遼東學院本科畢業(yè)論文（設計）液壓式兩柱汽車舉升機設計TheDesignofStream-actuatedBibcockTypeAutomobileLift學生姓名： M 學 院： 機電學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化班 級： B0802學 號： 0612080233指導教師：徐素穎審閱教師： 完成日期： 遼東學院EasternLiaoningUniversity獨創(chuàng)性說明作者鄭重聲明：本畢業(yè)論文（設計）是我個人在指導教師指導下進行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)論文（設計）中不包含其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得遼東學院或其它單位的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：摘要汽車舉升機使用以支撐汽車底盤或車身的某一部分，是汽車升降的設備。汽車舉升機在維修保養(yǎng)中發(fā)揮至關重要的作用，無論是整車大修還是小修保養(yǎng)。都離不開他。液壓式汽車舉升機作為汽車舉升機家族中的一員，他有著其他舉升機無法比擬的優(yōu)勢：如它采用的結構工作范圍廣，可維修高頂棚車輛，工作空間空曠等，本文較全面的介紹了舉升機的分類，在確定了所要設計的方案之后，即針對了舉升機的結構及特點要求進行了設計與所明。同時對舉升機設計過程中所涉及到的工藝問題進行補充說明，然后對汽車舉升機立柱，橫梁的截面特性，并對主立柱，橫梁的強剛度和托臂的強度進行了校核驗算。設計并對液壓缸活塞桿強度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進行了驗算，以及對鏈條和鋼絲繩等選擇計算等，以保證設計的舉升機滿足使用要求。本課題所設計的是液壓式雙柱汽車舉升機。關鍵字：液壓式；汽車舉升機；液壓驅動；穩(wěn)定性；截面特性TheDesignofStream-actuatedBibcockTypeAutomobileLiftAbstractAutomobileliftisanequipmentthatisintendedtobearingoneregionofautomobilechassisorunitconstruction,andleadingautomobileriseandfoil.Itentirecaroverhauljustthesameturnaroundservice,bothcannotgetawayittoautomobilelifeatautomobileservicecuringsufferexertvitalaction,soever.Asliftfamilialonekeymender,bibcocktypeautomobilelifthasanyotherliftcannotanalogicaladvantage:Suchas,itadoptlargebibcockstructure,scopeofworkexpand,canrepairhighscaffoldvehicle,operatingspaceopen,andsoon.Thistextroundlyintroducelift'ssort,afterascertainwantdesignedscheme,namelyaimatlift'sstructureandrequireproceeddesignandexplanation,atthesametime,attheliftdesignprocess,itisneedtoproceedadditionalremarksbeinvolvedinusabilityproblem.Andthenanalysesbibcocktypeautomobilelift*smainupright,sectioncharacteristic,andcheckstrongrigiditywithbracket.Boththatofdesignwithhydrauliccylinderpistonperchintensityalsoproceedprovenwithcompressedbar,aswellasselectandcountwithchainandwireropetobesuresatisfytheliftoperatingrequirement.Thistestisstream-actuatedbibcocktypeautomobilelift.KeyWords：Bibcocktype；Automobilelift；Hydraulicdrive；Stability；Sectioncharacteristic目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 IAbstract II\o"CurrentDocument"一、緒論 1\o"CurrentDocument"二、舉升機的方案擬定 3(一)舉升機的基本情況 3()汽車舉升機的主要結構與要求 3(三)雙柱汽車舉升機結構方案的確定 4三、雙柱汽車舉升機的結構設計 5(-)舉升裝置 5(二)立柱 6(三)支撐機構 6(四)平衡機構 7(五)保險機構 8四、雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算 10(-)普通式雙柱舉升機立柱的結構分析和驗算 10.