【正文】 叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。 所以實際也很少采用。 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 的形式為水平固定安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。 圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。長度相等的兩根支撐桿 AB 和 MN 鉸接于二桿的中點 E，兩桿的 M、 A 端分別鉸接于平板和機架上，兩桿的 B、 N 端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動。氣液動剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點。倉儲，裝卸場所，與叉車等裝運車輛配套使用，即貨物的快速裝卸等。 注意 :如欲在汽車下面進行維修作業(yè)時，應(yīng)將舉升機提升到足夠的高度，以便鎖緊裝置嚙合。對其接觸的嚴(yán)密性進行認(rèn)真檢查后，才能將汽車舉升到需要的工作高度。 （ 6）當(dāng)汽車駛上舉升機前，應(yīng)清除通道，不得駛過或撞擊舉升臂，連接器，車軸支撐器等，以防損壞舉升機或汽車。 （ 3）安置汽車和使用舉升機均應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。 （ 2）舉升機不得超載使用。這里僅就使用維護舉升機時普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項說明于后。雖然汽車舉升機已有 70 年的歷史，其設(shè)計原理并無多大改變 。 （ 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)置的保護罩內(nèi) 傳動。 （ 2）所有的操作控制機構(gòu)均采用 “雙重保險 ”，以防誤操作，即舉升機運行前必需操作兩個控制機構(gòu) (或按鈕開關(guān) )后才能驅(qū)動。現(xiàn)分別說明與后。 汽車舉升機的安全保證措施 今天全世界都對在危險作業(yè)環(huán)境下工作的人們的安全寄予極大的關(guān)注。為此，應(yīng)增加鋼絲繩鋼絲的數(shù)目。雖然液壓式舉升機的技術(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）均可外購或外協(xié)，當(dāng)然一定要選用優(yōu)資產(chǎn)品。采用機械傳動（螺母、螺桿）或液壓傳動（油缸），均 用電動機驅(qū)動。 汽車舉升機的設(shè)計特點 （ 1）舉升機臺板降到下位時，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上，為達到此目的，雖然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投資費用，也破壞了車間地面的平整性。 解放后，特別是改革開放以來，我國的汽車維修行業(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)已成為我國的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。舉升前，汽車很容易正確無誤地駛上四柱舉升機的臺板。舉升用的油缸潛藏在地下也給維修帶來兩大問題：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更是如此。但在南美洲卻屬例外，那里仍然采用較大的車輛，這可能是單柱舉升機在該地區(qū)的市場上仍然受到歡迎的重要原因。當(dāng)然，可移動性是這類舉升機的突出優(yōu)點。 我們所見到的絕大 多數(shù)舉升機均采用固定安裝方式。直到 10 年以后，即 1935 年這種單柱舉升機才在美國以外的其它地方開始采用。舉升機的從上世紀(jì) 20 年代開始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其驅(qū)動方式有鏈條傳動，液壓傳動，氣壓傳動等。本章就從舉升機的產(chǎn)生、發(fā)展以及制造工藝等方面進行簡單的介紹。 1966 年，一家德國公司生產(chǎn)出第一臺雙柱舉升機，這是舉升機設(shè)計上的又一突破性進展，但是直到 1977 這種舉升機才在德國以外的其它國家出現(xiàn)。在舉升前汽車必須駛上舉升機。現(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機已在維修現(xiàn)場廣泛采用，而移動式舉升機卻相對要少得多。單柱舉升機有兩大優(yōu)點：當(dāng)其下降后，不致成維修車間的障礙物；汽車可在舉升機上轉(zhuǎn)動。 雙柱舉升機（包括液壓式或機械式），均具有以下優(yōu)點：第一，檢修汽車下部具有很高的安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 可接近性（幾乎達到 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。由于臺板內(nèi)側(cè)設(shè)備有凸緣，當(dāng)汽車駛上臺板時也不致墜入其間的空隙中。各種舉升機設(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。為此，在保證強度和剛度的前提下，應(yīng)盡可能降低舉升機臺板和橫梁的高度；這樣，既便于汽車駛上舉升機，又使駛上臺板的斜面長度盡可能短，節(jié)約車間的占地。機械傳動的成本較高，耗能較多，但安全性較好。 （ 3）絲繩的選擇。如英國某公司 3t 系列的舉升機所采用的鋼絲繩的直徑為 9mm，兩根并列，每根 37 股，每股 6根鋼絲。汽車舉升機具有潛在的危險，因為人們要在其下面工作；當(dāng)其升降時如不小心，也會碰傷手足。 