雙柱式舉升器的設計

《雙柱式舉升器的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《雙柱式舉升器的設計（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘要 雙柱式舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于4噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設備。 本文通過對我國汽車舉升機現(xiàn)狀的調(diào)查、研究、分析，參考國內(nèi)外解決舉升機安全與穩(wěn)定性問題的解決措施，對幾種舉升機進行了分析，并結(jié)合我國舉升機存在的實際情況，提出了適合我國汽車修理行業(yè)的雙柱式汽車舉升機設計方案。 本文首先闡述了雙柱式汽車舉升機設計的目的和意義、發(fā)展狀況以及應用前景。分析論證了一種舉升承載質(zhì)量為3.2t的雙柱式汽車舉升機總體設計方案，進行了舉升機構的機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系

2、統(tǒng)等主要機構的方案分析和選擇，并對機械部分進行了運動分析以及強度和剛度的校核計算，對液壓系統(tǒng)進行了設計和計算。本課題基于計算機仿真平臺，應用當前CAD/CAE領域應用比較廣泛的二維軟件AutoCAD進行繪圖。 關鍵詞： 升舉機；CAD繪圖；液壓系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；計算校核 ABSTRACT Double column type elevator machine is a car repair and maintenance units of the commonly used lifting device, widely used in cars compact car repair an

3、d maintenance. It is a vehicle weight is not more than four tons of equipment of all kinds of cars, vans, such as vehicle lifting to a certain height for cars in maintenance and safety inspection of homework maintenance equipments. This article through to our country auto lift machine, the investi

4、gation of the present situation of research, analysis, reference to solve lifting machine at home and abroad with the stability safety measures to resolve the problem of several lifting machine is analyzed, and in combination with the lifting of the machine are the actual situation, proposed the sui

5、table for China's car repair industry double column type auto lift machine design. This paper expounds the double column type auto lift machine design of purpose and meaning, development situation and application prospect. The paper analysis the bearing quality for a lifting of the 3.2 t double co

6、lumn type auto lift machine, the overall design scheme of lifting mechanism of mechanical system, hydraulic system, electrical system, the main institution of the scheme and options, and analysis of the mechanical parts of the movement analysis and the strength and stiffness of the hydraulic system

7、to check calculation, the design and calculation. This subject is based on the computer simulation platform, the application of the current CAD/CAE field is widely 2 d software for drawing AutoCAD. Key words: Rise for machine; CAD drawing; Hydraulic system; Mechanical system; Check calculation 第1

8、章 緒 論 1.1 選題背景 近年來,我國汽車市場十分活躍, 2002年之后,中國汽車工業(yè)的增長一直在以2位數(shù)的速度攀升。預計未來的10多年里,中國的汽車需求量仍將保持以10%～15%的增幅攀升。隨著我國城市化的發(fā)展,汽車保有量迅速增加。而加速研究開發(fā)和生產(chǎn)擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品和品牌，將我國建成世界級汽車制造基地和銷售基地，并逐步建立起汽車一條龍售后服務體系，關鍵是從生產(chǎn)技術含量高的汽車零部件和汽車維修保養(yǎng)工具做起。開發(fā)研制汽車舉升機產(chǎn)品適應了這種形勢的需要。舉升機在汽車維修養(yǎng)護中發(fā)揮著至關重要的作用，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護企業(yè)中，無論是維修多種

9、車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的汽車維修店，幾乎都配備有舉升機。雙柱托舉接觸車架式舉升機是一個被廣泛采納的舉升機，在最近幾年所有新銷售的舉升機中，至少三分之二都是這種類型的。這種設計之所以很流行的原因：一就是這種舉升機安裝起來很快，不需要大范圍的開挖，也不需要對維修廠的整體布局進行一些永久性的變動。二是功能的多樣性，一臺雙柱托舉接觸車架式舉升機幾乎可以用來進行所有汽車的維修作業(yè)。這種舉升機的懸臂和接觸襯墊的布局，使得維修工能夠很容易地進入汽車的整個底部，進行車底的維修操作。雙柱型汽車維修液壓同步升降平臺作為一種液壓技術新產(chǎn)品開發(fā)設計研究 ,是利用現(xiàn)代液壓技術和計算機控制技術來改善日益興旺

10、發(fā)達的汽車維修產(chǎn)業(yè)界勞動者的工作條件,降低勞動強度和維修成本, 提高汽車維修保養(yǎng)整體服務質(zhì)量。 現(xiàn)代汽車工業(yè)隨著科學技術的飛速發(fā)展而日新月異，新工藝、新材料、新技術廣泛運用，特別是電子技術、液壓技術在汽車上的應用，使當今的汽車是集各種先進技術的大成，新穎別致的汽車時時翻新。而現(xiàn)代汽車的故障診斷不再是眼看、耳聽、手摸，汽車維修也不再是師傅帶徒弟的一門手藝，而是利用各種新技術的過程。隨著汽車技術的快速發(fā)展，日益呈現(xiàn)出汽車維修的高科技特征，與其同時汽車維修理念也不斷更新。 隨著汽車技術的發(fā)展，維修設備也隨之產(chǎn)生了質(zhì)的變化。汽車保修設備的生產(chǎn)，也不再是多以機具類為主。20世紀90年代以來，一批批先

