7=I7.+/?+/7,=1815.36+712.448+286.711=2814.519(c/n4)(3)立柱靜矩S的計(jì)算：(1)立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S1：194-83119 ,SAl=2x6x(l94-83.119)x—~~ =73767577(mm')2 (4.4)S^2=2x51x6x(110.881-3)=66023.172(wm3)S^3=2x29x6x(110.881-6-14.5)=31452.588(n?/n3)其中S.、S.2、Sa3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：S=SM+SA2+SA3=171243.337(mm3)(2)立柱整個(gè)截面下半部分的靜矩S2：S'=2x6x83.119x83.119^=41452.609。〃，/)S"=270x6x(83.119-3)=129792.78(mm3)$2=S+S"=171245.389(6加3)2.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：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(lái)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(wèn)題也不容易解決。2066.37kg2066.37kg(1)滑臺(tái)部件受力情況分析(如圖4.2)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160X160方鋼，壁厚8nim,高800mm滑臺(tái)體積。VHT=16x16x80—14.4x14.4x80=3891.2(c/n3)搖臂座尺寸：采用100X100方鋼，壁厚8mm,長(zhǎng)440mm搖臂座體積：%z=10xl0x44—8.4x8.4x44=1295.36(cm3)托臂近似尺寸：采用100X100方鋼，壁厚8mm,長(zhǎng)(800+310)=1110mm托臂體積.Vtb=10x10x111-8.4X8.4X11l=3267.84(cm3)鋼材比重選?。?.85〃陽(yáng)3(kg/dm\g/cm3)所以，滑臺(tái)部件、搖臂座和托臂的重量為Ght=3891.2X7.85=30.55/Gybz=1295.36x7.85=10.17^Gtb=3267.84x7.85=25.65kg將滑臺(tái)、搖臂座和托臂一起考慮Ght+Gybz+Gtb=30.55+10.17+25.65=66.37(依)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(guò)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：TOC\o"1-5"\h\z2^8=0F,x685-F2x160=2066.37x1330 (45)YjMc=° x525+Fbxx160=2066.37x1330 (46)Z'=0 =F2+Fbx (4.7)=06y=2066.37kg由式4.7得，F(xiàn)bx=卜外,代入式4.6Kx525+160(^-F2)=2066.37x1330假定F'=F2'FBX=0K=5234.804依F2=5234.804依則由式4.5得：Fby=2066.37kg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,Fl和F2是立柱通過(guò)滾輪給予的反力，F(xiàn)1=F2,FBX和FBY為保險(xiǎn)支承板給予的支承力，B處是支承點(diǎn)位置，貝I」：K=F2=5234.804依，/X=0,FBY=2066.37依。(2)舉升機(jī)主立柱受力情況分析主立柱受力情況，F(xiàn)1和F2是滑臺(tái)通過(guò)滾輪作用在立柱上的力，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：￡Mh=0,Mw+F2X1890-F,x(1890+525)+Fflyx(83.119-12)=02丫=0,%-3=0RHX=0RHY=FBY=2066.37kgMh=Kx525-Fbyx71.119=2601313.9伏gmm)(3)普通式雙柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計(jì)算整個(gè)立柱體相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，可畫出立柱的彎矩圖和由F1引起的彎矩和剪力：l=2600mm b=2415mm a=185mm“max=PQ-a)=5234.804x(2600-185)=12642051.66伙gmm)Qmax=P=5234.804依

由F2引起的彎矩和剪力：l=2600mm b=1890mm a=710mmMmM=-P(l-a)=-5234.804x(2600-710)=一9893779.56伏gnw?)禽缸;一尸二一5234.804依由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩：M=Fbyx71.119=146958.2kgMmax=-M=-Fbyx(83.119-12)=-146958.16S(kgmm)綜上所述，立柱受力的合成彎矩和合成剪力可以得出：M=P[a{-a2)=5234.804x525=2748272.l(kgmm)M口=2748272.1-146958.168=2601313.9(kgmm)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/z=2814.51%/,抗彎截面模數(shù)為：2814.519xl04110,8812814.519xl04110,881=253.83。加 (4. 8)lz2814.519——= =16.436〃〃%截面上半部分靜矩S=17L24cm3,S171.24 (4.9)以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：(1)校核正應(yīng)力強(qiáng)度:max“max_Me_max“max_Me_2748272.1X10-253.83=1082.72(依/。/)(4.10)許用應(yīng)力選:r1_54lxl00 .1ccr\AI/ 2[<t]= =1102.04kgIcm (4.11) (4.11)5-〈【bl,滿足強(qiáng)度條件。(2)校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：==-=江=5234.804依』294(依/卅)IzbIzb/S16.436x28.2cm (4一”wp [?]=235x100=479.59(./cm")選bs=235MPa,而許用應(yīng)力L9.8x5 -(4.13)7a〈團(tuán)，滿足強(qiáng)度條件。(4)折算應(yīng)力強(qiáng)度校核：主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力巴皿產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力7-則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過(guò)上面的校核說(shuō)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：My2748272x10、11.0881一八。…，，2.er=——= 1()82.71(.ke/cm)' / 2814.519 (a14)_QS_~lb5234.804x171.25_QS_~lb5234.804x171.25_]2814.519x28.2-一1.29(kg/cmb(4.15)ry=f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4"、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：%=GF1<M (4. 16)

