液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）題 目：液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：指導(dǎo)教師：本設(shè)計(jì)為本人優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要 CAD圖紙，說(shuō)明書(shū)請(qǐng)加 690809819液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)摘要汽車(chē)舉升機(jī)是用以支撐汽車(chē)底盤(pán)或車(chē)身的某一部分，使汽車(chē)升降的設(shè)備。它在汽車(chē)維修保養(yǎng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，無(wú)論是整車(chē)大修還是小修保養(yǎng)，都離不開(kāi)它。液壓式汽車(chē)舉升機(jī)作為汽車(chē)舉升機(jī)家族中的一員，它有著其他舉升機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，如它的結(jié)構(gòu)工作范圍廣，可維修高頂棚車(chē)輛，工作空間空曠等，本設(shè)計(jì)較全面的介紹了舉升機(jī)的分類(lèi)，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問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，然后對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)立柱，橫梁的截面特性，并對(duì)主立柱、橫梁的強(qiáng)度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。設(shè)計(jì)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)鏈條和鋼絲繩等的選擇計(jì)算，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(chē)舉升機(jī)。關(guān)鍵字：液壓式 汽車(chē)舉升機(jī) 液壓驅(qū)動(dòng) 穩(wěn)定性 截面特性I本設(shè)計(jì)為本人優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要 CAD圖紙，說(shuō)明書(shū)請(qǐng)加 690809819Stream-actuatedBibcockTypeAutomobileLiftABSTRACTAutomobileliftisanequipmentthatisintendedtobearingoneregionofautomobilechassisorunitconstruction,andleadingautomobileriseandfall.Itentirecaroverhauljustthesameturnaroundservice,bothcannotgetawayittoautomobilelifeatautomobileservicecuringsufferexertvitalaction,soever.Aslift familialonekeymember,bibcocktypeautomobilelifthasanyotherliftcannotanalogicaladvantage:Suchas,itadoptlargebibcockstructure,scopeofworkexpand,canrepairhighscaffoldvehicle,operatingspaceopen,andsoon.Thistextroundlyintroducelift'ssort,afterascertainwantdesignedscheme,namelyaimatlift'sstructureandrequireproceeddesignandexplanation,atthesametime,attheliftdesignprocess,itisneedtoproceedadditionalremarksbeinvolvedinusabilityproblem.Andthenanalysesbibcocktypeautomobileslift'smainupright,sectioncharacteristic,andcheckstrongrigiditywithbracket.Boththatofdesignwithhydrauliccylinderpistonperchintensityalsoproceedprovenwithcompressedbar,aswellasselectandcountwithchainandwireropetobesuresatisfythelift operatingrequirement.Thistestisstream-actuatedbibcocktypeautomobilelift.KEYWORDS:Bibcocktype,Automobilelift,Hydraulicdrive,Stability,strengthII畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。Abstract 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第一章 緒論 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1前言 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2舉升機(jī)的概述 1第二章 舉升機(jī)的方案擬定 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1舉升機(jī)的基本情況 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1.1常用汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1.2汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2汽車(chē)舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.1舉升裝置的要求 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定 4第三章 液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1舉升裝置 63.2立柱 73.3支撐機(jī)構(gòu) 73.4平衡機(jī)構(gòu) 83.5保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 9第四章舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算 114.1舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 114.1.1主立柱的截面特性分析與計(jì)算 11III畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）4.1.2主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算............................................................................134.1.3主立柱的剛度計(jì)算........................................................................................194.2汽車(chē)舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求...............................................................................204.2.1托臂部分截面特性........................................................................................204.2.2托臂部分強(qiáng)度核算........................................................................................204.2.3從托臂處考慮撓度情況.............................................2錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第五章液壓系統(tǒng)....................................................................................................................255.1液壓系統(tǒng)工作原理...................................................