汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1汽車舉升機(jī)在汽車維修行業(yè)是最重要、最基本的工具之一，是將汽車從一個高度提升至另一高度進(jìn)行維修的設(shè)備，具有至關(guān)重要和不可替代的作用。他能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)會直接影響到維修車輛、維修人員的安全，甚至?xí)苯佑绊懙狡嚲S修業(yè)務(wù)的興衰。兩柱式液壓舉升機(jī)具有承載力高、適應(yīng)性強(qiáng)、維修及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。它可以適應(yīng)不同類型的車輛維修。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車維修設(shè)備也發(fā)展到一個更高的階兩柱式液壓舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)分析、研究對于正確合理的設(shè)計(jì)和使用，對于提高液壓舉升設(shè)備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。因而，對兩柱式液壓舉升機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)的研究很有必要。為以后的研發(fā)、改進(jìn)提供必要的幫助。本文針對液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，以現(xiàn)有的液壓舉升設(shè)備為基礎(chǔ)，對舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2國內(nèi)外汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)狀況近年來，我國汽車業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是轎車行業(yè)。多年來轎車進(jìn)入普通家庭的夢想已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，汽車維修行業(yè)也隨之得到大力發(fā)展，各種維修設(shè)備的需求迅速擴(kuò)大，汽車舉升機(jī)是維修廠必備的，也是最重要的維修機(jī)械之一。不同的維修企業(yè)根據(jù)財力、維修項(xiàng)目、車間大小的不同，舉升機(jī)需求類型也不相同。根據(jù)調(diào)研，兩柱舉升機(jī)是當(dāng)前被廣泛采用的主流舉升機(jī)，是經(jīng)銷商銷量最大的舉升機(jī)類型。四柱舉升機(jī)國產(chǎn)設(shè)備的價位在1.0~3.5萬元，進(jìn)口品牌在1.8~4.5萬元，價格隨著舉升機(jī)噸位的提高而增加，可適用于大多數(shù)車型。但是四柱舉升機(jī)寬大的支承裝置往往會妨礙工人干活。主要用戶為快速保養(yǎng)為主的小型企業(yè)，因?yàn)榭焖俦ｐB(yǎng)業(yè)務(wù)需要車輛能夠快速升降，如果購買兩柱舉升機(jī)則需要在車輛起降過程中花費(fèi)一些時間。同時4S店對四柱舉升機(jī)也有很大的需求。剪式舉升機(jī)使用方便，不用時不占空間，受到很多實(shí)力雄厚的特約維修站的歡迎，這也是未來舉升機(jī)的發(fā)展方向，一般國產(chǎn)設(shè)備價位在1.0~4.0萬元，進(jìn)口產(chǎn)品在1.5~4.5科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2萬元。但剪式舉升機(jī)較為精密，做工不好或者設(shè)計(jì)不好就容易導(dǎo)致臺面不平、單邊升降等危險發(fā)生，如果利用剪式舉升機(jī)作四輪定位儀的平臺，要求就更加嚴(yán)格。對于國內(nèi)使用較為普遍的一些兩柱舉升機(jī)品牌而言，國產(chǎn)的價位約在0.6~1.4萬元，進(jìn)口的約在1.8~2.8萬元。這種舉升機(jī)安裝起來很快，不需要大范圍地開挖，也不需要對維修廠的整體布局進(jìn)行一些永久性的變動。兩柱舉升機(jī)噪聲較小，升降平穩(wěn)，可調(diào)整不同車型的支承部位，這種舉升機(jī)適用于舉升中小型汽車進(jìn)行維修及裝配工作，主要用戶為以總成大修為主的維修廠及4S店。隨著中國汽車保有量的不斷增長，私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來的需求量也將不斷增加，根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，在未來的三年內(nèi)，舉升機(jī)市場將大幅增長。1.3汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義隨著我國汽車業(yè)快速發(fā)展，汽車維修行業(yè)也隨之得到大力發(fā)展，各種維修設(shè)備的需求迅速擴(kuò)大，汽車舉升機(jī)是維修廠必備的，也是最重要的維修機(jī)械。汽車舉升機(jī)的作用是將需要維修的汽車水平提升到合適的高度，以便于維修工人在汽車底盤下方對汽車進(jìn)行維修。汽車舉升機(jī)要求其能夠從兩側(cè)將汽車水平同步舉升，不能發(fā)生側(cè)偏。