所以crz=71082.712+3xll,292=1082.7Ikg/cm2([a]=1104.082kg/cm2即%"匕] (4. 17)...按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度要求。3.主立柱的剛度計(jì)算用迭加法:^=-,a=-==0,273;13=-=暨^(guò)=0.727/I2600 I2600A=*^(3-/)(往外彎)用式6EI (4.18)E：彈性模量的選擇：碳鋼取：196—206Gpa取201Gpa=20.1X106N/cm2Pb21cm5234.804x1892x260x9.8x2.273、- (3-B) =3.2(cm)Ai=6EI= 6x20.1x106x2814.519 ...(4.19),Pb2l。、5234.804x241.52x260x9.8x2.071…、

fs= (3-p)= =4.7(cm)6EI 6x20.1x106x2814.519,Ml214695.82x2602x9,8 、fw= = ? =0.086(cm)2EI2x20.1x106x2814.519 (4.20)實(shí)際往內(nèi)彎的繞度,a=Ai+fai=4.7-3.2=1.5(cm)(-)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：70X70方鋼，壁厚8mm,a=70,b=54a4-&4704-544 4I= = =129.225c加慣性矩：12 12 (4.21)414a-b6a414a-b6a704-544

6x70=36.92c〃2‘ (4. 22)靜矩計(jì)算-=2x8x35x17.5+54x8x(27+4)=23.192c/n3(2)大臂截面尺寸：92X92方鋼，壁厚8mm,a=92,b=76慣性矩： 12924-76412慣性矩： 12924-76412=318.976cm4924-764

6x92=69.342cm3.托臂部分強(qiáng)度核算圖4.5左后托臂部件圖圖4.5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,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)(a)A-A截面(b)B-B截面(同D-D截面)圖4.6典型截面示意圖A截面：慣性矩：1=129.225cm4；Wx=36.92cm3Ma=2066.37x31=64057.47kg-cmbmaxA64057.4736.92bmaxA64057.4736.92=1735.03kg/cm?ri540x100 2[crj= =183613kg/cm9.8x3保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。B截面：92*92方鋼Al=80X15=1200mm2 yAl=92+15/2=99.5mmA2=92X92-76X76=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mmYC=(1200X99.5+2688X46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mmIA1=8OX153/2+(99.5-62.51)2X1200=1664412.12mm4IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2X2688=392.46cm4所以Ib=Iai+Ia2=392.46+166.44=558.9cm4Mb=2066.37x61=l26048.57kg-cmam.K126048.5789.41=1409.78kg/cvnam.K126048.5789.41=1409.78kg/cvn)540x1009.8x3.5=1574.34kg/cm2保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。(3)C截面：Al=12cm2 yAl=92+15/2+60=15.95cmA2=26.88cm2 yA2=4.6cmA3=60X10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cmyC=(12X15.95+26.88X4.6+6X12.2)/(12+26.88+6)=8.56cmIA1=5OX153/2+(15.95-8.56)2X12=641.73cm4IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2X16.88=759.875cm4IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2X6=183.615cm4所以IA總=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4MC=2066.37X94=194238.78kgcmbmaxCMc194238.78183.26=1059.91^/cm2「1540x100, ..... 2[cr]= =1574.34kg/cm~9.8x3.5滿足強(qiáng)度要求。(4)D截面：慣性矩：1=318.976cm4；W=69.342cm3MD=2066.37X53=109517.61kgcm=109517^1=15 ^2maxD匕69.342 S[M=540xl00=]620.64Ag/c病98x3.4 ，保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。3.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P=2066.37kg,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:3EI2066.37x41x9.83小臂端部處撓度:3EI2066.37x41x9.83x20.lxl06x129.225=0.1799(cm)Pl\3E1=0.361(cw)MilPl\3E1=0.361(cw)Mil^2EI2066.37x70x702x9.82x20.1xl06x318.976=0.542(c/n)(4.24)大臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，大臂端部受一個(gè)力P=2066.37kg和一個(gè)彎矩 M=2066.37X70=144645.9kgcm；2066.37x703x983x20.1xl06x318.976因載荷引起的撓度為:建荷=/i+/2+/3=0.179+0.361+0.542=1.082(c/n)因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度：九隙=L864(mm)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,/轉(zhuǎn)動(dòng)=26.325(mm)□故托臂端部總下沉量為：f息=律荷+fm+扭動(dòng)=2.633+1.864+1.082=5.57工5.6(c7n)(6(cm)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。