................................................255.1.1設(shè)計(jì)步驟........................................................................................................255.1.2明確設(shè)計(jì)要求................................................................................................265.2進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)...........................................................265.2.1載荷的組成和計(jì)算........................................................................................265.2.2初選系統(tǒng)工作壓力........................................................................................305.2.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸........................................................................305.2.4計(jì)算液壓缸或液壓馬達(dá)所需流量................................................................345.3制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖...........................................................................345.3.1制定基本方案................................................................................................345.3.2繪制液壓系統(tǒng)圖原則....................................................................................365.4液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì)...............................................................................375.4.1液壓泵的選擇................................................................................................375.4.2液壓閥的選擇................................................................................................395.4.3管道尺寸的確定............................................................................................39第六章液壓執(zhí)行元件............................................................................................................41IV畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）6.1液壓缸.......................................................................................................................416.1.1液壓缸的基本參數(shù)........................................................................................416.1.2液壓缸性能參數(shù)的計(jì)算................................................................................416.1.3液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求................................................416.1.4液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算................................................................................446.1.5液壓缸的連接計(jì)算........................................................................................466.1.6活塞桿穩(wěn)定性校核........................................................................................476.2液壓馬達(dá)...................................................................................................................48第七章液壓輔助元件及液壓泵站........................................................................................507.1管件...........................................................................................................................507.2液壓軟管接頭...........................................................................................................507.3油箱及其附件...........................................................................................................517.4液壓動(dòng)力包...............................................................................................................517.5液壓油的選擇...........................................................................................................51第八章鋼絲繩的選擇計(jì)算....................................................................................................528.1鋼絲繩的計(jì)算...........................................................................................................528.2鋼絲繩的選擇...........................................................................................................52第九章滑輪的選擇和計(jì)算....................................................................................................549.1滑輪結(jié)構(gòu)和材料.......................................................................................................549.2滑輪的主要尺寸.......................................................................................................549.3滑輪直徑與鋼絲繩直徑匹配關(guān)系...........................................