畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙柱式汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)

雙柱式汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)摘要：隨著我國汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車修理行業(yè)也迎來了巨大的市場需求。因此，汽修行業(yè)急需各種效率高、針對性強(qiáng)的汽修設(shè)備和工具。在汽修量4000公斤，最大舉升高度1700毫米，符合汽車舉升機(jī)國家安全標(biāo)準(zhǔn)。通過正確的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙及工藝要求，能夠方便的投入到生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，是一種高效率的汽Abstract:Withthegreatdevelopmentoftheautomobileindustry,automobilerepairneedsalargebusiness.Thebusinessneedsmanykindsofequipmentandtoolswhichiseffectiveandsuitable.Intheautomobilerepairindustry,2posttypeisoneofthemostacceptableanduseablekind.Bythestatisticsofthesalesaboutthehoistintheseyears,wefoundthatalmost2/3ofthehoistmarkethasbeenoccupiedby2posthoist.Thistimeonecylinderisthedrivekindofthe2posthoistdesignedbyme.Itcanmakethetwoliftingarminthesamestepbythesteelwire.Themaxweightofthehoistis4000kgandthemaxheightofthehoistis1700mm.ThemachineisfullyaccordwiththeChinaHoistSafetyStandard.Withtheaccuratelydrawingsandmaturetechnics,itiseasytomanufacturethiskindhoist.Andthedevicehasabeautifulfiguratcompactconstruction.Keywords:2posthoist;Synchronouslifting;liftingequipment1前言舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的街邊店(如輪胎店),幾乎都配備有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經(jīng)營管理者重視的設(shè)從而可以在其下面工作?"舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們，發(fā)明第一臺自動(dòng)舉升機(jī)的靈感來自理發(fā)師的椅子，因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)，以適應(yīng)于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機(jī)，大大地提高了比它問世還早的千斤頂和臺架的功能，這種早期舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)功能可以在舉起汽車以后，將其旋轉(zhuǎn)360°。也許你經(jīng)常去的一個(gè)汽車維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機(jī)為客戶提供日常的汽車維修服務(wù)，這種舉升機(jī)大多已經(jīng)工作了75年了。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，單柱式舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性很快就顯露出來了。如果只是在汽車四周進(jìn)行檢測維修工作的話，這種舉升機(jī)也就足夠了，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會妨礙進(jìn)入汽車底部的大部分區(qū)域。針對單柱式舉升機(jī)的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案并作了許多改進(jìn)工作。現(xiàn)在，舉升機(jī)的選擇范圍很大，有地基式、托舉式、剪式、平行四邊形式、便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動(dòng)式、接觸車架式、對稱式、非對稱式、小行程、大升程、隊(duì)列式以及其它的各種舉升機(jī)設(shè)計(jì)方案。