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1、摘要 汽車舉升機(jī)是現(xiàn)代汽車維修的設(shè)備運(yùn)行必不可少的部分， 它的主要作用是為發(fā)動(dòng)機(jī) 提供，方便底盤，傳輸和其他維修。提升機(jī)在使用上世紀(jì) 20年代開始，歷經(jīng)了許多變化 的提高，越來越多的物種，一般有一個(gè)柱，剪式，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)方式，液壓傳動(dòng)和氣壓 傳動(dòng)。 通過對(duì)剪刀式升降臺(tái)機(jī)構(gòu)位置參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)計(jì)算，確定升降平臺(tái)的伸縮高度， 根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算部分的要求，通過支撐桿通過確定其要求和載荷的受力分 析，最終完成剪叉式液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：雙剪式，舉升機(jī)，液壓缸 Abstract Car lift is an absolutely necessary part of mo

2、dern automobile repair operation of the equipment, its main role is to provide convenience for the engine, chassis, tran smissi on and other maintenance and repair. Lift ing machi ne in use since the 20's of last century, the development has experieneed many cha nges to improve, more and more spe

3、cies, gen erally have colu mn type, shear type, the driv ing mode of cha in tran smissi on, hydraulic tran smissi on, pn eumatic tran smissi on. Through the calculati on of the pair of scissors type lifti ng table mecha nism positi on parameters and dyn amic parameters such as height, determ ined t

4、he telescopic lift ing platform, and in accorda nee with the requireme nts of part of the desig n and calculati on of hydraulic tran smissi on system, through the force an alysis of the support ing rod by, determ ine their requireme nts and plate load, fin ally completed the desig n requireme nts of

5、 the hydraulic scissor the lifti ng platform. Key words : Pip Double shear type, lifting machine, hydraulic cylinder 目錄 摘要 Abstract JJ..… 目錄 III.... 第1章緒 論 1..... 1.1舉升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.... 1.2剪叉式舉升機(jī)結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn) 4.... 1.3剪叉式舉升機(jī)工作原理及特點(diǎn) 4.... 1.4剪叉式舉升機(jī)安全保證措施 5.... 設(shè)計(jì)制造方面的安全措施 5.... 使用方面的安全措施

6、 6.... 1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 7..... 第2章 剪式舉升機(jī)受力分析 8.... 2.1剪式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 8..... 2.2雙剪式舉升機(jī)的位置參數(shù)計(jì)算 9.... 2.3雙剪式舉升機(jī)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 12. 2.4剪式舉升機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)注意問題 1.3.. 2.5 液壓缸布置方式分析 1.3... 第3章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .1.6.. 3.1明確設(shè)計(jì)要求及制定方案 .1.6.. 3.2確定液壓系統(tǒng)參數(shù) 1.7.... 321載荷的組成與計(jì)算 .1.7... 322初選系統(tǒng)壓力 1.9... 液壓缸設(shè)計(jì) 2.0.... 確定液壓泵的參數(shù)

7、 22.. 3.3液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 2.4 3.3.1 缸體 2.4.... 3.3.2 活塞 2.7.... 3.3.3 活塞桿 27.... 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 28. 3.4 液壓系統(tǒng)簡述 28.... 第4章 臺(tái)板與叉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 30... 4.1確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料和尺寸 .3.0.. 4.2橫軸的選取 34.... 4.3舉升機(jī)主要受力桿件校核計(jì)算 35.. 4.4鏈接螺栓校核計(jì)算 39... 第5章 結(jié) 論 4.3.... 致謝 4L4.... 參考文獻(xiàn) 45.... 第1章緒論 剪叉式液壓升降平臺(tái)是一種升

8、降的相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu)，它有一個(gè)大的提升力提 升的任何位置，面積大，噪音低，升降平穩(wěn)，操作方便，維修方便，并可在升降 范圍內(nèi)，廣泛用于汽車修理廠，倉庫，機(jī)場，車站，碼頭，階段，自動(dòng)化生產(chǎn)線 等行業(yè)，是理想的起重機(jī)械的一個(gè)裝載貨物的流通領(lǐng)域。 汽車舉升機(jī)是現(xiàn)代汽車維修的設(shè)備運(yùn)行必不可少的部分，它的主要作用是為 發(fā)動(dòng)機(jī)提供，方便底盤，傳輸和其他維修。提升機(jī)從上世紀(jì) 20年代開始，歷經(jīng) 了許多變化的提高，越來越多的物種，一般有柱型，剪切型，鏈條傳動(dòng)，液壓傳 動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，氣動(dòng)傳動(dòng)。本章從升力的產(chǎn)生，發(fā)展和制造工藝的簡單介紹。 1.1舉升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 汽車舉升機(jī)在世界上已經(jīng)有了 70年

9、歷史。1925年在美國生產(chǎn)的第一臺(tái)汽 車舉升機(jī)，它是一種由氣動(dòng)控制的單柱舉升機(jī)， 由于當(dāng)時(shí)采用的氣壓較低，因而 缸體較大；同時(shí)采用皮革進(jìn)行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳嚴(yán)重且又不穩(wěn)定。 直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機(jī)才在美國以外的其它地方開始采用。 1966年，一家德國公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱舉升機(jī)，這是舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的又 一突破性進(jìn)展，但是直到1977這種舉升機(jī)才在德國以外的其它國家出現(xiàn)?，F(xiàn)在 雙柱舉升機(jī)在市場上以占據(jù)牢固的地位， 其銷量還在持續(xù)增長。它和四柱舉升機(jī) 相比，既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)，以下將作一簡要說明。 我們所見到的絕大多數(shù)舉升機(jī)均采用固定安裝方式。 在舉升前汽車必須駛

10、上 舉升機(jī)。在移動(dòng)式舉升機(jī)方面也有幾項(xiàng)成功設(shè)計(jì)，如剪式舉升機(jī)、 菱架式舉升機(jī) 等。但這類舉升機(jī)仍存在兩個(gè)主要問題， 接近汽車下部較難；在車間移動(dòng)舉升機(jī) 時(shí)難逾越地面上的障礙物。當(dāng)然，可移動(dòng)性是這類舉升機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)在固定 安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機(jī)已在維修現(xiàn)場廣泛采用，而移動(dòng)式舉升機(jī)卻相對(duì) 要少得多。 最初設(shè)計(jì)單柱舉升機(jī)外，車輛較大，其底盤也能明顯辨認(rèn)，因而汽車檢修區(qū) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舉升器件。而今絕大多數(shù)汽車均為“緊湊型”或“半緊湊型” ，導(dǎo)致汽 車檢修區(qū)域接近主要舉升機(jī)器件而不便操作。但在南美洲卻屬例外，那里仍然采 用較大的車輛，這可能是單柱舉升機(jī)在該地區(qū)的市場上仍然受到歡迎的重要原