................................549.4滑輪形式...................................................................................................................549.5滑輪技術(shù)條件...........................................................................................................54V畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）9.5.1材料................................................................................................................549.5.2外觀................................................................................................................559.5.3熱處理............................................................................................................559.5.4其他................................................................................................................559.6滑輪強(qiáng)度計(jì)算...........................................................................................................55第十章起重鏈條和槽輪........................................................................................................5610.1板式鏈條和槽輪的選擇.........................................................................................5610.2板式鏈及端接頭.....................................................................................................5610.3板式鏈用槽輪.........................................................................................................56總結(jié)..........................................................................................................................................57致謝..........................................................................................................................................58參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................59VI畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）VII畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章 緒論1.1前言汽車(chē)是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要交通工具之一，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，汽車(chē)的保有量與日俱增，汽車(chē)維修行業(yè)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，已形成了集車(chē)輛修理、維護(hù)、檢測(cè)和配件供應(yīng)等多種功能于一體的車(chē)輛技術(shù)狀況保障體系。已成為道路運(yùn)輸行業(yè)的重要組成部分，對(duì)確保車(chē)輛安全行駛、高效低耗的運(yùn)作，促進(jìn)道路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮了有力的保障作用，隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，我國(guó)汽車(chē)維修企業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)。十年來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)保有量增長(zhǎng)迅速，技術(shù)水平和檔次也大大提高，原有的維修作業(yè)方式和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式，越來(lái)越不適應(yīng)社會(huì)各方面對(duì)汽車(chē)維修的要求。加大技術(shù)投入和技術(shù)改造的力度，走內(nèi)涵發(fā)展的道路，振興汽車(chē)維修業(yè)，已經(jīng)成為汽車(chē)維修界有識(shí)之士的共識(shí)，人們?cè)絹?lái)越體會(huì)到設(shè)備對(duì)維修能力的決定性。一些骨干維修企業(yè)千方百計(jì)地籌措資金，實(shí)施技術(shù)改造，改善作業(yè)體系。購(gòu)置了汽車(chē)舉升機(jī)、電子調(diào)漆機(jī)、輪胎平衡機(jī)、汽車(chē)噴烤漆房等先進(jìn)設(shè)備。同時(shí)，具有現(xiàn)代最新技術(shù)水平的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷儀、電子燃汽噴射系統(tǒng)檢測(cè)診斷裝置，車(chē)身校正測(cè)量?jī)x、四輪定位儀、測(cè)功機(jī)和測(cè)滑儀等檢測(cè)設(shè)備也開(kāi)始廣泛應(yīng)用。從而提高了企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力，增加了行業(yè)發(fā)展后勁。通過(guò)技術(shù)改造行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到調(diào)整和優(yōu)化，改變了過(guò)去整車(chē)大修的單一模式，開(kāi)始形成汽車(chē)大修、總成維修、汽車(chē)維修、汽車(chē)小修、汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)修理、汽車(chē)制造廠特約維修等門(mén)類(lèi)齊全、分工合理的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)體系?；緷M足了目前不同類(lèi)型和不同作業(yè)項(xiàng)目的維修需要，汽車(chē)維修網(wǎng)點(diǎn)由大、中城市向外延伸，輻射各地形成網(wǎng)絡(luò)。本次設(shè)計(jì)的是適用于汽車(chē)維修服務(wù)的一種汽車(chē)維修平臺(tái)。 這種汽車(chē)維修平臺(tái)是適用四輪汽車(chē)維修使用的一種現(xiàn)代液壓技術(shù)產(chǎn)品。 雙柱型汽車(chē)維修液壓同步升降平臺(tái)作為一種液壓技術(shù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究， 是利用現(xiàn)代液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)改善日益興旺發(fā)達(dá)的汽車(chē)維修產(chǎn)業(yè)界勞動(dòng)者的工作條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本， 提高汽車(chē)維修保養(yǎng)整體服務(wù)質(zhì)量。1.2舉升機(jī)的概述1畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）雙柱式舉升機(jī)是一種汽車(chē)修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車(chē)等小型車(chē)的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車(chē)裝備重量不大于 4噸的各種轎車(chē)、面包車(chē)、工具車(chē)等舉升到一定高度內(nèi)供汽車(chē)維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。