11、進的進口汽車檢測設備和儀器涌入國門。四輪定位儀、解碼器、汽車專用示波器、汽車專用電表、汽車專用示波器、汽車專用電表、發(fā)動機分析儀、尾氣測試儀及電腦平衡機等，這些昔日人們十分陌生的檢測設備，已經(jīng)成為現(xiàn)代維修企業(yè)的必備工具。而這些檢測設備，本身就是高科技化的產(chǎn)品，是電子檢測技術、電腦技術的高級集成物。要熟練地操作使用這些檢測設備，技術人員需要經(jīng)過嚴格的培訓，并掌握外語和電腦技術，才能掌握正確的使用方法，充分發(fā)揮檢測設備的各項功能。這種高科技化的現(xiàn)代汽車檢測設備，使現(xiàn)代汽車維修的科技含量大為提高。 加入WTO對中國汽車維修業(yè)的影響是巨大的。為了適應售后服務的要求，國外汽車維修業(yè)將相繼進入中國市場，

12、國外汽車維修業(yè)的介入給中國汽車維修市場提供了一個較為先進的高效的國際技術環(huán)境，對促進國內(nèi)汽車維修業(yè)的更新改造、加速汽車維修業(yè)技術進步的進程，將起到良好的推動作用。 傳統(tǒng)的汽車維修方式、維修制度以及經(jīng)營模式必然被現(xiàn)代汽車維修方式所代替。以往的汽車維修往往就維修談維修，現(xiàn)代汽車維修是汽車銷售、零件銷售、資訊銷售及售后服務四位一體緊密結(jié)合。汽車維修的新趨勢是維修對象的高科技化、維修設備現(xiàn)代化、維修咨詢網(wǎng)絡化、維修診斷專家化、維修管理電腦化及服務對象的社會化。國外汽車維修企業(yè)以汽車服務貿(mào)易的形式進入國內(nèi)市場，使我國汽車維修行業(yè)將面臨嚴峻形勢，而在汽車維修企業(yè)發(fā)展要素中，起主導作用的因素將是:管理、技

13、術、裝配和信息。倡導汽車維修行業(yè)的服務優(yōu)質(zhì)化、品牌化、現(xiàn)代化，勢在必行。 隨著中國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，小客車將逐步進入中國的家庭市場。鑒于中國市場的廣闊性，及其中國基礎設施的滯后性，給小客車維修帶來了不便，特別是轎車底部的維修，給維修師傅帶來很多不便，浪費人力物力，還有占地面積，為了解決上述的所有問題，為未來社會的發(fā)展帶來方便，舉升機應運而生。 1.2 舉升機的發(fā)展方向與前景 汽車舉升機在世界上已經(jīng)有了80多年的歷史。1925年在美國生產(chǎn)的第一臺汽車舉升機，它是一種由氣動控制的單柱舉升機，由于我國汽車維修檢測設備行業(yè)起步晚、起點低，整體上仍然相當落后。舉升機制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟技術力量薄

14、弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作;技術吸收、運用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴重；市場營銷及服務水平低等問題還普遍存在，致使全行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量差、結(jié)構不合理、總量增長受到限制?！笆晃濉币?guī)劃的發(fā)展思路和目標是：建立和完善一整套適應社會主義市場經(jīng)濟要求的汽車維修檢測設備行業(yè)管理體制；密切結(jié)合汽車技術的發(fā)展及汽車作業(yè)的實際需要，力爭在產(chǎn)品質(zhì)量提高、品種配套、高新技術含量增大等三個方面，使汽車舉升機整體上接近國際水平。 各種形式各有千秋，適用于不同的場合。最常用的形式是前四種，即：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式和剪式　。剪式舉升機分為大剪、小剪舉升機。 雙柱式舉升機又分為機械

15、式和液壓式舉升機。機械式舉升機曾流行于1992—1998年間，該舉升機特點是同步性好，但由于機械磨損維護成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺舉升機的維修更換需要1000元左右，因此目前不生產(chǎn)此舉升級，使用者們最終會將該產(chǎn)品更換為維護成本小的液壓舉升機。 對汽車維修保養(yǎng)行業(yè)而言，舉升機一定要安全可靠、維護簡單，否則在一定程度上會影響工作效率。而傳統(tǒng)的機械式舉升機安全性較差，所需的維護工作較多，已基本被液壓式舉升機取代。它具有安全性能好、維護周期長以及工作效率高等優(yōu)點。 國內(nèi)汽車舉升機品牌繁多，質(zhì)量高低參差不齊，除少數(shù)大型專業(yè)化企業(yè)具有較強的研發(fā)隊伍、完備地制造設施、完善地質(zhì)量監(jiān)控手

