【正文】 修汽車下部具有很高的可接近性（幾乎達(dá)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(shí)不需本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 6 要其它輔助性的舉升措施；第三，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面小。 各種舉升機(jī)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。機(jī)械傳動(dòng)的成本較高，耗能較多，但安全性較好。如英國某公司 3t 系列的舉升機(jī)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。 設(shè)計(jì)制造方面的安全保證措施 當(dāng)今世界上 的許多先進(jìn)技術(shù)，如自動(dòng)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(jì)領(lǐng)域，因而在設(shè)計(jì)制造舉升機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，積極采用先進(jìn)可靠實(shí)用的現(xiàn)代安全技術(shù)。 （ 6）所有的運(yùn)動(dòng)零件均應(yīng)有防護(hù)裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，衣服等。 （ 1）使用中的舉升機(jī)每天都應(yīng)進(jìn)行檢查。 （ 4）舉升汽車時(shí)，車內(nèi)不得有人。 （ 8）要注意某些汽車上的零部件由于移動(dòng)或安裝位置的不同會(huì)引起重心的急劇變化，從而導(dǎo)致舉升汽車時(shí)的不穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的過程中，一般我們會(huì)考慮如下三種設(shè)計(jì)方案，如簡圖 21 所示： 圖 21 三種剪叉式升降臺(tái) 結(jié)構(gòu)簡圖 圖中表示氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿可控制平臺(tái)鉛直升降。因此，在工程實(shí)際中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算： 圖 23 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖 圖中， FV 是 F 點(diǎn)的絕對(duì)速度； BV 是 B 點(diǎn)絕對(duì)速度； 1? 是 AB 支撐桿的速度； 1V 是液壓缸活塞平均相對(duì)速度； 2V 是升降平臺(tái)升降速度。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減??；當(dāng) ? 、 ? 減小時(shí)， P/Q 值隨之增大，在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺(tái)升降行程會(huì)減??；反之，則會(huì)使液壓缸行程受力增大。 針對(duì)性比較小實(shí)例： 如某自動(dòng)生產(chǎn)線上， 需設(shè)計(jì)一種升降平臺(tái)，要求升降平臺(tái)最大升降行程應(yīng)大于 620mm，升降平臺(tái)面最低高度應(yīng)小于 300mm，最大承重載荷 0050kg 根據(jù)實(shí)際使用要求，我們選取了單作用柱塞缸式液壓缸。 其中， S—— 液壓缸的實(shí)際行程， T—— 機(jī)架長 度（ A 點(diǎn)到 G 點(diǎn)的距離）。根據(jù)升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)的工程實(shí)例做了幾何、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的對(duì)比計(jì)算和液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇。 如圖 28： 圖 28液壓缸布置在右側(cè) 這里仍用瞬時(shí)速度中心法來求解活塞運(yùn)動(dòng)速度。如果載荷量不是很大的話（即載荷量 W），這時(shí) 可以考慮采用左側(cè)的布置方案，因?yàn)檫@樣可以縮短液壓缸 的伸長長度。為了使舉升機(jī)使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，本設(shè)計(jì)首先建立了一個(gè)轎車模型，它的有關(guān)參數(shù)是：車自重 , 寬 ,高 ,軸距 。以下列出了本設(shè)計(jì) —— 剪式液壓升降臺(tái)的一些基本要求： 1) 主機(jī)的概況：主要用途用于家用小型重型設(shè)備的起升，便于維修，占地面積小，適用于室外，總體布局簡潔； 2) 主要完成起升與下降重物的動(dòng)作，速度 較緩，液壓沖擊??； 3) 最大載荷量定為 2 噸，采用單液壓缸控制聯(lián)接組合叉桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降動(dòng)作。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多數(shù)通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)于本設(shè)計(jì)，由于工作周期短，循環(huán)次數(shù)少，供油量可以適當(dāng)減少以節(jié)省能源，采用單泵供油即可，不需蓄能器儲(chǔ)存能量。 載荷的組成與計(jì)算： 首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時(shí)的位置，通過 上述的討論，得知當(dāng)液壓缸與地面夾角 ? 為最小值時(shí)，也即支撐桿與地面夾角 ? 為最小值時(shí)，液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點(diǎn) A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點(diǎn) B，否則將會(huì)在兩處鉸接點(diǎn)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，以致降低疲勞強(qiáng)度。在實(shí)際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計(jì)，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 gF ，在圖 3 中， gF =P。 工作載荷 gF 并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則 gF =0。 活塞桿受壓時(shí) 1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ? 活塞桿受拉時(shí) 1 2 2 1wmFF p A p A?? ? ? 式中 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 29 21 4AD?? —— 無桿腔活塞有效工作面積 2m 222 ()4A D d???—— 有桿腔活塞有效工作面積 2m 1p —— 液壓缸工作腔壓力 Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表 33估算 D—— 活塞直徑 m d—— 活塞桿直徑 m 表 33 執(zhí)行元件背壓力表 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 力 MPa 簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ~ 回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ~ 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) ~ 用補(bǔ)油泵的閉式回路 ~ 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ~3 回油路較短，可直接回油路 可忽略不計(jì) 在這里我們?nèi)”硥毫χ?2 MPa? 在本設(shè)計(jì)中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。平臺(tái)的高度 2 si n 2 1500 si n 10 366h l m m?? ? ? ? ? ?。這里取 。按表 3791 經(jīng)過圓整后分別選取 d吸 =20mm， d壓 =, d回 =15mm。主要用于柱塞式液壓缸。 3. 缸體的技術(shù)要求 ⑴缸體內(nèi)徑采用 H 9 配合。 活塞 1. 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見下表 38 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 34 表 38 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說明 整體聯(lián) 接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下 這里采用螺紋聯(lián)接。