双柱液压汽车举升机设计.docx

双柱液压汽车举升机设计.docx

《双柱液压汽车举升机设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双柱液压汽车举升机设计.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

双柱液压汽车举升机设计

双柱液压汽车举升机设计

摘要

本次设计主要内容是：

在收集原始资料的基础上根据目前市场上常用举升机的结构特点制定了举升机结构的设计方案，确定了举升装置、立柱、支撑机构、平衡机构和保险机构的设计方案，在此基础上进行举升机的强度计算及验算，对托臂的强度进行校核。

动力单元采用单液压缸驱动，又对液压缸活塞杆进行强度校核。

此举升机结构采用双柱托举接触车架式，钢丝绳实现双柱同步举升。

最大举升质量2000公斤，最大举升高度1800毫米，符合汽车举升机国家安全标准。

它广泛用于轿车等小型车的维修和保养，是一种把整车举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。

关键词：

双柱托举，同步举升，举升设备

Designofdoublestruthydrauliccarlift

ABSTRACT

Themainelementsofdesignare:

thecollectionofrawdatabasedonthecommonmarketinaccordancewiththestructuralcharacteristicsofliftLifthasdevelopedthedesignofthestructureoftheprogramtodeterminetheliftingdevice,post,supportagencies,institutionsandinsurancebalanceDesignprogram,inthisbasedonthecalculationofliftandchecktheintensityofcaretocheckthestrengthofarm.Powerunitdrivesasinglehydrauliccylinderandpistonrodhydrauliccylinderstocheckforstrength.Usingthetwo-pillarstructureoftheliftaccesstocarframelifts,wireropeliftingtheachievementofdoublesynchronization.Thequalityofthelargestlifting2000kilograms,maximumliftingheightof1,800mm,inlinewithnationalsafetystandardsforcarlift.Itiswidelyusedincarsandsmallcarsrepairsandmaintenance,isavehicletogiverisetoacertainheightforthevehiclemaintenanceandsafetyinspectionequipmentmaintenanceoperations.

KEYWORDS:

 2posthoist, liftinginsamestep, liftingequipment

目　录

前　言

随着工业社会的飞速发展，我国的汽车产业也得到了前所未有的壮大。

国产车辆和进口车辆的增加，人民生活水平的提高都使汽车的普及程度日趋加大。

举升机在汽车维修养护中发挥着至关重要的作用，无论整车大修，还是小修保养，都离不开它。

在规模各异的维修养护企业中，无论是维修多种车型的综合类修理厂，还是经营范围单一的街边店（如轮胎店），几乎都配备有举升机。

举升机的重要性和普及性，决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的备。

汽车发明后不久，汽车维修机械师就在想：

"怎样才能够把汽车举升到空中，从而可以在其下面工作？

"举升机的发展史告诉我们，发明第一台自动举升机的灵感来自理发师的椅子，因为它可以快速升降和旋转，以适应于不同身高和胖瘦的顾客。

早期的单柱地基式液压举升机，大大地提高了比它问世还早的千斤顶和台架的功能，这种早期举升机的旋转功能可以在举起汽车以后，将其旋转360°。

也许你经常去的一个汽车维修厂，现在仍然利用这种举升机为客户提供日常的汽车维修服务，这种举升机大多已经工作很长时间了。

随着汽车工业的发展，单柱式举升机设计上的局限性很快就显露出来了。

如果只是在汽车四周进行检测维修工作的话，这种举升机也就足够了，但是这种举升机的起重臂和中央立柱会妨碍进入汽车底部的大部分区域。

针对单柱式举升机的这些局限性，工程师已经提出了很多举升机的设计方案并作了许多改进工作。

现在，举升机的选择范围很大，有地基式、托举式、剪式、平行四边形式、便携式、单柱式、双柱式、四柱式、驱动式、接触车架式、对称式、非对称式、小行程、大升程、队列式以及其它的各种举升机设计方案。