11、因。單柱舉升機(jī)有兩大優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)其下降后，不致成維修車間的障礙物；汽車可在 舉升機(jī)上轉(zhuǎn)動(dòng)。但美國卻受到了責(zé)難，主要是舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來撞擊操作人員 的危險(xiǎn)。單柱舉升機(jī)的主要缺點(diǎn)是：第一，它需要在車間的地面挖掘一個(gè)相當(dāng)大 的坑穴后才能安裝；其次，它只能為使用提供車輪支撐方式；第三，使用時(shí)難于 接近汽車下部的一些重要檢修區(qū)域。舉升用的油缸潛藏在地下也給維修帶來兩大 問題：第一是檢修這些零部件頗為困難； 其次是由于油缸所處的環(huán)境條件差， 容 易生銹，特別是地下水位較高時(shí)更是如此。 雙柱舉升機(jī)（包括液壓式或機(jī)械式），均具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，檢修汽車下 部具有很高的可接近性（幾乎達(dá)到100%）；其次，采用車

12、輪自由型的方式支撐 汽車，因而拆卸車輪時(shí)不需要其它輔助性的舉升措施；第三，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面 小。雙柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是：第一為確保安全，安置舉升機(jī)時(shí)要求非常嚴(yán)格，否則 在舉升過程中容易搖晃或顛覆；第二，由于舉升機(jī)常采用車輪自由型的方式支撐 汽車，如需采取車輪支撐型的方式維修汽車則甚感不便，如檢查懸掛系統(tǒng)、 檢查 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)間隙或進(jìn)行車輪定位檢驗(yàn)等； 第三，由于舉升臂和立柱承受懸臂或載荷 所產(chǎn)生的巨大應(yīng)力，其承力件易于磨損，因而雙柱舉升機(jī)的安全工作壽命一般要 比四柱舉升機(jī)低。 四柱舉升機(jī)有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個(gè)臺(tái)板。舉升前，汽 車很容易正確無誤地駛上四柱舉升機(jī)的臺(tái)板。 由于臺(tái)板內(nèi)側(cè)

13、設(shè)備有凸緣，當(dāng)汽車 駛上臺(tái)板時(shí)也不致墜入其間的空隙中。車輪支撐型四柱舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：第一， 舉升機(jī)裝載汽車時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作也很簡便；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第 三，支撐載荷受力簡單，應(yīng)力較低，從而延長了設(shè)備的使用壽命；第四，由于具 有較高的使用價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)上來看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車間 現(xiàn)場進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠固牢立柱的地腳螺栓 即可。四柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是：和雙柱舉升機(jī)相比，戰(zhàn)地面積教大，對(duì)汽車檢修區(qū) 域可接近性較差。 解放后，特別是改革開放以來，我國的汽車維修行業(yè)有了很大的發(fā)展，為之 服務(wù)的汽車維修設(shè)備行業(yè)已成為我國的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。 各

14、種舉升機(jī)設(shè)備 如雨后春筍，不斷涌現(xiàn)，質(zhì)量不斷提高，銷量逐年增加。 有人說，對(duì)于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機(jī)可能是除廠房而外的最重要的 投資，因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的 興衰。汽車舉升機(jī)是汽車維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一，讓我們生產(chǎn)出更多、 更 好、更受用戶歡迎的汽車舉升機(jī)，為汽車維修企業(yè)服務(wù)。 發(fā)生在世界工程升降機(jī)行業(yè)近20年來發(fā)生了很大的變化。RT（越野輪胎升 降機(jī)）和（全地形升降）產(chǎn)品的快速發(fā)展，打破產(chǎn)品和市場原有的格局，在經(jīng)濟(jì) 發(fā)展的沖擊下，激烈的市場競爭，導(dǎo)致世界升降機(jī)市場進(jìn)一步趨向一體化項(xiàng)目。 目前世界工程提升年銷售額已達(dá)750000000

15、0美元左右。主要生產(chǎn)國，日本，德 國，美國，法國，意大利，世界頂級(jí)公司有 10多家，主要集中在北美國和歐洲， 日本（亞洲）。 在美國的主要生產(chǎn)國是工程升降機(jī)， 是一個(gè)在世界上最大的市場。但由于日 本的崛起，德國升降機(jī)行業(yè)和RT的迅猛發(fā)展和產(chǎn)品，在世界市場份額的領(lǐng)導(dǎo)地 位第二十世紀(jì)60 70美國制造商~逐漸減弱，從而形成了美國，日本和德國三足 鼎立的態(tài)勢。 日本從第二十世紀(jì)的升降機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，自70以來，產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量的提 高很快，并已出口到歐洲和美國市場，年總產(chǎn)量居世界第一位。自 1992以來， 由于日元升值，國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施投資的下降和亞洲金融危機(jī)，出現(xiàn)了下降趨勢， 年 產(chǎn)量。目前，約3

16、000臺(tái)灣日本市場年需求量。 歐洲是一個(gè)潛力巨大的市場，歐洲各國工業(yè)工程升降機(jī)出口國，也是一個(gè)重 要的進(jìn)口國。德國是歐洲最大的市場，其次是英國，法國，意大利和其他國家。 在產(chǎn)品利勃海爾野兔dzhan樹林，德國53%的市場份額，占16%，為真皮泰克14% 會(huì)計(jì)，多田野和特雷克斯分別占10%和5% 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，中國升降機(jī)行業(yè)目前正處于建設(shè)和發(fā)展階段， 盡管許多 制造商正在開發(fā)的升降機(jī)，但一般粗糙的工作， 大部分的升降機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，功能 單一。模仿國外的升降機(jī)設(shè)計(jì)是非常普遍的，核心部件和重要部件都是進(jìn)口的， 這是自主創(chuàng)新非常不利。在升降機(jī)的設(shè)計(jì)是為了趕上日本和美國等國家， 還需要 設(shè)計(jì)人員

17、繼續(xù)努力。 1.2剪叉式舉升機(jī)結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn) 在一般的電梯大致可分為：動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和升降平臺(tái)（執(zhí) 行）系統(tǒng)，機(jī)架等部分。剪叉式液壓升降機(jī)的電力系統(tǒng)生產(chǎn)電機(jī)液壓泵，電動(dòng)機(jī) 帶動(dòng)液壓泵在通電的情況下工作， 液壓缸和剪刀的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)系統(tǒng)，其主要作用 是將液壓泵升降工作平臺(tái)?？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)電梯控制部分，開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控 制，升降臺(tái)的高度位置，使電梯使用簡單方便安全人員。 升降平臺(tái)是用來進(jìn)行物 體或人，實(shí)現(xiàn)作用下，剪叉機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的升降或翻轉(zhuǎn)，下降，以完成其功能。 車架是整個(gè)電梯框架，起支撐作用，用于支持所有的系統(tǒng)安裝在上面， 從而形成 一個(gè)完整的電梯。會(huì)有一個(gè)液壓電梯分為三個(gè)部