設(shè)計制造方面的安全保證措施 當(dāng)今世界上的許多先進技術(shù)，如自動控制 \光電開關(guān)等，已廣泛應(yīng)用到各種安全裝置的設(shè)計領(lǐng)域，因而在設(shè)計制造舉升機時，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的特點，積極采用先進可靠實用的現(xiàn)代安全技術(shù)。 （ 3）所有的控制電路均采用失效保護，即任何單個元件失效，也不會使舉升機墜或上升所造成非常危險的局面。 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 （ 6）所有的運動零件均應(yīng)有防護裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，衣服等。但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會造成嚴(yán)重事故，甚至發(fā)生人身傷亡。 （ 1）使用中的舉升機每天都應(yīng)進行檢查。每臺舉升機的額定載荷均注明在設(shè)備的銘牌上。 （ 4）舉升汽車時，車內(nèi)不得有人。 （ 7）在舉升機上承載汽車時應(yīng)仔細操作。 （ 8）要注意某些汽車上的零部件由于移動或安裝位置的不同會引起重心的急劇變化，從而導(dǎo)致舉升汽車時的不穩(wěn)定。 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 第二章 工藝參數(shù)及工況分析 設(shè)計依據(jù)以及系統(tǒng)主要工藝參數(shù)的確定 1. 根據(jù)生產(chǎn)或加工對象工作要求選擇液壓傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格； 2. 分析升降機設(shè)備的工作特性和執(zhí)行機構(gòu)的工作范圍； 3. 對生產(chǎn)設(shè)備各種部件（電氣、機械、液壓）的工作順序、轉(zhuǎn)換方式和互鎖 要求等要詳細說明或了解； 4. 一些具體特殊要求的動作（如高速、高壓、精度等）對液壓傳動執(zhí)行機構(gòu)的特殊要求； 5. 液壓執(zhí)行機構(gòu)的運動速度、載荷及變化范圍（調(diào)節(jié)范圍）； 6. 對工作的可靠性、平穩(wěn)性以及轉(zhuǎn)換精度的要求； 7. 其它要求（如檢測、維修） 。 該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。在民航、交通運輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。圖中的三種結(jié)構(gòu)形式的不同之處在于驅(qū)動件液壓缸的安裝位置不同。液壓缸驅(qū)動活塞桿控制平臺鉛直升降。 直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺的升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且球鉸鏈加工負載，在實際種應(yīng)用較少。 雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點。 雙鉸接剪叉式升降平臺機構(gòu)的位置參數(shù)計算 由圖 22 可知 圖 23位置參數(shù)示意圖 2 1 / 2si n (1 c os ) ,C L C LH ll????? （ 1） 2 2 2()c o s 。 （ 3） 設(shè) 00/ , / ,C C H H????代入（ 3）式得 2 2 2 1 / 200()[ ( ) 2 ]2H T C lL lC l T C????????。 （ 5） 在（ 5）式中， 1V —— 液壓缸活塞平均相對運動速度； 2V —— 升降平臺升降速度； ? —— 支撐桿與水平線的夾角。 由于滾動輪與導(dǎo)向槽之間為滾動摩擦，摩擦系數(shù)很?。?f=） ,為簡化計算，或忽略不計，由（ 6）、（ 7）式簡化為： cossin( )PLQl ???? ? 。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。采用單作用柱塞缸時考慮到在空載荷時，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。升降太機構(gòu)尺寸：升降臺面最低高度 0H =281mm。水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)公式如下： 2 2 1 / 2[ ( ) ] 。 由于采用了雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺，在設(shè)備安裝時避免了挖地坑，不僅節(jié)省了費用，還給以后了設(shè)備維護和檢修帶來方便。因此，我們針對實際升降臺剪叉機構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問題，提出了另一種相對布置方式，將液壓缸布置在與之相對稱的左側(cè)，即與剪叉機構(gòu)的固定支點在同一側(cè)，來進一步分析討論。根據(jù)文獻 [4]的有關(guān)液壓缸驅(qū)動剪叉機構(gòu)的運動學(xué)及動力學(xué)分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖 27： 圖 27 液壓缸布置在左側(cè) 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關(guān)系式為 22 2 c o s 2 s i n ( )2 c o sya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ?? （ 1） 活塞推力與臺面荷重的關(guān)系式為 2 c ossi n( ) si n( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ? （ 2） 式中， 1 1 1s in , ta n [ ta n ] , s in ( s in 2 )2h l a al l a d? ? ? ? ?? ? ??? ? ?? 。