某些舉升機(jī)可能同時(shí)具有這些設(shè)計(jì)方案中的幾個(gè)特點(diǎn)。其中雙柱式汽車舉升機(jī)以其簡單的結(jié)構(gòu)、可靠的性能、簡單的維護(hù)以及價(jià)格的優(yōu)勢已近占領(lǐng)了汽車修理行業(yè)的一大部分市場。2研究背景與課題分析便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動(dòng)式、接觸車架式、對稱式、非對稱式、小行程、大升程、隊(duì)列式以及其它的各種舉升機(jī)。在歐美和日韓，由于汽車工業(yè)的發(fā)達(dá)，相對應(yīng)的在汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)、制造及安全性和易操作性方面比較完備，在生產(chǎn)和售后等方面都領(lǐng)先于國內(nèi)。并且就其產(chǎn)品的完善性和性能優(yōu)越性以及新技術(shù)的利用方面也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)相同行業(yè)。在許許多多不同類型的舉升機(jī)中，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛雙，同樣也是結(jié)構(gòu)最簡單的雙柱式汽車舉升機(jī)其實(shí)已經(jīng)是國外市場的主流了。其中，澳大利亞的汽車舉升機(jī)制造商tecalemit是比較著名的廠家。Tecalemit公司生產(chǎn)的雙柱式汽車舉升機(jī)無論在外形、結(jié)構(gòu)、操作性等方面都有十分出色的表現(xiàn)。也是本案雙柱式汽車舉升設(shè)備的很好借鑒。圖1Tecalemit公司的雙柱式汽車舉升機(jī)隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，工程師門提出了很多舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案并作了許多改進(jìn)工作?，F(xiàn)在，舉升機(jī)的選擇范圍很大。某些舉升機(jī)可能同時(shí)具有幾種設(shè)計(jì)方案的幾個(gè)特點(diǎn)。舉升機(jī)在設(shè)計(jì)方面越來越智能化和人性化，將會向遙控、電腦控制方向發(fā)展。隨著汽車保有量的不斷增多，私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來的需求量也將不斷增加，據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，在未來三年內(nèi)，舉升機(jī)市場將維持在8%～12%的增長率。2.2國內(nèi)概況對大多數(shù)國內(nèi)品牌來說，無論產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)還是售后服務(wù)，都還有很多地方有待改進(jìn)。產(chǎn)品雖然也相對定型，但國內(nèi)很多產(chǎn)品性能還不夠穩(wěn)定，故障多，不重視外觀，影響了國產(chǎn)品牌的口碑。國內(nèi)著名舉升機(jī)品牌的競爭力主要體現(xiàn)在健全的分銷網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)體系和較高的性價(jià)比。舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的街邊店(如輪胎店),幾乎都配備有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經(jīng)營管理者重視的設(shè)隨著中國汽車保有量的不斷增多，私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來的需求量也將不斷增加，據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，在未來三年內(nèi)，舉升機(jī)市場將維持在8%～12%的增長率。并且舉升機(jī)在設(shè)計(jì)方面越來越智能化和人性化，將會向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時(shí)隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將逐步統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領(lǐng)市場。不同的維修企業(yè)根據(jù)財(cái)力、維修項(xiàng)目、車間大小的不同，舉升機(jī)需求類型也不僅相同。雙柱舉升機(jī)是當(dāng)前被廣泛采用的主流舉升機(jī)，是73%的經(jīng)銷商銷量最大的舉升機(jī)類型。對于國內(nèi)使用較為普遍的一些雙柱舉升機(jī)品牌而言，國產(chǎn)的價(jià)位約在0.6~1.4萬元，進(jìn)口的約在1.8萬～2.8萬元。這種舉升機(jī)安裝起來很快，不需要大范圍地開挖，也不需要對維修廠的整體布局進(jìn)行一些永久性的變動(dòng)。