主立柱的截面特性分析與計算 10.主立柱的強度分析與驗算 13.主立柱的剛度計算 18\o"CurrentDocument"(-)托臂部分的強度校核 18.托臂部分截面特性 18.托臂部分強度核算 19.從托臂處考慮撓度情況 21\o"CurrentDocument"五、液壓系統(tǒng) 22(-)液壓系統(tǒng)工作原理 22(-)液壓缸活塞桿受壓校核 23.液壓缸活塞桿強度驗算 23.液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 23\o"CurrentDocument"總結 25\o"CurrentDocument"參考文獻 26\o"CurrentDocument"致謝 27-in-一、緒論雙柱式汽車舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備，廣泛應用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。目前，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、四柱式舉升機、剪式舉升機、組合移動汽車式舉升機等。本文較全面地介紹了舉升機的分類，在確定了所要設計的舉升機的方案之后，即針對舉升機的結構及其特點要求進行了設計與說明，同時對舉升機設計過程中所涉及到的工藝性問題進行補充說明。然后分析了普通式雙柱汽車舉升機主立柱的截面特性，并對主立柱的強剛度和托臂的強度進行了校核驗算。對液壓缸活塞桿強度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進行了驗算，以保證所設計的舉升機滿足使用要求。本課題所設計的是液壓驅動的普通式雙柱汽車舉升機。它的特點是：①性能可靠，低能耗，操作方便；②無橫梁，結構簡單；③非對稱托臂可伸縮，保證了安全性；④托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對各種車輛的適應性擴大了；⑤與螺桿式的舉升機相比，使用壽命較長；⑥價格低廉，擁有的市場份額較大。經(jīng)過調(diào)研了解到國內(nèi)市場對于維修用舉升機的需求量比較大，考慮到國內(nèi)的特點，從實用角度出發(fā)，確定如下方案：一、考慮到大多數(shù)維修是屋內(nèi)作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。二、為了減少噪音及其達到升降的平穩(wěn)性采用液壓動力升舉裝置。三、由于升舉的同時，兩個同步液壓缸的設計不可能完全一樣，將導致升舉的同時車會發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。四、在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適用于整體或解體搬運盡量做到標準化，通用化，系列化。設計的目的和意義：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，給小客車的維修帶來了不便，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，為了解決上屬的所有問題，為未來社會的發(fā)展帶來方便。小客車維修用升舉裝置主要應用于家庭和出租車類。應用十分的廣泛，主要用途是通過升舉實現(xiàn)維修的方便和安全。汽車舉升機是用以支撐汽車底盤或車身的某一部位，是汽車升降的設備。汽車舉升機作為使用方便.可靠，經(jīng)濟的汽車升移設備在汽車維修，保養(yǎng)和存放等行業(yè)被廣泛高效的使用。隨之汽車數(shù)量的日益增加。汽車的維修。保養(yǎng)和存放依賴與汽車舉升機的程度也越來越大。目前。稍有規(guī)模的汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)都配備有汽車舉升機，是汽車舉升機的數(shù)量增加的迅猛，并已成為汽車維修保養(yǎng)設備的重要組成部分。但是，汽車舉升機在使用，管理。維修安全等方面等暴露的問題也日益嚴重，復雜和頻繁，這些問題直接影響到汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)的效益和聲譽。因此，國家有關主管部門加強了對汽車舉升機的監(jiān)督管理工作，把汽車舉升機作為機電類特種設備的一種，按特種設備相關管理規(guī)定進行規(guī)范管理。二、舉升機的方案擬定（-）舉升機的基本情況目前，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。從舉升機的驅動方式分，主要有：電機驅動式舉升機和液壓驅動式舉升機。（二）汽車舉升機的主要結構與要求舉升機的結構形式主要有：（1）整體結構形式；（2）舉升方式；（3）驅動方式;（4）平衡方式；（5）保險與保護方式；（6）托盤結構。