16、段外，大多數(shù)生產(chǎn)廠場地狹小、制造設施落后、監(jiān)控手段單一。 國內(nèi)舉升機結(jié)構上大同小異，在安全保護上也比較雷同。主要零部件有立柱、升降臂、液壓動力單元、油缸、保險。在安全保護裝置上，不能做到在任何時候都能起到作用。在智能化、人性化上涉及較少。 國外舉升機在結(jié)構、選材上比國內(nèi)有優(yōu)勢外，在安全性上有比較明顯的優(yōu)勢。國外舉升機在鋼絲繩斷裂、油管爆裂、下降過程意外情況等可能情況的安全研究和應用都有涉足。 隨著汽車技術開發(fā)的日新月異，舉升機在設計方面越來越智能化和人性化，將會向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時隨著技術的不斷成熟，其標準也將逐步統(tǒng)一化。技術先進、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領市場。 1.3 設計內(nèi)容

17、 一.基本方案：由液壓驅(qū)動的普通式雙柱舉升機； 二.液壓系統(tǒng)的傳動計算； （1）載荷的組成和計算 （2）初選系統(tǒng)工作壓力 （3）計算液壓缸的主要結(jié)構尺寸 （4）繪制液壓系統(tǒng)工況圖 三.制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 （1）制定基本方案 （2）繪制液壓系統(tǒng)圖 四.液壓元件的選擇與專用件設計：（1）液壓泵的選擇（2）液壓閥的選擇（3）管道尺寸的確定（4）液壓缸主要零件的結(jié)構、材料及技術要求（5）液壓缸結(jié)構參數(shù)的計算（6）活塞桿穩(wěn)定性校核； 五．機械部件的校核計算。 第2章 雙柱式汽車舉升機的方案確定 2.1 雙柱式舉升機概述 2.1.1 常用汽車舉升機的結(jié)構類型 目前，

18、全國生產(chǎn)汽車舉升機的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。 僅從舉升機的外型來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、移動式和單立柱式等汽車舉升機 按照舉升機的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機[12]。 從舉升機的驅(qū)動方式分，主要有：電機驅(qū)動式舉升機和液壓驅(qū)動式舉升機。 汽車舉升機的主要參數(shù) 雙柱式舉升機、龍門式雙柱舉升機和四立柱式舉升機這三種目前市場上主要的汽車舉升機的主要技術參數(shù)統(tǒng)計如表2.1所示。 表2.1 汽車舉升機的主要參數(shù)

19、額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時間 全程下降時間 普通式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec 龍門式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec 四立柱式 2.5-4.5 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec 雙柱式汽車舉升機的結(jié)構形式有多種，本次設計的舉升機是指液壓驅(qū)動的雙柱舉升機[13]。此類舉升機構的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制的，通過兩立柱內(nèi)安裝的

20、液壓油缸實現(xiàn)上下運動，推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。舉升設備的主要部分有：舉升機構、支承機構、平衡機構和電磁鐵安全鎖機構。 本次設計的舉升機的主要性能參數(shù)為：舉升重量3200kg，舉升高度1700mm，總高度3450mm，總寬3350mm，立柱內(nèi)寬2800mm，上升時間60s,下降時間30s,電源220v或380v50Hz。活塞桿上的工作阻力為36000N，行程850mm，活塞上升速度 =14.2mm/s(0.0142m/s),下降速度=28.3mm/s(0.0283m/s)。 2.2 雙柱式汽車舉升機的主要結(jié)構與要求 雙柱式舉升機的結(jié)構形

21、式主要有：（1）整體結(jié)構形式；（2）舉升方式；（3）驅(qū)動方式；（4）平衡方式；（5）保險與保護方式；（6）托盤結(jié)構。 2.2.1 舉升裝置的要求 舉升機的設計中液壓系統(tǒng)的設計也是至關重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調(diào)壓閥設定的最大壓力的限制。他們至少應承受該壓力的2倍（采用液壓驅(qū)動時）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅(qū)動時）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設計時應使之承受至少3倍的調(diào)壓閥設定的最大壓力值的爆破壓力。 我國對舉升機的性能要求也比較繁多，例如： （1）舉升機應設有限制行程限位裝置，如有需要則該裝置應動作靈敏、安全可靠。 （2）液壓系統(tǒng)工作應平穩(wěn)、無振動、

22、無爬行現(xiàn)象。 （3）液壓式舉升機除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應沒有機械鎖止裝置。 （4）機械式舉升機任意時刻都能安全自鎖。 （5）舉升機正常運行時的噪音不得超過80dB。 （6）舉升機工作環(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）在試驗臺上對液壓系統(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）在無故障工作基礎上，機械式舉升機的使用繼續(xù)進行到3000次，則液壓舉升機可以繼續(xù)進行到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。 2.3 雙柱式汽車舉升機結(jié)構方案的確定 通過對

23、汽車舉升機的結(jié)構的認識和了解，確定了本次設計的舉升機的總體方案。本次設計的是由液壓驅(qū)動的雙柱式汽車舉升機。它的結(jié)構主要包括以下幾個部分：舉升裝置、同步驅(qū)動裝置、立柱和托臂。普通式雙柱汽車舉升機的舉升機構的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動和控制的，由兩邊兩個立柱里安裝的液壓油缸來推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個舉升機的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺相連，當滑臺上下移動時就帶動托臂一起移動。 2.4 舉升裝置 本次設計的雙柱式舉升機的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過電箱的開關啟動電動機來控制液壓單元，液壓油進出液壓缸，并