而汽車底盤下方必須為空的，以方便工人進(jìn)行維修作業(yè)，要求汽車舉升機(jī)兩側(cè)的舉升裝置必須是分離的，且兩側(cè)的上升或下降又必須是完全同步的。由于汽車的重量一般都較大，再加上舉升裝置自身的重量，要求舉升力較大，而且升降時要求非常平穩(wěn)，所以汽車舉升機(jī)一般都采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動。汽車舉升機(jī)在汽車維修行業(yè)是最重要、最基本的工具之一，是將汽車從一個高度提升至另一高度進(jìn)行維修的設(shè)備，具有至關(guān)重要和不可替代的作用。它能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)會直接影響到維修車輛、維修人員的安全，甚至?xí)苯佑绊懙狡嚲S修業(yè)務(wù)的興衰。舉升機(jī)一定要安全可靠、維護(hù)簡單，否則在一定程度上會影響工作效率。而傳統(tǒng)的機(jī)械式舉升機(jī)安全性較差，所需的維護(hù)工作較多，被液壓式舉升機(jī)取代也是大勢所趨。液壓式舉升機(jī)，它具有安全性能好、維護(hù)周期長以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)計(jì)原則是在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常依據(jù)的技術(shù)原則、成本原則和人機(jī)工程學(xué)原則的基礎(chǔ)上納入環(huán)境原則，并將環(huán)境原則置于優(yōu)先考慮的地位。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則可概括如下：1.資源最佳利用率原則3少用短缺或稀有有原材料，盡量尋找其代用材料，多用廢料，余料或回收材料作為原材料；提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命；盡量減少產(chǎn)品中材料的種類，以利于產(chǎn)品廢棄后的有效回收等。2.能量損耗最少原則盡量采用相容性好的材料，不采用難以回收或無法回收的材料；在保證產(chǎn)品耐用的基礎(chǔ)上，賦予產(chǎn)品合理的使用壽命，努力減少產(chǎn)品使用過程中的能量消耗。3.零污染原則盡量少用或不用有毒有害的原材料。4.技術(shù)先進(jìn)性原則優(yōu)化產(chǎn)品性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中樹立“小而精”的設(shè)計(jì)思想，有同一性能情況下，通過產(chǎn)品的小型化盡量節(jié)約資源的使用量，如采用輕質(zhì)材料，去除多余的功能，避免過度包裝等，減輕產(chǎn)品重量，簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；提倡“簡而美”的設(shè)計(jì)原則，如減少零部件數(shù)目，這樣既便于裝配、拆卸，又便于廢棄后的分類處理；采用模塊化設(shè)計(jì)，此時產(chǎn)品是由各功能模塊組成，既有利于產(chǎn)品的裝配、拆卸，又便于廢棄后的回收處理，在設(shè)計(jì)過程中注重產(chǎn)品的多品種及系列化；采用合理工藝，簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，簡化拆卸過程，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時采用易于拆卸的連接方式、減少緊固件用量、盡量避免破壞性拆卸方式等；盡可能簡化產(chǎn)品包裝且避免產(chǎn)生二次污染。5.整體效益最佳原則考慮產(chǎn)品對環(huán)境產(chǎn)生的附加影響，提供有關(guān)產(chǎn)品組成的信息，如材料類型及其回收再生性能等。1.5液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略液壓系統(tǒng)易生入侵污染物和生成污染物。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中應(yīng)本著預(yù)防為主、治理為輔的原則，充分考慮如何消除污染源，從根本上防止污染。在設(shè)計(jì)階段除了要合理選擇液壓系統(tǒng)元件的參數(shù)和結(jié)構(gòu)外，可采取以下措施控制污染物的影響。在節(jié)流閥前后裝上精濾油器，濾油器的精度取決于控制速度的要求。所有需切削加工的元器件，孔口必須有一定的倒角，以防切割密封件且便于裝配。所有元器件、配管等在加工工序后都必須認(rèn)真清洗，消除毛刺、油污、纖維等。組裝前必須保持環(huán)境的清潔，所有元器件必須采用干裝配方式。裝配后選擇與工作介質(zhì)相容的沖洗介質(zhì)認(rèn)真清洗。投入正常使用時，新油加入油箱前要經(jīng)過靜置沉淀，過濾后方可加入系統(tǒng)中，必要時可設(shè)中間油箱，進(jìn)行新油的沉淀和過濾，以確保油液的清潔?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)4工作介質(zhì)污染的另一方面是介質(zhì)對外部環(huán)境的污染。應(yīng)盡量使用高黏度的工作油，減少泄漏；盡快實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械傳動裝置的工作介質(zhì)綠色化，采用無素液壓油；開發(fā)液壓油的回收再利用技術(shù)；研制工作介質(zhì)綠色添加劑等。