I 當(dāng)前在汽車維修中所使用的液壓同步升降平臺(tái)在汽車的維修方面發(fā)揮著重要的作用，通過(guò)對(duì)同步升降平臺(tái)的各種液壓閥、液壓缸、液壓泵站的創(chuàng)新改進(jìn)，使得液壓同步升降平臺(tái)擁有運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低、響應(yīng)速度快、同步精度高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于在我國(guó)汽車的維修與保養(yǎng)中起著不可替代的作用，應(yīng)用前景廣泛。 4S 店汽車維修專用升降機(jī)是雙鉸接剪叉式升降機(jī)，它是在原由的剪叉式升降機(jī)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)在的靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)性 等指標(biāo)；結(jié)構(gòu)以能夠滿足靈活性要求較高的汽車維修需要為前提而設(shè)計(jì)的。 通過(guò)對(duì)雙鉸接剪叉式升降機(jī)機(jī)構(gòu)位置參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的分析 ，結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式分析比較，并根據(jù)要求對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算最終確定液壓執(zhí)行元件 過(guò)對(duì)叉桿的各項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與叉桿的載荷要求，最終完成剪叉式液壓升降機(jī)的設(shè)計(jì)要求 。 關(guān)鍵字： 升降臺(tái)；剪叉式 ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 液壓 摘 要 in an in by of it an in of in of on of to of by to of in in of of a of of of ； 要 紙，扣扣聯(lián)系 414951605 摘 要 . I . 錄 . 一章 緒 論 . 1 降機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史 . 1 車升降機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) . 2 車升降機(jī)的安全保證措施 . 2 計(jì)制造方面的安全保證措施 . 3 用維護(hù)方面的安全保證措施 . 3 第二章 剪叉式升降臺(tái)的應(yīng)用及其受力分析的討論 . 5 叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式 . 5 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算 . 6 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 . 8 叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 . 9 對(duì)性比較小實(shí)例： . 9 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式的分析比較 . 11 題的提出： . 11 種布置方式的分析和比較： . 12 例計(jì)算 . 14 第三章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 17 確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案： . 17 定液壓系統(tǒng)的基本方案 . 17 定液壓執(zhí)行元件的形式 . 17 目 錄 確定液壓缸的類型 . 18 定液壓缸的安裝方式 . 18 蓋聯(lián)接的類型 . 19 訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 . 19 壓源系統(tǒng) . 19 定液 壓系統(tǒng)的主要參數(shù) . 19 荷的組成與計(jì)算： . 19 選系統(tǒng)壓力 . 22 算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 . 22 定液壓泵的參數(shù) . 25 道尺寸的確定 . 26 箱容量的確定 . 27 液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 . 27 體 . 27 塞 . 28 塞桿 . 29 塞桿的導(dǎo)向、密封和防 塵 . 29 壓缸的排氣裝置 . 30 壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 . 30 制液壓系統(tǒng)原理圖 . 31 第四章 臺(tái)板與叉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 34 定叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸 . 34 軸的選取 . 37 第五章 總結(jié) . 39 參考文獻(xiàn) . 41 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 1 汽車升降機(jī)是 4S 店汽車維修作業(yè)中必不可少的設(shè)備，它的主要作用就是為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速器等養(yǎng)護(hù)和維修提供方便。升降機(jī)是從上世紀(jì) 20 年代開(kāi)始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進(jìn)，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其 驅(qū)動(dòng)方式有鏈條傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)等。本章就從升降機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展以及制造工藝等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 汽車升降機(jī)在世界上已經(jīng)有了 70 年歷史。 1925 年在美國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)汽車升降機(jī)，它是一種由氣動(dòng)控制的單柱升降機(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 年這種單柱升降機(jī)才在美國(guó)以外的其它地方開(kāi)始采用。 1966 年，一家德國(guó)公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱升降機(jī)，這是升降機(jī)設(shè)計(jì)上的又一突破性進(jìn)展，但是直到 1977 這種升降機(jī)才在德國(guó)以外的其它國(guó)家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱升降機(jī)在市場(chǎng)上以占據(jù)牢固的地位，其銷量還在持續(xù)增長(zhǎng)。它和四柱升降機(jī)相比，既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)，以下將作簡(jiǎn)要說(shuō)明。 我們所見(jiàn)到的絕大多數(shù)升降機(jī)均采用固定安裝方式。在舉升前汽車必須駛上升降機(jī)。在移動(dòng)式升降機(jī)方面也有幾項(xiàng)成功設(shè)計(jì)，如剪式升降機(jī)、菱架式升降機(jī)等。