在我國的規(guī)定中講到舉升機的設備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護電路的連續(xù)性都要符合GB5226的有關規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應的明文規(guī)定。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（采用液壓驅動時）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅動時）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、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。（三）雙柱汽車舉升機結構方案的確定通過對汽車舉升機的結構的認識和了解，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動的QJY04-02B型雙柱汽車舉升機。它的結構主要包括以下幾個部分：舉升裝置、同步驅動裝置、立柱和托臂。QJY04-02B型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。三、雙柱汽車舉升機的結構設計(-)舉升裝置本次設計的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，并通過鏈條連接液壓缸和滑臺來帶動整個設備的舉升動作，如圖3.1所示：「7 \ 「7 \ t\\直角內(nèi)外接頭/\\宜通外接頭/ \液壓膠管 \直通外接頭圖3.1驅動舉升裝置示意圖圖3.1是本次設計的雙柱汽車舉升機的驅動裝置及舉升裝置的示意圖，從圖中可以看到左右兩邊立柱內(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。圖3.2是雙柱汽車舉升機的舉升裝置的結構圖：

圖3.2普通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置結構圖雙柱汽車舉升機的舉升裝置是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來帶動液壓桿達到舉升的目的。（二）立柱雙柱汽車舉升機的立柱有兩個，分別是左、右兩邊各有一個立柱。整個汽車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是比較高，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平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。（三）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。本次設計的支撐機構是非對稱式的托臂，這樣設計增加了托臂的寬度，實質就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側的托臂的臂長都是有一定的伸縮性的。如圖3.3所示：圖3.3非對稱式托臂的工作范圍示意圖1一托臂原始工作位置，2一托臂伸長后的工作位置其中，圖中方格陰影部分就是托臂的工作范圍。托臂未伸長前的工作范圍按照軌跡1來運動；托臂伸長后的工作范圍按照軌跡2來運動；而且，圖中的軌跡1和2是托臂的兩個極限位置，在1和2的范圍內(nèi)，托臂的長度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機構，它是要承受一定的重量的，所以本次設計采用非對稱式的結構就更能保證托臂的強剛度了。（四）平衡機構由于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，但是在這個單個立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個相反的方向，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。單個立柱里的鋼絲繩的走向如圖3.4所示：

圖3.4單個立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖（五）保險機構汽車舉升機是一種對安全性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動力后，利用機械機構的重力（被驅動物體的阻力）來自動阻礙其運動的保護。本次設計中電磁鐵安全鎖機構的組成是：在兩個滑臺上均有安裝安全卡位條，當汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構成機械自鎖機構，由于兩個立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖3.5所示，并且這兩個安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯開在對角線上，起到雙保險的作用。圖3.5電磁鐵安全鎖1—電磁鐵，2—保險孔板，3—保險孔支撐座作為保險裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個零件組成的。其中主要的幾個零件包括：保險孔板、保險孔支撐座和電磁鐵。