24、通過鏈條連接液壓缸和滑臺來帶動整個設備的舉升動作，左右兩邊立柱內(nèi)的兩個舉升裝置是通過液壓軟管來連接的，它的一個不足的地方就是左右兩個液壓缸在開始舉升時有一個時間差，這會導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上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來彌補液壓缸帶來的缺點。 2.5 立柱 雙柱式汽車舉升機的立柱有兩個，分別是左、右兩邊各一個立柱。整個舉升機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度和剛度。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺部件的。整個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

25、平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。 2.6 支撐機構 托臂部分是屬于舉升機的支撐機構。當汽車進入到舉升機的范圍里時，整個支撐機構就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個工作范圍的寬度。 2.7 平衡機構 由于雙柱式舉升機在上升或下降時必須要采用強制性的平衡裝置來確保汽車整體的水平位置保持一致，所以本次設計采用了鋼絲繩來作為整個舉升機的平衡機構。本次設計所采用的是在單個立柱內(nèi)安裝兩副左右對稱的鋼絲繩，用戶可以通過改變鋼絲繩的張力來使左右兩邊的滑臺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。 2.8 保險機構 汽車舉升機是一種對安全性

26、能要求特別高的舉升設備。通常設有多種保險裝置和保護措施：液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置、舉升過載保護、沖頂保護、防滑等等。機械自鎖是指失去驅(qū)動力后，利用機械機構的重力（被驅(qū)動物體的阻力）來自動阻礙其運動的保護。本次設計采用的是電磁鐵安全鎖機構。 2.9 本章小結(jié) 本章主要進行雙柱式汽車舉升機設備總體方案的選擇，通過將現(xiàn)有舉升機構的結(jié)構形式、驅(qū)動方式以及傳動機構進行了對比，最終選定采用雙柱結(jié)構的舉升類設備，通過液壓驅(qū)動，工作平穩(wěn)，操作方便，噪聲低，內(nèi)部設有升程自鎖保護保險裝置，安全可靠，占地空間小，是舉升機的理想設備。 第3章 機械部件的計算 3.1鏈條的計算與選擇

27、因速度1700/30=56mm/s<1m/s，選用片式關節(jié)鏈，安全系數(shù)，取，N(3.1) 鏈條承重108000N,依選，公稱節(jié)距P=25.4,板數(shù)組合，極限載荷129KN，鏈板厚4.09mm，鏈板孔徑9.56mm，銷軸直徑9.54 mm, 鏈條通過高度24.38mm，鏈板高度24.13mm，每米重量3.8kg/m。 端接頭： ， 節(jié)數(shù)，取。 鏈條總長mm， (3.2) 鏈條質(zhì)量kg。 3.2槽輪的設計 槽輪直徑mm, 輪緣間寬mm, 輪緣直徑mm, 式中：p—公稱節(jié)距 —鏈條通過高度 —銷軸直徑 輪緣厚取10mm，槽輪

28、內(nèi)孔直徑為100mm.，內(nèi)孔與軸承采用過盈配合。 3.3槽輪座和槽輪軸的設計 槽輪座孔與槽輪軸直徑相同，槽輪軸材料采用45號鋼。由，得軸的半徑 R=0.01596m，取軸直徑32mm，因柱塞桿得螺紋長63mm。 圖3.1槽輪座 槽輪軸直徑32mm，長為90 mm。軸與座孔采用過盈配合軸與軸承采用間隙配合。 3.4軸承得計算與選擇 因受得徑向載荷大，軸向載荷小因此選用深溝球軸承，要求軸承壽命為20000小時。根據(jù) (3.3) 查手冊得，，，，求得C=137.349KNKN，選d=35mm，D=100mm，B=25mm，KN,選6407型軸承。 3.5鋼絲繩的

29、計算與選擇 根據(jù)鋼絲繩選用原則（《起重工機具》[8]），本設計宜采用線接觸鋼絲繩6X(19)，6W(19)，8X(19)，8W(19)等（GB1102—74）。本雙柱式汽車舉升機采用鋼絲繩起吊方式提升動力端，所以選用619—11.0—1850類型鋼絲繩。 鋼絲繩的允許拉力 S= （3.4） 鋼絲繩的破斷拉力 =52 （3.5） 式中： d—鋼絲繩直徑，mm; ——鋼絲公稱抗拉強度； 由于本雙柱式舉升機絲繩提升過程與起重機相似，所以屬起重機械，由于工作載荷不大，所以是輕級機械。根據(jù)《起重工機具》

30、[8] 鋼絲繩上的破斷拉力由式（3.42）得 =52 =52 =6847.17kg 起重時，安全系數(shù)k=5,則許用拉力由式（3.42）得 S= = 而實際鋼絲繩承重（以主立柱為準）1166Kg 所以選用619—11.0—1850類型鋼絲繩合理[8]。 3.7 本章小結(jié) 本次設計以市場上常用的雙柱式舉升器為參考，通過對液壓傳動、機械設計、互換性和機械制造基礎等知識的運用，完成了雙柱式液壓舉升器的設計。 本次設計的舉升器優(yōu)點：采用雙液壓缸舉升，比單液壓缸舉升的舉升重量大且在長期使用可延長同步鋼絲繩的

