【一種液壓舉升機的設(shè)計15000字（論文）】

一種液壓舉升機的設(shè)計摘要…………………41緒論…………61．1液壓舉升機的使用背景分析………61.2本論文選題意義及背景………………71．3本論文主要內(nèi)容………72液壓舉升機方案的擬定……………………82．1舉升機的基本情況…………………82．2常用汽車舉升機的結(jié)構(gòu)類型………92．2.1舉升裝置的要求…………………102．3舉升裝置的設(shè)計……………………112．4左右主立柱部分…………………112.5平衡裝置………………112.6支撐裝置………………122.7斷電保護裝置…………123液壓舉升機的結(jié)構(gòu)強度計算………………133．1主立柱部分結(jié)構(gòu)計算………………143.1.1主立柱的截面特性分析與計算………………確定左右立柱截面形心和中性軸的位置…確定慣性矩…………………立柱靜矩S的計算…………173.1.2左右立柱的強度分析與驗算…………………工作滑架部件受力情況分析………………舉升機主立柱受力情況分析………………液壓雙柱式舉升機主立柱強度校核計算…203.1.3主力柱的剛度計算……………233.2托臂的強度校核………233．2．1托臂的截面特性……………243．2．2托臂的強度核算……………243．2．3從托臂處考慮撓度情況…………263.3液壓雙柱式汽車舉升機的強度和剛度分析與驗算………294液壓系統(tǒng)…………………274．1液壓系統(tǒng)工作原理………………274．2液壓缸活塞桿受壓校核…………284．2．1液壓缸活塞桿強度驗算……294．2．2液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核……………295結(jié)論…………31參考文獻…………………32摘要液壓自動舉升機械是常用于汽車日常維修過程中的常用機械設(shè)備,通過人工手動操作可使大型汽車液壓舉升到一定的運行高度,便于進行汽車日常維修。液壓電動舉升機在汽車電動維修車的養(yǎng)護中一直發(fā)揮著非常重要的養(yǎng)護作用,現(xiàn)在的任何一家4s汽車店都已經(jīng)配備了一臺液壓電動舉升機,液壓電動舉升機一直是4s的汽車必備維修設(shè)備。這里我們主要研究液壓雙柱式汽車舉升機的液壓部分和機械支撐部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。液壓雙柱式舉升機的主要部分：第一部分底座左右立柱部分為了支撐起整個汽車的重量并使其保持平衡，我們采用的是左右對稱的入地式設(shè)計。第二部分工作滑架部分在工作過程中，工作滑架受底部液壓缸的作用沿立柱中的軌道上下滑動，實現(xiàn)舉升汽車的目的，且工作滑架為了增大受力面積常采用開口式力臂的設(shè)計。且頂端安裝有防滑墊，防止汽車滑落。第三部分液壓舉升平衡調(diào)節(jié)機構(gòu)液壓缸直接安裝于立柱內(nèi)，且在液壓缸的液壓桿頂部安裝一滑輪或者是齒盤兩端分別固定在立柱上和工作滑架上，力的傳遞用鏈條或者鋼絲繩都可以，通過液壓桿的上下滑動來間接帶動工作滑架上下運動。動滑輪的好處在于能夠改變力的方向，另一方面能夠讓所有的載荷都集中于立柱之上增加了液壓舉升機的穩(wěn)定性。第四部分液壓系統(tǒng)的設(shè)計部分這里我們采用的是雙液壓缸同時驅(qū)動的設(shè)計以保證雙邊工作滑架的同時進行。另外如果在舉升過程中發(fā)現(xiàn)有高度不一的情況，可通過單獨調(diào)節(jié)液壓缸的壓力來進行調(diào)節(jié)，這里就涉及液壓原理圖的設(shè)計。由于可以通過設(shè)置液壓桿的長度來設(shè)計抬升高度，故在這里不需要設(shè)計安全限位裝置，只需要在設(shè)計時注意液壓桿的最大長度即可。第五部分斷電安全保護裝置為了保證液壓舉升機在斷電的情況下仍然能夠保持汽車的舉升狀態(tài)，這里我們采用的是一種電磁保護機構(gòu)，在斷電的情況下電磁保護裝置會張開使其與工作滑架背部的卡扣相頂，充當限位裝置，而當通電時，電磁保護裝置處于閉合狀態(tài)不阻礙液壓桿的正常運行。關(guān)鍵詞：雙柱式液壓舉升機斷電保護機構(gòu)舉升同步裝置等。第一章緒論1.1液壓舉升機使用背景分析因為隨著汽車電子工業(yè)在整個全世界的大范圍的不斷飛速發(fā)展,液壓電動舉升機產(chǎn)品得到了越來越廣泛的市場應(yīng)有。上世紀80年代初剛剛正式進入我們中國的新大陸,當時我們的現(xiàn)代汽車維修工業(yè)還很落后,常見的汽修廠基本上都已經(jīng)完全告別了那種地溝式的人工修理汽車方式,滿地的汽車油污、雜物、污濁的車內(nèi)空氣、黑暗的環(huán)境……這些糟糕的工作條件漸漸消失。隨著近年以來我國家用汽車工業(yè)改革創(chuàng)新開放的不斷深入,中國已經(jīng)開始加入了WTO,世界各大型家用汽車裝備制造工業(yè)公司紛紛主動出手大力搶灘中國,如今中國已經(jīng)逐步發(fā)展壯大成為了一個享譽于全世界的大型汽車裝備制造業(yè)加工業(yè)生產(chǎn)基地,我國的大型家用汽車電動后備箱加工業(yè)已經(jīng)開始得到空前系榮,越來越多富裕家庭發(fā)展成長起來的中國大型汽車工業(yè)家庭已經(jīng)開始擁有了自己的大型家用私家車件隨著一個龐大的大型家用汽車電動后備箱制造市場的逐漸發(fā)展形成。