雙柱舉升機(jī)噪聲較小，升降平穩(wěn)，可調(diào)整不同車型的支撐部位。這種舉升機(jī)適用于舉升中小汽車進(jìn)行維修及裝配工作。主要用戶為以總成大修為主的修理廠及4S店。四柱舉升機(jī)國產(chǎn)設(shè)備的價(jià)位在1.0～3.5萬元，進(jìn)口品牌在1.8～4.5萬元，價(jià)格隨著舉升噸位的提高而增加。可適用于大多數(shù)車型。但是四柱舉升機(jī)寬大的支承裝置往往會妨礙工人干活。主要用戶為快速保養(yǎng)為主的小型企業(yè)，因?yàn)榭焖俦ｐB(yǎng)業(yè)務(wù)需要車輛能夠快速起降，如果購買雙柱舉升機(jī)則需要在車輛起降過程中花費(fèi)一些時(shí)間。同時(shí)4S店對四柱舉升機(jī)也有很大的需求。剪式舉升機(jī)使用方便，不用時(shí)不占空間，受到很多實(shí)力雄厚的特約維修站的歡迎，這也是未來舉升機(jī)的發(fā)展方向。一般國產(chǎn)設(shè)備價(jià)位在1.0～4.0萬元，進(jìn)口產(chǎn)品在1.5～4.5萬元。但剪式舉升機(jī)較為精密，做工不好或者設(shè)計(jì)不好就容易導(dǎo)致臺面不平、單對汽車服務(wù)行業(yè)而言，舉升機(jī)一定要安全可靠、維護(hù)簡單，否則在一定程度上會影響工作效率。而傳統(tǒng)的機(jī)械式舉升機(jī)安全性較差，所需的維護(hù)工作較多，被液壓式舉升機(jī)取代也是大勢所趨。根據(jù)慧聰?shù)恼{(diào)查，訪談舉升機(jī)生產(chǎn)廠商，全部轉(zhuǎn)向了當(dāng)前主流產(chǎn)品即液壓式舉升機(jī)，它具有安全性能好、維護(hù)周期長以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。2.3.1設(shè)計(jì)技術(shù)要求(1)最大舉升質(zhì)量4000公斤。(2)最大舉升高度1700毫米。(3)符合汽車舉升機(jī)國家安全標(biāo)準(zhǔn)。2.3.2設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1)舉升機(jī)兩托臂上升和下降嚴(yán)格同步。(2)舉升機(jī)舉升升程內(nèi)有效自鎖，保證使用安全。(3)形成放大機(jī)構(gòu)達(dá)到舉升設(shè)計(jì)要求高度。3.3.3設(shè)計(jì)技術(shù)路線(1)確定小車的舉升結(jié)構(gòu)，要滿足任務(wù)書要求的最大舉升高度。(2)舉升機(jī)通過機(jī)械自鎖、液壓回路自鎖和電氣回路自鎖三方面來確保設(shè)備和使用人員的安全。(3)通過滑輪和鏈條的行程放大機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)的行程放大。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，已普遍在各種起重設(shè)備中得到應(yīng)用。本舉升機(jī)液壓缸行程選擇1300mm,舉升高度1700。(4)通過鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)舉升托臂的同步。(5)小車舉升的汽車類型不盡相同，所以其舉升托臂的長度也需要設(shè)計(jì)一定的伸縮范圍。(6)小車采用液壓舉升方式，所以要合理選擇液壓頂缸，液壓泵，管路等。(7)在滿足最大舉升質(zhì)量的前提下，確保安全性并控制成本，合理用料，合理設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)，合理選擇部件。3總體方案設(shè)計(jì)得出以下4個(gè)方案。下面詳細(xì)比較了各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并確定了最終方案：(1)在單邊支架上安裝絲杠機(jī)構(gòu)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠來帶動(dòng)平臺實(shí)現(xiàn)上升和下降。通過鋼絲繩和一些滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一邊的平臺上升和下降，同時(shí)可以保持同步。通過液壓自鎖回路、機(jī)械自鎖保護(hù)、電氣急停保護(hù)等措施來保證使用安全。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)可靠。缺點(diǎn)：需要較長的絲杠，成本較高，安裝不便。(2)電機(jī)放置于龍門架中間，兩邊托臂通過鋼絲繩同時(shí)和電機(jī)連接。再通過一些滑輪機(jī)構(gòu)把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成鋼絲繩的上下運(yùn)動(dòng)。以次來實(shí)現(xiàn)托臂的上升和下降，同時(shí)可以保持同步。通過液壓自鎖回路、機(jī)械自鎖保護(hù)、電氣急停保護(hù)等措施來保證使用安全。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)可靠。