31、壽命。鋼絲繩同步機構保證兩舉升臂同步上升，可防止車輛舉升過程中某液壓缸突然壓力失效而導致的車輛傾翻。 通過本次設計了解了舉升器的結(jié)構特點及設計的常規(guī)思路，學會了靈活運用AutoCAD制圖軟件及如何參考運用畫圖中常用的標準。 第4章雙柱式舉升機液壓控制系統(tǒng)設計 4.1 雙柱式舉升機液壓控制系統(tǒng)工作原理 上升時，閥在C位壓力油進入液壓缸壓力增大柱塞上升舉升車輛； 停止時，閥在B位泵出的油直接流回油箱柱塞保持原位停止上升； 下降時，閥在A位液壓缸與油箱接通柱塞下降。 1液壓缸 2手動閥 3液壓泵 4先導式溢流閥 5濾清器 6油箱 圖4.1液壓系統(tǒng)圖 選用4

32、WMM10T型手動閥，工作壓力31.5兆帕，通徑10毫米；型先導式溢流閥，壓力范圍0.6到35兆帕，額定流量60到600升每分鐘，公稱通徑10毫米。 4.2 液壓系統(tǒng)組成 4.2.1 液壓系統(tǒng)組成 液壓系統(tǒng)主要由液壓發(fā)生機構、液壓執(zhí)行機構、液壓控制調(diào)節(jié)機構和輔助裝置等四大部分組成[13]。 1、液壓發(fā)生機構—油泵 它是由液壓系統(tǒng)中供給有壓力油的裝置和壓力傳動的機械動力。它的作用是將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為流動液體的壓力能[10]。 2、液壓執(zhí)行機構—油缸 它是液壓傳動的執(zhí)行機構又稱液壓機，其作用是將液能變?yōu)闄C械能的轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置有兩種。此雙柱式舉升機所采用的是液體壓力能轉(zhuǎn)

33、變?yōu)橹本€往復運動機械能的單作用推力油缸。它既能節(jié)省動力、又能頻繁地進行換向[10]。 液壓控制裝置 方向閥壓力閥 液壓發(fā)生裝置 泵 液壓執(zhí)行機構 缸——活塞 圖4.2 液壓系統(tǒng)方框圖像 3、液壓控制調(diào)節(jié)裝置——各種液壓控制閥 它是由來控制和調(diào)解液壓系統(tǒng)中液油流動，方向、壓力、流量和滿足工況要求的裝置。根據(jù)用途和特點控制可分為三類。方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的油流方向和經(jīng)由路徑；根據(jù)實際情況利用單向閥或換向閥的作用來改變執(zhí)行機構的運動方向和工作順序；壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥等）用來控制液壓系統(tǒng)的壓力以滿足執(zhí)行機構所需要的動力或?qū)σ簤合到y(tǒng)起安全保護作用

34、；流量控制閥（包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流和集流閥），用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的流量，以滿足執(zhí)行機構工作時運動速度的要求。 由于液壓系統(tǒng)控制閥種類很多，為使用方便和結(jié)構緊湊，在設計時合理的將各種閥類元件組合在一起構成組合閥[10]。 4.2.2 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 上去，因此某一階段的系統(tǒng)總的壓力損失為： 式中： —系統(tǒng)進油路的壓力總損失 —系統(tǒng)回油路的壓力總損失 現(xiàn)在根據(jù)上式計算液壓系統(tǒng)工作過程中壓力損失。 液壓油在管內(nèi)的流速： 根據(jù)油管尺寸的計算項目，取 則雷諾數(shù)： 可見液流為層流。 摩擦阻力系數(shù)： 管

35、子當量長度及總長度：標準彎頭2個 所以： 進油路的壓力損失為： 各閥的壓力損失為： 分流閥： 0.6 換向閥為：0.04 油路的總壓力損失為： 由此得出液壓系統(tǒng)泵的出口壓力為： 油箱中油液的溫度一般推薦為30-50，最高不超過65，最低不低于15，對于工具機及其它裝置，工作溫度允許在40-55。 4.7.2 計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 （1）液壓泵的功率損失： 式中： P—液壓泵的輸入功率，KW —液壓泵的實際輸出壓力，Pa —液壓泵的實際輸出流量， —液壓泵的效率，該系統(tǒng)中為螺桿泵， 代入數(shù)據(jù)： （2） 閥的功率損失 其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥

36、時的損失為最大： 式中： P—溢流閥的調(diào)整壓力，Pa q—經(jīng)過溢流閥流回油箱的流量， 代入數(shù)據(jù)： （3） 管路及其它功率損失 此項損失包括很多復雜因素，由于其值較小，加上管路散熱等原因，在計算時常予以忽略，一般可取全部能量的0.03-0.05，即 取 （4）系統(tǒng)的總功率損失為： 4.8本章小結(jié) 本次設計的舉升機，主要用于舉升汽車。液壓舉升機的液壓系統(tǒng)完成一個完整的工作循環(huán)上升、停止、下降、停止的工作過程，實現(xiàn)2個液壓缸同步運行。本設計采用等量分流閥與單項節(jié)流閥串聯(lián)，從而提高了2個液壓缸同步的精度，滿足維修工人對舉升機的使用要求。 第5章