當電磁鐵得電將保險孔支撐座吸住時，它和鎖緊板之間沒有接觸，此時的舉升機處于保險打開狀態(tài)，整個滑臺可以自由地上下移動。當電磁鐵失電時，保險孔支撐座處于圖示狀態(tài)，此時的保險孔支撐座將與滑臺上的鎖緊板互相頂住，使滑臺固定在一個位置而不能上下移動，起到保險的作用。四、雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算(-)普通式雙柱舉升機立柱的結構分析和驗算雙柱式汽車舉升機的結構形式有多種，QJY04-02B型舉升機系是指液壓驅動的雙柱舉升機。此類汽車雙柱舉升機構的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅動和控制的，通過兩個立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實現(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著立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。舉升機的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等。本次設計的舉升機的主要性能參數(shù)為：額定舉升載荷4噸；在載重4噸情況下，由最低位置舉升到最高位置需50秒；當拉下操縱桿使溢流閥接通，2.5噸轎車由最高位置降到最低位置所需時間不小于50秒；電動機功率2.2KW；舉升臂在最低位置時的舉升高度為120mm,最大舉升高度為2000mm,工作行程為1730mm。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。(1)確定立柱截面形心和中性軸的位置將立柱整個截面分可以為Al、A2、A3三個部分，取與截面底邊互相重合的Z軸為參考軸(見圖4.1舉升機主立柱橫截面示意圖)，Zl、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7軸的距離分別為：

A,=194x6+194x6+270x6=3948(即2)A2=(57-6)x6x2=612(mm2) =(35-6)x6x2=348(m/n2)...重心C到相應邊的距離e：=e= =12x1942+270^2=5(4.1)12(aH+bd)2(12x194+270x6)(4.1)e2=H-et=194-58.429=135.571(mm)TOC\o"1-5"\h\zY2=194-3=191(mm) (42)r3=194-6-14.5=173.5(m/n) (43)整個截面形心C在對稱軸Y上的位置則為：Z4匕A,Y.+A^+A}Y,3948x58.429+612x191+348x173.5 ,,?z 、Yr=- =—LJ - -= =83.119(mm)AA+4+& 3948+612+348(2)確定慣性矩設三截面的形心分別為Cl、C2、C3,其形心軸為Zl、Z2、Z3它們距Z軸的距離分別為:at=CC]=83.119-58.429=24.69(mm)a2=CC2=191-83.119=107.881(>wm)a3=CC3=173.5-83.119=90.381(mm)由平行移軸公式，三截面對中性軸Z的慣性矩分別為：/Z1=/zl=Bq-b\ +24.69?X3948=1815.36(加)Iz2=Iz2+a2A2=^1X~x2+107.8812x612=712.448(c/n4)6x293，Z3=自+。；&=-12x2+90.3812x348=286.71\(cm4)、/z2、，Z3為三截面對各自心軸Zl、Z2、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"：l7=I7.+/?+/7,=1815.36+712.448+286.711=2814.519(c/n4)(3)立柱靜矩S的計算：(1)立柱整個截面上半部分的靜矩S1：194-83119 ,SAl=2x6x(l94-83.119)x—~~ =73767577(mm')2 (4.4)S^2=2x51x6x(110.881-3)=66023.172(wm3)S^3=2x29x6x(110.881-6-14.5)=31452.588(n?/n3)其中S.、S.2、Sa3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：S=SM+SA2+SA3=171243.337(mm3)(2)立柱整個截面下半部分的靜矩S2：S'=2x6x83.119x83.119^=41452.609?！?，/)S"=270x6x(83.119-3)=129792.78(mm3)$2=S+S"=171245.389(6加3)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”、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。2066.37kg2066.37kg(1)滑臺部件受力情況分析(如圖4.2)滑臺部件自身重量近似估算如下：滑臺組合件尺寸：采用160X160方鋼，壁厚8nim,高800mm滑臺體積。