18、分，機(jī)械結(jié)構(gòu)， 液壓系統(tǒng)和電氣 系統(tǒng)組成，機(jī)械結(jié)構(gòu)由底座，臂架和工作臺(tái)，并根據(jù)安裝方式，液壓系統(tǒng)可分為 內(nèi)部和外部形式。 1.3剪叉式舉升機(jī)工作原理及特點(diǎn) 液壓電梯的工作原理是：在控制系統(tǒng)控制下，電機(jī)帶動(dòng)液壓泵工作，液壓泵 電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。 通過對(duì)液壓缸中的液體的作用，然后通過液 壓缸轉(zhuǎn)換成機(jī)械能作用在剪刀機(jī)構(gòu)。通過剪叉機(jī)構(gòu)將機(jī)械能作用在升降平臺(tái)上， 并最終轉(zhuǎn)化為勢能或動(dòng)能的物體，實(shí)現(xiàn)人類提升或下降功能。其特點(diǎn)是：快速、 平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)工作，安全系數(shù)高，結(jié)構(gòu)輕，噪音比較小，性能好，維修方便，承載 能力大，適應(yīng)范圍廣，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)的自動(dòng)控制。但同時(shí)，由于液壓系統(tǒng)的使用，安 裝有

19、大量的控制閥，油路布局更為復(fù)雜，在高壓油的作用下，有時(shí)很容易泄漏， 因此生產(chǎn)成本高。 1.4剪叉式舉升機(jī)安全保證措施 今天全世界都對(duì)在危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境下工作的人們的安全寄予極大的關(guān)注。 汽車 舉升機(jī)具有潛在的危險(xiǎn)，因?yàn)槿藗円谄湎旅婀ぷ?；?dāng)其升降時(shí)如不小心， 也會(huì) 碰傷手足。近年來不少國家還制定了專門性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可 能性降低到最低限度。 汽車舉升機(jī)的安全保證措施主要從兩方面著手：一方面從設(shè)計(jì)制造方面采取 措施，好提高汽車舉升機(jī)的安全技術(shù)特性；另一方面則應(yīng)在使用維修過程中遵循 嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證汽車舉升機(jī)能在良好的技術(shù)狀態(tài)下正確地運(yùn)行?，F(xiàn)分別說 明與后。 設(shè)計(jì)制造方

20、面的安全措施 當(dāng)今世界上的許多先進(jìn)技術(shù)，如自動(dòng)控制 光電開關(guān)等，已廣泛應(yīng)用到各種 安全裝置的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，因而在設(shè)計(jì)制造舉升機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)， 積極采用 先進(jìn)可靠實(shí)用的現(xiàn)代安全技術(shù)。以下僅列舉多數(shù)舉升機(jī)普遍采用的安全措施。 （1） 舉升機(jī)應(yīng)能經(jīng)受超負(fù)荷試驗(yàn)（包括舉升和支撐），一般應(yīng)為最大舉升能 力的125%此時(shí)舉升機(jī)的構(gòu)件不得有任何永久性的變形和損壞。 （2） 所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用“雙重保險(xiǎn)”，以防誤操作，即舉升機(jī)運(yùn)行 前必需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)（或按鈕開關(guān)）后才能驅(qū)動(dòng)。 （3） 所有的控制電路均采用失效保護(hù)，即任何單個(gè)元件失效，也不會(huì)使舉 升機(jī)墜或上升所造成非常危險(xiǎn)的局面。 （

21、4） 所有的舉升機(jī)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。原有的提升系統(tǒng)失效時(shí)，它 能自動(dòng)進(jìn)行有效的支撐。 （5） 所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應(yīng)有足夠的安全系數(shù)， 并在制造廠設(shè)置的保護(hù)罩內(nèi)傳動(dòng)。 （6） 所有的運(yùn)動(dòng)零件均應(yīng)有防護(hù)裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特 別是手，足，衣服等。 （7）所有舉升機(jī)的設(shè)計(jì)均應(yīng)把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。 142使用方面的安全措施 使用維護(hù)方面的安全保證措施涉及的范圍很廣， 包括舉升機(jī)有使用前的準(zhǔn)備 工作，舉升汽車時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)，承載時(shí)的穩(wěn)定性，降下汽車時(shí)的注意事項(xiàng)， 日常和定期維修檢查工作等。雖然汽車舉升機(jī)已有 70年的歷史，其設(shè)計(jì)

22、原理并 無多大改變；但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會(huì)造成嚴(yán)重事故， 甚至發(fā)生人身傷亡。因此安全問題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。 首先，應(yīng)選購那些安全性能良好的汽車舉升機(jī)， 另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說明 書中的各項(xiàng)安全注意事項(xiàng)并認(rèn)真貫切執(zhí)行。這里僅就使用維護(hù)舉升機(jī)時(shí)普遍應(yīng)當(dāng) 注意的事項(xiàng)說明于后。 （1 ）使用中的舉升機(jī)每天都應(yīng)進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時(shí)， 不得再使用。維修時(shí)應(yīng)采用該舉升機(jī)的制造廠所提供的配件， 不得隨意代替或自 制。 （2） 舉升機(jī)不得超載使用。每臺(tái)舉升機(jī)的額定載荷均注明在設(shè)備的銘牌上。 特別要注意防止偏載，即整機(jī)雖未超載而某一舉升臂確

23、已超過允許的額定載荷。 故欲舉升那些前后軸載荷嚴(yán)重分配不均的汽車時(shí)應(yīng)特別注意， 能滿足要求的才能 裝載使用。 （3） 安置汽車和使用舉升機(jī)均應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。 （4） 舉升汽車時(shí)，車內(nèi)不得有人。舉升機(jī)升降和使用時(shí)，顧客和無關(guān)人員 應(yīng)遠(yuǎn)離舉升機(jī)。 （5） 舉升機(jī)區(qū)域內(nèi)不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。 （6） 當(dāng)汽車駛上舉升機(jī)前，應(yīng)清除通道，不得駛過或撞擊舉升臂，連接器， 車軸支撐器等，以防損壞舉升機(jī)或汽車。 （7） 在舉升機(jī)上承載汽車時(shí)應(yīng)仔細(xì)操作。將舉升機(jī)的支撐器安置到汽車制 造廠推薦的舉升機(jī)逞力接觸點(diǎn)。只有當(dāng)支撐器與汽車上的承力點(diǎn)接觸嚴(yán)密后才能 將舉升機(jī)升

24、起；對(duì)其接觸的嚴(yán)密性進(jìn)行認(rèn)真檢查后，才能將汽車舉升到需要的工 作高度。 （8） 要注意某些汽車上的零部件由于移動(dòng)或安裝位置的不同會(huì)引起重心的 急劇變化，從而導(dǎo)致舉升汽車時(shí)的不穩(wěn)定。 （9）舉升機(jī)降下前，應(yīng)將汽車下面的工具箱，臺(tái)架及其它設(shè)備全部移開 要降下舉升機(jī)前，還必須松開鎖緊裝置。 1.4設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1.（ 1 ）設(shè)計(jì)一臺(tái)能承受2噸的轎車剪式舉升機(jī)。 （2） 選用材料并設(shè)計(jì)剪式舉升機(jī)結(jié)構(gòu)及布置形式。 （3） 設(shè)計(jì)油缸的尺寸。 （4） 關(guān)鍵部位計(jì)算校核。 （5） 繪制工程圖：繪制總裝圖。 （6） 編寫設(shè)計(jì)說明書。 2從功能考慮人員，使用操作方便，安裝方便的條件下，盡量簡