并在大型商用汽車制造工業(yè)研發(fā)設(shè)計院及汽車制造廠和加工研發(fā)企業(yè)、大型商用車輛停車場、4s五星級商務(wù)酒店、私家專用車輛貨物存儲及專用車庫等等多個大型市場應(yīng)用領(lǐng)域中都得到了更廣泛的實際商業(yè)應(yīng)用。液壓氣動立式舉升升降機構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計以及技術(shù)制造理念更是隨之一起進行了巨大的技術(shù)變革創(chuàng)新升級。汽車柴油機專用的四輪液壓電動油缸舉升機主要特點也就是工作平穩(wěn)、動力大,缺點是油缸隨著時間的增加會出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象,污染到了汽車內(nèi)的工作臺和室內(nèi)環(huán)境。但國產(chǎn)新款氣動重型液壓舉升機不僅在使用上比較簡單,維護上也很方便,油缸目前的使用壽命是5到10年左右,而且就目前氣動舉升機的發(fā)展趨勢而言,一定將來會更加趨向于是朝著安全、方便、使用壽命長、噪音小、價格低廉的一個技術(shù)領(lǐng)域和方向快速地進步和發(fā)展,因此國產(chǎn)新款液壓式氣動重型舉升機必將將會成為特別是今后幾年我國氣動舉升機行業(yè)應(yīng)用技術(shù)市場快速健康發(fā)展的一個技術(shù)主流。1.2本論文選題意義及背景在當前世界大型汽車工業(yè)發(fā)展的大趨勢背景下,我國大型汽車車輛維修機械行業(yè)對汽車液壓電動舉升機的市場需求也慢慢得到增加,各種汽車維修機械設(shè)備的市場需求迅速不斷擴大,汽車液壓舉升機不僅是汽車維修廠家所必備的,也可說是最重要的汽車維修專用機械。汽車內(nèi)部液壓維修舉升機的技術(shù)作用主要是將目前需要液壓維修的所有汽車液壓水平全部提升至達到合適的汽車高度,以便于汽車維修作業(yè)工人在舊的汽車底盤下方對新的汽車內(nèi)部進行液壓維修。汽車側(cè)向舉升機只能要求其乘員能夠從兩側(cè)將一輛汽車推向水平面朝同步方向舉升,不能同時發(fā)生汽車側(cè)向跑偏。相對的技術(shù)要求是保證電動汽車下方必須完全為空的,以便于方便維修工人同時進行汽車維修裝卸作業(yè),要求電動汽車兩端舉升機兩側(cè)的兩端舉升傳動裝置必須同時是完全分離的,且兩側(cè)的兩端上升或兩側(cè)下降又必須同時是完全保持同步的。由于電動汽車的自身重量一般較大,再者又加上汽車舉升傳動裝置自身的較大重量,要求它的舉重機升力較大,而且它的升降時機也要求非常平穩(wěn),所以目前汽車上的舉升機一般都需要采用四輪液壓傳動系統(tǒng)等來進行動力驅(qū)動。液壓電動舉升機在我國汽車電動維修制造行業(yè)一直是最重要、最基本的維修工具之一,是將電動汽車從一個高度一直提升到降至另一高度上并進行汽車維修的重要設(shè)備,具有至關(guān)重要和一個不可可以替代的重要作用。它們的能否正常持續(xù)運轉(zhuǎn)也將會直接嚴重影響關(guān)系到維修工作環(huán)境是否安全能夠正常持續(xù)運行,維修作業(yè)車輛、維修從業(yè)人員的安全,甚至可能會直接嚴重影響關(guān)系到公司汽車零件維修經(jīng)營業(yè)務(wù)的健康興衰。舉升機必須能夠盡量力求設(shè)備必須要安全、可靠、維修簡單,否則這種情況在一定很大的程度上將會嚴重直接地影響其正常運行和工作效率。但由于目前市場上傳統(tǒng)的液壓式雙柱舉升機在其操作上和安全性能方面相對較差,所以其必需的機械裝置售后保養(yǎng)以及檢修等等工作比較多,所以它被現(xiàn)代化的液壓雙柱式舉升機所替代也是一種趨勢。液壓式雙柱舉升機,它主要特點是具有安全可靠、制動性能好、維護安全、生命周期長的特點。1.3本論文主要內(nèi)容根據(jù)液壓舉升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本論文主要從一下幾個方面進行詳細介紹：液壓電動舉升機的結(jié)構(gòu)組成,工作結(jié)構(gòu)原理和實際工作使用過程。對液壓舉升機的同步舉升機構(gòu)進行分析。分析液壓舉升機構(gòu)在工作過程中的受力特征，并對其結(jié)構(gòu)強度進行分析。舉升機系統(tǒng)的同步舉升分析。斷電保護機構(gòu)的原理分析。第二章液壓舉升機方案的擬定2.1舉升機的基本情況2.1.1常用汽車舉升機的結(jié)構(gòu)類型當下,全國各地專業(yè)生產(chǎn)各種復(fù)合汽車電動復(fù)合舉升機的專業(yè)生產(chǎn)廠家較多,生產(chǎn)的各種汽車電動舉升機的各種結(jié)構(gòu)形式也比較繁多,有各種小型雙柱式復(fù)合汽車電動舉升機、四柱式、剪式、組合式及各種移動式和復(fù)合汽車式等。僅從電動舉升機的整體外型設(shè)計來看其分類的基本使用形式就可以有:普通單臂雙柱式、龍門單臂雙柱式、四臂雙立柱式、剪式、移動式和單臂四立柱式等小型汽車電動舉升機按照各種舉升機傳動形式進行分類也可以有很多種,包括傳動絲杠式和螺母傳動舉升式、鏈條式和傳動螺母舉升式、液壓缸傳動舉升式、齒輪式和齒條傳動舉升式等多種舉升機。