2.液壓系統(tǒng)噪聲控制液壓系統(tǒng)噪聲是對工作環(huán)境的一種污染，分機(jī)械噪聲和流體噪聲。在液壓系統(tǒng)中，電動機(jī)、液壓泵和液壓馬達(dá)等的轉(zhuǎn)速都很高，如果它們的轉(zhuǎn)動部件不平衡，就會產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動。這種振動傳到油箱和管路時，會因共振而發(fā)出很大的噪聲，應(yīng)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時應(yīng)注意防止其產(chǎn)生共振。機(jī)械噪聲還包括機(jī)械零件缺陷和裝配不合格而引起的高頻噪聲。因此，必須嚴(yán)格保證制造和安裝的質(zhì)量，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理。在液壓系統(tǒng)噪聲中，流體噪聲占相當(dāng)大的比例，這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突變、流量的周期性變化以及泵的困油、氣穴等原因引起的，以液壓泵為例，在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化，形成壓力脈動，從而引起液壓振動，并經(jīng)出油口傳播至整個液壓系統(tǒng)，同時，液壓回路的管路和閥類元件對液壓脈動產(chǎn)品反射作用，在回路中產(chǎn)生波動，與泵發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。開式液壓系統(tǒng)中混入了大約5%的空氣。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于空氣分離壓時，油中的氣體就迅速地大量分離出來，形成氣泡，當(dāng)這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強(qiáng)的液壓沖擊。因此在設(shè)計(jì)液壓泵時，齒輪泵的齒輪模數(shù)應(yīng)量取小值，齒輪取最大數(shù)，卸荷槽的形狀和尺寸要合理，以減小液壓沖擊；柱塞泵的柱塞數(shù)的確定應(yīng)科學(xué)合理，并在吸、壓油配流盤上對稱的開出三角槽，以防柱塞泵困油；為防止空氣混入，泵的吸油口應(yīng)足夠大，而且應(yīng)沒入油箱液面以下一定深度，以防吸油后因液面下降而吸入空氣，為減少液壓沖擊，可以延長閥門關(guān)閉時間，并在易產(chǎn)生液壓沖擊的部位附近設(shè)置蓄能器，以吸收壓力波；另外，增大管徑和使用軟管，對減少和吸收振動都很有效。3.液壓元件的連接與拆卸性的設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量提高液壓系統(tǒng)的集成度，采用原則是對多個元件的功能進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化，并盡可能使液壓回路的結(jié)構(gòu)緊湊，如減小液壓元件間的連接，設(shè)計(jì)易于拆卸的元件等。在滿足其功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是液壓元件地連接技術(shù)，不同連接結(jié)構(gòu)的裝配和拆卸的復(fù)雜程度不同，焊接連接的裝配和拆卸的復(fù)雜程度最高，易導(dǎo)致零部件破壞性拆卸，螺釘連接的裝配容易而可拆卸程式度要受環(huán)境影響，如果生銹則會導(dǎo)致拆卸復(fù)雜，鉚釘連接的機(jī)械裝配性較好但拆卸復(fù)雜，嵌人咬合是裝配性的拆卸性均較好的一種連接方式，但在連接強(qiáng)度要求高的情況下，其連接的安生性降低?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)5為了使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊，根據(jù)其安裝型式的不同，間類元件可制成各種結(jié)構(gòu)型式；管式連接和法蘭式連接的閥；插裝閥便于將幾個插裝式元件組合成復(fù)合閥，板式連接的普通液壓閥可安裝到集成塊上，利用集成塊上的孔道實(shí)現(xiàn)油路間的連接，或可直接將閥做成疊加式結(jié)構(gòu)即疊加閥，疊加閥上有進(jìn)、出油口及執(zhí)行元件的接口、其接頭可做成快速雙向接頭，提高裝配性和可拆卸性。4.液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)不但要保證系統(tǒng)的輸出功率要求，還要保證盡可能經(jīng)濟(jì)、有效的利用能量，達(dá)到高效、可靠運(yùn)行的目的，液壓系統(tǒng)的功率損失會使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，導(dǎo)致液壓設(shè)備發(fā)生故障。因此，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時必須多途徑地降低系統(tǒng)的功率損失。在元件的選用方面，應(yīng)盡量選用那些效率高、能耗低的元件，如選用效率較高的變量泵，可根據(jù)負(fù)載的需要改變壓力，減少能量消耗，選成集成閥以減少管連接的壓力損失，選擇壓降小、可連續(xù)控制的比例閥等。