25、化結(jié)構(gòu)，降低 成本。 3的設(shè)計(jì)應(yīng)保證系統(tǒng)安全可靠，功能及工作原理清晰，結(jié)構(gòu)簡單。 4在安裝，操作，維修人員的前提下滿足各種功能，努力減少零件的數(shù)量。 第2章 剪式舉升機(jī)受力分析 2.1剪式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 在剪式舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，首先要考慮零件幾何升油缸與底座平臺(tái)之間的關(guān)系，以避 免干擾。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)應(yīng)使幾種不同的方案，然后選擇一種好的。 剪刀式升降機(jī)構(gòu)的升降平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，其力學(xué)性能對(duì)系統(tǒng)的性能有直 接的影響。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)這部分的如果力提升機(jī)制進(jìn)行了分析和計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇 合適的材料。 起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算方案后才能確定。在液壓缸的位置設(shè)置幾個(gè)方案不同，原因是組織 剪

26、叉液壓缸布置中對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的影響 方案一：液壓缸尾端與剪叉臂固定支點(diǎn)異側(cè)，如圖 1 方案二：液壓缸尾端與剪叉臂固定支點(diǎn)同側(cè)，如圖 2 方案三：液壓缸尾端與剪叉臂支點(diǎn)在同側(cè)（長行程），如圖3 I _ 1 三種方案優(yōu)劣分析： 方案一：這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程短，表在較大范圍的場合適用的電梯 在較小的高度存在的問題是折疊剪刀機(jī)構(gòu)的要求后，在液壓缸推力的情況下將大大增 加。液壓缸和在有限的情況下的最大工作壓力，這將使液壓缸直徑的增大而增大，即使 在折疊后剪叉機(jī)構(gòu)布置困難。 方案二：液壓缸安裝在右側(cè)的剪叉機(jī)構(gòu)，使活塞推力液壓缸液壓缸可以減少，小直 徑的選擇，

27、有利于液壓缸的布局是剪叉機(jī)構(gòu)；帶來的問題是有效的長行程液壓缸，如果 表程不是很大，液壓缸行程的增加是有限的。 方案三：此方案可以看作是中風(fēng)明顯長于一個(gè)或兩個(gè)方案，根據(jù)方案的設(shè)計(jì)參數(shù)， 初步計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在液壓缸的選擇使用這種設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)矛盾，是因?yàn)樾谐梯^大，所以選擇 液壓缸實(shí)現(xiàn)的旅行必須有更大的直徑，孔越大推力。 基于以上分析，我們可以找到最適合的設(shè)計(jì)選擇方案三。 2.2雙剪式舉升機(jī)的位置參數(shù)計(jì)算 由圖2-2可知 圖2-2位置參數(shù)示意圖 H CL(1 cos2 )1/2 l l (1) cos (T2 C2 I2) 2TC

28、 上式中: H――任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度; C――任意位置時(shí)鉸接點(diǎn)F到液壓鉸接點(diǎn)G的距離; L 支撐桿的長度； I――支撐桿固定鉸支點(diǎn) A到鉸接點(diǎn)F的距離; T――機(jī)架長度（A到G點(diǎn)的距離）； ——活塞桿與水平線的夾角。 以下相同 將（2）式代入（1 ）式，并整理得 2 2 2 2TC ,T C I .2,1/2 ( )]0 設(shè) C/Co, H /Ho,代入（3）式得 Ho Co f[l J2 ,)2 L]1/2 o 2T Co 在（4）式中， Ho ――升降平臺(tái)的初

29、始高度； Co 液壓缸初始長度。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算: 圖中，V是F點(diǎn)的絕對(duì)速度； V是B點(diǎn)絕對(duì)速度；1是AB支撐桿的速度; Vi是液壓缸活塞平均相對(duì)速度；V2是升降平臺(tái)升降速度。由圖2-3可知: Vf il, Vi Vf sin( ) ilsin( ), Vb V丄 l sin( ) V2 VB cos ML cos l sin( (5) V2 L cos Vi l sin( ) 在（5）式中， V1 ――液壓缸活塞平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度; V2 ――升降平臺(tái)升降速度； ――支撐桿與水平線的

30、夾角。 以下相同。 2.3雙剪式舉升機(jī)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 圖2-4動(dòng)力參數(shù)示意圖 圖中，P是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q是升降平臺(tái)所承受的重力載荷。通 過分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí) p Q [ L cos Isi n( )[ 2 fb tan 升降平臺(tái)下降時(shí) Q L cos P Isi n( )[ 2 fb tan cos f sin L cos b fb tan b 2 2 )( cos f sin cos cos f sin 、/ L cos b fb tan b ( )] 2 co

31、s f sin cos)] （2 （6）、（7）式中, P――液壓缸作用于活塞桿的推力； Q――升降平臺(tái)所承受的重力載荷; f 滾動(dòng)摩擦系數(shù); b——載荷Q的作用線到上平板左鉸支點(diǎn) M的水平距離 由于滾動(dòng)輪與導(dǎo)向槽之間為滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)很?。╢=0.01 ），為簡化計(jì)算，或 忽略不計(jì)，由（6 ）、（ 7）式簡化為: (8) P L cos Q l sin( 2.4剪式舉升機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)注意問題 由式（5 ）和（8）可知：當(dāng) 、 增大時(shí)，3V值隨之減小；當(dāng) 、 減小時(shí)， P/Q值隨之增大。在確定整體結(jié)構(gòu)值減?。划?dāng) 、 減小，P / Q值增大，在液壓缸行 程的情況不變，

32、升降平臺(tái)升降行程將減少；相反，它會(huì)使液壓缸的行程應(yīng)力增加。在設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素和兩升降行程液壓缸的力。在滿足升降行程、初始大小選擇整體結(jié)構(gòu) 的前提下、 高價(jià)值。但在AB支持桿的整個(gè)機(jī)制是對(duì)主要的受力桿，承受的最大彎 矩，所以應(yīng)該檢查的強(qiáng)度。 2.5液壓缸布置方式分析 分析簡單論述了兩鉸剪叉式液壓升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的區(qū)別與其他兩家機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)， 在 實(shí)際應(yīng)用中存在的，但考慮到各方面的條件，如基本的單作用液壓缸，雙鉸接連接，雙 支撐桿，升降平臺(tái)不同樣的上述變化，將進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。根據(jù)文獻(xiàn)記載，“甘肅 大學(xué)”在液壓缸驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和一章剪機(jī)理分析動(dòng)力學(xué)雜志，可以固定樞軸油缸下支點(diǎn) 和同側(cè)剪機(jī)構(gòu)，

33、如圖2-5所示。這種安排的好處是液壓缸的有效行程短，這在臺(tái)的升降 范圍適用于大的場合。問題是小的條件下的高度 h后剪機(jī)構(gòu)減少（即角較?。?，所需的 液壓缸推力將大大增加。液壓缸和在有限的情況下的最大工作壓力，這將使液壓缸直徑 增大，液壓缸可采用兩直徑較小而不是一個(gè)大直徑的液壓缸。液壓缸安裝在右當(dāng)活塞速 度液壓缸安裝在左側(cè)高，與液壓缸的液壓缸活塞推力減小，可以選擇較小的直徑，有利 于在剪刀機(jī)構(gòu)液壓缸的布局，但帶來的長行程液壓缸的問題是有效的，如果表升降幅度 不大，提高液壓缸的行程是有限的 1 桿7 桿1 圖2-5 液壓缸布置在左側(cè) 考慮到上述提升方案的高度達(dá)不到要求，所以增加支撐桿的