過(guò)去汽車(chē)維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內(nèi)陰暗，需人工采光，通風(fēng)不良，工作起來(lái)極其不便。在我國(guó)以汽車(chē)運(yùn)輸生產(chǎn)為主的今天 ,汽車(chē)的需求量日益增加、對(duì)汽車(chē)修理、保養(yǎng)要求越來(lái)越高，因此，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要 ,設(shè)計(jì)并應(yīng)用雙柱型汽車(chē)保修液壓同步定位舉升機(jī)在汽車(chē)保修、保養(yǎng)工作中邁出重要一步。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在雙柱型舉升機(jī)上的應(yīng)用,主要是利用密閉工作容積內(nèi)液壓能的變化來(lái)傳遞動(dòng)力。2畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第二章 舉升機(jī)的方案擬定2.1 舉升機(jī)的基本情況2.1.1 常用汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型目前，全國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)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(chē)式等。僅從舉升機(jī)的外型來(lái)分類(lèi)的基本形式就有： 普通雙柱式、龍門(mén)雙柱式、四立柱式、剪式、移動(dòng)式和單立柱式等汽車(chē)舉升機(jī)。按照舉升機(jī)的舉升裝置的形式分類(lèi)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)。2.1.2 汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù)普通式雙柱舉升機(jī)、龍門(mén)式雙柱舉升機(jī)和四立柱式舉升機(jī)這三種目前市場(chǎng)上主要的汽車(chē)舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表 2.1所示。表2.1汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù)額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤(pán)距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間普通式雙柱2.5-4T1700-1800mm110-180mm50-70Sec20-60Sec龍門(mén)式雙柱2.5-4T1700-1800mm110-180mm50-70Sec20-60Sec四立柱式2.5-4.5T1700-1800mm110-180mm50-70Sec20-60Sec2.2 汽車(chē)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(pán)結(jié)構(gòu)。2.2.1 舉升裝置的要求在我國(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。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。 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3畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）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)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。2.3 液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定通過(guò)對(duì)汽車(chē)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。如下圖2.1所示：圖2.1液壓式雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖本次設(shè)計(jì)參考的是由液壓驅(qū)動(dòng)的 QJY04-02B型液壓式雙柱汽車(chē)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型液壓式雙柱汽車(chē)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)4畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）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)。5畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第三章 液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 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(kāi)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：圖3.1驅(qū)動(dòng)舉升裝置示意圖圖3.1是本次設(shè)計(jì)的液壓式雙柱汽車(chē)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(kāi)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是液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)構(gòu)圖：6畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖3.2液壓式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升裝置結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看到，液壓式雙柱汽車(chē)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。3.2 立柱液壓式雙柱汽車(chē)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3.3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(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。圖3.3左立柱的俯視圖3.3 支撐機(jī)構(gòu)7畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）托臂部分是屬于舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車(chē)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(chēng)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 3.4所示：圖3.4非對(duì)稱(chēng)式托臂的工作范圍示意圖1—托臂原始工作位置， 2—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(chēng)式的結(jié)構(gòu)就更能保證托臂的強(qiáng)剛度了。非對(duì)稱(chēng)式托臂的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖 3.5所示：Ⅱ圖3.5非對(duì)稱(chēng)式托臂的結(jié)構(gòu)圖3.4 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(chē)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)8畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）計(jì)所采用的是在單個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對(duì)稱(chēng)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 3.6所示：上滑輪滑臺(tái)鋼絲繩 下滑輪2件圖3.6單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖3.