37、 雙柱式汽車舉升機校核計算 5.1 雙柱式舉升機立柱的結(jié)構分析和驗算 5.1.1 主立柱的截面特性分析與計算 主立柱體是舉升機主要的受力承重部件。舉升機立柱在工作時受來自于保險鎖機構處因承重的壓力和升降滑臺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，底部焊口在拉壓應力的作用下有開裂的傾向，故立柱底部與底座處焊有加強筋。 立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內(nèi)部相應位置焊有保險裝置支承板，用于鎖定狀態(tài)時受力和承重，下部與底座焊接。其中一個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，先對其截面特征進行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩

38、[12]。 5.1.1.1 確定立柱截面形心和中性軸的位置 將整個截面分為A1、A2、A3三個部分，取與截面底邊互相重合的Z′軸為參考軸,Z1、Z2、Z3分別為三個組合截面的中性軸，則三個截面的面積及其形心至Z＇軸的距離分別為： ∴重心C到相應邊的距離e： (5.1) 整個截面形心C在對稱軸Y上的位置則為： (5.2) 5.1.1.2 確定慣性矩 設三截面的形心分別為C1、C2、C3，其形心軸為Z1、Z2、Z3，它們距Z軸的距離分別為： 由平行移軸公式，三截面對中性軸Z的慣性矩分別為： (5.3) 、、為三截面對各自心軸Z1、Z

39、2、Z3的慣性矩，將三截面對中性軸Z的慣性矩相加，可得立柱整個截面對中性軸Z的慣性矩： 5.1.1.3 立柱靜矩S的計算： （1）立柱整個截面上半部分的靜矩S1： (5.4) 其中、、分別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個截面上半部分的靜矩S為： （2）立柱整個截面下半部分的靜矩S2： 5.1.2 主立柱的強度分析與驗算 舉升機工作時，其托臂將汽車舉升至一定高度后鎖定，舉升機直接承載處位于托臂端部，故應先對滑臺部件進行受力分析。 在分析之前，對滑臺部件進行了調(diào)查。其中本次設計的滑臺部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類形狀有很多，有“兩個大圓柱滾輪型”、“四個頂角處是采用四個小滾輪型

40、”、還有最原始的“四個角用四個橡膠滑塊”或是“用兩個滑塊代替兩個大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類型的滾輪例如用滑塊來代替滾輪，那么整個滑臺就不容易鎖定，容易滑動；除此之外就是同步性的問題也不容易解決。 5.1.2.1 滑臺部件受力情況分析 滑臺部件自身重量近似估算如下： 滑臺組合件尺寸：采用160×160方鋼，壁厚8 mm，高800mm 滑臺體積： 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方鋼，壁厚8 mm，長（800＋3

41、10）＝1110mm 托臂體積： 鋼材比重選?。? 所以，滑臺部件、搖臂座和托臂的重量為 將滑臺、搖臂座和托臂一起考慮 單側(cè)托臂受到的最大載荷為1.6噸，加上自重，托臂端部受力為1666.37kg,F1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)BX和FBY為保險支承板給予的支承力，B處為支承點，假定自重全部集中在負載處，有： (5.5) (5.6) (5.7) 由式5.7得，，代入式5.6 假定 則由式5.5得： 綜上所述，考慮滑臺部件中滑臺、搖臂座和托臂的總自重，假定自重全部集中在負載處

42、，近似估算值為66.37kg。單側(cè)托臂受到的最大載荷為1600kg，加上滑臺部件的自重，托臂端部受力大小為1666.37kg，F(xiàn)1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)1=F2，F(xiàn)BX和FBY為保險支承板給予的支承力，B處是支承點位置，則： 。 5.1.2.2 舉升機主立柱受力情況分析 主立柱受力情況，F(xiàn)1和F2是滑臺通過滾輪作用在立柱上的力，F(xiàn)BX和FBY為滑臺作用在立柱上的支承力（壓力），RHX、RHY和MH為底部支座反力。針對立柱受力情況，經(jīng)計算得： RHX=0 RHY=FBY=1666.37kg 5.1.2.3 普通式雙柱舉升機主立柱強度校核計算 整個立柱體相當于一個懸臂梁

43、，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5.1： 圖5.1 立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600mm b=2415mm a=185mm 由F2引起的彎矩圖和剪力圖見圖5.2： 圖5.2 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5.3： 圖5.3 立柱上M作用力及其彎矩圖 綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖5.4所示。 圖5.4 立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖 從圖中可以得出 在截面C處，剪力最大（QC=5