但這類升降機(jī)仍存在兩個(gè)主要問(wèn)題，接近汽車下部較難；在車間移動(dòng)升降機(jī)時(shí)難逾越地面上的障礙物。當(dāng)然，可移動(dòng)性是這類升降機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱升降機(jī)已在維修現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用，而移動(dòng)式升降機(jī)卻相對(duì)要少得 多。 最初設(shè)計(jì)單柱升降機(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)域接近主要升降機(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，這可能是單柱升降機(jī)在該地區(qū)的市場(chǎng)上仍然受到歡迎的重要原因。單柱升降機(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；汽車可在升降機(jī)上轉(zhuǎn)動(dòng)。但美國(guó)卻受到了責(zé)難，主要是升降機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)撞擊操作人員的危險(xiǎn)。單柱升降機(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(lái)兩大問(wèn)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。 雙柱升降機(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。雙柱升降機(jī)的缺點(diǎn)是：第一為確保安全，安置升降機(jī)時(shí)要求非常嚴(yán)格，否則在舉升 過(guò)程中容易搖晃或顛覆；第二，由于升降機(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，因而雙柱升降機(jī)的安全工作壽命一般要比四第一章 緒 論 降機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 柱升降機(jī)低。 四柱升降機(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(wú)誤地駛上四柱升降機(jī)的臺(tái)板。由于臺(tái)板內(nèi)側(cè)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。車輪支撐型四柱升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：第一，升降機(jī)裝載汽車 時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作也很簡(jiǎn)便；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第三，支撐載荷受力簡(jiǎn)單，應(yīng)力較低，從而延長(zhǎng)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(lái)看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車間現(xiàn)場(chǎng)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。四柱升降機(jī)的缺點(diǎn)是：和雙柱升降機(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(kāi)放以來(lái)，我國(guó)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(guó)的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。各種升降機(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(shuō)，對(duì)于汽車維修企業(yè)來(lái)說(shuō)，汽車升降機(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。汽車升降機(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升降機(jī)，為汽車維修企業(yè)服務(wù)。 （ 1）升降機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上，為達(dá)到此目的，雖然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投資費(fèi)用，也破壞了車間地面的平整性。為此，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡可能降低升降機(jī)臺(tái)板和 橫梁的高度；這樣，既便于汽車駛上升降機(jī)，又使駛上臺(tái)板的斜面長(zhǎng)度盡可能短，節(jié)約車間的占地。在條件許可時(shí)，升降機(jī)臺(tái)板（或橫梁）應(yīng)選擇專用型鋼或用鋼板拆彎成形。 （ 2）正確選擇傳動(dòng)方式。采用機(jī)械傳動(dòng)（螺母、螺桿）或液壓傳動(dòng)（油缸），均 用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)的成本較高，耗能較多，但安全性較好。經(jīng)驗(yàn)證明：機(jī)械傳動(dòng)的能耗為液壓傳動(dòng)所需能耗的兩倍（在舉升載荷、舉升時(shí)間均相同的條件下）。機(jī)械式升降機(jī)的螺母、螺栓磨損較快，而液壓式升降機(jī)的維修量卻相對(duì)要小些。雖然液壓式升降機(jī)的技術(shù)難度較大，但多數(shù)零部件（液壓泵、液壓缸、閥門 、密封元件等）均可外購(gòu)或外協(xié)，當(dāng)然一定要選用優(yōu)資產(chǎn)品。 （ 3）絲繩的選擇。為了減少滑輪直徑從而縮小寄生機(jī)立柱的斷面尺寸，應(yīng)該選用高柔度的鋼絲繩。鋼絲繩應(yīng)有較高的安全系數(shù)，一般應(yīng)達(dá) 8。為此，應(yīng)增加鋼絲繩鋼絲的數(shù)目。如英國(guó)某公司 3t 系列的升降機(jī)所采用的鋼絲繩的直徑為 9根并列，每根 37 股，每股 6根鋼絲?；喭ǔＳ娩摬闹瞥桑摴静捎貌ＡЮw維與尼龍混合制成（ 50%的玻璃纖維、50%的尼龍）。這樣，不僅價(jià)格便宜，還能減輕鋼絲繩的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。 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。汽車升降機(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。車升降機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 車升降機(jī)的安全保證措施 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 3 國(guó)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。 汽車升降機(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，好提高汽車升降機(jī)的安全技術(shù)特性；另一方面則應(yīng)在使用維修過(guò)程中遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證汽車升降機(jī)能在良好的技術(shù)狀態(tài)下正確地運(yùn)行?，F(xiàn)分別說(shuō)明與后。 