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)汽車(chē)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(chē)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 3.7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(kāi)在對(duì)角線上，起到雙保險(xiǎn)的作用。1 23圖3.7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9畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）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(kāi)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。10畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第四章 舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，所參考的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(lèi)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：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，4噸轎車(chē)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1850mm，工作行程為1730mm。4.1 舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算4.1.1 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(kāi)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。4.1.1.1 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(jiàn)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：11畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）y1A122A22Z2CZ3C311A1A2A33e2′′YY3CZC11Z′Y1=e1Yc′Z′圖4.1舉升機(jī)主立柱橫截面示意圖A11946194627063948mm2A2(576)62＝612mm2A(356)62＝348mm23∴重心C到相應(yīng)邊的距離 e：''aH2bd2121942＋2706258.429mm(4.1)Y1e1bd)（＋＝）2(aH2121942706e2'He1'19458.429135.571mmY2' 194 3 191mmY3' 194 6 14.5 173.5mm整個(gè)截面形心C在對(duì)稱(chēng)軸Y上的位置則為：YC'AY'''394858.429＋83.119mm(4.2)iiA1Y1A2Y2A3Y3612191348173.5AA1A2A339486123484.1.1.2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），它們距Z軸的距離分別為：a1CC183.11958.42924.69mma2CC219183.119107.881mma3CC3173.583.11990.381mm12畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）由平行移軸公式，三截面對(duì)中性軸 Z的慣性矩分別為：IZ1IZ'1a12A1Be13bh3ae2324.6923948＝1815.36cm4(4.3)3IZ2'2516322612＝712.448cm4IZ2a2A212107.881IZ3IZ'3a32A36293290.3812348＝286.711cm412IZ'1、IZ'2、IZ'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IZ：IZIZ1IZ2IZ31815.36712.448286.7112814.519cm44.1.1.3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：SA126（194－83.119)19483.11973767.577mm3(4.4)2SA22516（110.881－3）＝66023.172mm3SA32296（110.881614.5)31452.58mm3其中SA1、SA2、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 SA1 SA2 SA3 171243.337mm3（2）立柱整個(gè)截面下半部分的靜矩 S2：S'2683.11983.119241452.609mm3S"2706（83.1193）＝129792.78mm3S2S'S"171245.389mm34.1.2 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(chē)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(jiàn)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)部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類(lèi)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(lèi)型的13畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）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。F1F2 CFBX BFBY2066.37kg圖4.2滑臺(tái)部件受力情況示意圖4.1.2.1 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8mm，高800mm滑臺(tái)體積：VHT 16 16 80－14.4 14.4 80＝3891.2cm3搖臂座尺寸：采用 100×100方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)440mm搖臂座體積：VYBZ 10 10 44－8.4 8.4 44＝1295.36cm3托臂近似尺寸：采用 100×100方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)1110mm托臂體積：VTB 10 10 111－8.4 8.4 111＝3267.84cm3鋼材比重選?。?.85t/m3所以，滑臺(tái)部件、搖臂座和托臂的重量為：GHT 3891.2 7.85 30.55kgGYBZ 1295.36 7.85 10.17kgGTB 3267.84 7.85 25.65kg將滑臺(tái)、搖臂座和托臂一起考慮14畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）GHTGYBZGTB30.5510.1725.6566.37kg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，F(xiàn)1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：MB0F1685－F2160＝2066.371330(4.5)MC0F1525FBX160＝2066.371330(4.6)X0F1F2FBX(4.7)Y0FBY2066.37kg由式(4.7)得，F(xiàn)BXF1F2，代入式（4.6）F1525＋160（F1F2)2066.371330假定F1F2,FBX0F15234.804kg則由式（4.5）得：F25234.804kgFBY2066.37kg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，F(xiàn)1和F2是立柱通過(guò)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：F1 F2 5234.804kg，F(xiàn)BX 0，F(xiàn)BY 2066.37kg4.1.2.2 舉升機(jī)主立柱受力情況分析主立柱受力情況（見(jiàn)圖 4.3普通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖） ，F(xiàn)1和F2是滑臺(tái)通過(guò)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：15畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）F12FBYFBXMHRHXRHY圖4.3普通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖MH0,MHF21890F1(1890525)FBY(83.11912)0Y0,FBYRHY0RHX=0RHY=F=2066.37kgBYMHF1525FBY71.1192601313.9kgmm4.1.2.3 普通式雙柱舉升機(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(huà)出立柱的彎矩圖和剪力圖。