44、234.804kg），彎矩最大（MC=2748272.1kg）,所以此處是危險截面。前面計算已經(jīng)得到，抗彎截面模數(shù)為： (5.8) 截面上半部分靜矩S＝171.24cm3， (5.9) 以下進行強度校核： （1）校核正應力強度： (5.10) 許用應力選：(5.11) ，滿足強度條件。 （2）校核剪應力強度： (5.12) 選，而許用應力(5.13) ，滿足強度條件。 （3）折算應力強度校核： 主立柱橫截面上的最大正應力產(chǎn)生在離中性軸最遠的邊緣處，而最大剪應力則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強度都是滿足要求的，但是因為在截面C處，M和Q都具有最大

45、值，正應力和剪應力都比較大，因此這里的主應力就比較大，有必要根據(jù)適當?shù)膹姸壤碚撨M行折算應力校核，取該截面邊緣處某點K進行計算： (5.14) (5.15) 由于點K處在復雜應力狀態(tài)，立柱體材料采用的30鋼是塑性材料，可以采用第四強度理論，將 的數(shù)值代入，用統(tǒng)計平均剪應力理論對此應力狀態(tài)建立的強度條件為： (5.16) 所以 即 (5.17) 按第四強度理論所算得的折算應力也滿足許用強度要求。 5.1.3 主立柱的剛度計算 用迭加法： （1） 由F2引起的繞度： （往外彎）用式

46、 (5.18) E：彈性模量的選擇： 碳鋼?。?96－206Gpa 取201Gpa=20.1×106N/cm2 ==(5.19) （2） （往內(nèi)彎）由F1引起的繞度： （3）由M引起的繞度： (5.20) （往外彎）此植可忽略不計。 實際往內(nèi)彎的繞度 5.2 托臂部分的強度校核 5.2.1 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： (5.21) (5.22) 靜矩計算： 5.2.2 托臂部分強度核算 （1

47、）A截面： 慣性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3 保險系數(shù)較小可滿足強度要求。 （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=(1200×99.5+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=392.4

48、6cm4 所以cm4 W=89.41cm3 保險系數(shù)較小可滿足強度要求。 （3）C截面： A1=12cm2 yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2 yA2=4.6cm A3=60×10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm yC=(12×15.95+26.88×4.6+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

49、+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4 所以IA總=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4 W=I總/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3 MC=1666.37×94=194238.78kgcm 滿足強度要求。 5.2.3 從托臂處考慮撓度情況 托臂亦相當于一個懸臂梁，端部受力P＝1666.37kg，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： （5.23） 大臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，大臂端部受一個力P＝2066.37kg和一個彎矩 M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；

50、 （5.24） 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產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，滑臺的轉(zhuǎn)動又使托臂有一定的下沉量，經(jīng)計算，。 故托臂端部總下沉量為： 在舉升機行業(yè)標準中，此值滿足距立柱最遠點的托臂支承面下沉量要求。 5.3本章小結(jié) 本章對雙柱式汽車舉升機結(jié)構特點做了初步的選擇，工作原理進行了闡述，主要參數(shù)對雙柱式舉升類設備的主要技術參數(shù)進行了確定，并進行了計算和強度、剛度、撓度的校核。 結(jié) 論 本次所設計的舉升機是采用以液壓驅(qū)動、液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的普通式雙柱汽車舉升機。液壓

51、驅(qū)動是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。整個舉升機的外形是雙柱式的，通過電磁鐵安全鎖將立柱內(nèi)的滑臺固定住，起到保護的作用。 總結(jié)這次普通式雙柱汽車舉升機的設計，大體可以歸納為以下幾點： ⑴通過市場調(diào)查，首先了解了汽車舉升機種類，并熟悉了各類汽車舉升機的外形以及它們的功能特點、使用要求等。 ⑵在確定了設計方案之后，就對普通式雙柱汽車舉升機的結(jié)構進行了設計。在設計過程中通過參考其它形式的舉升機的結(jié)構特點，再結(jié)合了自己的設計思想，最終把此次普通式雙柱汽車舉升機的結(jié)構設計成由舉升裝置、立柱、支撐機構、平衡機構和保險機構五大部分組成。 ⑶由于汽車舉升機是一種將汽車抬升到一定高度后用于汽車維修或保養(yǎng)的舉升

52、設備。因此，在工作的情況下它必須要承受一定的載荷。 ⑷除了對普通式雙柱汽車舉升機的機械結(jié)構進行設計、驗算外，還進行了液壓部分的驗算。 參考文獻 [1] 李寶順，液壓與氣動[J]，2005年第4期 [2] 孫成通,液壓傳動[M]。北京化學工業(yè)出版社，2001.4 [3] 王守城，段俊勇，液壓元件及選用[M]，北京化學工業(yè)出版社，2007.1 [4]張利平，液壓傳動系統(tǒng)及設計[M]?；瘜W工業(yè)出版社，2005.4 [5] 張玉蓮，液壓和氣壓傳動與控制[M]，浙江大學出版社，2006.12 [6] 陳啟松,液壓傳動與控制手冊[M].上?？茖W出版社,2006 [7] 李笑,液壓與氣壓