第1章举升机的方案拟定

1.1举升机的基本情况

1.1.1目前市场上常用汽车举升机的结构及特点

目前，市场上销售的举升机主要分类有双柱式、四柱式、无柱式三大类型。

双柱式按传动型式分，又分为机械式和液压式

1、机械式双柱机的工作原理：

是在每根立柱里有一套丝杆螺母传动结构，两套传动之间由藏于底架中的套筒滚子链来传递连接动力，使两根立柱里的托举系统保持同步上升。

设计优良的机械式举升机必须具有以下几种安全保险装置：

（1）要有安全螺母保护系统。

工作螺母磨损失效后靠安全螺母支承托举整个系统，使车辆不致坠落，此时按动启动按钮，举升机应不能正常举升。

但实际使用中，很多修理人员在遇到这情况是不仔细检查，违反操作直接按动接触器强行起动，靠安全螺母来升降，这样安全螺母会很快损坏致使车辆坠落。

为了避免这种情况，市面上某些举升机设计了安全螺母保护系统，如果工作螺母失效，即使按动接触器强行起动，举升机也不会举升，确保安全，避免事故的发生。

（2）要有两边托举系统不同步的保险，比如底架中的链条断裂。

（3）要有上下限位开关和极限开关。

（4）要在托举系统中加锁紧支臂保险，这样举升车辆时，保证支臂不会转动，可以安全可靠的支承车辆。

（5）要选用合格的材料。

由于双柱机的结构特点决定了它的举升臂和立柱承受悬臂和载荷时会产生很大的应力，承力件易于损坏。

所以，设计优良的举升机应注重合理选材，而不能一味地追求轻、薄、小等，为降低成本而不重视产品的使用安全性。

机械式举升机的螺母应选用优质的铜合金材料，市场上有些举升机的螺母采用工程尼龙。

由于工程尼龙的生产工艺及配方控制不够严格，质量也不稳定，而且工程尼龙摩擦受热后变形比铜合金大，摩擦力就会增大，这样会增加传动的阻力，润滑效果也不好，实际使用效果并不理想。

2、液压式举升机分单缸式和双缸式

单缸式举升机的工作原理。

主立柱里的油缸通过主链条带动主滑架，再通过连于主滑架上的链条带动；副立柱里的副滑架同步上升、下降。

它有以下几种安全保险装置：

（1）液压系统过载保护及液压自锁。

（2）机械锁止装置。

（3）链条断裂保护装置。

液压双缸举升机除了上述几种安全保险装置外，还应有两缸同步平衡装置和防止液压管突然爆裂装置，以防油管损坏发生车辆倾翻的情况（这种装置，目前使用较少），如果机械锁止装置失效后也会产生这种情况。

由于机械式举升机存在螺母丝杆等零件较容易磨损，维修保养量大，噪音高等特点。

随着现代液压技术不断进步，国内已能够生产质量过关的液压泵、液压缸、液压阀等关键部件，因此，现在液压式句色怀念国际在数量上已超过了机械式成为主流品种。

3、四柱式举升机基本上都是液压传动式，工作油缸可以放置在两立柱之间的顶部，立柱里边，停车平台里边。

其中油缸放置在停车平台里边的机型，平台升降平稳，外观简洁明了，是比较理想的一种。

根据不同的使用目的，四柱机可以配置副梁，这样可以将车辆四个轮子架空，进行四轮保养操作。

常用的几种举升机的整体结构形式的主要特点如表1.1所示：

表1.1

结构形式

主要特点

普通式

结构简单使用方便

龙门式

强度比普通式好成本较高

四柱式

能做四轮定位用

剪式

能隐藏于地面占地空间小

移动式

方便使用于各种车型

单立柱式

使用于小型汽车

1.1.2汽车举升机的主要参数

汽车举升机常用的主要参数和术语有十个，其中有些是《汽车举升机》JT/T155-2004规定的。

（1）额定举升质量（JT/T155-2004）:

举升机在有效工作行程范围内，能够举起或下降的最大允许举升质量，单位：

KG/KN（公斤或千牛）

（2）最大举升高度（JT/T155-2004）：

举升机与汽车相接处的最低支撑面与地面间的最大垂直移动距离，单位：

M（米）

（3）同步装置（JT/T155-2004）保持举升机工作台同步升降的装置。

（4）下沉量（JT/T155-2004）：

举升机工作位置自然下垂的移动距离，单位：

mm（毫米）

（5）有效跨度：

举升机沿被举汽车宽度方向立柱之间的水平距离，单位：

mm（毫米）

（6）驱动功率：

举升机动力装置中电动机的额定功率，单位：

KW（千瓦）

（7）上升时间或下降时间

（8）液压系统压力

第2章普通式双柱汽车举升机的结构设计

2.1举升装置

本次设计的举升机的举升装置是由液压系统以及电箱组成的。

通过电箱的开关启动电动机来控制液压单元，液压油进出液压缸，并通过链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举升动作。

图2.1普通式双柱汽车举升机的举升装置结构图

从图中可以看到，普通式双柱汽车举升机的举升装置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举升的目的。

2.2立柱

普通式双柱汽车举升机的立柱有两个，分别是左、右两边各一个立柱，中间放置滑台和液压系统。

整个举升机的重量几乎都是由立柱来支撑的，因此它必须要有一定的强度和刚度。

（强刚度的设计计算在第三章）。

立柱中间的空间是用来放置举升装置以及滑台部件的。

整个立柱部分的行位公差要求也比较高，如图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线度和平行度，立柱内外裹而还要有一定的粗糙度等。

2.3支撑机构

托臂部分是属于举升机的支撑机构。

当汽车进入到举升机的范围里时，整个支撑机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工作范围的宽度。

