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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 小型汽车修理举升机设计摘 要：举升机能根据汽车修理作业的内容使车身上升到合适高度，对于分解修理作业、更换润滑油、车辆洗净、检查作业等能有效而且安全地运行。液压式双柱汽车举升机作为一种液压技术新产品开发设计研究 , 他有着其他举升机无法比拟的优势：如它采用的结构工作范围广，可维修高顶棚车辆，工作空间空旷等，本文较全面的介绍了举升机的分类，在确定了所要设计的方案之后，即针对了举升机的结构及特点要求进行了设计与说明，同时对汽车举升机立柱、横梁的截面特性，并对主立柱的刚度、强度和托臂的强度进行了校核验算，设计并对液压
2、缸活塞杆强度以及受压杆的稳定性也进行了验算，以保证设计的举升机满足使用要求。关键词：液压式；举升机；刚度；强度；截面特性；校核计算Design of Car Repair Lift (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: Lifting can according to the repair work to rise car to a suitable height for decompostion, repair work, the rep
3、lacement of lubricants, car wash, check the homework effectively and safely. Hydraulic two-pillar lifting machine is a kind of hydraulic technology development of new products design and research, he has other lift incomparable advantages: such as the structure of wide working range, high ceiling ca
4、n repair vehicles, working space is empty, this paper comprehensively introduces the lifting machine classification, in the to design plan, which aimed at lifting machine structure and the characteristic requirements for the design and the explain, at the same time the car lifting machine column, be
5、am cross-section characteristics, and the main column, beam stiffness, strength and arm strength undertook checking, design and hydraulic cylinder piston rod strength and pressure bar stability also undertook checking, to ensure that the design of the lifting machine to meet the use requirements.Key
6、 words: Hydraulic lifting machine; stiffness; strength; sectional properties; checking calculation1 前言1.1 国内举升机现状及问题目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪式、组合移动汽车式等。仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：普通双柱式、龙门双柱式、四立柱式、剪式、移动式和单立柱式等汽车举升机按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条举升式等举升机。从举升机的驱动方式分，主要有：电
7、机驱动式举升机和液压驱动式举升机。举升机的结构形式主要有：整体结构形式；举升方式；驱动方式；平衡方式；保险与保护方式；托盘结构。从我国的国情出发，从实用角度出发，需要考虑到大多数维修是屋内作业，野外作业有，但是少，故采用两立柱升举，尽量在满足升举条件的情况下，节省空间，为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置，由于升举的同时，两个同步液压缸的设计不可能完全一样，将导致升举的同时车会发生倾斜，故采用钢丝绳平稳系统，以消除该影响，在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适用于整体或解体搬运尽量做到标准化，通用化，系列化。1.2 本次研究的目的及意义本课题探讨的是适用于社区汽车维修
8、服务的一种新型汽车维修平台。这种汽车维修平台是适用四轮汽车维修使用的一种现代液压技术专用产品。双柱型汽车维修液压同步升降平台作为一种液压技术新产品开发设计研究 ,是利用现代液压技术和计算机控制技术来改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量。 1.3 本次设计的主要内容本次设计的普通双柱式汽车举升机是一种汽车修理和保养单位经常用到的举升设备，广泛应用于轿车等小型车辆的维修和保养，要求额定举升重量2.5-4吨，最大举升高度为1.8米，全程上升的时间50-70秒，全程下降时间为20-60秒，举升机上设有液压系统自锁和机械锁紧装置。本文在