五、液壓系統(tǒng)（一）液壓系統(tǒng)工作原理工作原理圖5.11O11圖5.1舉升機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖1——定量液壓泵；2——先導(dǎo)式溢流閥；3 二位二通電磁換向閥；4 壓力表；5 三位四電磁換向閥；6、8、9——液控單向閥；7——分流集流閥；10、11——同步液壓缸如圖所示為升舉機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖.系統(tǒng)采用定量液壓泵1供油，系統(tǒng)壓力；由先導(dǎo)式溢流閥2設(shè)定并由壓力表4顯示,系統(tǒng)卸荷由二位二通電磁換向閥3控制.兩個(gè)液壓缸10和11的運(yùn)動(dòng)方向由三位四通電磁閥5控制,采用分流集流閥7保證兩個(gè)液壓缸的同步；分流集流閥前后設(shè)有二級(jí)液控單向閥（6、8,9）,以保證液壓泵停機(jī)或其他故障時(shí)液壓缸不因泄漏而影響舉升的安全可靠性.液壓缸附近的兩個(gè)按紐控制盒，用于控制缸的升降。系統(tǒng)的動(dòng)作順序與原理如下：1)舉升按上升按鈕，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵1空載啟動(dòng)，延遲3s后電磁鐵1YA通電使換向閥3切換至右位，液壓泵1由卸荷轉(zhuǎn)為升壓。同時(shí)，電磁鐵2YA通電使換向閥5切換至左位，液壓泵1的壓力油經(jīng)閥5、6、7、8和9進(jìn)入缸10和11的無(wú)桿腔，兩個(gè)液壓缸10和11上升，有桿腔經(jīng)換向閥5向油箱排油。2)停位松開上升按鈕，電磁鐵1YA、2YA斷電使換向閥3和5復(fù)位，液壓泵1卸荷，液壓缸10和11停止并保持在既定位置；3min后電機(jī)自動(dòng)停止。3)下降按下降按鈕，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵1啟動(dòng)，延遲3s后電磁鐵1YA、3YA通電使換向閥3切換至右位，換向閥5切換至右位，液壓泵的壓力油經(jīng)閥5進(jìn)入缸10和11的有桿腔，同時(shí)反向?qū)ㄒ嚎貑蜗蜷y6、8和9,兩個(gè)同步液壓缸10和11下降，無(wú)桿腔的油液經(jīng)閥8和9及閥7、6、5排回油箱。4)停止松開下降按鈕，各電磁鐵均斷電,液壓缸10和11停止，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵卸荷空載運(yùn)轉(zhuǎn),3min后液壓泵自動(dòng)停機(jī)。(二)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：d235.7(F/[o])l/2mm (5.1)式中：F一載荷力KN。這里F=1/2G=(4000/2)Xg=2000Kgf=19.62KN (5. 2)[。]—活塞桿材料應(yīng)用應(yīng)力 [o]=os/n (5.3)其中：os一材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取os=315MPa,n=3,[o]=105MPao則d235.7(19.62/105)1/2=15.432mm實(shí)際采用之活塞桿直徑d=38mm>>15.432mm,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：圖5.2液壓缸壓桿安裝圖已知：缸體長(zhǎng)度：L=1078mm工作行程：1=914mm活塞桿直徑：d=38mm 計(jì)算長(zhǎng)度：1'=L+1=1992mm活塞桿截面積：A=(n/4)Xd2活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=(n/64)Xd4活塞桿回轉(zhuǎn)半徑：K=(J/A)l/2=d/4 柔性系數(shù)：m=85末端條件系數(shù)：n=2則r/K=4XT/d=4X1992/38=209.684mXnl/2=85X21/2=120.21由于V/K>mXnl/2,則可按下列公式計(jì)算臨界載荷PK=n2nEJ/Lz2 (5. 4)式中：E—材料彈性模量取E=2.1X105MPa,J—mm4,1'—mmPK=[3.14162X2X2.1X1011X(3.1416/64)XO.03841/19922=106924.616N取安全系數(shù)nK=3,臨界穩(wěn)