VHT=16x16x80—14.4x14.4x80=3891.2(c/n3)搖臂座尺寸：采用100X100方鋼，壁厚8mm,長440mm搖臂座體積：%z=10xl0x44—8.4x8.4x44=1295.36(cm3)托臂近似尺寸：采用100X100方鋼，壁厚8mm,長(800+310)=1110mm托臂體積.Vtb=10x10x111-8.4X8.4X11l=3267.84(cm3)鋼材比重選?。?.85〃陽3(kg/dm\g/cm3)所以，滑臺部件、搖臂座和托臂的重量為Ght=3891.2X7.85=30.55/Gybz=1295.36x7.85=10.17^Gtb=3267.84x7.85=25.65kg將滑臺、搖臂座和托臂一起考慮Ght+Gybz+Gtb=30.55+10.17+25.65=66.37(依)圖4.2中，單側托臂受到的最大載荷為2噸，加上自重，托臂端部受力為2066.37kg,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：TOC\o"1-5"\h\z2^8=0F,x685-F2x160=2066.37x1330 (45)YjMc=° x525+Fbxx160=2066.37x1330 (46)Z'=0 =F2+Fbx (4.7)=06y=2066.37kg由式4.7得，F(xiàn)bx=卜外,代入式4.6Kx525+160(^-F2)=2066.37x1330假定F'=F2'FBX=0K=5234.804依F2=5234.804依則由式4.5得：Fby=2066.37kg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，近似估算值為66.37kg。單側托臂受到的最大載荷為2000kg,加上滑臺部件的自重，托臂端部受力大小為2066.37kg,Fl和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)1=F2,FBX和FBY為保險支承板給予的支承力，B處是支承點位置，貝I」：K=F2=5234.804依，/X=0,FBY=2066.37依。(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：￡Mh=0,Mw+F2X1890-F,x(1890+525)+Fflyx(83.119-12)=02丫=0,%-3=0RHX=0RHY=FBY=2066.37kgMh=Kx525-Fbyx71.119=2601313.9伏gmm)(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，可畫出立柱的彎矩圖和由F1引起的彎矩和剪力：l=2600mm b=2415mm a=185mm“max=PQ-a)=5234.804x(2600-185)=12642051.66伙gmm)Qmax=P=5234.804依

由F2引起的彎矩和剪力：l=2600mm b=1890mm a=710mmMmM=-P(l-a)=-5234.804x(2600-710)=一9893779.56伏gnw?)禽缸;一尸二一5234.804依由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩：M=Fbyx71.119=146958.2kgMmax=-M=-Fbyx(83.119-12)=-146958.16S(kgmm)綜上所述，立柱受力的合成彎矩和合成剪力可以得出：M=P[a{-a2)=5234.804x525=2748272.l(kgmm)M口=2748272.1-146958.168=2601313.9(kgmm)在截面C處，剪力最大(QC=5234.804kg),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/z=2814.51%/,抗彎截面模數(shù)為：2814.519xl04110,8812814.519xl04110,881=253.83。加 (4. 8)lz2814.519——= =16.436〃〃%截面上半部分靜矩S=17L24cm3,S171.24 (4.9)以下進行強度校核：(1)校核正應力強度:max“max_Me_max“max_Me_2748272.1X10-253.83=1082.72(依/。/)(4.10)許用應力選:r1_54lxl00 .1ccr\AI/ 2[<t]= =1102.04kgIcm (4.11) (4.11)5-〈【bl,滿足強度條件。(2)校核剪應力強度：==-=江=5234.804依』294(依/卅)IzbIzb/S16.436x28.2cm (4一”wp [?]=235x100=479.59(./cm")選bs=235MPa,而許用應力L9.8x5 -(4.13)7a〈團，滿足強度條件。(4)折算應力強度校核：主立柱橫截面上的最大正應力巴皿產(chǎn)生在離中性軸最遠的邊緣處，而最大剪應力7-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：My2748272x10、11.0881一八?！?，，2.er=——= 1()82.71(.ke/cm)' / 2814.519 (a14)_QS_~lb5234.804x171.25_QS_~lb5234.804x171.25_]2814.519x28.2-一1.29(kg/cmb(4.15)ry=f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[20],將4"、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：%=GF1<M (4. 16)