當(dāng)今世界上的許多先進(jìn)技術(shù)，如自動(dòng)控制 光電開(kāi)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)制造升降機(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)升降機(jī)普遍采用的安全措施。 （ 1）升降機(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)升降機(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，即升降機(jī)運(yùn)行前必需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu) (或按鈕開(kāi)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)使升降機(jī)墜或上升所造成非常危險(xiǎn)的局面。 （ 4） 所有的升降機(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）所有升降機(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。 使用維護(hù)方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括升降機(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。雖然汽車升降機(jī)已有 70 年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無(wú)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(wèn)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(gòu)那些安全性能良好的汽車升降機(jī)，另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說(shuō)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)升降機(jī)時(shí)普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)說(shuō)明于后。 （ 1）使用中的升降機(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)采用該升降機(jī)的制造廠所提供的配件，不得隨意代替或自 制。 （ 2）升降機(jī)不得超載使用。每臺(tái)升降機(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已超過(guò)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）安置汽車和使用升降機(jī)均應(yīng)由經(jīng)過(guò)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。升降機(jī)升降和使用時(shí)，顧客和無(wú)關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離升降機(jī)。 （ 5）升降機(jī)區(qū)域內(nèi)不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。 計(jì)制造方面的安全保證措施 用維護(hù)方面的安全保證措施 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 （ 6）當(dāng)汽車駛上升降機(jī)前，應(yīng)清除通道，不得駛過(guò)或撞擊舉升臂，連接器，車軸支撐器等，以防損壞升降機(jī)或汽車。 （ 7）在升降機(jī)上承載汽車時(shí)應(yīng)仔細(xì)操作。將升降機(jī)的支撐器安置到汽車制造廠推薦的升降機(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)密后才能將升降機(jī)升起 ;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）升降機(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(kāi)。要降下升降機(jī)前，還必須松開(kāi)鎖緊裝置。 注意 :如欲在汽車下面進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)將升降機(jī)提升到足夠的 高度，以便鎖緊裝置嚙合。 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 5 本討論的目的通過(guò)分析氣液動(dòng)類的剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及其應(yīng)用范圍。氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中主要側(cè)重于小型家用液壓式的升降平臺(tái)。在設(shè)計(jì)氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的過(guò)程中，一般我們會(huì)考慮如下三種設(shè)計(jì)方案，如簡(jiǎn)圖 2示： 圖 2種剪叉式升降臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 2表示氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式。長(zhǎng)度相等的兩根支撐桿 ，兩桿的 M、 A 端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的 B、 N 端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。圖中的三種結(jié)構(gòu)形式的不同之處在于驅(qū)動(dòng)件液壓缸的安裝位置不同。 圖 a 中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下不固定在機(jī)架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過(guò)活塞桿使上平板鉛直升降。 圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 接于 N 處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。 圖 c 中的液壓缸缸體尾部與機(jī)架鉸 接于 G 處 ，活塞桿頭部與支撐桿 接于 F 處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿可控制平臺(tái)鉛直升降。 按照液壓缸的安裝形式，稱圖 a 的形式為直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，圖 b 的形式為水平固定剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。 直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺(tái)的升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且球鉸鏈加工負(fù)載，在實(shí)際種應(yīng)用較少。 水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過(guò)分析計(jì)算可知，平臺(tái)的升降行程大于液壓缸的行程，在應(yīng)用過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。而且活塞桿所承受的載荷力要比實(shí)際平臺(tái)上的載荷力 要大的多。