由F引起的彎矩圖和剪力圖見(jiàn)圖4.4：1a= b=A BF1(+)M2(+)Q2圖4.4立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mm b=2415mm a=185mm16畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）Mmax P(l a) 5234.804 (2600 185) 12642051.66kgmmQmax P 5234.804kg由F引起的彎矩圖和剪力圖見(jiàn)圖4.5：2F2=5234.804kgA B(-)M1(-)Q1圖4.5 立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mm b=1890mm a=710mmMmax P(l a) 5234.804 (2600 710) 9893779.56kgmmQmax P 5234.804kg由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩圖見(jiàn)圖 4.6：MA B(-) M3圖4.6立柱上M作用力及其彎矩圖M FBY 71.119 146958.2kgMmax M FBY (83.119 12) 146958.168kgmm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。17畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）A(+)CB合成剪力圖CBDA(+)合成彎矩圖圖4.7立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖從圖中可以得出M P(a1 a2) 5234.804 525＝2748272.1kgmmMD 2748272.1 146958.168 2601313.9kgmm在截面C處，剪力最大（QC=5234.804kg），彎矩最大（M=2748272.1kg）,所以此是危C險(xiǎn)截面。前面計(jì)算已經(jīng)得到IZ2814.519cm4，抗彎截面模數(shù)為：WIZ2814.519104＝253.83cm3(4.8)e2110.881截面上半部分靜矩S＝171.24cm3，IZ2814.51916.436mm(4.9)S171.24以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度：maxMmaxMC2748272.11011082.72kg/cm2(4.10)WW253.83許用應(yīng)力選：＝541100＝1102.04kg/cm2(4.11)9.85max[]，滿足強(qiáng)度條件。（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：maxQmaxSQC5234.804kg＝11.294kg/cm2(4.12)IZbIZb/S16.43628.2cm選 S 235MPa，而許用應(yīng)力18畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）235100479.59kg/cm2(4.13)9.85max[]，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 max產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力max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?C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：xMy274827210111.0881＝1082.71kg/cm2(4.14)I2814.519xQS5234.804171.25＝11.29kg/cm2(4.15)Ib2814.51928.2yx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，將x,x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：j232(4.16)所以j1082.712311.2921082.71kg/cm2[]1104.082kg/cm2即j(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。4.1.3 主立柱的剛度計(jì)算用迭加法：（1）x,a7100.273;b18900.727ll2600l2600由F2引起的繞度：（往外彎）用式fAPb2l(3)(4.18)6EIE：彈性模量的選擇： 碳鋼?。?96－206Gpa19畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）取201Gpa=20.1×106N/cm2fA1=Pb2l(3)=5234.80418922609.82.273＝3.2cm(4.19)6EI620.11062814.519（2）x,a7100.273,b24150.929ll2600l2600（往內(nèi)彎）由F1引起的繞度：fA2Pb2l(3)5234.804241.522609.82.0714.7cm6EI620.11062814.519（3）由M引起的繞度：fWMl214695.8226029.80.086cm(4.20)2EI220.11062814.519（往外彎）此植可忽略不計(jì)。實(shí)際往內(nèi)彎的繞度f(wàn)AfA1fA24.73.21.5cm4.2 托臂部分的強(qiáng)度校核4.2.1 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：Ia4b470412544129.225cm4(4.21)12Wxa4b470454436.92cm3(4.22)6a670靜矩計(jì)算：S283517.554827423.192cm3（2）大臂截面尺寸：92×92方鋼，壁厚8mm，a=92,b=76慣性矩：Ia4b4924764318.976cm41212Wxa4b492476436a69269.342cm4.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算圖示為左后托臂部件圖：20畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）CB D AC B D A圖4.9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：圖4.10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：A2A1X

A1A3A2(a)A-A截面 (b)B-B截面（同D-D截面） (c)C-C截面圖4.10典型截面示意圖（1）A截面：慣性矩：I=129.225cm4；Wx=36.92cm3MA 2066.37 31 64057.47kgcm21畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）maxAMA64057.471735.03kg/cm2Wx36.925401001836.73kg/cm29.83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=1200mm2YA1=92+15/2=99.5mmA2=92×92-76×76=8464-5776=2688mm2YA2=92/2=46mmYc=(1200×99.5+2688×46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mmIA1=80×153/2+(99.5-62.51)2×1200=177.69cm4IA2=(924 764)/2+(62.51-46)2×2688=392.25cm4所以IA總 IA1 IA2 392.25 177.69 569.94cm4I=總=91.19cm3YCAMB2066.3761126048.57kgcmmaxBMB126048.571382.26kg/cm2Wx91.195401001574.34kg/cm29.83.5保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。（3）C截面：A1=1200mm2YA1=92+15/2+60=159.5mmA2=2688mm2YA2=46mmA3=60×10=600mm2YA3=92+60/2=122mmYc=(1200×159.5+2688×46+600×122)/(1200+2688+600)=85.6mm22畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）IA=50×153/2+(159.585.6)2×1200=663.78cm41IA=(924764)/12+(85.646)2×1688=583.68cm42IA3=10603/12+(12285.6)2×600=97.50cm4所以IA總=IA+IA+IA=1344.96cm4123W=IA總/8.65=1344.96/8.65=155.49cm3Mc=2066.37×94=194238.78kgcmmaxCMC194238.781249.20kg/cm2Wx155.495401001574.34kg/cm29.83.5滿足強(qiáng)度要求。