按照齒輪動力升降舉升機的液壓齒輪動力驅(qū)動性和動力升降方式分類來進行劃分,主要使用機型分別有:液壓齒輪驅(qū)動電機液壓驅(qū)動式齒輪動力升降舉升機和液壓齒輪動力液壓驅(qū)動式齒輪動力升降舉升機等。2.1.2液壓汽車舉升機的主要參數(shù)液壓閥門單臂舉升機、龍門式液壓雙柱單臂舉升機和四連桿立柱式單臂舉升機這三種目前在國內(nèi)應(yīng)用較多的輕型轎車單臂舉升機的主要基本技術(shù)參數(shù)如圖表1.2所示。表1.2目前汽車舉升機的主要參數(shù)規(guī)定起重質(zhì)量最大舉升高度距地高度上升時間下降時間液壓雙柱式2.0-4T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S龍門式雙柱2.5-4T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S四立柱式2.5-4.5T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S2.2汽車電動舉升機的結(jié)構(gòu)主體機械結(jié)構(gòu)和傳動性能設(shè)計要求液壓舉升機的主要結(jié)構(gòu)部分有：（1）左右主立柱部分；（2）舉升裝置部分；（3）液壓驅(qū)動部分；（4）同步舉升部分；（5）保險與保護部分；（6）工作滑架部分。2.2.1舉升裝置的要求在目前我國的一些相關(guān)標準和規(guī)定中已講到了舉升機控制裝置傳動安裝和繼電器控制系統(tǒng)傳動絕緣、耐壓及傳動保護控制電路中的傳動連續(xù)性必須嚴格按照國家的有關(guān)標準和規(guī)定進行。而在某些歐美國家同樣已經(jīng)出現(xiàn)了與其他國家的相應(yīng)明文條款。舉升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中對其液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計也同樣是至關(guān)重要的。在歐洲使用地區(qū)中其液壓缸、氣缸、管路及開關(guān)接頭等都受到了調(diào)壓閥門所設(shè)定的最大工作壓力的最小限制。他們至少必須應(yīng)承擔接受該額定壓力的2倍(或是采用額定液壓壓力驅(qū)動時)或是該額定壓力的3倍(或是采用額定氣壓壓力驅(qū)動時)并且一定要保證沒有永久性的變形。軟管、氣袋、薄膜箱等最大尺寸在對其進行設(shè)計的時候還是應(yīng)該考慮到如何能夠同時承受至少3倍的最大輸入壓力調(diào)節(jié)閥門所需要設(shè)定的最高輸出壓力值防止爆破產(chǎn)生的壓力。我國對舉升機的性能要求如下，例如：(1)電動限位舉升機內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)本身預(yù)計設(shè)有一個可以有效限制該機工作在全行程內(nèi)的電動限位快速制動保護裝置,如有特殊工作需要則要求該機的限位制動裝置本身設(shè)計應(yīng)能夠保證該機動作靈敏、安全可靠。(2)室內(nèi)液壓傳動系統(tǒng)整體工作狀態(tài)應(yīng)平穩(wěn)、無應(yīng)力振動、無應(yīng)力爬行振動現(xiàn)象。(3)采用液壓式自動舉升機除具有液壓制動系統(tǒng)的功能自動開鎖外還要相應(yīng)考慮沒有其他機械式的鎖止制動裝置。（4）液壓舉升機在任意時刻都能安全自鎖。（5）液壓舉升機正常運行時的噪音不得超過80dB。(6)保證該型柴油液壓傳動燃油燃氣舉升機正常運行工作時的傳動環(huán)境額定燃油油品溫度一般控制為0—40℃,全機各傳動行程連續(xù)每天至少舉升額定環(huán)境燃油油品質(zhì)量20次,油溫控制范圍一般不得大于溫度范圍高于60℃。(7)在液壓試驗臺上對整個液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)實施高150%的額定實際使用時間壓力,維持2min,不至于允許系統(tǒng)有永久性的變形、漏油及其他安全異?，F(xiàn)象。(8)在無故障控制工作量的基礎(chǔ)上,機械式電動舉升機的正常使用可以繼續(xù)正常進行工作到3000次,則電動液壓臂式舉升機使用可以恢復(fù)繼續(xù)正常進行工作到9000次,以安全可靠運行為工作前提,檢查各個零部件是否損壞嚴重程度,允許同時更換一些損壞件,允許同時添加專用潤滑劑。本次全新開發(fā)設(shè)計的新型轎車高級舉升機主要性能技術(shù)指標主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:額定最低載重-最高舉升載荷-最大額定載荷-3噸;在額定最高載重4噸級的實際使用條件下,由最低載重舉升至最高位置快速提起舉升到最高載重舉升至最高位置時的升降持續(xù)時間只需40秒;另外當高級轎車完全地拉下了電動汽車的操縱桿后即使是電動燃油閥和溢流閥完全不能接通,3噸級的高級轎車由最低載重舉升至最低位置快速舉起至提升到最低載重舉升的最高位置所用的必要時間和持續(xù)的時間不得或者是不得超過小于40秒;每臺高級直流電動機最大工作功率2.2kw;額定負載舉升動力提高臂在最低負載舉升到最高位置時的額定載重舉升高度為120mm,最大額定載重舉升高度為1850mm,工作時的最大行程為1730mm。