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。 ⑵活塞桿的圓度公差值，按 9~11 級(jí)精度選取。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場合 球面導(dǎo)向 套 導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 36 由于本設(shè)計(jì) —— 舉升機(jī)，主要用于車輛的維修，在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對(duì)較少，所以磨損程度也相對(duì)較少。常用的排氣閥結(jié)構(gòu)尺寸如圖 35 ??????其余技術(shù)要求：錐面熱處理硬度材料：3標(biāo)記：排氣塞?? 圖 35排氣閥結(jié)構(gòu) 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 1. 液壓缸進(jìn)出油口接頭的聯(lián)接螺紋尺寸，按表 3778 選取標(biāo)準(zhǔn)值 ,公稱直徑 ? 螺距 ? 數(shù)量= 33 2 2M ?? 2. 液壓缸為單耳環(huán)型安裝的主要尺寸為（按P37231 選?。?CD=50， MR=50， EW=60， Y=60。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。其次，由于。 在設(shè)計(jì)中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主機(jī)連續(xù)工作。 4. 缸蓋的材料 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 37 液壓缸的缸蓋可選用 3 45 號(hào)鍛鋼或 ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、 HT300、 HT350 鑄鐵等材料。 ⑵導(dǎo)向套材料 導(dǎo)向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。 ⑶活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。查表 3774，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑 ? 螺距 螺紋長= 33 2 45K K t A? ? ? ? ? ?。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表 39 表 39 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說明 間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封 活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封 1 O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)小；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封 Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封 結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用 O 型密封圈密封比較合適。且均需衍磨。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。 油箱容量的確定 在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。此時(shí)活塞桿伸長至 22 2 c o s 2 1 7 6 0md a l a l m m?? ? ? ?。 按工作壓力選取 d/D 工作壓力 MPa ? ~ ? d/D ~ ~ 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 30 按速度比要求確定 d/D ? （ 21/vv） 2 d/D 注：速度比 ? ，為活塞兩側(cè)有效面積 1A 與 2A 之比。 除了外載荷 wF 外，作用于活 塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 mF ，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 (1 )mmFP??? 式中 m? —— 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 ~，這里取 ， 113590 1195680 .9 5wmFFN?? ? ? 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 28 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。 （ 2）導(dǎo)軌摩擦載荷 fF 對(duì)于直動(dòng)型安裝的液壓缸一般都附有活塞導(dǎo)軌以固定其運(yùn)動(dòng)方向，導(dǎo)軌摩擦相對(duì)于總載荷可以忽略不計(jì)，因此 fF =0。這時(shí)將 /3al? 代入公式得 6 c o ss in ( ) 3 s in ( )PW?? ? ? ?? ? ? ? ，tan 2 tan??? 當(dāng)平臺(tái)處于最低位置 0 5?? 時(shí)，液壓缸荷重 P 最大， P==? 9800=113680N。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時(shí)（設(shè)此時(shí)支撐桿與地面夾角 a = 0a ） 0a =5 ，根據(jù)上述公式 1ta n [ ta n ]lala??? ?? ? 得 0? = 。一般泵的入口要裝有粗濾油器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精濾油器再次過濾。本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降臺(tái)其特點(diǎn)：起升壓力大，運(yùn)行緩慢、平穩(wěn)，能人工控制起升至某一固定高度時(shí)并保持該高度自鎖。 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的特點(diǎn)及適用場 合見下表 31: 對(duì)于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸，這樣不僅簡化液壓系統(tǒng)降低設(shè)備成本，而且能改善運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。為了工作安全起見，要求舉升機(jī)在各高度上工作時(shí)都應(yīng)自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時(shí)也可實(shí)現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會(huì)探討到。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?？梢姡钊屏Φ臏p小是以活塞速度的提高為代價(jià)換來的。根據(jù)文獻(xiàn) [4]的有關(guān)液壓缸驅(qū)動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)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) 液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式為 22 2 c o s 2 s in ( )2 c o s ya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ?? （ 1） 活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式為 2 c o ss in ( ) s in ( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ? （ 2） 式中， 1 1 1s in , ta n [ ta n ] , s in ( s in 2 )2h l a al l a d? ? ? ? ?? ? ??? ? ?? 。 由于采用了雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái)，在設(shè)備安裝時(shí)避免了挖地坑，不僅節(jié)省了費(fèi)用，還給以后了設(shè)備維護(hù)和檢修帶來方便。升降太機(jī)構(gòu)尺寸：升降臺(tái)面最低高度 0H =281mm。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。