所以crz=71082.712+3xll,292=1082.7Ikg/cm2([a]=1104.082kg/cm2即%"匕] (4. 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。3.主立柱的剛度計算用迭加法:^=-,a=-==0,273;13=-=暨^=0.727/I2600 I2600A=*^(3-/)(往外彎)用式6EI (4.18)E：彈性模量的選擇：碳鋼取：196—206Gpa取201Gpa=20.1X106N/cm2Pb21cm5234.804x1892x260x9.8x2.273、- (3-B) =3.2(cm)Ai=6EI= 6x20.1x106x2814.519 ...(4.19),Pb2l。、5234.804x241.52x260x9.8x2.071…、

fs= (3-p)= =4.7(cm)6EI 6x20.1x106x2814.519,Ml214695.82x2602x9,8 、fw= = ? =0.086(cm)2EI2x20.1x106x2814.519 (4.20)實際往內(nèi)彎的繞度,a=Ai+fai=4.7-3.2=1.5(cm)(-)托臂部分的強度校核.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：70X70方鋼，壁厚8mm,a=70,b=54a4-&4704-544 4I= = =129.225c加慣性矩：12 12 (4.21)414a-b6a414a-b6a704-544

6x70=36.92c〃2‘ (4. 22)靜矩計算-=2x8x35x17.5+54x8x(27+4)=23.192c/n3(2)大臂截面尺寸：92X92方鋼，壁厚8mm,a=92,b=76慣性矩： 12924-76412慣性矩： 12924-76412=318.976cm4924-764

6x92=69.342cm3.托臂部分強度核算圖4.5左后托臂部件圖圖4.5左后托臂部件圖圖中的A、B、C、D分別對應著托臂示意圖中的A、B、C、D四個截面,按照A,B,C,D幾個典型截面進行分析，各個截面的截面圖如下：(a)A-A截面(b)B-B截面(同D-D截面)(a)A-A截面(b)B-B截面(同D-D截面)圖4.6典型截面示意圖A截面：慣性矩：1=129.225cm4；Wx=36.92cm3Ma=2066.37x31=64057.47kg-cmbmaxA64057.4736.92bmaxA64057.4736.92=1735.03kg/cm?ri540x100 2[crj= =183613kg/cm9.8x3保險系數(shù)較小可滿足強度要求。B截面：92*92方鋼Al=80X15=1200mm2 yAl=92+15/2=99.5mmA2=92X92-76X76=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mmYC=(1200X99.5+2688X46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mmIA1=8OX153/2+(99.5-62.51)2X1200=1664412.12mm4IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2X2688=392.46cm4所以Ib=Iai+Ia2=392.46+166.44=558.9cm4Mb=2066.37x61=l26048.57kg-cmam.K126048.5789.41=1409.78kg/cvnam.K126048.5789.41=1409.78kg/cvn)540x1009.8x3.5=1574.34kg/cm2保險系數(shù)較小可滿足強度要求。(3)C截面：Al=12cm2 yAl=92+15/2+60=15.95cmA2=26.88cm2 yA2=4.6cmA3=60X10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cmyC=(12X15.95+26.88X4.6+6X12.2)/(12+26.88+6)=8.56cmIA1=5OX153/2+(15.95-8.56)2X12=641.73cm4IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2X16.88=759.875cm4IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2X6=183.615cm4所以IA總=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4MC=2066.37X94=194238.78kgcmbmaxCMc194238.78183.26=1059.91^/cm2「1540x100, ..... 2[cr]= =1574.34kg/cm~9.8x3.5滿足強度要求。