缺點(diǎn)：由于需要較大扭矩來實(shí)現(xiàn)舉升功能，故需要較大功率電機(jī)和大速比減速箱。電機(jī)和減速箱安裝位置較高，安裝和維修不便.(3)兩邊支架同時(shí)安裝液壓缸，通過液壓分配閥來實(shí)現(xiàn)上升和下降的同步。通過液壓自鎖回路、機(jī)械自鎖保護(hù)、電氣急停保護(hù)等措施來保證使用安全。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)可靠。缺點(diǎn)：需要購置兩個(gè)液壓缸，成本較高，缺乏市場競爭力。(4)在單邊支架安裝液壓缸，液壓缸帶動(dòng)托臂實(shí)現(xiàn)上升和下降功能。通過鋼絲繩和一些滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一邊的平臺上升和下降，同時(shí)可以保持同步。通過液壓自鎖回路、機(jī)械自鎖保護(hù)、電氣急停保護(hù)等措施來保證使用安全。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，成本較低。缺點(diǎn)：需要較大剛度的支架來保證舉升機(jī)的可靠運(yùn)作。經(jīng)過綜合考慮以上方案，并通過查詢了相關(guān)資料，最終選用技術(shù)比較成熟可靠的4號方案。下圖是該舉升機(jī)構(gòu)的示意圖。圖2雙柱式汽車舉升機(jī)外形示意圖3.2電氣控制部件設(shè)計(jì)方案雙柱式汽車舉升機(jī)的電氣控制部分相對簡單：舉升機(jī)的控制單元內(nèi)設(shè)置電源、開關(guān)回路、限位開關(guān)回路以及電氣急停回路。以上器件和液壓泵聯(lián)結(jié)，構(gòu)成雙柱式汽車舉升機(jī)的電氣控制部分。結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便，安全可靠。結(jié)構(gòu)圖詳見下文電氣布置設(shè)計(jì)。3.3液壓部件設(shè)計(jì)方案液壓回路由液壓油箱、液壓泵、液壓管路、液壓頂缸、溢流閥、單向閥構(gòu)成。液壓泵工作，驅(qū)動(dòng)液壓油路。通過撥桿式液壓閥來控制油路的通斷，以次來實(shí)現(xiàn)液壓缸的動(dòng)作。擬定如下方案實(shí)現(xiàn)以上功能。普通兩位兩通閥配以控制回路，示意圖如下：圖3.雙柱式汽車舉升機(jī)液壓方案示意圖該方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可以方便的實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)所要求達(dá)到的功能。缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)選用下圖所示液壓回路，示意圖如下圖4液壓方案示意圖該方案選用撥桿式三位四通閥來控制液壓回路。該方案的優(yōu)點(diǎn)是三位四通閥中間位置通過兩個(gè)單項(xiàng)閥起到自鎖功能，達(dá)到舉升機(jī)自鎖保護(hù)功能。撥動(dòng)三位四通閥撥桿，舉升機(jī)托臂上升。當(dāng)舉升機(jī)上升到要求高度時(shí)，觸動(dòng)位置開關(guān)。位置開關(guān)控制油路驅(qū)動(dòng)三位四通閥閥門切換，切換到中間自鎖位置，實(shí)現(xiàn)自鎖保護(hù)。當(dāng)完成作業(yè)后，再次撥動(dòng)三位四通閥撥桿，液壓缸下降，帶動(dòng)舉升托臂下降。完成作業(yè)。綜上所述，系統(tǒng)方案擬定如下。在單邊支架安裝液壓缸，液壓缸帶動(dòng)托臂實(shí)現(xiàn)上升和下降功能。通過鋼絲繩和一些滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一邊的平臺上升和下降，同時(shí)可以保持同步。舉升機(jī)的電氣控制單元內(nèi)設(shè)置電源、開關(guān)回路、限位開關(guān)回路以及電氣急停回路。以上器件和液壓泵聯(lián)結(jié)，構(gòu)成雙柱式汽車舉升機(jī)的電氣控制部分。液壓部分選用撥桿式三位四通閥來控制液壓回路。三位四通閥中間位置舉升機(jī)托臂上升。當(dāng)舉升機(jī)上升到要求高度時(shí)，觸動(dòng)位置開關(guān)。位置開關(guān)控制油路驅(qū)動(dòng)三位四通閥閥門切換，切換到中間自鎖位置，實(shí)現(xiàn)自鎖保護(hù)。當(dāng)完成作業(yè)后，再次撥動(dòng)三位四通閥撥桿，液壓缸下降，帶動(dòng)舉升托臂下降。完成作業(yè)。結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便，安全可靠。不可隨意改變本機(jī)參數(shù)，如預(yù)先設(shè)定好的額定壓力、上升、下降速度等。不能超過最大舉升重量3噸進(jìn)行超負(fù)荷使用。使用前應(yīng)將導(dǎo)軌及各轉(zhuǎn)動(dòng)部位涂上潤滑脂及注少許機(jī)油。開機(jī)前用戶應(yīng)檢查各油管、接頭、鏈條、鋼絲繩等是否連接可靠、正常。