本次设计的支撑机构是对称式的托臂，托臂能伸缩，实质就等于增加了托臂的工作范围。

第3章双柱液压举升机的强刚度分析与验算

3.1双柱举升机立柱的结构分析和验算

双柱式汽车举升机的结构形式有多种，XG-3.0A型举升机系是指液压驱动的双柱举升机。

此类举升机构的传动系统由液压系统驱动和控制的，通过立柱内安装的液压油缸实现上下运动，推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。

举升设备的主要部分有:

举升机构、支承机构、平衡机构和电磁铁安全锁机构。

本次设计的举升机的主要性能参数为:

额定举升载荷2吨;在载重2吨情况下，由最低位置举升到最高位置需50秒;当拉下操纵杆使溢流阀接通，2吨轿车由最高位置降到最低位置所需时间不小于50秒;电动机功率2.2KW;举升臂在最低位置时的举升高度为120mm，最大举升高度为1800mm，工作行程为1730mm。

3.1.1主立柱的强度分析与验算

图4.1液压系统工作原理图

1齿轮泵，2电动机，3滤油器，4单向阀，5安全阀，6手动式下降阀，7会油截流流阀，8启动缓冲阀，9pvc软管，10举升缸，11液位计

4.3液压缸活塞杆受压校核

4.3.1液压缸活塞杆强度验算

根据活塞杆只受压力的工作情况，强度验算公式为:

（4.1）

式中:

F--载荷力KN

这里F=1/2G=（4000/2）g=2000Kgf=19.62KN（4.2）

活塞杆材料应用应力MPa

[

]=

/n（4.3）

其中:

材料屈服极限，n=安全系数。

取

=315MPa,n=3，

=105MPao

则d

35.7（19.62/105）

=15.432mm

实际采用之活塞杆直径d=38mm>15.432mm，所以符合受压强度要求。

4.3.2液压缸活塞杆受压稳定性校核

液压缸压杆安装形式如下图示:

图4.2液压缸压杆安装图

已知:

缸体长度L=1078mm工作行程I=914mm活塞杆直径d=38m计算长度

=L+I二1992mm活塞杆截面积A=（

活塞杆转动惯量J=（

活塞杆回转半径K=（J/A）

=d/4柔性系数m=85末端条件系数n=2

则

=4

1992/38=209.684

=120.21

由于

则可按下列公式计算临界载荷

（4.4）

式中:

E--材料弹性模量，取E=2.1

105MPa,J--mm

--mm

则:

=106924.616N

取安全系数

临界稳定载荷

=106924.616/3=35641.539N

实际工作载荷F=1/2G=2000Kgf=19620N

F=1/2G=2000Kgf=19620N<

，所以满足压杆稳定条件。

第五章使用双柱式汽车举升机时的注意事项

（1）汽车在开上升降平台之前必须确保升降平台与汽车底部最底部件之间有足够的空隙。

（2）汽车只能在举升机点上被举起。

（3）为了防止损坏，汽车底部一定要使用合适的橡胶中间层。

橡胶支垫与汽车之间，不允许垫入木材等垫块。

为防止汽车滑下，无比擦拭掉沾在橡胶支垫上的油、水等。

（4）升降平台和举升机的支撑点，汽车底板上的纵梁部分压上了橡胶垫，举升臂只能放在有橡胶块的地方，橡胶支垫的前后距离，应尽可能调整的大些，以防止举升机运行中发生汽车下落事故。

橡胶支垫不允许支撑在弹簧钢板处，否则滑下是很危险的。

（5）举升车辆前必须调整好4只托盘的高度，使各支撑点保持在统一高度水平面上。

（6）使长、短托臂尽量向两边分开，汽车的位置应使其中心接近双柱的中心，以取得合理的支撑重心。

参考文献

[1]孟少农.机械加工工艺手册1.机械工业出版社,1998年3月。

[2]机械加工工艺装备设计手册编委会编机械加工工艺装备设计手册1998年。

[3]章宏甲黄谊主编液压传动中国工业出版社2000年9月

[4]徐灏主编机械设计手册3第二版第三卷机械工业出版社2000年。

[5]梁俊有李洪波著CAD工程设计远方出版社2005年8月第一版。

[6]王昆何小柏汪信远主编机械设计机械设计基础课程设计高等教育出版社1995年12月第一版。

[7]陈于萍周兆元主编互换性与测量技术基础第二版机械工业出版社2008年1月第二版。

[8]刘小年陈婷主编机械制图第三版机械工业出版社2006年。

[9]张磊郑志祥徐锦康等主编机械零件第二版高等教育出版社2007年。

[10]葛伟亮贺力勤编著电磁控制元件北京理工大学出版社2001年11月

[11]王宝玺贾庆祥主编汽车制造工艺学第三版机械工业出版社