采用各種現(xiàn)代液壓技術(shù)也是提高液壓系統(tǒng)效率、降低能耗的重要手段，如壓力補(bǔ)償控制、負(fù)載感應(yīng)控制以及功率協(xié)調(diào)系統(tǒng)等，采用定量泵、比例換向閥、多聯(lián)泵(定量泵)、比例節(jié)流溢流閥的系統(tǒng)，效率可以提高28%~45%,采用定理泵增速液壓缸的液壓回路，系統(tǒng)中的溢流閥起安全保護(hù)作用，并且無溢流損失，供油壓力始終隨負(fù)載而變，這種回路具有容積調(diào)速以及壓力自動適應(yīng)的特性，能使系統(tǒng)效率明顯提高啼。1.6主要設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)要求，本文主要進(jìn)行了對以下幾個方面研究工作：1.分析液壓舉升機(jī)的組成、工作原理及工作過程。2.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和策略。3.液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。液壓傳動系統(tǒng)及液壓原理圖。4.液壓泵、液壓閥、輔助元件設(shè)計(jì)。6第2章汽車舉升機(jī)的組成及原理2.1汽車舉升機(jī)的基本組成汽車舉升機(jī)基本由升降臺、機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)電子控制裝置、機(jī)架、安全保護(hù)裝置、輔助裝置組成。升降臺：活動架、托臂、升降臺面、升降橫梁。機(jī)械系統(tǒng)：動力箱、液壓裝置、鋼絲繩與滑輪等。電氣系統(tǒng)電子控制裝置：電子操作裝置、電氣信號和線路等。機(jī)架：立柱、各式機(jī)架、固定支架、底架等。安全保護(hù)裝置：托臂下降保險(機(jī)械鎖止/止退裝置)、鋼絲繩斷裂保護(hù)裝置托臂。輔助裝置：防護(hù)罩、支承墊、橡膠緩沖墊、加高支承等。2.2汽車舉升機(jī)的分類汽車舉升機(jī)按結(jié)構(gòu)主要分為柱式舉升機(jī)和無柱式舉升機(jī)。柱式舉升機(jī)主要有：雙柱式汽車舉升機(jī)、門式舉升機(jī)、四柱式汽車舉升機(jī)、汽車本文主要研究雙柱式汽車舉升機(jī)，該種舉升機(jī)的特點(diǎn)主要有：工藝先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、使用壽命長；采用液壓傳動、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、效率高；設(shè)置有同步結(jié)構(gòu)、保證同步精度高；托盤可調(diào)節(jié)高度，適用多種車型支承要求；設(shè)有防墜保險裝置等安全裝置，運(yùn)行安全可靠。(2)無柱式舉升機(jī)無柱式舉升機(jī)主要有折疊式舉升機(jī)、大剪式子母雙層液壓舉升機(jī)兩類。2.按傳動形式分類汽車舉升機(jī)按傳動方式主要可分為機(jī)械傳動舉升機(jī)和液壓傳動舉升機(jī)兩類。(1)機(jī)械傳動舉升機(jī)主要的特點(diǎn)機(jī)械傳動舉升機(jī)主要采用螺紋絲杠與工作螺母傳動，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但所需的維護(hù)工作較多，較易發(fā)生絲杠或工作螺母滑扣，導(dǎo)致所舉汽車跌落或絲杠卡死等故障。因此，正逐漸被液壓式舉升機(jī)所取代。(2)液壓傳動舉升機(jī)主要的特點(diǎn)科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7液壓舉升機(jī)是目前主流的舉升機(jī)產(chǎn)品類型，它具有安全性能好、運(yùn)行平穩(wěn)維護(hù)簡單以及工作效率較高等特點(diǎn)。液壓舉升機(jī)分為全液壓型和半液壓型。主要分為汽車維修作業(yè)舉升吊運(yùn)成套設(shè)備、柱式、菱架式、傾斜式、地坑式等汽2.3舉升機(jī)的總體結(jié)構(gòu)根據(jù)汽車舉升機(jī)的特點(diǎn)和重量要求，克服了原有機(jī)械式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，上升同步難以保證的缺點(diǎn)，采用液壓舉升式結(jié)構(gòu)，如圖2.1所示。圖2.1液壓舉升機(jī)外形結(jié)構(gòu)圖2.4舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的組成1.液壓系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8液壓系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)如表2.1所示。