34、數(shù)量，剪刀式升降副表 的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。 i 號(hào) 1 : 圖2-6 整體機(jī)械結(jié)構(gòu) 首先我們就要計(jì)算一下這樣的設(shè)計(jì)方案所采用的液壓缸的各項(xiàng)參數(shù)， 然后再根據(jù)已 求得的各項(xiàng)參數(shù)來具體確定一下此方案是否合理。 下面按照本設(shè)計(jì)的基本要求，進(jìn)一步選擇合適的布置方案。為了使舉升機(jī)使用范圍 廣泛，載荷更具有代表性，本設(shè)計(jì)首先建立了一個(gè)轎車模型，它的有關(guān)參數(shù)是：車自重 1.5t，寬1.8m，高1.4m，軸距2.8m。在載荷方面沒有超出允許的范圍內(nèi)，是可以采 用該方案的。為了工作安全起見，要求舉升機(jī)在各高度上工作時(shí)都應(yīng)自鎖，完工后可原 速或緩速下降，

35、在空載時(shí)也可實(shí)現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會(huì)探討到。 為了便于維修人員在升降臺(tái)底部維修，不僅要在升降高度方面要加以合理化，還要留有 維修人員站立維修的位置。為此，可以選擇采用雙升降臺(tái)同步舉升并采用共同底板的方 式以滿足要求，此布置方案需要兩個(gè)液壓缸，16根支撐桿舉升。為了增強(qiáng)其安全可靠 性，可以設(shè)其總承載量為 W總2t 1000 9.8 19600N，則平均每個(gè)升降臺(tái)的承載量為 W W總/2 9800N。由于這樣平均每個(gè)液壓缸承受的臺(tái)面載荷僅為 9800N，所以采用 左側(cè)布置液壓缸是完全可以的。 第3章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1明確設(shè)計(jì)要求及制定方案 在確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基

36、本情況，然后制定一個(gè)基本方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求。下面的列表升 降平臺(tái)的一些基本的設(shè)計(jì)要求： （1） 主機(jī)的概況：主要用于國內(nèi)重型設(shè)備吊裝，維修方便，占地面積小，適用于戶外， 整體布局簡單； （2） 主要完成升降動(dòng)作重，任何高度停止，速度慢，液壓沖擊??；最大載重量為 2t， 采用雙液壓缸控制連接組合支撐桿機(jī)構(gòu)的上升和下降。最大起升高度略大于身高； （3） 良好的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性； （4 ）手動(dòng)控制，按鈕啟動(dòng)電梯控制； （5） 工作環(huán)境要求：不在沙地，板磚板地面堅(jiān)實(shí)的地面操作； （6） 不工作在斜坡或坑洼地面，不要在外面過冷操作； （7 ）性能可靠，成本低，移動(dòng)方便，沒有其他的輔助功能和特

37、殊功能。 以下根據(jù)設(shè)計(jì)的基本要求，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步的方案選擇。為了使一個(gè)廣泛使用的提升 機(jī)，負(fù)荷更具代表性，選擇多數(shù)汽車的平均參數(shù)，相關(guān)參數(shù)：整車重量： 1.8T，寬度有 1.42m，高1.4m，軸距2.4m。為了便于在升降平臺(tái)底部的維修人員維修，不僅在起升 高度是合理的，也節(jié)約了維修人員的維修站的位置。因此，可以選擇采用雙升降平臺(tái)同 步升降和普通地板風(fēng)格來滿足使用要求， 本方案需要兩液壓缸。為了增強(qiáng)其安全可靠性， 可以設(shè)其總承載量為 W總=2 1000 9.8=19600N，則平均每個(gè)升降臺(tái)的承載量為 W W總/2=9800 N。這樣平均每個(gè)液壓缸承受的臺(tái)面載荷僅為 9800 N。

38、 3.2確定液壓系統(tǒng)參數(shù) 液壓系統(tǒng)的壓力和流量的主要參數(shù)，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，液壓元件的選擇主要依 據(jù)。壓力是由負(fù)載決定的，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。 321載荷的組成與計(jì)算 首先，需要確定在最大工作壓力時(shí)，液壓缸的位置，通過以上討論，當(dāng)液壓缸和最 小值地角度，即支撐桿與地面角度是最小的，在最大工作壓力狀態(tài)下的液壓缸。根據(jù) 2.4m，將支撐桿選擇2.1m/根長度，共16根。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時(shí)（設(shè)此時(shí)支 撐桿與地面夾角 =°） 0=5，根據(jù)公式： 1 1 a =tan 1 tan ，得 0 9.9 1 a 現(xiàn)在一個(gè)值或一個(gè)未知量，考慮到活塞桿的鉸接點(diǎn)和一個(gè)

39、不太接近兩鉸點(diǎn)吧 B支撐 桿，否則將在兩鉸接頭的應(yīng)力集中產(chǎn)生大，導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度的降低。因此，應(yīng)選 a 1/3比 較合適。這時(shí)將a 1/3代入活塞桿推力與臺(tái)面載荷重量關(guān)系式： 6cos P W， tan 2tan ，可得P 11.6W，當(dāng)平臺(tái)處于最低位置 sin 3si n F面就根據(jù)載荷 ° 5 時(shí)，液壓缸載荷 P最大，P=11.6W=11.6 9800N=113680N 來選取合適的液壓缸 圖3-2 液壓缸 上圖顯示液壓缸的計(jì)算簡圖為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)原理圖。有關(guān)參數(shù)的圖形表示， 其中Fw活塞桿上的工作負(fù)荷，F(xiàn)f是活塞與氣缸壁和活塞桿與導(dǎo)向套之間的

40、密封性。 (1 )工作載荷Fw 常見的工作負(fù)載的重力，切削力，作用在擠壓壓力活塞桿軸，在力的方向運(yùn)動(dòng)，活 塞同樣是負(fù)面的方向，相反的是。在實(shí)際工作過程中，由于負(fù)載量較大，活塞的重力可 以忽略不計(jì)，切削力、擠壓力共同構(gòu)成的工作載荷 Fw，在圖3中，F(xiàn)w P。由于本設(shè)計(jì) 按最大載荷量定為2噸來計(jì)算，所以每個(gè)液壓缸Fw P 113680N (2)導(dǎo)軌摩擦載荷Ff Ff f G FRn Ffs 0.2 1000 9.8N 1960N Ffa 0.1 1000 9.8N 980N (3)慣性載荷Fa Fa ma， a 式中： v—速度變化量 t —啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，一般機(jī)械

41、=0.01~0.5 s，對(duì)輕度載荷低速運(yùn)動(dòng)部件取 最小值，對(duì)重載荷高速部件取大值，行走機(jī)械一般取 0.5~1.5s ； 0.6s， 則a t 0.16 0.6 0.27m/s2 F， 即 270 116890N Ffa Fw 980 113680 114660N a —加速度 初定速度變化量 v 0.16m/s , t Fa ma 2t/2 0.27 270N。 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外負(fù)載 F Fw Ff Fa 113680 1960 980 工作臺(tái)上升、下降時(shí)的外負(fù)載均為 F 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇應(yīng)遵循系統(tǒng)壓力的大