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 折合后的剪叉機構(gòu)中難以布置；或采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸，不過這將增加一對液壓缸的支座，同時帶來機械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大了整個裝置的成本。可見，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價換來的。當(dāng)起始角為最小值 0? 、 0? 時，活塞推力為最大值 0P 。綜合以上考慮，可以初步設(shè)想采用液壓缸布置在左側(cè)的方案。 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 圖 211 參數(shù)轉(zhuǎn)化過程 那么首先我們就要計算一下這樣的設(shè)計方案所采用的液壓缸的各項 參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項參數(shù)來具體確定一下此方案是否合理。為了工作安全起見，要求舉升機在各高度上工作時都應(yīng)自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時也可實現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會探討到。由于這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為 9800N，所以采用左側(cè)布置液壓缸是完全可以的。 比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式 為開式系統(tǒng)，因為該升降機主機和液壓泵要分開安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，開始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。 常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。 本設(shè)計采用進口節(jié)流調(diào)速回路，將節(jié)流閥裝在液壓缸的進口油路上，即串聯(lián)在定量泵和液壓缸之間，如圖 73 所示。 表 32 各執(zhí)行元件的特點 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 名 稱 特 點 適 用 場 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復(fù)運動 單活塞桿液壓缸 有效工作面積大、雙向不對稱 往返不對稱的直線運動，差動連接可實現(xiàn)快進， A1=2A2 往返速度相等 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡單 單向工作，靠重力或其他外力返回 擺動缸 單葉片式轉(zhuǎn)角小于360 度 雙 葉片式轉(zhuǎn)角小于180 度 小于 360 度的擺動 小于 180 度的擺動 齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜 高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運動 葉片泵 體積小，轉(zhuǎn)動慣量小 高轉(zhuǎn)速低扭矩動作靈敏的回轉(zhuǎn)運動 擺線齒輪泵 體積小，輸出扭矩大 低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運動 軸向柱塞泵 運動平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運動 徑向柱塞泵 轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運動 注： A1—— 無桿腔的活塞面積 A2—— 有桿腔的活塞面積 常用的擴程機構(gòu)有如下圖 33 二種形式： 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 鏈輪鏈條柱塞缸 （ a） (b) 圖 33擴程機構(gòu) 它們同時也可以實現(xiàn)增速，常用于電梯的升降、高低位升降臺等液壓設(shè)備。根據(jù)主機的運動要求，按表 3775 選擇液壓缸的類型為：直線運動單活塞桿雙作用緩沖式液壓缸 。由于本設(shè)計中液壓缸在作用過程中是一端固定，一端在垂直面上自由擺動的形式，因此根據(jù)表 3776 選擇液壓缸的安裝方式為：尾部耳環(huán)聯(lián)接。方向控制用換向閥或是邏輯控制單元來實現(xiàn)。 液壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源提供，液壓源的核心是液壓泵。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況下，則采用多泵供油或變量泵供油。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱， 可在回油路上設(shè)置磁過濾或其他形式濾油器。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 安徽工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 圖 34 機構(gòu)各參數(shù) 現(xiàn)在 a 值還是一個未知量，但 a 值的大小必須在 /2l 之內(nèi)，初步設(shè)定 /4al? 。即在 ? 值不變的條件下， a 與 P 是成反比的。下面就根據(jù)載荷量來選取合適的液壓缸。 （ 1） 工作載荷 gF 常見的工作載荷有作用于活塞桿上軸線的重力、切削力、擠壓力等，這些作用力的方向與活塞的運動方向相同為負，相反為正。 （ 3）慣性載荷 aF aF ma? ， va t??? 。 起動加速時 w g f aF F F F? ? ?， 穩(wěn)態(tài)運動時 w g fF F F?