四柱液壓式汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】
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費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目 錄 1． 引言 機(jī)的用途 機(jī)的工作原理 升機(jī)的設(shè)計(jì)要求 誤 !未定義書簽。 2．總體方案的確定 1 3 4 5 5 總 結(jié) 7 致 謝 8 參考文獻(xiàn) 9 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 1． 引言 隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車在整個(gè)社會(huì)中占據(jù)著舉足輕重的地位，但隨著汽車的不斷增加汽車維修也是必不可少的。在現(xiàn)在的汽車維修中機(jī)械師總在考慮怎樣提升工作效率和維修的便利性，比如把汽車舉升 到空中，從而可以在其下面工作，舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們第一臺(tái)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)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)不同的顧客。早期的單柱式液壓舉升機(jī)功能就比古老的千斤頂和臺(tái)架結(jié)構(gòu)的要好的多。 隨著工業(yè)的發(fā)展，單柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性就很快顯露出來，這種舉升機(jī)只適用于在車輛四周進(jìn)行檢測(cè)維修，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會(huì)影響維修師傅的操作，針對(duì)這類舉升機(jī)的不足，設(shè)計(jì)師已經(jīng)設(shè)計(jì)了很多方案進(jìn)行了許多改進(jìn)工作，有地基式，剪式，平行四邊行式，便攜式，單柱，雙柱式，四柱式，驅(qū)動(dòng)式對(duì)稱，非對(duì)稱，小行程，大行 程等等。有些舉升機(jī)可能同時(shí)具有其中幾個(gè)特點(diǎn)，同樣舉升機(jī)根據(jù)汽車被舉升部位的不同可分為車輪舉升設(shè)備，車橋舉升設(shè)備和車架舉升設(shè)備。 四柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備 ,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。 它是一種把整車裝備重量不大于 3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。 由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適用于整 體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。 機(jī)的用途 在工作時(shí)由電動(dòng)四柱舉升機(jī)的主要用途用于汽車的維修，但也可用于汽車的停放。 機(jī)的工作原理 該設(shè)備由電機(jī)提供原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過一些液壓閥的控制進(jìn)到液 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降架的移動(dòng)，最終可將要維修的汽車舉升到一定高度，以便維修，提高效率。 在我國的規(guī)定中講到舉升機(jī)的設(shè)備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護(hù)電路的連續(xù)性都要符合有關(guān)規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其 相應(yīng)的明文規(guī)定。舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)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(shè)定的最大壓力的限制。他們至少應(yīng)承受該壓力的 2倍（采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）或是該壓力的 3倍（采用氣壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之承受至少 3倍的調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力值的爆破壓力。 我國對(duì)舉升機(jī)的性能要求也比較繁多，例如： （ 1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，如有需要?jiǎng)t該裝置應(yīng)動(dòng)作靈敏、安全 ，可靠。 （ 2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無振動(dòng)、無爬行現(xiàn)象。 （ 3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖 外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。 （ 4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時(shí)刻都能安全自鎖。 （ 5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的噪音不得超過 80 （ 6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為 0— 40℃，全行程連續(xù)舉升額定質(zhì)量 20 次，油溫不得高于 60℃。 （ 7）在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)液壓系統(tǒng)施高 150%的額定使用壓力，維持 2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(chǔ)上，機(jī)械式舉升機(jī)的使用繼續(xù)進(jìn)行到 3000次，則液壓舉升機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)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。 設(shè)計(jì)的四柱舉升機(jī)應(yīng)該能夠滿足所有小型汽車的重量，同時(shí)也適合一些稍大型的汽車。舉升機(jī)在升降過程中以及在停留時(shí)都要保證平穩(wěn)和鎖緊，重要部件和關(guān)鍵部位必須進(jìn)行相應(yīng)的校核和驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的工作要可靠，而且要操作方便 。 舉升重量 4T ，長度綜合各類汽車的長度取立柱之間的長度為 4300度取立柱高度為2500寬取柱寬為 280用槽鋼 舉升高度 1800底盤寬度 480底盤長度 4100升行程為 1680升降架長度 2600 料為空心型鋼上升時(shí)間50 50s,下降時(shí)間 205s。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2．總體方案的確定 舉升機(jī)的機(jī)構(gòu)通常由以下幾部分組成，舉升機(jī)形式，機(jī)械裝置，驅(qū)動(dòng)部分，聯(lián)動(dòng)裝置，保險(xiǎn)裝置等部分組成。 四柱舉升機(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，汽車很容易正確無誤的駛上四柱舉升機(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)也不致于墜入其間的空隙中，車輪支承型四柱舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：第一，舉升機(jī)裝載汽車時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作又很簡單；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第三，支承載荷受力簡單，應(yīng)力較低，從而 延長了設(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)上來看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車間現(xiàn)場進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠牢固立柱的地腳螺栓即可。四柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是 :和雙柱舉升機(jī)相比，占地面積較大，對(duì)汽車檢修區(qū)域的可接近性差。 機(jī)械裝置包括純機(jī)械機(jī)構(gòu)，液壓結(jié)構(gòu)，氣壓結(jié)構(gòu)等，各類結(jié)構(gòu)由不同的結(jié)構(gòu)形式組成，同時(shí)也有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)所需形式和設(shè)計(jì)選擇要求而選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。 設(shè)想由齒輪 —— 齒條結(jié)構(gòu)做主動(dòng)力結(jié)構(gòu)或者絲桿驅(qū)動(dòng)等等，由電 動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪與固結(jié)在升降板上的齒條嚙合，帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng) 從而達(dá)到舉升的目的。 此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，傳動(dòng)精度高，響應(yīng)快等等，但也存在著十分巨大的問題：第一，由于是四柱舉升，按照上面結(jié)構(gòu)，勢(shì)必要在每個(gè)柱上都設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)，并可能需配置 4個(gè)電動(dòng)機(jī)，不僅增加額外重量，而且經(jīng)濟(jì)性也不好，同時(shí)對(duì)同步舉升存在缺陷。第二，由于是齒輪 —— 齒條嚙合的舉升，所以汽車的重量都由輪齒間的嚙合力平衡，對(duì)齒輪齒條的剛度要求很高，而且長期 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 負(fù)載，容易產(chǎn)生疲勞失效還會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)下降等現(xiàn)象，在給微修人員當(dāng)中是十分危險(xiǎn)的。 氣壓傳動(dòng)，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞的一門技術(shù)。氣壓傳動(dòng)的工作原理是利用空壓機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能，然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。 一、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)類似，也是由四部分組成的，它們是： (1)氣源裝置 是獲得壓縮空氣的裝置。其主體部分是空氣壓縮機(jī)，它將原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能； (2)控制元件 是用來控制壓縮空氣 的壓力、流量和流動(dòng)方向的，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的工作循環(huán)，它包括各種壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等； (3)執(zhí)行元件 是將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它包括實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的氣馬達(dá)或擺動(dòng)馬在等； (4)輔助元件 是保證壓縮空氣的凈化、元件的潤滑、元件間的連接及消聲等所必須的，它包括過濾器、油霧器、管接頭及消聲器等。 二、 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 氣動(dòng)技術(shù)在國外發(fā)展很快，在國內(nèi)也被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、包裝、冶金、石 化、航空、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門。氣動(dòng)機(jī)械手、組合機(jī)床、加工中心、生產(chǎn)自動(dòng)線、自動(dòng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)裝置等已大量涌現(xiàn)，它們?cè)谔岣呱a(chǎn)效率、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量、工作可靠性和實(shí)現(xiàn)特殊工藝等方面顯示出極大的優(yōu) 越性。這主要是因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)相比有以下特點(diǎn)： 1、 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) (1)工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，而且取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用之后可將其隨時(shí)排人大氣中，不污染環(huán)境； (2)空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠地工作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的 粘度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能； (3)空氣的粘度很小 (約為液壓油的萬分之一 )，所以流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送； 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 (4)相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需 0． 02～ 0． 3壓油在管路中流動(dòng)速度一般為 1～ 5m／ s，而氣體的流速最小也大于 10m／ s，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排氣時(shí)還達(dá)到超音速； (5)氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要 能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過自身的膨脹性來維持承載缸的壓力不變； (6)氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長。電氣元件可運(yùn)行百萬次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行 2000～ 4000萬次； (7)工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越； (8)氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護(hù)方便，過載能自動(dòng)保護(hù)。 2、氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) (1)由于空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性較差，外載變化時(shí)，對(duì)工作速度的影響較大； (2)由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的 輸出力或力矩受到限制。在結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置的輸出力不宜大于 10— 40 (3)氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能滿足工作要求的； (4)噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消聲器。 