53、傳動[M],北京國防工業(yè)出版社,2006.2 [8] 機械設計手冊編委會,起重工機具[M],北京機械工業(yè)出版社,2007.7 [9] 鄭銀環(huán)，胡均安，宋庭新，雙柱汽車舉升機立柱結(jié)構的有限元分析[J]，2000年第3期 [10] 周士昌,液壓系統(tǒng)設計圖集[M],北京機械工業(yè)出版社,2003.9 [11]左健民,液壓與氣動傳動[M],北京機械工業(yè)出版社,2006.6 [12] 張義智，李建國，液壓舉升機構平穩(wěn)性的研究[J],2002年第3期 [13]路甬祥,液壓氣動技術手冊[M],北京機械工業(yè)出版社,2002 [14]雷天覺,新編液壓工程手冊[M],北京理工大學出版社,1998

54、 [15]朱梅,朱光力,液壓與氣動技術[M],西安電子科技大學出版社，2004. [16]張利平，液壓與氣動技術[M]，北京化學工業(yè)出版社，2006.12 [17]Rudolf Limpert,BRAKE DESIGN and SAFETY.Warrendale,PA 15096,USA;SAE,inc,1992 [18] Wang Liqing,Cai Bingzheng．Research on Integration，chanese Jornal of Aeronautics,2008(21)：411-416． 致謝 值此本科畢業(yè)設計完成之際，凝望掘作，感懷頗多，謹向所有給予過

55、我關心、愛護、支持和幫助的老師、同學、朋友和家人表示深深地謝意！衷心感謝我的指導教師臧杰老師給予我的全面指導和關心，在整個畢業(yè)設計的過程中，從總體方案的設計到圖紙的繪制，我得到了他全面、認真、細致、嚴格的指導。他那認真工作、以身作則、嚴謹治學的態(tài)度和精神為我做出了良好的表率。感謝指導教師在畢業(yè)設計期間給予的學業(yè)上的精心指導，治學上的嚴格要求。我衷心祝愿恩師身體健康、一切順利！ 同時感謝四年來給予我很多知識、關懷和幫助的老師們，從他們身上我不僅學到了好多理論實踐知識，更學到了做人做事的態(tài)度，這些知識以及老師們言傳身教的做人做事道理將會伴隨我今后的學習和工作！ 馬上就要離開這個學習、生活四年的

56、校園了，感謝那些給予過我關心、幫助的老師和同學，正是有了大家的關懷、鼓勵，此畢業(yè)設計才得以順利完成。 由于本人知識有限，加之有關本設計題目的資料較少，所以在設計過程中出現(xiàn)的紕漏錯誤還請各位領導、老師和同學給予指正。 再次對我的恩師表示深深的謝意！最后真心的祝愿我的母校黑龍江工程學院發(fā)展地越來越好！ 附錄 Design hydraulic device, compile technical documents 1.The overall layout of the hydraulic device Overall layout of the hydraulic system of a

57、 centralized, decentralized. Centralized structure will be the source of oil equipment, hydraulic systems, control valves set to host some independent outside or installed in the ground to form the hydraulic station. Decentralized structure is to pump the hydraulic system, control device adjusting

58、device is installed in the appropriate places. Such as machine tools, construction machinery and other mobile devices generally use this structure. 2. Hydraulic valve configurations 1) The plate configuration is to configure the plate plate hydraulic components on plates with screws, board drilled

59、 with holes corresponding to the valve port, through the connection tubing and fittings will be connected to the valve at the system map. This configuration can be changed according to need flexible circuit form. Hydraulic test stand and other commonly used this configuration. ???2) Integrated hydr

60、aulic system configuration most of the current use of an integrated form. It is the hydraulic valve installed in the manifold, the manifold block mounting plate from the role on the one hand, on the other hand played the role of the internal circuit. This configuration is compact and easy to install

61、. 3. Manifold Design ???1) Manifold block structure was usually cast iron or steel materials, iron available mortgage capital equipment, high pressure situations to use forged strong vibration. Block processed into cubes or rectangular. ???For relatively simple hydraulic system, the valves less c

62、an be installed on the same manifold. If the complexity of the hydraulic system, control valve more, we must adopt a number of manifold laminated form. Mutual superimposition of the blocks, usually laminated on the following joints, drilling a hole public pressure P, the public back to the hole T, L

63、, and 4 leaking hole for fastening the bolt hole laminated. P hole, the pressure of the oil pump output through the common pressure regulator into the hole after the P, as the pressure oil supply circuit of the unit's public oil. T hole, the oil return loop of each unit are through to the public bac

64、k to port T, flow back to tank. L hole, the hydraulic valve leak oil, uniform flow back into the tank through the public disclosure of hole. Manifold surface of the remaining 4, the general behind the tubing connected to hydraulic actuators, and the other three surfaces for the installation of hydra

65、ulic valves. Map within the block according to the requirements of the system, drilling a communication channel of the valve. ???2) Manifold structure to determine the size dimensions to meet the installation of valves, channel layout, and other process requirements. To reduce the technical hole, s

66、horten the channel length, the valve is installed to be carefully considered so interlinked hole or at the same level as the same vertical plane. For complex hydraulic system that requires multiple integrated block laminated, we must ensure that the coordinates of the three common same hole, so that laminated together to form the three main channels. ???With the diameter of the hole to allow the flow rate to meet the requirements, in general, communicating directly with the valve of the valve a