42、小，根據(jù)負(fù)載的大小和類型的設(shè)備。也考慮了裝 配空間，對(duì)經(jīng)濟(jì)條件和零部件供應(yīng)的限制執(zhí)行元件。在負(fù)載的情況下是恒定的，工作壓 力低，勢必增加執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備，大小必須受到限制，看到的也不是 很經(jīng)濟(jì)的材料消耗；另一方面，壓力選得太高，泵，氣缸，閥門和其他部件的材料，密 封，制造精度要求很高，必須提高設(shè)備成本。一般來說，對(duì)于一個(gè)固定的尺寸不太受限 的設(shè)備，壓力低的隨意一些，有些高壓機(jī)械行走重型設(shè)備的選擇。按下表初步選取 p-i 15MPa。 表3-1常用機(jī)械的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程 機(jī)械建筑 機(jī)械 液壓機(jī)大 中型挖掘 重型機(jī)械 磨床 組合機(jī)床

43、龍門刨床 拉床 工作壓力 0.8~0.2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32  MPa 323液壓缸設(shè)計(jì) (1 )液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見圖3-3所示: 圖3-3液壓缸設(shè)計(jì)參數(shù) 由圖可知: D2Pi F D2 d2 p2 Ffc 4 4 D2 4 F Ffc Pi D2 d2 P2 Pi 式中：Ai - D2 —無桿腔活塞有效工作面積 4 A2 D2 d2 —有桿腔活塞有效工作面積; 4 Pi —液壓缸工作腔壓力 P2 —液壓缸回油腔壓力，初

44、算時(shí)無法準(zhǔn)確計(jì)算，一般可以按表 3-2估算; D —活塞直徑 d —活塞桿直徑 F —工作循環(huán)中最大的外負(fù)載 Ffc —液壓缸密封處摩擦力，它的精確值不易求得，常用液壓缸的機(jī)械效率 表3-2執(zhí)行元件背壓的估算值 系統(tǒng)類型 背壓力P2 中低壓系統(tǒng)0~8 MPa 簡單系統(tǒng)和一般的調(diào)速系統(tǒng) 0.2~0.5 回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 0.5~0.8 回油路帶背壓閥 0.5~1.5 采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.8~1.5 中高壓系統(tǒng)〉8~16 MPa 同上 比中低壓高50%~100% 高壓系統(tǒng)〉16~32 MPa 如鍛壓機(jī)械等 可忽略不計(jì) cm 進(jìn)行估

45、算 F Ffc cm 式中：cm —液壓缸的機(jī)械效率，一般 cm 0.9 ~ 0.97 所以，液壓缸在工作中的最大外負(fù)載為 F Fw cm 113680 0.95 119663N 在這里取背壓力值P2 3MPa。 在本設(shè)計(jì)中，液壓缸中不存在緊張狀態(tài)，所以只考慮充氣壓力。用公式需事先確定 A與A的關(guān)系，或是活塞桿徑d與活塞直徑D的關(guān)系，令桿徑比 d/D，其比值可 按表3-3選取。 表3-3液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系 工作壓力MPa <5.0 5.0~7.0 >7.0 d/D 0.5~0.53 0.62~0.7 0.7 這里選取d/D

46、 0.7 由以上各式可得： D d D 4 119663 m 3.14 1 5 1 06 0.95 1 3 1 0.72 15 109mm 則可以求出d=0.7D 0.7 109mm=76.3mm ，液壓缸的直徑D和活塞桿直徑D值計(jì) 算根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的圓度在國家標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)技術(shù)手冊規(guī)格表工程機(jī)械液壓缸可以選 擇循環(huán)參數(shù)全缸活塞桿直徑： 100mm ，70mm。根據(jù)工人的最低到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的計(jì) 算液壓缸的速度，由式Amin qmin vmin 式中qmin ――流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得; 可得A 3 0.5 10

47、 9.6 102 cm2 2 0.52cm 液壓缸的最低速度，由設(shè)計(jì)要求給定; 式中qmin是通過產(chǎn)品抽樣檢查力士樂系列穩(wěn)定流量調(diào)速閥的最小為 0.5L/min 在本方案中，調(diào)節(jié)閥安裝在液壓缸的進(jìn)油路上，所以節(jié)流腔的有效工作面積應(yīng)選擇 實(shí)際面積液壓缸無桿腔，即A D2 102 78.5cm2，可見上述不等式可以滿足液壓 4 4 缸，可以達(dá)到所要求的速度。 (2 )計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量 2 2 q上升= D v上升= 0.1 9.6=75 L / min 4 4 9.6=38L/min 2 2 2 2 q 下降= D d v 下降= 0.1 0.

48、07 4 4 確定液壓泵的參數(shù) (1) 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp P1 p 式中p1 液壓缸最大工作壓力 P ——從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總線的損失， 初步計(jì)算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù) 據(jù)選?。汗苈泛唵?，速度不是0.2 ~ 0.5MPa管路復(fù)雜，達(dá)到0.5 ~調(diào)速閥；帶進(jìn)油，在 這里，拿下。 則 pp p1 p 15 0.5 MPa 15.5MPa (2) 確定液壓泵的流量qp TP Kl q max 式中qp —液壓泵的最大流量； q max――同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥 正在工作，尚需加溢流閥的最小溢流量 2~3L/mi n ； Kl

49、——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 Kl 1.1 ~1.3，現(xiàn)取Kl 1.2。 qp Kl q max 1.2 2 75 180L/min (3) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的Pp和qp再查閱有關(guān)手冊，現(xiàn)選用CB-Q型齒輪泵，具體如下: 表3-4 CB-Q 型齒輪泵相關(guān)參數(shù) 型號(hào) 排量 壓力 轉(zhuǎn)速 特點(diǎn) 生產(chǎn)廠 ml/r 額定 最高 額定 最高 CB-Q 型 20~63 20 25 2000 3000 鋁合金 殼體，可 作雙聯(lián) 泵 合肥液 壓件廠 (4)選定電動(dòng)機(jī) 根據(jù)功率相同的條件下兩上升和下降，其作為一個(gè)大的電機(jī)選擇規(guī)范的價(jià)值基礎(chǔ)。 式中

50、 0.6 ~ 0.7，還應(yīng)該指出，為了使電機(jī)的選擇在通過泵的流量特性曲線在最大功 率點(diǎn)個(gè)不停，需要檢查，即 PbQp 2Pn 式中Pn——所選電動(dòng)機(jī)的額定功率; Pb 齒輪泵的最大壓力； qp――壓力為Pb時(shí)，泵的輸出流量。 計(jì)算上升時(shí)的功率，上升時(shí)的外負(fù)載為114660N，由上式可得 Ppq上升 15.5 150 匸 P = =55 KW 60 0.7 15 5 76 下降時(shí)的功率為P —— >=28KW，檢查電機(jī)的產(chǎn)品樣本，選擇的y200l2-2型電 60 0.7 動(dòng)機(jī)，額定功率56kW，2950r / min的經(jīng)驗(yàn)額定速度，所選的電機(jī)滿足3-