壓結(jié)構(gòu) 設(shè)想由液壓結(jié)構(gòu)帶動(dòng)固定在立柱上的滑輪，而鋼索又隨著滑輪進(jìn)行滾動(dòng)進(jìn)而伸縮運(yùn)動(dòng)，我們?cè)O(shè)想液壓缸固結(jié)在地板上，由于液壓 缸的收縮和伸長，拉動(dòng)鋼索，產(chǎn)生反作用力，舉升汽車。其優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1）液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過程中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍大。 （ 2）在相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 3）液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊 ,能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。 （ 4）液壓傳動(dòng)的控制調(diào)節(jié)簡單，操作方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)其與電氣控制結(jié)合，更易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 （ 5）液壓傳動(dòng)易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓元件能夠自行潤滑，故使用壽命較長。 （ 6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和 通用化，過制造、使用和維護(hù)都比較方便。 主要缺點(diǎn)： （ 1） 由于流體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大 ,所以效率較低。如果處理不當(dāng) ,泄漏不僅污染場地 ,而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 （ 2） 工作性能易受溫度變化的影響 ,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作 通過綜合考慮和對(duì)比，利用液壓結(jié)構(gòu)在汽車舉升機(jī)構(gòu)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。 聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將舉升托架的升降運(yùn)動(dòng)傳遞給支撐立柱，保證兩舉升托架的同步運(yùn)動(dòng)。四柱舉升機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)裝置有許多 ，如螺母絲桿傳動(dòng)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置。而能適合液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置有齒輪鏈條傳動(dòng)和鋼絲繩傳動(dòng)裝置，對(duì)于兩種傳動(dòng)裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置能比較精確的保證傳動(dòng)同步，但是鏈條的使用壽命比較短，而且造價(jià)高， 對(duì)鋼絲繩傳動(dòng)不僅能夠精確的同步舉升，使用壽命也長，而且造價(jià)比較低，并且能夠調(diào)整鋼絲繩的長度。 對(duì)兩種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，對(duì)于該機(jī)構(gòu)而言鋼絲繩傳動(dòng)裝置比較合適，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺桿等組成。鋼絲繩滑輪利用滑輪軸安裝在升降架上，鋼絲繩的端部固定在螺套中，并且用螺母安裝在立 柱的頂板上，螺母可以用來調(diào)節(jié)鋼絲繩的長短，以使承重托架保持水平。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓舉升機(jī)的執(zhí)行元件，他主要是驅(qū)動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)升降架上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)元件主要由液壓缸組成，驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一是拉動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，另外是推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，由于舉升機(jī)的行程很大，這就需很長的活塞桿，而且對(duì)活塞桿的剛度要求也很高，所以采用在活塞桿的頂部安裝一個(gè)動(dòng)滑輪以縮短活塞桿的長度和剛度要求。 當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，液壓泵運(yùn)作吸油，從而推動(dòng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)，繼而使升降架運(yùn)動(dòng)，液壓系 統(tǒng)主要包括以下幾部分，油箱，液壓泵，液壓閥，液壓缸等。 液壓系統(tǒng)的工作原理和工作示意圖： 溢流閥 5壓力表 6單向閥 7電磁換向閥 圖 由于汽車維修要在托架下進(jìn)行，所以對(duì)舉升設(shè)備的安全要求很嚴(yán)格，對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)裝置要采用一些鎖緊裝置，以保證安全，通常采用繼電器得電把卡板彈出，然后立柱上有凸臺(tái)，卡板可以卡 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 在立柱上的凸臺(tái)上，達(dá)到鎖緊的目的，繼電器不得電，卡板彈回，從而達(dá)到下降功能。我們繼電器得電通常由人工操 作，大概圖紙如下 ： 主立柱是舉升機(jī)的主要承力部件，舉升機(jī)的主立柱在工作時(shí)受來自保險(xiǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)處的因承重的壓力和升降滑臺(tái)作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在兩種力的作用下有向內(nèi)彎的趨勢(shì)，底部的焊口在拉力的作用下有被拉伸的跡象，故在立柱底座處加加強(qiáng)筋，厚度 30 對(duì)立柱采用 彈性模量 E=2061] ?? =200y? = 截面面積 A=由公式 00 10*206** 6 9221 ????????以立柱的長度因 素 2?? 所以慣性半徑 y 2 ??? 500*2 ???? i l?? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 由于 1??? 故采用歐拉公式 m p 74108 10*206** 29222 ??? ???? 2610*0*174* 46 ??? ?? ........................(4) 0*426 33 ??? R .............................(5) N>10所以安全穩(wěn)定系數(shù)適合 前面參數(shù)說明底板的長度為 4200鋼板和槽鋼焊接而成，截面如圖所示 圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 2(* 21 ??? ??? .........................................................(1) =（ 2**m 又因 2/)( 2121 N ???? .......................(2) 21 F ? 000*41g*4121 ???? 汽 ? N ??? 對(duì)于 （ 0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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