表2.1液壓系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)液壓系統(tǒng)的類型特點(diǎn)按主要用途分液壓傳動系統(tǒng)以傳遞動力為主液壓控制系統(tǒng)注重信息傳遞，以達(dá)到液壓執(zhí)行元件運(yùn)動參數(shù)(如行程速度、位移量和位置、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角)的準(zhǔn)確控制為主方法分開關(guān)控制系統(tǒng)系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ玫拈_關(guān)式液壓元件組成，執(zhí)行元件運(yùn)動參數(shù)的控制精度較低私服控制系統(tǒng)傳動部分或控制部分采用液壓伺服機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)，執(zhí)行元件的運(yùn)動參數(shù)能夠精確控制比例控制系統(tǒng)傳動部分或控制部分采用電液比例元件的系統(tǒng)。從控制功能看，它介于四幅控制系統(tǒng)和開關(guān)控制系統(tǒng)之間。但從結(jié)構(gòu)組成和性能特點(diǎn)看，它更接近于伺服控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)控制部分采用電液數(shù)字控制閥的系統(tǒng)。數(shù)字控制閥與伺服閥或比例閥相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、價廉、抗污染能力強(qiáng)、穩(wěn)定性重復(fù)性好、功耗小等特點(diǎn)，在微機(jī)實(shí)時控制的電液系統(tǒng)中，它部分取代了比例閥或伺服閥工作，為計(jì)算機(jī)在液壓領(lǐng)域中的應(yīng)用開辟了新的方向2.液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)通常由三個功能部分和輔助裝置組成，如表2.2所示。表2.2液壓系統(tǒng)的組成動力部分控制部分執(zhí)行部分輔助裝置液壓泵用以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液體壓力能有時也將蓄能器作為緊急或輔助動力源各類壓力、流量、方向等控制閥用于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、液壓缸、液壓馬達(dá)等用以將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能管道、蓄能器、過濾器、油箱、冷卻器、加熱器、壓力表、流量計(jì)等科生畢業(yè)設(shè)計(jì)93.液壓缸的組成一般地說，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力p≤100×10?Pa時使用鑄鐵，在p≤200×10?Pa時使用無縫鋼管，在p≥200×10?Pa時使用鑄鋼或鍛鋼?；钊突钊麠U的結(jié)構(gòu)很多，常見的除一體式、錐銷式連和半環(huán)式連接等多種形式。螺紋式連接結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但在高壓大負(fù)載下需備有螺母放松裝置。半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，拆裝不便，但工作較可靠。此外，活塞和活塞桿也有制成整體式結(jié)構(gòu)的，但它只適用于尺寸較小的場合?；钊话阌媚湍ヨT鐵制造，活塞桿則不論是空心的還是實(shí)心的，大多用鋼料制造。對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把贓物帶入液壓缸，使油液受污染使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一段。液壓缸中緩沖裝置的工作原理，是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時在活塞和缸筒之間封住一部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運(yùn)動速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。4.齒輪泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵，在結(jié)構(gòu)上可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩類。外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，制造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)(容許的吸油真空度大),對油液污染不敏感，維護(hù)容易。它的缺點(diǎn)是一些機(jī)件承受不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄露大，工作壓力的提高受到限制。此外，它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都較大。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，零件少，工作容積大，轉(zhuǎn)速高，運(yùn)動平穩(wěn)，噪聲低。由于齒數(shù)較少(一般為4～7個),其流量脈動比較大，嚙合處間隙泄漏大，所以此泵工作壓力一般為2.5～7MPa,通常作為潤滑、補(bǔ)油等輔助泵使用。5.單向閥單向閥是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥兩類。普通單向閥又稱止回閥，其作用是使液體只能向一個方向流動，反向截止。