（4）D截面：慣性矩：I=318.976cm4 ；W=69.342cm3MD=2066.37×53=109517.61kgcmmaxDMD109517.611579.38kg/cm2Wx69.3425401001620.64kg/cm29.83.4保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。4.2.3 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：Pl小32066.374139.80.1799cm（4.23）f1320.1106129.2253EI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M2066.37×70＝144645.9kgcm；fPPl大32066.377039.83EI320.11060.361cm318.976Ml大22066.37707029.8（4.24）fM220.11060.542cm2EI318.97623畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）因載荷引起的撓度為：f載荷f1f2f30.1790.3610.5421.082cm因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度：f間隙1.864mm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，f轉(zhuǎn)動(dòng) 26.325(mm)。故托臂端部總下沉量為：f總 f載荷 f間隙 f轉(zhuǎn)動(dòng) 2.633 1.864 1.082 5.57 5.6cm〈6cm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。24畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第五章 液壓系統(tǒng)5.1 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)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(guò)極限時(shí)，自動(dòng)溢流卸油閥松開(kāi)，起動(dòng)按鈕停止供油，提升結(jié)束，開(kāi)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(kāi)始卸油下降，其工作原理圖見(jiàn)圖 5.1：1010998864752 121113圖5.1液壓系統(tǒng)工作原理圖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5.1.1 設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序， 各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。確定液壓執(zhí)行元件的形式；進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；選擇液壓元件；25畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；繪制工作圖，編制技術(shù)文件。5.1.2 明確設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)速精度等性能方面的要求；自動(dòng)化程度、操作控制方式的要求；對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；對(duì)效率、成本等方面的要求。5.2 進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)通過(guò)工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。5.2.1 載荷的組成和計(jì)算5.2.1.1 液壓缸的載荷組成與計(jì)算圖5.1表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖上，其中Fw是作用在活塞桿上的外部載荷，F(xiàn)m是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間的密封阻力。作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷 Fg，導(dǎo)軌的摩擦力 Ff和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 Fa。26畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）A1 υ A2d FWP1 Fm P2?? ??p1圖5.1液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖工作載荷Fg常見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向如與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。當(dāng)液壓缸舉升小車(chē)時(shí)，工作載荷為200+1500）×9.8=16660N導(dǎo)軌摩擦載荷Ff對(duì)于平導(dǎo)軌Ff=μ(G+FN)（5.1）Ff=μ(G+FN)=0式中 G——運(yùn)動(dòng)部件所受的重力 (N)；FN——外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力 (N)；μ——摩擦系數(shù)，見(jiàn)表 5.1。（3）慣性載荷FaFa=GDu（5.2）Dt27畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）Fa=GDu=200×1=200N;gDt式中 g——重力加速度；g=9.81m/s2；?υ——速度變化量(m/s)；?t——起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間(s)。一般機(jī)械?t=（0.1~0.5）s，對(duì)輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對(duì)重載高速部件取大值。行走機(jī)械一般取Du=0.5~1.5m/s2。Dt表5.1摩擦系數(shù)μ導(dǎo)軌類(lèi)型導(dǎo)軌材料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)摩擦系數(shù)起動(dòng)時(shí)0.15~0.20滑動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對(duì)鑄鐵低速(υ<0.16m/s)0.10~0.12高速(υ>0.16m/s)0.05~0.08滾動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對(duì)滾柱（珠）0.005~0.02淬火鋼導(dǎo)軌對(duì)滾0.003~0.006柱靜壓導(dǎo)軌鑄鐵0.005以上三種載荷之和稱(chēng)為液壓缸的外載荷 Fw。起動(dòng)加速時(shí)FwFgFfFa（5.3）FwFgFfFa=16660+0+200=16860N穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)Fw Fg Ff（5.4）Fw Fg Ff=16660+0=16660N減速制動(dòng)時(shí)Fw Fg Ff Fa（5.5）28畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）Fw Fg Ff Fa=16660+0－200=16460N工作載荷Fg并非每階段都存在，如該階段沒(méi)有工作，則 Fg＝0．除外載荷Fw外，作用于活塞上的載荷 F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 Fm，由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為Fm (1 m)F（5.6）Fm (1 m)F=(10.92) 16860 1466N0.92式中 hm——液壓缸的機(jī)械效率，一般取 0.90~0.95.Fw（5.7）FmFW16860F18326.1Nhm0.925.2.1.2 液壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計(jì)算工作載荷力矩Tg常見(jiàn)的載荷力矩有被驅(qū)動(dòng)輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等。軸頸摩擦力矩TfTf mGr（5.8）式中 G——旋轉(zhuǎn)部件施加于軸頸上的徑向力 (N);——摩擦系數(shù)，參考表 5.1選用；r——旋轉(zhuǎn)軸的半徑(m).慣性力矩TaTa Je JD （5.9）Dt式中 e——角加速度(rad/s2)；Dw——角速度變化量(rad/s)；Dt——啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間(s)；29畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）——回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg/m2)。