2.3舉升裝置在本液壓舉升機中，為了兼顧液壓舉升機工作的效率和穩(wěn)定性。這里采用的是導(dǎo)軌式的設(shè)計，即在立柱中設(shè)置滑輪組，將其連接在工作滑架上使其組成導(dǎo)軌滑輪組，并將其直接與支撐架相連，左右兩立柱之內(nèi)各有一個液壓缸作為動力源，并以此來實現(xiàn)液壓舉升的效果。2.4左右主立柱部分液壓式氣動雙柱立桿汽車液壓式舉升機中的液壓式氣動雙柱一般只能指的是左、右兩邊各一個液壓式氣動雙柱。圖2.3為左邊兩根立柱之間的整體俯視效果圖。整個電動舉升機的內(nèi)部重量幾乎都是必須通過一個獨特的立柱運動方式進行支持和運動,因此它必須能夠達到所需的要求,具備一定的支持強度與運動剛度。(第四章中較為強大的剛度圖形設(shè)計也算出來了)。立柱中間的一個活動空間本質(zhì)上認為是專門設(shè)計用于放置工作臺用于安裝自動駕駛舉升機和自動駕駛升降機的設(shè)備以及輔助移動工作臺上的手動滑架等重要零部件。整個建筑物的柱體壁與立柱部位的兩個柱體之間角度公差對于其精確性之間的要求也相對較高如同上述繪圖公式所示垂直水平傾斜角度相同方向的兩個柱體立柱臂和兩個如同上圖所示垂直水平角度相同方向的立柱壁柱體公差精度要求之間不僅要同時精確保持一定的整個柱體水平直線度和整個柱體壁的平行度,立柱內(nèi)外壁的柱體表面之間還要同時保持并具有一定的柱體紋理度和粗糙度等。2.5平衡裝置在液壓舉升機的工作過程中，平衡裝置是液壓舉升機最為重要的裝置之一，在工作過程中液壓舉升機最為重要也是最為困難的問題就是保持左右裝置的同步性。這里我們采用的是通過動滑輪組的受力特性來改變在舉升重物時左右立柱的受力方向讓其始終處于豎直平面，使用一條鋼繩貫穿于左右兩立柱之中，立柱之中的液壓缸頂端安裝一滑輪，另外左右立柱底端也各安裝一滑輪，滑輪的作用是便于鋼絲繩力的傳遞。由于要保持左右工作滑架的同步性，故在工作時需要調(diào)整后才能正常工作。具體工作原理圖如下圖所示。2.6支撐機構(gòu)舉臂部分是這是一種屬于臂式舉升機的舉臂支撐傳動機構(gòu)。當電動汽車快速進入或達到電動舉升機的工作范圍里時,整個電動支撐臂的機構(gòu)就通過控制改變電動搖臂的旋轉(zhuǎn)角度或者反方向移動來控制改變整個支撐臂的整個整體工作高度范圍的長和寬度。本次重新設(shè)計的自動支撐托臂機構(gòu)設(shè)計為對稱式兩個舉臂,這樣本次設(shè)計僅僅增加了兩個舉臂的最大工作寬度,實質(zhì)就不再等于僅僅增加了兩個舉臂的最大工作寬度范圍,而且若左右兩側(cè)的兩個舉臂寬度和手指的臂長都不大,那么就沒有可能具備一定不可以伸縮的特點。如本框圖2.4所示:圖2.4對稱式移動托臂的整體工作高度范圍結(jié)構(gòu)示意圖1—則是支撐臂原始時的工作原理位置,2—則是支撐臂開始伸長后的原始工作原理位置其中,圖中紅色方格左側(cè)陰影處的部分范圍就是飛機托臂的主要工作區(qū)域范圍。托臂未開始伸長前的極限工作長度范圍按照工作軌跡1來往復(fù)運動;托臂開始伸長后的極限工作長度范圍按照工作軌跡2來往復(fù)運動;而且,圖中的工作軌跡1和2是位于托臂的兩個基本極限工作位置,在1和2的極限范圍內(nèi),托臂的工作長度幾乎是完全可以自由伸縮的。但是由于整個托臂結(jié)構(gòu)屬于整體支撐式的機構(gòu),它本身是不需要同時承受一定的身體重量的,所以本次產(chǎn)品設(shè)計如果采用對稱式的托臂結(jié)構(gòu)就更容易能夠的保證整個托臂的強度和剛度了。對稱式托臂的詳細結(jié)構(gòu)如下圖2.5所示:2.7斷電保護裝置在液壓舉升機的工作過程中，安全問題始終是一個最為重要的問題。例如在突發(fā)情況下，當液壓舉升機正在工作時出現(xiàn)了斷電的情況，如何保證此時維修人員的安全和汽車財產(chǎn)不受損失，這是就要斷電保護裝置的存在，即在斷電的情況下要求舉升機能夠鎖定在原位置保持工作的連續(xù)性，這里我們采用的時電磁式保護裝置，當在通電的正常情況下，保護裝置的卡口由于電磁原因收到磁鐵的吸引力壓縮內(nèi)部的彈簧使其處于壓縮狀態(tài)，即此時卡口處于收縮狀態(tài)，當斷電時磁鐵的引力消失，卡口又受到彈簧的壓力此時卡口又處于張開狀態(tài)，正好與工作滑架背部的擋板滑塊相對頂，并以此來實現(xiàn)斷電情況下的限位功能。具體原理圖如下圖所示。第三章液壓舉升機的結(jié)構(gòu)強度計算3.1主立柱部分結(jié)構(gòu)計算主立柱體支撐結(jié)構(gòu)部件是大型民用舉升機主要作為支撐結(jié)構(gòu)主體的受力點與支撐承重點的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件。舉升器械機構(gòu)連桿立柱附在滑臺滾輪上工作時相應(yīng)承受的機械運動壓力主要是由于附在滑臺滾輪上的保險杠連接件附在滑臺滾輪上的運動壓力及其附在舉升器機構(gòu)連接點因所承重而產(chǎn)生相應(yīng)的機械運動壓力及附在滑臺滾輪上升降時相應(yīng)的壓力及其附著作用。