9、确定了所要设计的举升机的方案之后，即针对举升机的结构及其特点要求进行了设计与说明，同时对举升机设计过程中所涉及到的工艺性问题进行补充说明。然后分析了普通式双柱汽车举升机主立柱的截面特性，并对主立柱的强刚度和托臂的强度进行了校核验算。对液压缸活塞杆强度以及受压杆的稳定性也进行了验算，以保证所设计的举升机满足使用要求。1.4 本次设计的创新与改进本课题所设计的是液压驱动的普通式双柱汽车举升机。它的特点是：性能可靠，低能耗，操作方便；无横梁，结构简单；非对称托臂可伸缩，保证了安全性；托脚的最低位置低，使得车辆的底盘可以比较低，对各种车辆的适应性扩大了；与螺杆式的举升机相比，使用寿命较长；价格低廉，拥
10、有的市场份额较大。本次所设计的液压驱动的普通双柱式汽车举升机在原有的基础上有了一些改进：尽量在满足升举条件的情况下，节省空间；为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置；采用钢丝绳平稳系统；结构简单，操作方便7。2 普通双柱式汽车举升机方案的拟定方案一：普通双柱式汽车举升机采用链条传动举升式，由两边两个立柱里安装的液压油缸来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，链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举升动作，如图1所示：图1链条传动举升装置示意图Fig 1 Schematic diagram of chain transmission lifti
11、ng device方案二：普通双柱式汽车举升机采用钢丝绳同步装置，钢丝绳连接液压缸和滑台来实现整个设备的举升动作，如图2所示：图2钢丝绳同步装置示意图Fig 2 Schematic diagram of synchronous device for wire rope从图1中可以看到左右两边立柱内的两个举升装置是通过液压软管来连接的，它的一个不足的地方就是左右两个液压缸在开始举升时有一个时间差，这会导致因左右两边的举升速度不一样而举升不平衡，图2中采用了钢丝绳的同步装置，可以消除时间差，整个举升过程更加平衡，噪声也减少了，故选用方案二。3 普通双柱式汽车举升机的设计计算与分析3.1 举升装置此
12、处已删除即 (18)所以按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。 4.2 托臂部分的强度校核4.2.1 托臂部分截面特性托臂部分截面属于变截面，以下先计算截面特性数据：小臂截面尺寸：7070方钢，壁厚8mm，a=70,b=54惯性矩： (19) (20)静矩计算：大臂截面尺寸：9292方钢，壁厚8mm，a=92,b=76惯性矩： 4.2.2 托臂部分强度核算A截面：惯性矩：Ix=1292245.33 mm4 ；Wx=36921.295 mm3MA=P310=6277632.06 Nmm 选保险系数较小可满足强度要求。 图13左后托臂部件图Fig13 The left rear bra
13、cket components图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面:图14托臂示意图Fig 14 Schematic diagram of arm按照A,B,C,D几个典型截面进行分析，各个截面的截面图12如下： (a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面图15典型截面示意图Fig 15 Schematic diagram of typical sectionB截面：9292方钢 A1=8015=1200mm2 YA1=92+15/2=99.5mm A2=9292-7676=8464-5776=2688 mm2 YA2=92/2=4
14、6mm YC=(120099.5+268846)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm IA1=80153/2+(99.5-62.51) 21200=1664412.12 mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)22688=3922455.309mm4所以IB= IA1+ IA2=5586867.429 mm4 MB=20250.426610=12352759.86 Nmm WX=89375.58 mm3 ，保险系数较小可满足强度要求。C截面：A1=1200 mm2 YA1=92+15/2+60=159.5 mm A2=2688 mm2 YA2=
15、46mm A3=6010=600 mm2 YA3=92+60/2=122 mm YC=(1200159.5+268846+600122)/(1200+2688+600)=85.6mm IA1=50153/2+(159.5-85.6)21200=6637827mm4 IA2=(924-764)/12+ (85.6-46)21688=5836814.08mm4 IA3=63/12+(122-85.6)2600=794994mm4 所以IA =IA1+IA2+IA3=13269635.08mm4 MC=P940=19035400.44 Nmm 满足强度要求。D截面： 惯性矩：ID=3189760mm