舉重物之前應(yīng)先空載試舉3-5次，以確保本機(jī)正常。環(huán)境溫度不得低于-10℃,舉升機(jī)應(yīng)安裝室內(nèi)，如安裝室外必須有防雨措施。更換油箱內(nèi)液壓油時(shí)，應(yīng)將油全部倒掉，徹底清洗油箱，然后加入約10升L-HM32專用液壓油。用戶每月至少應(yīng)對舉升機(jī)滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)部位潤滑一次。當(dāng)兩邊舉升臂不同步或不水平時(shí)，可調(diào)整鋼絲繩松緊度。在確保電源電壓、接線及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向無誤后，即可打開控制面板上的電源開關(guān)，按上升按扭舉升機(jī)即上升；按下降按鈕舉升機(jī)上升約200毫米后下降。(從下往上看電機(jī)應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn))。舉車前應(yīng)將舉升機(jī)下降至地面。將轉(zhuǎn)臂分開，車輛開進(jìn)舉升機(jī)中間合適部位，即車輛重心應(yīng)處于舉升臂支撐范圍內(nèi)。調(diào)整支撐臂至汽車底部合適部位，上升少許，讓支撐腳支撐在汽車上。注：應(yīng)根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)確定舉升部位有足夠的剛度，防止損壞汽車。確保支撐可靠后，即可按上升按鈕。將汽車舉至合適高度，然后松開按鈕，舉升機(jī)即停在您所需高度。修理汽車前應(yīng)檢查舉升情況是否正常，安全爪是否落下，然后關(guān)掉電源(防止誤動(dòng)作或其他人員誤操作)即可進(jìn)行汽車修理作業(yè)。作業(yè)完畢，接通電源，按下降按鈕將舉升機(jī)下降至地面，然后移開支撐臂，即可將車開走。緊急情況下的手動(dòng)下降操作：在下列情況下可進(jìn)行手動(dòng)下降操作：電源故障或斷電時(shí)。液壓系統(tǒng)回路異常，不能下降時(shí)。下降前應(yīng)移開舉升機(jī)下障礙物，關(guān)閉電源，任何情況下，修理人員禁止進(jìn)入舉升機(jī)下面。將安全爪支起，如安全爪已壓死，應(yīng)另外用千斤頂將舉升機(jī)支起10厘米左右。松開電磁閥上的固定螺帽，即可看見下降旋轉(zhuǎn)鈕，用手緩慢逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)舉升機(jī)開始下降時(shí)，即停止。注：不可突然旋轉(zhuǎn)手動(dòng)旋鈕，以防車輛突然下降，造成車輛損壞或事故。下降完成后，應(yīng)將手動(dòng)旋鈕旋回初始位置，鎖緊。4機(jī)械部件設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1結(jié)構(gòu)工作原理該舉升機(jī)通過液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓缸，液壓缸帶動(dòng)托臂實(shí)現(xiàn)上升和下降功能。通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)方便的實(shí)現(xiàn)托臂轉(zhuǎn)動(dòng)后的定位。圖6雙柱式汽車舉升機(jī)托臂旋轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)通過滑輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)行程放大。通過該機(jī)構(gòu)可以放大液壓缸的行程為原來的兩倍。本設(shè)計(jì)液壓缸選用行程為1300mm,故舉升高度最大可為2600mm。舉升高度設(shè)計(jì)要求為1700mm,所以該機(jī)構(gòu)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。圖7舉升機(jī)行程放大機(jī)構(gòu)Fig7Lifttravelamplificationmechan通過鋼絲繩和一些滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一邊的平臺上升和下降，同時(shí)可以保持同圖8舉升機(jī)滑輪機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的自鎖機(jī)構(gòu)是通過類似棘輪機(jī)構(gòu)的擋塊實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)舉升機(jī)托臂向上移動(dòng)時(shí)，棘齒與鎖定塊通向。當(dāng)舉升機(jī)托臂向下移動(dòng)時(shí)，棘齒與鎖定塊反向，阻止舉升機(jī)托臂向下移動(dòng)，起到鎖定功能。以上是該雙柱式汽車舉升機(jī)各部件的工作原理，工作過程請見下圖。到達(dá)要求高度到達(dá)要求高度觸動(dòng)位傳感器四通閥至中間自鎖位置托臂自鎖維持該高度汽修作業(yè)結(jié)束后撥動(dòng)四通閥撥桿液壓杠桿縮回?fù)軇?dòng)四通閥撥桿液壓杠桿伸出液壓缸回歸零位托臂上升托臂下降圖9雙柱式汽車舉升機(jī)工作過程示意圖舉升機(jī)支架、舉升機(jī)托臂等組件用型材焊接而成，材料選用45。