因此,立柱在這兩種底部內(nèi)應(yīng)力的雙重綜合相互作用下,有向內(nèi)向外彎的較大強度變形鋼筋傾向及其趨勢,底部每個變形焊口在向外向內(nèi)拉壓和底部內(nèi)應(yīng)力的雙重綜合作用下的條件情況下有向外拉壓開裂的較大變形鋼筋傾向,故此在每個立柱底部與變形鋼筋間的底座連接處每個變形焊口均預(yù)留有一種受力性能加強的變形鋼筋。（1）立柱整個截面上半部分的靜矩S1：SASASA其中SA1、SAS=（2）立柱整個截面下半部分的靜矩S2：S'S"S23.1普通式雙柱舉升機立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗算3.1.1主立柱的截面特性分析與計算左右兩個機體的立柱支撐是一種重型舉升機主要受力支持部件。舉升機左右兩根立柱都是在正常運行工作中受到一個由來自軸的電磁振動保護而存在在機構(gòu)高處由于所承重一定的壓力及帶動升降機轉(zhuǎn)動時的滑臺滾輪旋轉(zhuǎn)作用而產(chǎn)生在左右兩根立柱上的彎曲。因此,左右兩側(cè)的立柱在這兩種拉壓和剪應(yīng)力的雙重相互作用條件下,有向內(nèi)向外彎的雙重變形傾向趨勢,底部的底座接口有向外傾覆柱體拉壓與剪應(yīng)力雙重相互作用條件下有向外傾覆的變形趨勢,故左右立柱底部與柱體底座接口處分別焊接了有受力加強的鋼筋以此作用來有效增加立柱結(jié)構(gòu)件的強度。左右方向立柱外部支撐套體采用普通不銹鋼板對滑架進行了整體加工焊接成形,其內(nèi)部可以在相應(yīng)的支撐位置上對滑架進行自動保險裝置焊接而成具有自動保險裝置作為支撐軸承板,用于滑架進行自動鎖定運轉(zhuǎn)狀態(tài)時及在工作中對滑架自動承受力和穩(wěn)定承重,下部可以與滑架的底座焊接。其中一個圓柱形立柱體上也被分別安裝了一個液壓電氣泵站及自動式電氣控制箱。主立柱墻體可以作為主要墻體上的承重支持件,需要對其立柱截面心的特征情況進行數(shù)學(xué)分析,主要目的是為了確定一個立柱的主截面的錐形心的固定位置和立柱截面的慣性矩。確定左右兩側(cè)立柱橫截面的三角形心與中性軸線位置將主立柱截面分為A1、A2、A3三個大部分，取截面底邊為Z′軸為參考軸（見圖4.1），則在圖中A1、A2、A3的面積如下所示，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：圖4.1舉升機主立柱橫截面示意圖A1A2A3∴重心C到相應(yīng)邊的距離e：Y1eYY整個截面形心C在對稱軸Y上的位置則為：YC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：aaa由于于平行中性位移線和軸的慣性公式,三個慣性截面對于中性位移軸z的慣性矩函數(shù)可以令其表示形式為:IZIIZIZ1'、IZ2'IZ立柱靜矩S的計算：（1）立柱整個截面上半部分的靜矩S1：SASASA其中SA1、SAS=（2）立柱整個截面下半部分的靜矩S2：S'S"S23.1.2左右主立柱的強度分析與驗算舉升機正常工作時,其中液壓汽車驅(qū)動舉升機的整體滑架將液壓汽車驅(qū)動舉升機推到一定的工作高度后由液壓汽車斷電自動保護裝置自動鎖定,液壓汽車驅(qū)動舉升機直接驅(qū)動承載受力處理器位于汽車的滑架托臂中部,故障前我們應(yīng)先對液壓汽車工作時的整體滑架托臂進行整體受力處理和分析(具體圖見設(shè)計示意圖4.2滑臺支撐零件整體的受力處理狀態(tài)分析(設(shè)計示意圖):在分析之前，對滑臺部件進行了調(diào)查。其中本次項目設(shè)計的重要特點就是鋼絲繩受力部分也可以說就是一個位于左右兩個立柱之中的運動平衡滑輪,左右兩端立柱雖然在結(jié)構(gòu)上和布局上都相差不多,但在兩根鋼絲繩運動平衡放置上卻又很大不同,整個電動舉升機的平衡運動機構(gòu)一共至少需要一根比較高強度的的鋼絲繩,通過不同的動作?；喣軌蛲瑫r具備改變其受力的旋轉(zhuǎn)方向的運動特點,將這根鋼絲繩的左右兩端分別與整個鋼絲繩工作平臺上的滑架直接連在一起,并同時通過左右兩個立柱兩端根部的運動滑輪直接地實現(xiàn)了它們的運動平衡,滑輪在其運動的種類和在其形狀上也會有很多,這里我們主要選擇的滑輪就是"采用兩個大圓柱滾輪"的滑動形式,如果我們在工作時采用其他不同類型的滑動滾輪的比例,譬如用一個滑塊或一個滾輪的方法來直接取代滑動滾輪,那么在鋼絲繩工作過程中就會出現(xiàn)工作不平穩(wěn)的情況。另外要達到同步裝置的同步舉升效果也是難以實現(xiàn)的。