所以實(shí)際也很第二章 剪叉式升降臺(tái)的應(yīng)用及其受力分析的討論 叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 少采用。 雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實(shí)際中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。 由圖 2知 圖 2置參數(shù)示意圖 2 1 / 2s i n ( 1 c o s ),C L C ( 2 2 2()c o s ;2T C ( 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(zhǎng)度； l 支撐桿固定鉸支點(diǎn) A 到鉸接點(diǎn) F 的距離； T 機(jī)架長(zhǎng)度（ A 到 G 點(diǎn)的距離）； 活塞桿與水平線 的夾角。 以下相同。 將（ 代入（ ，并整理得 。 2 2 2 2 1 / 2 ( ) 2H L T C l T C（ 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 7 設(shè)00/ , / ,C C H H代入（ 得 2 2 2 1 / 200() ( ) 2 2H T C lL lC l T C（ 在（ 中， 0H 升降平臺(tái)的初始高度； 0C 液壓缸初始長(zhǎng)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 2動(dòng)參數(shù)示意圖 圖 2， 點(diǎn)的絕對(duì)速度； 點(diǎn)絕對(duì)速度；1是 撐桿的速度； 1圖 2知： 1111112,s i n ( ) s i n ( ) ,s i n ( )c o sc o s ,s i n ( ) 21c o ss i n ( )V 。 （ 在（ 中， 1V 液壓缸活塞平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度； 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 2V 升降平臺(tái)升降速度； 支撐桿與水平線的夾角。 以下相同。 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 圖 2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(guò)分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過(guò)程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí) c o s c o s s i n c o s t a n t a n ( ) ( ) s i n ( ) 2 2 2 c o s s i n c o f L b f b bP b f （ 升降平臺(tái)下降時(shí) c o s c o s s i n c o s t a n t a n ( ) ( ) s i n ( ) 2 2 2 c o s s i n c o f L b f b bP b f b （ 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?。?f=,為簡(jiǎn)化計(jì)算，或忽略不計(jì)，由（ （ 簡(jiǎn)化為： c o ss i n ( ) （ 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 9 叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 由式（ （ 知：當(dāng) 、 增大時(shí)，21/ 、 減小時(shí)， P/確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減小；當(dāng) 、 減小時(shí)， P/Q 值隨之增大 ，在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺(tái)升降行程會(huì)減??；反之，則會(huì)使液壓缸行程受力增大。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個(gè)因素。在滿足升降行程及整體結(jié)構(gòu)尺寸的前提下，選取較高的 、 初始值。而且在整個(gè)機(jī)構(gòu)中 撐桿是主要受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過(guò)要看具體情況。一般我們都采用單作用柱塞缸，因?yàn)椴捎眠@樣的缸比較經(jīng)濟(jì)，而且總體泄 漏量少，密封件壽命長(zhǎng)。采用單作用柱塞缸時(shí)考慮到在空載荷時(shí)，上平板的自重應(yīng)能克服液壓缸活塞與缸體間的密封阻力。否則，會(huì)導(dǎo)致升降平臺(tái)降不下來(lái)。 對(duì)性比較小實(shí)例： 如某自動(dòng)生產(chǎn)線上， 需設(shè)計(jì)一種升降平臺(tái)，要求升降平臺(tái)最大升降行程應(yīng)大于 620降平臺(tái)面最低高度應(yīng)小于 300大承重載荷 10050據(jù)實(shí)際使用要求，我們選取了單作用柱塞缸式液壓缸。液壓缸初始長(zhǎng)度0C=595大行程20降太機(jī)構(gòu)尺寸：升降臺(tái)面最低高度0H=281架長(zhǎng)度 T=1 200;支撐桿長(zhǎng)度 L=1 按照上述尺寸，結(jié)合以上公式分別對(duì)雙鉸接剪叉式和水平固定剪叉式兩種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 1、表 2 和統(tǒng)計(jì)圖 2中滾動(dòng)摩擦忽略不計(jì)）。水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)公式如下： 2 2 1 / 2 ( ) ;2t a n c o T SP l 其中， S 液壓缸的實(shí)際行程， T 機(jī)架長(zhǎng)度（ A 點(diǎn)到 G 點(diǎn)的距離）。 表 1 雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果 mm s H h P/Q h/s 0 81 0 40 0 20 60 錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 s H h P/Q h/s 200 40 80 20 中 : S - 液壓缸的實(shí)際行程 . H 升降臺(tái)實(shí)際行 程 ,以下相同 . 表 2 水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果 H h P/Q h/s 0 81 0 40 0 20 60 00 40 80 20 計(jì)算結(jié)果可以看出：在整體結(jié)構(gòu)尺寸相同、液壓缸行程相同的前提下，作用在液壓缸活塞桿上的最大推力平固定剪叉式結(jié)構(gòu)大于雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)；升降臺(tái)最大行程 鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)大于水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)。 由于采用了 雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái)，在設(shè)備安裝時(shí)避免了挖地坑，不僅節(jié)省了費(fèi)用，還給以后了設(shè)備維護(hù)和檢修帶來(lái)方便。 綜上所述，氣液動(dòng)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái)整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，節(jié)省投資；可獲得缸體二倍以上的升降形成；非常適合于空間尺寸小、升降行程大的場(chǎng)合，是一種值得推薦使用的升降機(jī)構(gòu)。 