16、4 ； WD=69342.61 mm3 MD=20250.426530=1073725.78 Nmm ,保险系数较小可满足强度要求。4.2.3 托臂销的强度核算设想由销连接的部位为承重全部由销连接，所以P=42009.8=41160N承受剪应力=4P/d2=32.75MPa销的材料为45钢，许用切应力80 MPa，许用挤压应力120 MPa，符合设计要求。4.2.4 钢丝绳的强度计算选用钢丝绳直径为10mm，光面钢丝，结构型式为619西鲁式，公称抗拉强度为1850 MPa，远远大于系统所需，符合设计要求。4.2.5 电磁铁安全锁的强度计算与校核保险孔板为调质后的45钢，许用切应力为307MPa
17、，假设全部载重聚集在保险孔板，其切应力为138 MPa，满足系统要求。5 液压系统5.1 液压系统工作原理启动电动机按钮后电机起动并带动油泵从油箱中吸入压力油送到举升缸中使活塞杆移动，此时安全溢流阀关闭。此阀的压力在出厂前已经调好，以保证起重的额定载荷的要求。当系统中压力超过极限时，自动溢流卸油阀松开，起动按钮停止供油，提升结束，开始作业工作。如果拉动滑台上两个机械安全锁后再按手动式下降阀便开始卸油下降，其工作原理图5.1图16液压系统工作原理图Fig 16 Schematic diagram of hydraulic system5.2 液压缸活塞杆受压校核5.2.1 液压缸活塞杆强度验算
18、根据活塞杆只受压力的工作情况，强度验算公式为：D 35.7 mm (21) 式中：F载荷力N。 这里 F=1/2G=20009.8=19600N 活塞杆材料应用应力 =s/n 其中：s材料屈服极限，n=安全系数。取s =315MPa，n=3，=105MPa。 则 D35.7（19600103/105）1/2=15.424 mm 实际采用之活塞杆直径D=38mm15.424mm，所以符合受压强度要求。5.2.2 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17液压缸压杆安装图Fig 17 Hydraulic cylinder pressure rod installation di
19、agram已知：缸体长度: L=1078mm 工作行程: l=914mm 活塞杆直径: D=38mm 计算长度: =L+l=1992mm 活塞杆截面积: A=D2 /4 活塞杆转动惯量: J=D4/64 活塞杆回转半径: K=D/4 柔性系数: m=85 末端条件系数: n=2 则 /K=4/d=41992/38=209.684 = 120.21由于 /K m，则可按下列公式计算临界载荷 Pk=2nEJ/()2 (22)式中：E材料弹性模量取E=2.1105 MPa，Jmm4，mmPk=3.1416222.11011（3.1416/64）0.0384/19922=106925N 取安全系数nk
20、=3, 临界稳定载荷Pk/ nk=106924.616/3=35642N 实际工作载荷F=1/2G=20009.8=19600N F=1/2G=2000=19600NPk/ nk，所以满足压杆稳定条件。5.3 液压元件的选择液压元件的计算主要是计算元件工作压力和通过的流量，元件应尽量选用标准元件，只有在特殊情况下才设计专用元件。齿轮泵的选择活塞杆直径为38mm，油缸所需的最大推力P1max为 P1max=F总/2=42009.8/2=20580N （23）根据帕斯卡原理，得出每个液压缸需要的液压力P为 P1=4 P1max/D2=1.8Mpa （24）泵的工作压力应该根据液压缸的工作压力来确定
21、，即 PpP1+P （25）式中：P1执行元件的最大工作压力；P进油路和回油路总的压力损失。初算时一般节流调速和简单回路，P 取0.2-0.5MPa5代入数值：Pp=2MPa考虑到液压系统的压力及油泵的使用寿命，通常在选择油泵时，其额定压力比工作压力Pp大25%60%，即泵的额定压力为3.125MPa4.0MPa，取其额定压力为5MPa。每个油缸的所需的流量Q1max为Q1max=AV=D2V/4 设时间为60s,V=1800mm/min即 Q1max=2.04L/min所以2个油缸所需要的最大流量Qmax=2 Q1max=4.08L/min单液压泵供给多个同时工作的执行元件时QKQmax式中
22、 K回油泄漏折算系数K=1.1-1.3，取K=1.1；即 Q4.48L/min=4.8L/min所以选取齿轮泵的型号为BBXQ.额定压力为5 MPa，最大压力Pp为6 MPa,额定转速1500r/min，容积效率为0.9，额定流量Qp为18L/min10，符合以上要求。电动机的选择 电动机的输出功率即泵的输入功率,液压泵的总效率为0.9，液压泵的额定流量为18L/min得 P=Pp Qp/=61061810-3/600.9=2 kW （27）据此选用立式电动机Y90L-2，其额定功率为2.2kW,满载转速为2840r/min,能满足系统要求。其它元件按实际工作压力以及流量大小即可选择液压元、辅
23、件（略）。6 结论本文首先对所有的汽车举升机的情况进行了简单的阐述，并介绍了各类汽车举升机的结构特点，对汽车举升机有了初步了认识。然后再根据各类汽车举升机的各种使用要求，结合前人设计的举升机的各种结构，按照自己所要设计的举升机的要求对汽车举升机进行了结构方面的设计。本次所设计的举升机是采用以液压驱动、液压缸为举升装置以及钢丝绳为同步装置的普通式双柱汽车举升机。液压驱动是由液压系统以及电箱组成的。整个举升机的外形是双柱式的，同时它的支撑机构是非对称式的托臂。通过电磁铁安全锁将立柱内的滑台固定住，起到保护的作用。总结这次普通式双柱汽车举升机的设计，大体可以归纳为以下几点：通过市场调查，首先了解了汽车举升机种类，并熟悉了各类汽车举升机的外形以及它们的功能特点、使用要求等。在对汽车举升机有了一定的了解后，将各类汽车举升机的装配结构作了对比，最终确定了本次设计的普通式双柱汽车举升机的设计方案。在确定了设计方案之后，就对普通式双柱汽车举升机的结构