給部分緊固件選用強(qiáng)度為高強(qiáng)度8.8級的內(nèi)六角螺釘。各轉(zhuǎn)軸，銷軸材料選用Cr12,在經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，保證足夠的剛度。鋼絲繩選用10mm直徑的高強(qiáng)度鋼絲繩，額定舉升重量為5000kg,滿足使用要求。上述結(jié)構(gòu)、材料均能滿足強(qiáng)度要求，具體計(jì)0753算詳見下文校核部分。0753蟲中。圖11雙柱式汽車舉升機(jī)外形結(jié)構(gòu)示意圖4.2驅(qū)動(dòng)功率確定本雙柱式汽車舉升機(jī)的動(dòng)力來源是電機(jī)，主要傳動(dòng)部件是液壓缸。當(dāng)舉升機(jī)工作時(shí)，單邊支架可看作為典型的懸臂梁，所有應(yīng)力都集中在舉升托臂導(dǎo)向輪和支架的接觸點(diǎn)上。故此處材料的選用必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。本雙柱式汽車舉升機(jī)選用龍門式。龍門部件不但能夠安裝鋼絲繩，而且還能連接兩支架。更是大大加強(qiáng)了整個(gè)舉升機(jī)的強(qiáng)度。圖12舉升機(jī)導(dǎo)向輪與支架接觸點(diǎn)4.2.2電機(jī)功率的選擇確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇首先要確定電機(jī)工作點(diǎn)的力矩大小，以及在這個(gè)力矩下需要的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。依此可以確定需要多大尺寸的電機(jī)能滿足這個(gè)要求。電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和額定力矩決定了電機(jī)的輸出功率。兩臺尺寸相同的電機(jī)，由于轉(zhuǎn)速不同和力矩不同，所以輸出功率也不同。力矩大、轉(zhuǎn)速高的電機(jī)，其輸出功率就大，輸出功率的計(jì)算方法如下：N--負(fù)載轉(zhuǎn)速單位：瓦(W)單位：克/厘米(g/cm)單位：轉(zhuǎn)/分(rpm)伺服電機(jī)的選擇應(yīng)該滿足如下幾個(gè)方面：(1)最大轉(zhuǎn)矩：結(jié)合負(fù)載情況，根據(jù)負(fù)載動(dòng)作要求。(2)平均轉(zhuǎn)矩：根據(jù)負(fù)載周期性的轉(zhuǎn)矩要求，繪制轉(zhuǎn)矩與時(shí)間曲線，得出平均轉(zhuǎn)矩。(3)熱載荷校驗(yàn)滿足：根據(jù)負(fù)載工作曲線，得出電機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩和平均速度。如果該點(diǎn)位于所選伺服電機(jī)s1曲線下方，則該選型滿足電機(jī)的工作能力。即使端事超載，總體來講也不會影響電機(jī)性能而導(dǎo)致電機(jī)過熱、燒壞等故障。(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：需校驗(yàn)外部轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。需要計(jì)算出電機(jī)的輸出軸端與電機(jī)靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比值。比值應(yīng)該小于10才能夠滿足選型條件，達(dá)到實(shí)用要求。4.3強(qiáng)度校核此設(shè)計(jì)為雙柱式舉升機(jī)，兩根支架為對稱布置，故只分析設(shè)計(jì)其中一根即可。因?yàn)榱⒅惺苤饕膽?yīng)力，所以需要有較高的強(qiáng)度要求。由于立柱可簡化為一端固定，一斷自由的壓桿，所以主要從穩(wěn)定性方面計(jì)算支架的工作形式，下面取其一段分析。由F?引起的彎矩圖和剪力圖見下圖：1=2600mmb=2415mma=185mmMx=P(l-a)=2640.5×(2600-185)=6376807.5(kgmm)由F?引起的彎矩圖和剪力圖：)曰圖14立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖A圖15立柱上M作用力及其彎矩圖M=Fy×71.119=75839.2kgMx=-M=-Fy×(83.119-12)=-75839.2(kgmm)綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖所示。