液控單向閥又稱單向閉鎖閥，其作用是使液流有控制的單向流動。液控單向閥分為普通型液控單向閥的主要以下兩種作用：(1)保壓作用當(dāng)活塞向下運(yùn)動完成工件的壓制任務(wù)后，液壓缸上腔仍需保持一定的高壓，此時，液控單向閥靠其良好的單向密封性短時保持缸上腔的壓力。(2)支撐作用當(dāng)活塞以及所驅(qū)動的部件向上抬起并停留時，由于重力作用，液壓缸下腔承受了因重力形成的油壓，使活塞有下降的趨勢。此時，在油路串一液控單向閥，以防止液壓缸下腔回流，使液壓缸保持在停留位置，支撐重物不致于落下。溢流閥是節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)而成的組合閥，它能補(bǔ)償因負(fù)載變化而引起的流量變化。使用溢流閥的系統(tǒng)效率較高。因?yàn)椴捎靡缌鏖y的系統(tǒng)，泵的供油壓力隨負(fù)載的增大而增加，能量損失小，系統(tǒng)發(fā)熱少。在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的形成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中難免會存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會加速液壓元件的磨損，而且會堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。因此，必須對液壓油中的雜質(zhì)和污染物的顆粒進(jìn)行清理。目前，控制液壓油清潔程度的最有效方法就是采用過濾器。過濾器的主要功用就是對液壓油進(jìn)行過濾，控制油的潔凈程度。8.節(jié)流閥流量控制閥是通過改變節(jié)流口面積的大小，改變通過閥流量的閥。在液壓系統(tǒng)中，流量閥的作用是對執(zhí)行元件的運(yùn)動速度進(jìn)行控制。常見的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流閥等。溢流閥是結(jié)構(gòu)最為簡單的流量閥，常與其它形式的閥相結(jié)合，形成單向節(jié)流閥或行程節(jié)流閥。9.油箱油箱的主要功用是儲存油液，同時箱體還具有散熱、沉淀污物、析出油液中滲入的空氣以及作為安裝平臺等作用。油箱屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在實(shí)際情況下常根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。油箱設(shè)計(jì)時主要考慮油箱的容積、結(jié)構(gòu)、散熱等問題。汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響舉升的性能和效率。本次設(shè)計(jì)主要偏重于機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，而其液壓系統(tǒng)所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在本設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件計(jì)算選型。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及各種相關(guān)控制閥的選型等。2.5舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓舉升機(jī)主要工作任務(wù)是把汽車從地面舉升到一定的高度，舉升位置自動控制，可以多地控制，開啟時舉升動作位置自動控制。經(jīng)過廣泛的調(diào)查，確定舉升機(jī)的主要1.舉升高度：2m3.下降時速度：0.04m/s2.6舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理如圖2.1所示，液壓舉升機(jī)主要由滑動部分、放置汽車的轎箱、液壓缸體、舉升機(jī)架、液壓動力部分組成。專用汽車舉升機(jī)的舉升和下降動作主要依靠液壓缸來完成。門字形機(jī)架的立柱內(nèi)空。置兩個液壓缸于立柱內(nèi)，液壓缸活塞桿鉸接滑輪，繩輪上的鋼絲繩一端固定，另一端與滑車聯(lián)接，當(dāng)液壓缸活塞上升時，帶動轎箱上升，根據(jù)滑輪的原理，轎箱上升兩倍的液壓桿上升高度，放置轎箱中的汽車隨之上升或下降。2.7舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的工作過程分析舉升機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖分析，其工作過程：按下舉升按鈕，電磁鐵得電，換向閥換向到左位，油泵壓力油經(jīng)集流閥在經(jīng)兩路單向閥分別進(jìn)入兩液壓缸，使液壓缸活塞上升帶動鋼繩上升，帶動轎箱一同上升。2.下降過程需要下降時，按下下降按鈕，主換向閥的電磁閥得電，靠整個裝置的自重，主回路壓力油經(jīng)主換向閥右位液控單向閥打開，液壓缸中的油排除出。在舉升動作之前，打開總開關(guān)，啟動泵用電機(jī)，電動機(jī)使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油經(jīng)換向閥回油至換向閥回到油箱，空載運(yùn)行。