51、1能正常工作， 拐點(diǎn)。 3.3液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 缸體 (1) 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 內(nèi)直徑D和壁厚液壓缸的比D/ >10稱為薄壁圓筒。從液壓缸起重運(yùn)輸機(jī)械和工 程機(jī)械，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁筒機(jī)構(gòu)，壁厚計(jì)算公式的薄壁圓筒 PyD 2 式中——液壓缸壁厚； D 液壓缸內(nèi)徑； py――試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25~1.5 )倍； ――缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼： =110~120MPa ;鑄鋼： =100~110MPa ;無縫鋼管： =100~110MPa ;高強(qiáng)度鑄鐵： =60MPa ； 灰鑄鐵： =25MPa。 根

52、據(jù)上式，可得 16.8 1.25 0.1 10mm，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，取 10mm 。 2 100 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑 D1為D1 D 2，取D1=120mm。 (2 )液壓缸工作行程的確定 當(dāng)平臺(tái)處于最低位置 0 5時(shí)，此時(shí)活塞桿應(yīng)處于完全收縮狀態(tài)， 液壓缸的長度為 最小值 dmin， dmin .a2 L? 2aLcos2 1416mm，平臺(tái)的高度 h 2Lsin 2 2100 sin5 366mm。 再計(jì)算一下平臺(tái)上升的最大高度，這里設(shè)上升至最大高度的 30，計(jì)算得出最 大高度H=2.1m。此時(shí)活塞桿伸長至dmin a2 L2 2aLcos2 1852mm。

53、當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時(shí)，液壓缸的長度就等于 dmin，選定液壓缸長度為 1416mm。計(jì)算其行程：s dmax dmin 1852-1416mm=436mm ，查表取 500mm 。 (3)缸蓋厚度的確定 般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩公示進(jìn)行近似計(jì)算 無孔時(shí): 有孔時(shí): 式中t ——缸蓋有效厚度; D2——缸蓋止口內(nèi)徑; d0 缸蓋孔的直徑。 將 D2=120mm ，d°= 80mm ，Py=16.8MPa， =100MPa 帶入以上各式，得 前缸蓋 t >37mm，后缸蓋 t >21mm。 (4) 最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿延伸

54、，是從活塞導(dǎo)向軸承氣缸蓋表面滑動(dòng)軸承表面的距離 H的中點(diǎn)的中點(diǎn) 的最小長度，如圖3-4所示。在一般的液壓缸，指導(dǎo)H的最小長度應(yīng)滿足的要求 L D 20 2 式中L 液壓缸的最大行程; D 液壓缸的內(nèi)徑 K 圖3-4液壓缸的導(dǎo)向長度 活塞的寬度B—般取B= (0.6 ~ 1.0) D ;缸蓋滑動(dòng)支承面的長度h，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D而定； 當(dāng)D v80mm 時(shí)，取 h= (0.6 ?1.0) D; 當(dāng)D >80mm 時(shí)，取 h= (0.6 ~ 1.0) d。 將L=500mm ， D=100mm 帶入上式，得 H >75mm ， B=0.6 100mm=60mm 。

55、 為了保證指導(dǎo)H的最小長度，如果L和B的過度增加是不合適的，必要時(shí)，可增加隔 套K增加氣缸和活塞之間的H值。 (5) 缸體長度的確定 液壓缸內(nèi)的長度和寬度相等的行程應(yīng)與活塞的活塞。 圓筒形的長度也必須考慮兩個(gè) 端蓋的厚度。20~30次液壓缸長度應(yīng)小于其直徑。 (6) 缸體與缸蓋的連接形式 采用外半環(huán)連接，其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)較簡單，加工裝配方便 。 ⑺缸體的材料(45鋼) 該液壓缸缸體的常用材料是20 , 35, 45，無縫鋼管，灰鑄鐵，球墨鑄鐵，鑄鋼等。 因?yàn)?0鋼的力學(xué)性能略低，不能淬火和回火，較少應(yīng)用。當(dāng)氣缸的缸底，缸頭，管接頭 或耳軸件需要焊接，焊接后應(yīng)進(jìn)行淬火和回火性能相對(duì)較好

56、的35鋼，粗加工。正常情況 下，采用45鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)241~285hbw 。 活塞 (1) 活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu) 用螺釘連接，結(jié)構(gòu)簡單，易于在工作條件下的振動(dòng)是松散的，必須和鎖定裝置配套 使用，更多的應(yīng)用。 (2) 活塞的密封 密封結(jié)構(gòu)的活塞和氣缸，與工作壓力，環(huán)境溫度，對(duì)不同條件和不同的介質(zhì)。結(jié)合 本設(shè)計(jì)的要求，使用合適的0型密封。 (3) 活塞的材料 液壓缸的活塞材料常用的耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼，鋁合金，這里采用 45鋼。 活塞桿 (1) 端部結(jié)構(gòu) 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋，內(nèi)螺紋，單耳環(huán)，耳環(huán)，各種形式的雙球頭銷，等。 根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，以便于拆卸和維修，可以選擇單耳

57、環(huán)結(jié)構(gòu)。 (2) 活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿為空心和實(shí)心兩，35，實(shí)心活塞桿材料45鋼；35為空心活塞桿材料，45無 縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用 45鋼。 334活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 (1)導(dǎo)向套 導(dǎo)向方式 備注說明 缸蓋導(dǎo)向 減少零件輸了，裝配簡單，磨損相對(duì)較快 導(dǎo)向套導(dǎo)向 管通導(dǎo)向套 可利用壓力油潤滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài) 可拆導(dǎo)向套 容易拆卸，便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場合 球面導(dǎo)向套 導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻 由于本設(shè)計(jì)是提升機(jī)，主要用于汽車修理，在液壓缸伸縮號(hào)的工作過程是比較小的, 所以磨損程度比較小。為了減

58、少零件數(shù)量，導(dǎo)軌可降低使用成本的頭部方向。 活塞桿密封和防塵：仍有使用0型密封圈，薄鋼片組合防塵圈材料的選擇，具有防 塵圈與活塞桿可以根據(jù)H9/F9選擇。 3.4液壓系統(tǒng)簡述 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。 各回路相互組合時(shí) 去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。 要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。 為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)有必要的監(jiān)測元件， 如壓力表，溫度計(jì)等。 在設(shè)計(jì)中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保 證主機(jī)連續(xù)工作。 各液壓元件采用國產(chǎn)標(biāo)

59、準(zhǔn)件，在圖中按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位 置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 在系統(tǒng)圖中注明了各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作、 各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵 的代號(hào)，并附有相關(guān)說明。 首先考慮，在升降臺(tái)回落時(shí)，可以有兩種驅(qū)動(dòng)方式，一是采用液壓缸加壓回落，這 種方式一般是在液壓缸平放，而且活塞桿一端在回落時(shí)沒有施加外力的情況下采用；另 一種是由活塞桿的自重和一端施加的外力使液壓缸回油，活塞桿回落。在這里我們采用 第二種方式，可以省去很多功率，略去很多的機(jī)械設(shè)備，符合我們的設(shè)計(jì)原則。其次， 由于采用柱塞式液壓缸在下降時(shí)依靠本身的重量，在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)過升降機(jī)處