(4)D截面：慣性矩：1=318.976cm4；W=69.342cm3MD=2066.37X53=109517.61kgcm=109517^1=15 ^2maxD匕69.342 S[M=540xl00=]620.64Ag/c病98x3.4 ，保險系數(shù)較小可滿足強度要求。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=2066.37kg,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:3EI2066.37x41x9.83小臂端部處撓度:3EI2066.37x41x9.83x20.lxl06x129.225=0.1799(cm)Pl\3E1=0.361(cw)MilPl\3E1=0.361(cw)Mil^2EI2066.37x70x702x9.82x20.1xl06x318.976=0.542(c/n)(4.24)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=2066.37X70=144645.9kgcm；2066.37x703x983x20.1xl06x318.976因載荷引起的撓度為:建荷=/i+/2+/3=0.179+0.361+0.542=1.082(c/n)因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度：九隙=L864(mm)主立柱的彎曲繞度使滑臺產(chǎn)生轉動，滑臺的轉動又使托臂有一定的下沉量，經(jīng)計算,/轉動=26.325(mm)□故托臂端部總下沉量為：f息=律荷+fm+扭動=2.633+1.864+1.082=5.57工5.6(c7n)(6(cm)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。

五、液壓系統(tǒng)（一）液壓系統(tǒng)工作原理工作原理圖5.11O11圖5.1舉升機液壓系統(tǒng)原理圖1——定量液壓泵；2——先導式溢流閥；3 二位二通電磁換向閥；4 壓力表；5 三位四電磁換向閥；6、8、9——液控單向閥；7——分流集流閥；10、11——同步液壓缸如圖所示為升舉機的液壓系統(tǒng)原理圖.系統(tǒng)采用定量液壓泵1供油，系統(tǒng)壓力；由先導式溢流閥2設定并由壓力表4顯示,系統(tǒng)卸荷由二位二通電磁換向閥3控制.兩個液壓缸10和11的運動方向由三位四通電磁閥5控制,采用分流集流閥7保證兩個液壓缸的同步；分流集流閥前后設有二級液控單向閥（6、8,9）,以保證液壓泵停機或其他故障時液壓缸不因泄漏而影響舉升的安全可靠性.液壓缸附近的兩個按紐控制盒，用于控制缸的升降。系統(tǒng)的動作順序與原理如下：1)舉升按上升按鈕，電動機驅動液壓泵1空載啟動，延遲3s后電磁鐵1YA通電使換向閥3切換至右位，液壓泵1由卸荷轉為升壓。同時，電磁鐵2YA通電使換向閥5切換至左位，液壓泵1的壓力油經(jīng)閥5、6、7、8和9進入缸10和11的無桿腔，兩個液壓缸10和11上升，有桿腔經(jīng)換向閥5向油箱排油。2)停位松開上升按鈕，電磁鐵1YA、2YA斷電使換向閥3和5復位，液壓泵1卸荷，液壓缸10和11停止并保持在既定位置；3min后電機自動停止。3)下降按下降按鈕，使電機驅動液壓泵1啟動，延遲3s后電磁鐵1YA、3YA通電使換向閥3切換至右位，換向閥5切換至右位，液壓泵的壓力油經(jīng)閥5進入缸10和11的有桿腔，同時反向導通液控單向閥6、8和9,兩個同步液壓缸10和11下降，無桿腔的油液經(jīng)閥8和9及閥7、6、5排回油箱。4)停止松開下降按鈕，各電磁鐵均斷電,液壓缸10和11停止，電動機驅動液壓泵卸荷空載運轉,3min后液壓泵自動停機。(二)液壓缸活塞桿受壓校核.液壓缸活塞桿強度驗算根據(jù)活塞桿只受壓力的工作情況，強度驗算公式為：d235.7(F/[o])l/2mm (5.1)式中：F一載荷力KN。這里F=1/2G=(4000/2)Xg=2000Kgf=19.62KN (5. 2)[。]—活塞桿材料應用應力 [o]=os/n (5.3)其中：os一材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取os=315MPa,n=3,[o]=105MPao則d235.7(19.62/105)1/2=15.432mm實際采用之活塞桿直徑d=38mm>>15.432mm,所以符合受壓強度要求。.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：缸體長度：L=1078mm工作行程：1=914mm活塞桿直徑：d=38mm 計算長度：1'=L+1=1992mm活塞桿截面積：A=(n/4)Xd2活塞桿轉動慣量：J=(n/64)Xd4活塞桿回轉半徑：K=(J/A)l/2=d/4 柔性系數(shù)：m=85末端條件系數(shù)：n=2則r/K=4XT/d=4X1992/38=209.684mXnl/2=85X21/2=120.21由于V/K>mXnl/2,則可按下列公式計算臨界載荷PK=n2nEJ/Lz2 (5. 4)式中：E—材料彈性模量取E=2.1X105MPa,J—mm4,1'—mmPK=[3.14162X2X2.1X1011X(3.1416/64)XO.03841/19922=106924.616N取安全系數(shù)nK=3,臨界穩(wěn)