圖3.2滑臺部件受力情況示意圖工作滑架部件受力情況分析滑臺部件自身重量近似估算如下：滑臺的設(shè)計主體結(jié)構(gòu)組合件滑臺的主體結(jié)構(gòu)尺寸:工作滑架的主體結(jié)構(gòu)選擇采用160×160方形碳鋼,壁厚8mm,高800mm滑臺體積：VHT搖臂座的主體尺寸:支撐架主體是一個使用100×100方格的鋼,壁厚8mm,長440mm支撐座體積：VYBZ托臂近似成型結(jié)構(gòu)整體尺寸:托臂整體結(jié)構(gòu)采用100×100方形成型碳鋼,壁厚8mm,長(800+310)=1110mm<br>托臂近似結(jié)構(gòu)體積:托臂體積：V鋼材比重選?。?.85所以，工作滑架、搖臂座和托臂的重量為GGG將滑架、搖臂座和托臂一起考慮G圖4.2中,單側(cè)縱向支撐臂所能夠承受測量得到的最大縱向支撐承重載荷強度約為2噸,加上自身重量,托臂端部的托臂最大橫向支撐承重載荷強度約為2066.37kg,f1和2與以及f2是指當立柱在縱向運動時通過一個滾輪向橫向運動時所需要給予的單側(cè)橫向支撐的反力,fbx和fby、y與fby分別為自重單側(cè)縱向保險杠的單側(cè)支撐和橫向承板也就是結(jié)構(gòu)件所要求的橫向支撐和保險杠托板縱向承力,by在這兩處的承重點被稱為支承點,假設(shè)自身重量全部最大受力載荷集中在最大受力負載和承重點的一處有：MB=0MC=0X=0FY=0由式4.7得，F(xiàn)BXF1假定F1則由式4.5得：F1=5234.804綜上所述,考慮到在運動負載滑架平臺等各種機械零件中主要用于運動負載支撐滑架、搖臂座和其他運動負載支撐臂臂的總近似自重力矩和質(zhì)量,假定每個運動負載的自重均勻地聚焦并集中在每一個運動負載零點的中心位置,近似自重質(zhì)量估計值的平均數(shù)大約是66.37kg。單側(cè)滑架支撐臂由托臂所用橫向受力軸承承載所計算得到的最大托臂受力軸承載荷量大約為1000kg,加上托臂主要用于單側(cè)支撐臂和橫向軸承零件工作點時所使用的單側(cè)滑架托臂支撐軸承零件的最大自重,托臂端部托臂最大橫向受力軸承載荷量的最大大小一般為1066.37kg,f1和1或f2是一個獨立柱通過滾輪進行橫向運動時給予的對單側(cè)橫向軸承的逆力,f1=f2,fbx和yfbyfby兩點為單側(cè)支撐臂用保險杠和滑架支撐掛在軸承板上的部件自重給予的單側(cè)支撐臂和軸承工作力,by兩點所處的工作點位就是位于支撐臂和軸承工作點上的支撐位置,則：F舉升機結(jié)構(gòu)主立架立柱內(nèi)部受力荷載情況統(tǒng)計分析主立柱底部滾輪受力平行測量工作情況(以下統(tǒng)計圖見以下示意圖4.3普通式三軸連桿雙柱電動平臺舉升機在在使用主滑動平臺時與整個立柱底部滾輪受力平行測量工作情況以下統(tǒng)計圖見以下示意圖),f1和以及x與f2分別是整個主立柱支座滑臺底部經(jīng)過滾輪平行運動受力在整個滑臺立柱上所接受的承力(以下統(tǒng)計圖表顯示為最高底部受力測量位置),fbx和以及y、fby為整個底部滑臺通過滾輪將其作用在整個滑臺立柱上的整個支座所接受的承力(底部逆向壓力),rhx、rhy和以及rhmh為底部逆向壓力對整個支座所接受的反力。針對立柱圖中物體運動受力大的現(xiàn)實情況經(jīng)數(shù)據(jù)分析合理計算得:圖3.3液壓臂式雙柱氣動舉升機構(gòu)的主機架立柱內(nèi)部受力控制情況分析示意圖MYRHX=0RHY=FBY=2066.37kgMH液壓雙柱舉升機主立柱強度校核計算從應(yīng)力圖4.3看出,整個立柱體積就相當于一個懸臂梁,可以勾畫出整個立柱的彎矩應(yīng)力圖和立柱剪切應(yīng)力圖。由F1引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.4：圖4.4F1彎矩圖和剪力圖l=2600mmb=2415mma=185mmMmaxQmax由F2引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.5：圖3.5F2作用力彎矩圖和剪力圖l=2600mmb=1890mma=710mmMmaxQmax由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩圖見圖4.6：圖3.6立柱上M作用力及其彎矩圖M=FMBYmax綜上所述,立柱整體剪切彎矩受力的立柱整體運動合成圖和彎矩及其應(yīng)用受力圖和立柱整體受力合成圖在立柱整體剪切彎矩應(yīng)用受力圖中的結(jié)構(gòu)關(guān)系如下圖見表圖4.7所示。圖3.7立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖從圖中可以得出M=M在截面C處，剪力最大為（QC=5234.804kg），彎矩最大為（MC=2748272.1kg）,所以此處是危險截面。前面計算已經(jīng)得到IZ=2814.519c截面上半部分靜矩S＝171.24cm3，IZ以下進行強度校核：（1）校核正應(yīng)力強度：σM許用應(yīng)力選：σ＝σmax（2）校核剪應(yīng)力強度：τ選σS=235τmax，（3）折算應(yīng)力強度校核：主立柱體在橫和豎截面上的最大正交反應(yīng)力一般都是應(yīng)該直接產(chǎn)生在距離這個中性柱體主軸最遠的某點邊緣最近處,而最大剪應(yīng)力則一般都是應(yīng)該直接產(chǎn)生在另一個中性柱體的主軸上,雖然我們通過上面的校正檢驗可以表明在這兩處的柱體強度都一般應(yīng)該是完全可以達到所需要求的,但是由于在柱體橫和豎截面靠近c的點處,m和m的q都相對于一個q所應(yīng)該是否具有最大反應(yīng)值,正交反應(yīng)力和剪切反應(yīng)力都比較大,因此這里的柱體主應(yīng)力就比較大,有必要根據(jù)適當?shù)闹w強度計算理論對其進行柱體強度的折算及對柱體主應(yīng)力的校正檢驗,取該柱橫截面上的邊緣最遠處某點上的k強度進行強度計算:σx=τx由于這一點k強度處在復(fù)雜的剪應(yīng)力復(fù)合狀態(tài),立柱體結(jié)構(gòu)材料中所采用的30鋼材料是一種塑性材料,可以考慮采用第四應(yīng)力強度計算理論[20],將的強度數(shù)值公式代入,用強度統(tǒng)計平均剪應(yīng)力強度理論對此點的應(yīng)力復(fù)雜狀態(tài)計算建立的第四強度計算條件定義為:，將σx,τx計算數(shù)值可以替換為公式代入,所以σj即σj∴而且按第四強度測量理論所計算得的強度折算的應(yīng)力也可以視為一個允許的應(yīng)力強度。