60、于 某個(gè)位置時(shí)，向上或向下漂移的現(xiàn)象。 由于液壓升降臺(tái)的荷重較大，慣性也較大，為使臺(tái)板升降平穩(wěn)安全，系統(tǒng)主要有以下 特點(diǎn)： 1） 為防止臺(tái)板載荷重物下移，系統(tǒng)采用密封性良好的液控單向閥自鎖； 2） 為使重物能平穩(wěn)下降，采用單向調(diào)速閥調(diào)速，噪聲更??； 3） 系統(tǒng)不動(dòng)作時(shí)，直接卸載，節(jié)約能耗； 4） 為使升降臺(tái)結(jié)構(gòu)更緊湊，采用便于安裝和維護(hù)的疊加元件，液壓系統(tǒng)元件統(tǒng)一布 置在液壓站內(nèi)； 5） 為防止臺(tái)板在工作中意外安全事故的發(fā)生，系統(tǒng)采用了管道破裂保護(hù)閥安裝在 缸下腔進(jìn)油口接頭上，一旦管路或其他部分發(fā)生管道突然爆破、接頭松動(dòng)、泄壓或臺(tái)板 出現(xiàn)異常失控超速下墜時(shí)，它能根據(jù)壓差自動(dòng)切斷油路

61、，防止發(fā)生墜落事故，保護(hù)設(shè)備 和人身安全； 另外，在電氣控制上，在升降平臺(tái)下緣設(shè)置限位開關(guān)，臺(tái)板上升時(shí)，一旦升至所限定 的最大高度，限位開關(guān)發(fā)出電信號(hào)，強(qiáng)制系統(tǒng)卸載以確保臺(tái)板上升到合適的高度。 第4章 臺(tái)板與叉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 上壓板位于升降平臺(tái)，是支撐件的一部分。車可以停在固定臺(tái)板升降平臺(tái)是起著關(guān) 鍵的作用。維修工作之前必須先到壓板。這里需要說明的是模板不是一個(gè)簡單的板，但 下面的幻燈片，因?yàn)榛喩蹬_(tái)叉臂，導(dǎo)軌的作用是使滑輪在滑道上來回滑動(dòng)，升降臺(tái) 的升降動(dòng)作完成。底板下。根據(jù)以上汽車大小的參數(shù)，確定長度 4000mm，臺(tái)板寬度 450mm，材料用熱軋鋼板。 叉桿的升降機(jī)構(gòu)的主要組

62、成部分，是主力。設(shè)計(jì)的成功與否關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的成功 或失敗的選擇，45鋼，熱軋鋼板。叉桿的形狀圖如圖 4-2所示。 圖4-1叉桿的外形圖 4.1確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料和尺寸 1.對(duì)支撐叉桿進(jìn)行受力分析 首先定義每根桿的名稱編號(hào)，如圖 4-2 :  圖4-2支撐叉桿受力分析圖 活動(dòng)鉸鏈3桿，4桿除了摩擦沒有其他外力水平方向，可以忽略不計(jì)，現(xiàn)在只考慮 垂直方向上的應(yīng)力。通過對(duì)桿受力分析如圖 3: 計(jì)算其最大彎矩及軸向力: 經(jīng)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺(tái)處于最低位置, 5°時(shí)，所受彎矩最大，如圖。 Mmax W cos 2 l 當(dāng)升降臺(tái)處于最高位置,

63、30°時(shí)，軸向力最大，如圖 —CG5 0； 2 CO5CC 4 ■i 2 2 W COS , 22 l 2562.7Nm 8 W . —stria 4 N D' B Wsin 1225N， NBA' 4 1225 N （正值為拉力，負(fù)值為壓力）。 桿4受力情況同桿3。 F面再分析一下桿1,對(duì)桿1作受力分析，如圖 對(duì)D點(diǎn)做力矩分析：FAjsin W1 4 )，可得Fax = -110.1N 。 計(jì)算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來分析: .—si

64、n(ix +&) A B d 1 1 護(hù) 1 F, sinoc 十一&Q3口 W —COSQ 比1 4 2 根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下: 圖4-4桿1彎矩圖 由此圖可知，桿1的最大彎矩在C點(diǎn)。經(jīng)計(jì)算當(dāng) 5°時(shí)，Rc有最大值，即擁有最 大彎矩，同樣此時(shí)也擁有最大的軸向力。首先將 5°，W=9800N ，P=13.3W (P與 A B 1 D ‘2⑻」 i 也 c II f- 眄1 \46Y5.4 7302.9 W的關(guān)系值根據(jù)上述的公式P 21 cos a sin( ) lsin( W求得）代入以上各式, 求得的 值如下圖

65、: 2 1 則嘰x (3RA 6RB)l 5112Nm。 計(jì)算軸向力，同樣將桿1的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖: 經(jīng)分析計(jì)算，CD段受到的軸向壓縮力最大，Tcd 54929N。由于最大彎矩3和桿 4和最大軸力的桿只是計(jì)算值低于票面 1，所以錯(cuò)桿3桿4計(jì)算工作應(yīng)力。工作桿1的 應(yīng)力條件計(jì)算，叉桿的橫截面積=bh，如圖: 則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為 6 maxbh2 NC 5112 6 54929h A bh2 [],[] 其中， 一一叉桿實(shí)際工作應(yīng)力 []――材料許用應(yīng)力， s ――材料的極限應(yīng)力，對(duì)于 45號(hào)鋼，為340Mpa n――安全系

66、數(shù)，一般為大于1的值，這里取n=2 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選h=0.1m。 這種類型可以看出，彎矩應(yīng)力 明顯比軸向力，因此在計(jì)算應(yīng)根據(jù)最大彎矩計(jì)算的 主要對(duì)象。操作桿1的最大應(yīng)力。C1桿截面最大彎矩，認(rèn)為應(yīng)力 C部分具有最大的工 作。我們遵循的最大工作壓力來選擇合適的節(jié)叉桿。 h = 0.1m 替代型： 最大工作應(yīng)力 36165 170MPa b 21.3mm。這里取b 25mm，即叉桿的橫 0.01b 截面為 h b 100 25 mm2。 4.2橫軸的選取 選擇一套連接在水平軸的活塞桿端，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)布局確定橫向長度 220mm，因 為它是一個(gè)單耳環(huán)連接，CD=50的內(nèi)徑，軸的直徑是50mm，但考慮到兩人在相對(duì)滑 動(dòng)的需要，應(yīng)使水平直徑大于 50mm略小，D=48mm。單耳環(huán)寬度值EW=60mm。 連接到擴(kuò)展處理的橫孔，叉桿，使兩個(gè)適當(dāng)?shù)慕佑|面積，減少彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。因此 根據(jù)下面的橫向應(yīng)力分析: P是 均勻分布的，分布距離為60mm，故集度為：q噬1.89 10鈿川，截面°上 的最大彎矩為M RA 0.08 q 0.03 四 3696.7Nm，截