科生畢業(yè)設(shè)計(jì)停止時，將轎箱落地，先按電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕，使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，再關(guān)閉總開關(guān)。頻繁使用時，無須關(guān)閉泵用電機(jī)，直接上升或下降即可。本章介紹了汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，汽車舉升機(jī)的分類，舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的組成，以及工作原理，進(jìn)而對舉升機(jī)的上升過程，下降工程，空載運(yùn)行進(jìn)行了分析。并且對本設(shè)計(jì)的主要參數(shù)進(jìn)行確定?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)第3章液壓系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3.1.1汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)，除要求能在一定的范圍內(nèi)將汽車同步舉升和下降外，還要求其能使汽車在任意高度停止并保持不動，以便實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)的功用。因此，液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。另外，因汽車的重量較大，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，舉升機(jī)支承部分在汽車重力的作用下會迅速下滑，可能會對維修人員造成威脅，而且舉升機(jī)上面的汽車也有被摔壞的危險。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生，舉升機(jī)必須具有機(jī)械鎖定裝置。機(jī)械鎖由分別安裝在舉升油缸外側(cè)和活塞桿頂部與舉升臂相聯(lián)的銷軸上的兩根鋸齒形齒條組成。安裝在油缸外側(cè)的齒條固定不動，而安裝在銷軸上的齒條則隨活塞桿上下移動，并且能繞銷軸做一定角度的擺動，以實(shí)現(xiàn)兩根齒條的分離和嚙合。當(dāng)舉升臂處于定位狀態(tài)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。油壓低于一定數(shù)值時，動齒條就會在自身重力和彈簧力的作用下與靜齒條嚙合，機(jī)械鎖鎖死，使舉升臂不會下滑，這樣就確保車輛和正在維修的人員不會出現(xiàn)危險。3.1.2系統(tǒng)工作壓力的確定確定系統(tǒng)工作壓力要考慮以下因素：(1)液壓元件的安裝體積大小。(2)液壓系統(tǒng)重量大小。(3)液壓系統(tǒng)的可靠和安全性能。(4)液壓元件的性能價格比。(5)液壓系統(tǒng)中選用元件的市場供應(yīng)情況。3.2液壓系統(tǒng)液壓回路設(shè)計(jì)舉升機(jī)的液壓回路如圖3.1所示，共由2部分組成：升降回路和補(bǔ)油回路。升降回路由左升降液壓缸17、右升降液壓缸4、三位四通換向閥9以及節(jié)流閥14、單向閥15組成。其中，液壓缸4和17分別驅(qū)動舉升機(jī)構(gòu)的左右兩個提升架升降，兩缸串聯(lián)，液壓缸17的上腔與液壓缸4的下腔直接相連。在無泄漏的情況下，活塞上升時，左升降缸17上腔流出的液壓油全部流入右升降缸4的下腔。而在下降時，右升降科生畢業(yè)設(shè)計(jì)缸4下腔流出的液壓油全部流入左升降缸17的上腔。這樣，兩缸的活塞就會同時升降。如果兩油缸的內(nèi)徑及活塞桿直徑設(shè)計(jì)合理，就會使兩缸活塞完全同步地上升或下降，舉升機(jī)的兩個提升架也就始終處于相同的高度。圖3.1汽車舉升機(jī)液壓控制回路1.左行程開關(guān)2.右行程開關(guān)3.右下位開關(guān)4.右升降缸5.液控單向閥6.節(jié)流閥7.兩位三通電磁閥8.溢流閥9.三位四通電磁閥10.溢流閥11.液壓泵12.濾油器13.油箱14.單向閥15.節(jié)流閥16.兩位三通電磁閥17.左升降缸18.左下位開關(guān)液壓缸17和4的升降由三位四通換向閥9控制，當(dāng)電磁鐵YA1得電時，換向閥9處于左位，液壓油經(jīng)過單向閥15驅(qū)動油缸17和4的活塞同步上升，提升架通過載車板將汽車舉起。當(dāng)電磁鐵YA2得電時，換向閥9處于右位，液壓油驅(qū)動油缸17和4的活塞同步下降，缸17下腔排出的液壓油經(jīng)節(jié)流閥14流回油箱，舉升臂將汽車放下。此處，單向閥15和節(jié)流閥14的作用是：當(dāng)提升架推動汽車上升時，液壓油經(jīng)單向閥15大流量流入缸17的下腔，以較快的速度推動活塞上升；而要將汽車放下時，科生畢業(yè)設(shè)計(jì)缸17的下腔流出的液壓油需經(jīng)過節(jié)流閥14流回油箱，形成了節(jié)流閥出口調(diào)速回路，節(jié)流閥的節(jié)流及背壓作用可以防止舉升機(jī)構(gòu)在汽車重力、提升架和載車板自重的作用下過快下降，避免發(fā)生事故。當(dāng)YA1和YA2都不得電時，換向閥9處于中位，此時，油缸17和4的活塞位置被鎖定，不能移動。相對應(yīng)兩提升架也就停止不動。