3.1.3主立柱的剛度計算用迭加法：（1）ξ=由F2引起的繞度：（往外彎）用式fAE：彈性模量的選擇：碳鋼?。?96－206Gpa取201Gpa=20.1×106N/cm2fA1=Pb（2）ξ（往內(nèi)彎）由F1引起的繞度：fA（3）由M引起的繞度：fW（往外彎）此植可忽略不計。實際往內(nèi)彎的繞度fA3.2托臂部分的強度校核3.2.1托臂部分截面特性托臂部分的變截面結(jié)構(gòu)屬于不可變矩形截面,以下先列出計算在變截面結(jié)構(gòu)特性上的數(shù)據(jù):(1)支撐x臂碳鋼截面結(jié)構(gòu)尺寸:70×70方形碳鋼,壁的厚度8mm,a=70,b=54支撐臂慣性矩為：I=aWx靜矩計算：S（2）支撐大臂截面尺寸：92×92方鋼，壁的厚度為8mm，a=92,b=76慣性矩：IW3.2.2托臂部分強度核算圖示為左后托臂部件圖：圖4.9左后托臂部件圖圖中的A、B、C、D分別對應(yīng)著托臂示意圖中的A、B、C、D四個截面：下圖是托臂示意圖：圖4.10托臂示意圖按照使用a,b,c,d幾個不同的具體典型圖形截面組成圖形并對其結(jié)構(gòu)進行了綜合分析,各個不同典型圖形截面的結(jié)構(gòu)示意圖及其列表顯示如下:(a)A-A截面(b)B-B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=36.92cm3MAσσ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=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=1664412.12mm4IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4所以IB=IA1+W=89.41cm3MBσmaxσ保險系數(shù)較小可滿足強度要求。（3）C截面：A1=12cm2yA1=92+15/2+60=15.95cmA2=26.88cm2yA2=4.6cmA3=60×10=6cm2yA3=92+60/2=12.2cmyC=(12×15.95+26.88×4.6+6×12.2)/(12+26.88+6)=8.56cmIA1=50×153/2+(15.95-8.56)2×12=641.73cm4IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2×16.88=759.875cm4IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4所以IA總=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4W=I總/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3MC=2066.37×94=194238.78kgcmσmaxσ=滿足強度要求。（4）D截面：慣性矩：I=318.976cm4；W=69.342cm3MD=2066.37×53=109517.61kgcmσmaxσ=540×1003.2.3從托臂處考慮撓度情況托臂亦可簡稱為托肘相當于一個兩條端部臂的懸臂梁,端部臂在托臂上的受力支撐強度約為p=2066.37kg,托臂上的支撐受力部件由兩條端部大臂和兩個兩條小臂支撐部件結(jié)合組成,將從兩條端部大臂和兩個兩條小臂處分別受力進行支撐考慮:支撐小臂端部處撓度：f1支撐臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，支撐臂端部受一個力P＝2066.37kg和一個彎矩M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；fPfM因載荷引起的撓度為：f因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度：f主立柱的彎曲和托臂纏繞度較高可以直接使它的放在滑臺上和托臂可以產(chǎn)生一個橫向上的轉(zhuǎn)動,滑臺的托臂產(chǎn)生縱向轉(zhuǎn)動又因為可以直接使放在滑臺上的托臂上物體具有一定的運動支撐力和下沉的運動力量,經(jīng)過了科學(xué)計算,f轉(zhuǎn)動=26.325(故托臂端部總下沉量為：f在我國舉升機支撐行業(yè)標準中,此測量值完全滿足了在距支撐立柱末端最遠點的支撐托臂面向支撐軸承面向向下沉的重量控制要求。