A合成剪力圖A合成彎矩圖從圖中可以得出Mmx=-M=-Fgy×(83.119-12)=-75839.2(kgmm)M,=1386262.5-75839.2=1310423.3(kgmm)截面上半部分靜矩S=171.24cm3,以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：(1)校核正應(yīng)力強(qiáng)度：(2)校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：滿(3)折算應(yīng)力強(qiáng)度校核：主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力σm產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力rmax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(qiáng)度都是滿足因此這里的主應(yīng)力就比較大，有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核，取該截面邊緣處某點(diǎn)K進(jìn)行計(jì)算：由于點(diǎn)K處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，立柱體材料采用的30鋼是塑性材料，可以采∴按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度要求，經(jīng)過計(jì)算本次設(shè)計(jì)中支架強(qiáng)度滿足雙柱式汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)要求。為防止軸產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，以免在運(yùn)動(dòng)中引起振動(dòng)造成軸與孔之間加劇磨損而失效，因而軸應(yīng)有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。,5電氣控制部件設(shè)計(jì)計(jì)算5.1電氣部件控制邏輯設(shè)計(jì)圖13舉升機(jī)控制回路示意圖電源選用參數(shù)：三相380V,50Hz,伺服電機(jī)選用參數(shù)：功率3kw。6液壓部件設(shè)計(jì)計(jì)算1-過濾器元件2-齒輪泵3-溢流閥4-單向閥5-三位四通閥6-過濾器7-節(jié)流閥8-液壓缸圖14雙柱式汽車舉升機(jī)的控制回路從中可以看到該設(shè)備的液壓控制回路。該回路由過濾器、齒輪泵、溢流閥、單向閥、三位四通閥、節(jié)流閥、液壓缸組成。選用撥桿式三位四通閥來控制液壓回路。三位四通閥中間位置通過兩個(gè)單項(xiàng)閥起到自鎖功能，達(dá)到舉升機(jī)自鎖保護(hù)功能。撥動(dòng)三位四通閥撥桿，舉升機(jī)托臂上升。當(dāng)舉升機(jī)上升到要求高度時(shí)，觸動(dòng)位置開關(guān)。位置開關(guān)控制油路驅(qū)動(dòng)三位四通閥閥門切換，切換到中間自鎖位置，實(shí)現(xiàn)自鎖保護(hù)。當(dāng)完成作業(yè)后，再次撥動(dòng)三位四通閥撥桿，液壓缸下降，帶動(dòng)舉升托臂下降，回到初始位置。根據(jù)本題設(shè)計(jì)要求：選用“HCS-80-拉”型液壓缸，主要尺寸：升降速度：上升速度t?=L?/V?=33.2s液壓缸動(dòng)力單元功率計(jì)算：P=q,×p/612×n,d≥35.7(F/[o])12,[o]=o?/n畢業(yè)設(shè)計(jì)是展現(xiàn)我們過去所學(xué)知識的實(shí)踐，也是今后的工作的練兵。因此這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我們有很深刻的意義。使我對設(shè)計(jì)工作有了進(jìn)一步的了解，對設(shè)計(jì)的思想方法和具體的操作步驟有了清楚的認(rèn)識。整個(gè)設(shè)計(jì)工作首先得由明確設(shè)計(jì)要求、實(shí)現(xiàn)其功能和滿足其指標(biāo)為前提出發(fā)，這是完成設(shè)計(jì)工作的第一部。接著針對每一個(gè)細(xì)節(jié)問題進(jìn)行分析、計(jì)算，期間可以參考大量的同類設(shè)計(jì)，比較優(yōu)缺點(diǎn)，最后確定方案，落實(shí)設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本掌握了相關(guān)的三維設(shè)計(jì)軟件和平面繪圖軟件，如ProE和AutoCAD等軟件。這些軟件對本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的幫助是十分巨大的。在完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)掌握了兩種十分有用的軟件的運(yùn)用，感覺收益匪淺。另外，通過本次設(shè)計(jì)使我是我對機(jī)械、液壓及電氣等方面的知識有了更加深刻的了解和認(rèn)識。不但溫習(xí)了課本上的知識，而且能夠運(yùn)用到實(shí)際。這比以前有[1]王忠志主編.精密研磨[M].北京：中國計(jì)量出版社，1989.[2]李虹.砂帶磨削[OL].中國機(jī)床網(wǎng)，2006-9-16.[3]唐金松主編.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第二版)