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 11 圖 2種結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果對(duì)比 鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式的分析比較 剛剛我們已經(jīng)簡(jiǎn)單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)與其他兩種機(jī)構(gòu)的區(qū)別以及在實(shí)際應(yīng)用中所存在的利和弊，但是在考 慮各方面條件如單作用柱塞式液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺(tái)等都不改變的基礎(chǔ)之上，能否將設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化呢？ 為證明這一點(diǎn)，我們可以從該機(jī)構(gòu)的布置方式考慮，將結(jié)構(gòu)略改動(dòng)一下。 從直觀的角度分析考慮，如下圖 2示： 桿1桿2圖 2壓缸工作示意圖 我們可以從圖上看出，液壓缸的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動(dòng)的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿 1 的右端（偏向桿 1 的活動(dòng)鉸連接）。因此，我們針對(duì)實(shí)際升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問(wèn)題，提出了 另一種相對(duì)布置方式，將液壓缸布置在與之相對(duì)稱的左側(cè)，即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，來(lái)進(jìn)一步分析討論。利用瞬時(shí)速度中心法和虛位移原理，推導(dǎo)出這兩種布置方式液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式及活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式，并對(duì)兩種布置方式進(jìn)行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合。根據(jù)升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)的工程實(shí)例做了幾何、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的對(duì)比計(jì)算和液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇。 題的提出： 液壓缸驅(qū)動(dòng)的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺(tái)中廣泛應(yīng)用，因安裝的空間不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液壓缸在剪 叉機(jī)構(gòu)內(nèi)的布置要受到折合后高度的約束。根據(jù)文獻(xiàn) 4的有無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 關(guān)液壓缸驅(qū)動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖 2 圖 2壓缸布置在左側(cè) 液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式為 22 2 c o s 2 s i n ( )2 c o s ya l a （ 活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式為 2 c o ss i n ( ) s i n ( ) （ 式中， 1 1 1s i n , t a n t a n , s i n ( s i n 2 )2h l a al l a d 。以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液壓缸布置方式，即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，如上圖 2種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程比較短，這在臺(tái)面升程范圍比較大的場(chǎng)合較為適用。存在的問(wèn)題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度 h 較小的情況下（即 角較?。枰簤焊椎耐屏⒋蟠笤黾?。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在 折合后的剪叉機(jī)構(gòu)中難以布置；或采用兩個(gè)直徑較小的液壓缸取代一個(gè)大直徑的液壓缸，不過(guò)這將增加一對(duì)液壓缸的支座，同時(shí)帶來(lái)機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大了整個(gè)裝置的成本。 種布置方式的分析和比較： 為了解決以上提出的問(wèn)題，可考慮將液壓缸反向布置（即采用第一種設(shè)計(jì)方案），計(jì)算一下該方案的有關(guān)參數(shù)再將兩者作以比較。 如圖 2 圖 2壓缸布置在右側(cè) 4S 店汽車維修專用升降機(jī)的設(shè)計(jì) 13 這里仍用瞬時(shí)速度中心法來(lái)求解活塞運(yùn)動(dòng)速度。桿 上點(diǎn)、點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心為F 點(diǎn)， D 點(diǎn)、 A 點(diǎn)的速 度為 ： 2()l a臺(tái)面升降速度： c o s 2 c o v l 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度： ()2 co s a 活塞運(yùn)動(dòng)速度： ( ) s i n ( )c o s2 c o sA l (式中，11 ( ) s i ns i n , t a ) c o sh l l a 依據(jù)虛位移原理有： ( ) 00i x i i x i i x ix p y p WF x F y F zP x P y W y (由圖 2 分析可得： c o s , s i n( ) c o s , ( ) s i n , 2 s i p P Px l a y l a y l 經(jīng)變分后： ( ) s i n( ) c o s2 c o l ay l 代入式 (2整理后得活塞推力： 2 c o s( ) s i n ( ) (式 (式 (正確性可以用機(jī)械能守恒原理來(lái)證明，即 v W將式 (式 (行比較，再 , , , , ,yl a W v各參數(shù)都相同的條件下，顯然，液壓缸布置再右側(cè)時(shí)的推力較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)小；而式 (式 (較，則液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)高。可見(jiàn)，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價(jià)換來(lái)的。 液壓缸布置在剪叉機(jī)構(gòu)的右側(cè)，使得液壓缸的活塞推力減小，這就可以選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)中的布置；帶來(lái)的問(wèn)題是液壓缸的