假如液壓油無泄漏，而油缸的設(shè)計(jì)和制造精度又達(dá)到要求的話，以上回路足以保證兩提升架的同步上升和下降。但由于泄漏不可避免，油缸和活塞之間、兩油缸之間的管路聯(lián)結(jié)等處，都會產(chǎn)生一定的泄漏。壓力越大、使用的時間越長，泄漏就會越厲害。由于液壓油的泄漏，兩活塞的移動必將產(chǎn)生誤差。隨著時間的推移，誤差不斷累計(jì)。當(dāng)累計(jì)達(dá)到一定程度就會超出兩提升架允許的高度誤差。為了使兩提升架能夠長時間的同步運(yùn)行，必須消除這種同步誤差。誤差主要是由液壓油泄漏引起的，所以設(shè)計(jì)了補(bǔ)油回路。補(bǔ)油回路由2個二位三通電磁閥7和16、液控單向閥5、溢流閥8及行程開關(guān)1和2組成。行程開關(guān)1和2安裝在舉升機(jī)兩側(cè)提升架行程的最上端。當(dāng)換向閥7左位工作，油缸17和4的活塞在液壓油的驅(qū)動下同時上升，假若兩活塞完全同步，同時到達(dá)最高點(diǎn)，兩行程開關(guān)同時接通，補(bǔ)油回路不工作。若液壓缸17的活塞首先到達(dá)最高點(diǎn)，行程開關(guān)1被接通，但缸4卻未到達(dá)頂點(diǎn)，開關(guān)2仍處于斷開狀態(tài)，則電磁鐵YA3得電，二位三通電磁閥7右位工作，液壓油通過電磁閥7右位和液控單向閥5向液壓缸4下腔補(bǔ)油，使缸4的活塞繼續(xù)上行，直到到達(dá)最高點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到最高點(diǎn)時，行程開關(guān)2也被接通，電磁鐵YA1和YA3同時失電，三位四通閥9回到中位，二位三通閥7也返回左位，液控單向閥5閉合，補(bǔ)油結(jié)束。反之，若缸4活塞首先到達(dá)行程的最高點(diǎn)，而缸17活塞還未到達(dá)時，行程開關(guān)2導(dǎo)通但1仍處于斷開狀態(tài)，電磁閥YA4得電，其上位工作，壓力油通過閥16通至液控單向閥5的控制口，將單向閥5打開。此時缸17活塞繼續(xù)上行，其上腔多余的液壓油通過液控單向閥5和換向閥左位以及溢流閥10排入油箱。當(dāng)缸17活塞到達(dá)其行程上端，行程開關(guān)1接通時，YA1和YA4同時失電，閥6回到中位，閥8恢復(fù)下位，液控單向閥5關(guān)閉，補(bǔ)油結(jié)束。此處溢流閥10的作用是產(chǎn)生一定的背壓，避免液控單向閥5打開時因缸4下腔直接連通油箱而可能產(chǎn)生的右升降臂在重力作用下下降的情況。由于左右兩缸在結(jié)構(gòu)上是分離的，兩缸之間封閉腔具有一定的體積。當(dāng)舉升機(jī)構(gòu)負(fù)重上升時，兩缸之間封閉腔內(nèi)的壓力會突然增加。由于油液具有可壓縮性，此封閉腔的體積會有所減小，使左缸在開始位置上升時就會高于右缸，產(chǎn)生一定的高度誤差。但因?yàn)橛鸵旱目蓧嚎s性很小，兩缸間產(chǎn)生的高度差也很小。又因?yàn)榕e升機(jī)構(gòu)對兩提升科生畢業(yè)設(shè)計(jì)架間的高度誤差要求不高，而且兩提升架間的跨度又較大，所以因油液壓縮而產(chǎn)生的兩缸間高度差對舉升機(jī)構(gòu)的正常工作不會產(chǎn)生任何影響。假如對兩缸之間的誤差要求較高的話，可以在起始位加裝2個行程開關(guān)，控制補(bǔ)油回路工作進(jìn)行補(bǔ)油即可。在產(chǎn)品中大量的實(shí)際應(yīng)用表明，這種汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)回路簡單，制造方便，運(yùn)行平穩(wěn)。由于增加了補(bǔ)油回路，徹底解決了液壓油泄漏導(dǎo)致的同步舉升誤差累積的問題，并且降低了對液壓缸制造精度的要求，降低了生產(chǎn)成本。本章對液壓系統(tǒng)總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，確定了系統(tǒng)的工作壓力。同時對液壓系統(tǒng)升降回路、補(bǔ)油回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 第4章液壓缸設(shè)計(jì)4.1液壓缸的設(shè)計(jì)要求液壓缸的設(shè)計(jì)要考慮下列基本要求：2.輸出最大速度或動作時間t。3.液壓缸最大行程L。4.2液壓缸直徑及行程的確定(a)液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)(b)表示活塞桿受拉狀態(tài)。圖4.1液壓缸運(yùn)動示意圖系統(tǒng)中油缸的工作特點(diǎn)，則：式中：p——系統(tǒng)效率，通常按n=0.8;p液壓系統(tǒng)額定工作壓力(MPa); 如表4.1所示選取p,p越高，對密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據(jù)機(jī)構(gòu)的類型及其工作特點(diǎn)，取p=10MPa。表4.1液壓設(shè)備常用的工作壓力設(shè)備類型機(jī)床工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力P/(MPa)0.8~2.020~32其中，單個液壓缸的最大作用力：由式(4.1)可知：表4.2缸筒內(nèi)徑尺寸系列(GB/T2348-1993)8取油缸內(nèi)徑a=63mm。4.2.2液壓缸行程的確定由于將