啟動(dòng)加速時(shí)TwTgTfTa（5.10）穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)TwTgTf（5.11）減速制動(dòng)時(shí)TwTgTfTa（5.12）計(jì)算液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩 T時(shí)還要考慮液壓馬達(dá)的機(jī)械效率 hm(hm=0.9~0.99)。Tw（5.13）hm5.2.2 初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類(lèi)型而定． 還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、 經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制．載載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。壓力可以選低一些，行走機(jī)械種載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表5.2和表5.3。參照表5.2初選系統(tǒng)工作壓力為2.8MPa。5.2.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸5.2.3.1計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算液壓缸有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖5.2。圖a為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)，圖b為活塞桿工作在受拉狀態(tài)?；钊麠U受壓時(shí)Fw11—P2A2（5.14）hmF=Fw=P1A1—P2A2=2.8×106A—0.4×106A2=2.8×106D2π/4－0.4×106(D2—d2)π/4hm活塞桿受拉時(shí)F=Fw12—P2A1（5.15）hm=PAF=Fw=P1A2—P2A1=2.8×106A2－0.4×106A1hm30畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）式中A1=D2π/4——無(wú)桿腔活塞有效作用面積 (m2)；A2=(D2－d2)π/4——有桿腔活塞有效作用面積 (m2)；表5.2按載荷選擇工作壓力載荷／kN<55~1010~2020~3030~50>50工作壓力/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~5≥5P1——液壓缸工作腔壓力(Pa)；取2.8MPaP2——液壓缸回油腔壓力(Pa)，即背壓力．其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時(shí)參照表5.4取值，選0.4MPa．D——活塞直徑(m)；d——活塞桿直徑(m)。A1 A2υ1D d FwP1 P2a)A1 A2υ1D d FwP1 P2b)圖5.2 液壓缸主要設(shè)計(jì)參數(shù)31畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）表5.3 執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類(lèi)型背壓力／(MPa)簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系0.2~0.5統(tǒng)回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4~0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.5~1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.8~1.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.2~3回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為F PAA1 2 2（5.16）令桿徑比Φ=d/D,其比值可按表5.5和表5.6選取,選取 =0.5．D4F（5.17）P1P2(12)D418326.10.096m，2.81060.4106(13.140.52)則d=0.0483m由公式2A1=D2π/4=0.12×π/4=7.85×10-3m2A2=(D2－d2)π/4=(0.01－0.0025)×π/4=5.89×10-3m液壓缸直徑D和活塞桿直徑d的計(jì)算值要按國(guó)標(biāo)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整．如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸.對(duì)數(shù)值進(jìn)行圓整得到： D=0.1m=100mm32畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）D=0.5m=50mm常用液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑見(jiàn)表5.7和表5.8表5.4按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa≤5.05.0~7.0≥7.0d/D0.5~00.62~0.700.7.55表5.5按速比要求確定d/Dυ211..151.251.331.461.612/υd/D0.30.40.50.550.620.71注：υ1——無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；——有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。表5.6常用液壓缸內(nèi)徑D(mm)4050638090100110125140160180200220250表5.7活塞桿直徑d(mm)速比缸徑40506380901001101251401601802002202501.462228354550556370809010011012514024550607080901001101251405.2.3.2 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量液壓馬達(dá)的排量為V=2pT（5.18）Dp33畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）=2pT=4.71×10-4m3/sDp式中 T——液壓馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩 (N/m);D P P——液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差 (Pa)。P 1 2液壓馬達(dá)的排量也應(yīng)滿足最底轉(zhuǎn)速要求V3 q m （5.19）nmin式中 qv ——通過(guò)液壓馬達(dá)的最小流量；minn ——液壓馬達(dá)工作時(shí)的最底轉(zhuǎn)速。min5.2.4 計(jì)算液壓缸或液壓馬達(dá)所需流量5.2.4.1 液壓缸工作時(shí)所需流量qv=Aυ（5.20）3qv=Aυ=4.71×10-4m/s式中 A——液壓缸有效作用面積(m2)；A=7.85 10-3m2υ——活塞與缸體的相對(duì)速度(m/s)。3.6υ=3.6m/min= m/s 0.06m/s5.2.4.2 液壓馬達(dá)的流量Vnm（5.21）式中 V——液壓馬達(dá)排量(m3/r);nm——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(r/s).5.3 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖5.3.1 制定基本方案5.3.1.1 制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問(wèn)題。34畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所需求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 ——容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用溢流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用節(jié)流控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回油的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。5.3.1.2 制定壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力， 一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在有些液壓系統(tǒng)中，有