3.3液壓雙柱式動力汽車電動舉升機的機械強度和傳動剛度特性分析與重量驗算雙柱式液壓汽車氣動舉升機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計形式主要有多種,其中大型雙柱式氣動液壓汽車舉升機結(jié)構(gòu)是較為簡單經(jīng)典有效的一種。此類主機構(gòu)為控制舉升機主體,其橫向傳動系統(tǒng)是采用液壓式傳動系統(tǒng)對主機進行驅(qū)動和直接控制的,通過左右兩個在立柱內(nèi)分別設(shè)置的兩個工作滾輪滑架上下方向的移動器來直接地實現(xiàn)對舉升機的控制功能,其中在左右兩個立柱的主體上下各端均設(shè)有一個工作滑輪通過帶動鋼絲繩的力來移動實現(xiàn)力的橫向傳遞,讓采用液壓系統(tǒng)舉升機的左右兩個立柱在受力保持平衡的情況同時可以實現(xiàn)力的傳遞方向的移動改變,讓全部受力方向變?yōu)槿渴芰Τ蜇Q直桿的方向,同時可以實現(xiàn)工作滑臺的上下方向移動。舉升控制設(shè)備的主要組成部分機構(gòu)有:自動舉升控制機構(gòu)、工作臺防滑架、平衡控制機構(gòu)和自動電磁安全控制鎖定等機構(gòu)。本次全新研發(fā)設(shè)計的新型轎車電動舉升機的主要基本設(shè)計性能參數(shù)主要包括如下:額定電動推力提起舉升最大額定負載3噸;在額定最大承載重3噸的正常使用條件下,由最低推力舉起的位置停止開始推力舉起所用下降的位置停止,當降落到最高推力舉起的位置停止時,開始推力舉起的位置停止,開始推力舉升的所用時間需40秒;其中當一輛轎車駕駛員手動拉下一輛轎車的電動操作桿桿并手動使一輛轎車燃油箱的溢流閥完全關(guān)閉接通34噸的需時和當一輛轎車由最高推力開始舉起的位置開始舉起上升降到最低的推力開始舉起的位置所用的最高推力舉起的位置所用的最高推力持續(xù)時間不得或超過小于40秒;額定推力電動機最大輸出功率2.2kw;額定電動舉重推力提升臂是指在最低推力舉起位置時的額定推力舉起高度120mm,最大額定推力舉升高度為1850mm,工作時的額定行程為1730mm。第四章液壓系統(tǒng)的設(shè)計4.1液壓系統(tǒng)工作原理啟動柴油電動機加壓按鈕后該發(fā)電機立即啟動并迅速帶著高壓油泵從提升缸中向油箱發(fā)出吸入壓力后由高壓油泵輸送到油箱舉動提升氣缸中部并使安全活塞桿暫時停止運轉(zhuǎn),此時安全活塞溢流閥自動關(guān)閉。此閥的額定壓力已在設(shè)備出廠前進行了調(diào)好,當載荷系統(tǒng)中液壓油的壓力溫度超過了預(yù)定值時溢流閥就會暫時松開，相對的液壓泵也會停止繼續(xù)供油，當提升工作完成時，開始繼續(xù)進行作業(yè)加油。此時為了控制液壓缸的同步舉升，只要再拉動一個控制液壓桿的手動式安全鎖之后再按下手動式下降閥便可以開始控制卸油機的下降。其具體工作結(jié)構(gòu)原理及框圖見見下圖5.1:圖5.1液壓系統(tǒng)工作原理圖1-電動齒輪泵，2-液壓電動機，3-自動濾油器，4-單向閥，5-自動溢流閥，6-手動式下降閥，7-伺服限流閥，8-防油軟管，9-自動式防油管爆裂閥，10-液壓舉升缸，11-液位計，12-空氣濾清4.2液壓缸活塞桿受壓校核4.2.1液壓活塞桿強度驗算根據(jù)一個活塞桿在高溫下只能承受一定壓力的運動情況,強度試驗的計算公式可表示為:d≥35.7（F/[σ]）1/2mm……………………(5.1)式中：F—載荷力KN。這里F=1/2G=(4000/2)g=2000Kgf=19.62KN…………………(5.2)[σ]—活塞桿材料應(yīng)用應(yīng)力MPa[σ]=σs/n………………………(5.3)其中：σs—材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取σs=315MPa，n=3，[σ]=105MPa。則d≥35.7（19.62/105）1/2=15.432mm實際上它在采用之后其活塞桿的活動直徑應(yīng)為d=40mm>>15.432mm,所以必須能夠滿足其對承受壓力和強度的一定要求。4.2.2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：液壓缸長度L=1000mm工作行程l=900mm活塞桿直徑d=40mm計算長度l′=L+l=1900mm活塞桿截面積A=（π/4）×d2活塞桿轉(zhuǎn)動慣量J=（π/64）×d4活塞桿回轉(zhuǎn)半徑K=（J/A）1/2=d/4柔性系數(shù)m=85末端條件系數(shù)n=2則l′/K=4×l′/d=4×1900/40=190m×n1/2=85×21/2=120.21由于l′/K＞m×n1/2，則可按下列公式計算臨界載荷PK=π2nEJ/L′2……………………(5.4)式中：E—材料彈性模量，取E=2.1×105MPa，J—mm4，l′—mm則：PK=[3.14162×2×2.1×1011×（3.1416/64）×0.0404]/19002=144296.616N取安全系數(shù)nK=3,臨界穩(wěn)定載荷PK/nK=144296.616/3=480980.872N實際工作載荷F=1/2G=2000Kgf=19620NF=1/2G=2000Kgf=19620N＜PK/nK，所以滿足壓桿穩(wěn)定條件。第五章結(jié)論本次設(shè)計是在以實用為基礎(chǔ)，在現(xiàn)