【文章內容簡介】 每股6根鋼絲?；喭ǔＳ娩摬闹瞥?，而該公司采用玻璃纖維與尼龍混合制成（50%的玻璃纖維、50%的尼龍）。這樣，不僅價格便宜，還能減輕鋼絲繩的磨損，延長其使用壽命。 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注。汽車舉升機具有潛在的危險，因為人們要在其下面工作；當其升降時如不小心，也會碰傷手足。近年來不少國家還制定了專門性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。汽車舉升機的安全保證措施主要從兩方面著手：一方面從設計制造方面采取措施，好提高汽車舉升機的安全技術特性；另一方面則應在使用維修過程中遵循嚴格的操作規(guī)程，保證汽車舉升機能在良好的技術狀態(tài)下正確地運行?，F分別說明與后。 設計制造方面的安全保證措施 當今世界上的許多先進技術，如自動控制\光電開關等，已廣泛應用到各種安全裝置的設計領域，因而在設計制造舉升機時，應結合產品的特點，積極采用先進可靠實用的現代安全技術。以下僅列舉多數舉升機普遍采用的安全措施。（1）舉升機應能經受超負荷試驗(包括舉升和支撐)，一般應為最大舉升能力的125%此時舉升機的構件不得有任何永久性的變形和損壞。（2）所有的操作控制機構均采用“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(或按鈕開關)后才能驅動。（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。（4）所有的舉升機器件均應有第二支撐系統。原有的提升系統失效時，它能自動進行有效的支撐。（5）所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應有足夠的安全系數，并在制造廠設置的保護罩內傳動。（6）所有的運動零件均應有防護裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，衣服等。（7）所有舉升機的設計均應把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。 使用維護方面的安全保證措施使用維護方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括舉升機有使用前的準備工作，舉升汽車時應該注意的事項，承載時的穩(wěn)定性，降下汽車時的注意事項，日常和定期維修檢查工作等。雖然汽車舉升機已有70年的歷史，其設計原理并無多大改變。但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會造成嚴重事故，甚至發(fā)生人身傷亡。因此安全問題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。首先，應選購那些安全性能良好的汽車舉升機，另外，還應認真學習和理解說明書中的各項安全注意事項并認真貫切執(zhí)行。這里僅就使用維護舉升機時普遍應當注意的事項說明于后。（1）使用中的舉升機每天都應進行檢查。發(fā)現有效故障或零部件損壞時，不得再使用。維修時應采用該舉升機的制造廠所提供的配件，不得隨意代替或自制。（2）舉升機不得超載使用。每臺舉升機的額定載荷均注明在設備的銘牌上。特別要注意防止偏載，即整機雖未超載而某一舉升臂確已超過允許的額定載荷。故欲舉升那些前后軸載荷嚴重分配不均的汽車時應特別注意，能滿足要求的才能裝載使用。（3）安置汽車和使用舉升機均應由經過培訓并經考核合格的人員操作。（4）舉升汽車時，車內不得有人。舉升機升降和使用時，顧客和無關人員應遠離舉升機。（5）舉升機區(qū)域內不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。（6）當汽車駛上舉升機前，應清除通道，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。（7）在舉升機上承載汽車時應仔細操作。將舉升機的支撐器安置到汽車制造廠推薦的舉升機逞力接觸點。只有當支撐器與汽車上的承力點接觸嚴密后才能將舉升機升起。對其接觸的嚴密性進行認真檢查后，才能將汽車舉升到需要的工作高度。（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，從而導致舉升汽車時的不穩(wěn)定。（9）舉升機降下前，應將汽車下面的工具箱，臺架及其它設備全部移開。要降下舉升機前，還必須松開鎖緊裝置。第2章 舉升機機械部分受力分析本討論的目的通過分析剪叉式升降平臺機構特點，論述了設計時應注意的問題及其應用范圍。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。在民航、交通運輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應用。本設計中主要側重于小型家用液壓式的汽車舉升機。在設計汽車舉升機升降平臺的過程中，一般我們會考慮如下三種設計方案，如簡圖21所示： 圖21 三種剪叉式升降臺結構簡圖 圖中表示氣液動剪叉式升降平臺的三種結構形式。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向槽內滾動。圖中的三種結構形式的不同之處在于驅動件液壓缸的安裝位置不同。圖a中的驅動液壓缸的下面固定在機架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過活塞桿使上平板鉛直升降。圖b中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿MN鉸接于N處。液壓缸驅動活塞桿控制平臺鉛直升降。圖c中的液壓缸缸體尾部與機架鉸接于G處，活塞桿頭部與支撐桿AB鉸接于F處。液壓缸驅動活塞桿可控制平臺鉛直升降。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構，圖b的形式為水平固定剪叉式，圖c的形式為雙鉸接剪叉式結構。直立固定剪叉式結構，液壓缸的行程等于平臺的升降行程，整體結構尺寸龐大，且球鉸鏈加工負載，在實際種應用較少。水平固定剪叉式機構，通過分析計算可知，平臺的升降行程大于液壓缸的行程，在應用過程中可以實現快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。而且活塞桿所承受的載荷力要比實際平臺上的載荷力要大的多。所以實際也很少采用。雙鉸接剪叉式結構避免了上述缺點。結構比較合理，平臺的升降行程可以達到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實際中逐漸得到廣泛的應用。本設計就重點對雙鉸接剪叉式結構形式加以分析、論述。 雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數計算由圖22可知圖22位置參數示意圖 （1） （2）上式中：H——任意位置時升降平臺的高度；C——任意位置時鉸接點F到液壓鉸接點G的距離；L——支撐桿的長度；——支撐桿固定鉸支點A到鉸接點F的距離；T——機架長度（A到G點的距離）；——活塞桿與水平線的夾角。以下相同。將（2）式代入（1）式，并整理得。 （3）設代入（3）式得。 （4）在（4）式中，——升降平臺的初始高度；——液壓缸初始長度。雙鉸接剪叉式升降平臺機構的運動參數計算：圖23 運動參數示意圖圖中，是F點的絕對速度；是B點絕對速度；是AB支撐桿的速度；是液壓缸活塞平均相對速度；是升降平臺升降速度。由圖23可知： （5）在（5）式中，——液壓缸活塞平均相對運動速度；——升降平臺升降速度；——支撐桿與水平線的夾角。以下相同。 雙鉸接剪叉式升降平臺機構的動力參數計算圖24動力參數示意圖圖中，P是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q是升降平臺所承受的重力載荷。通過分析機構受力情況并進行計算（過程省略）得出：升降平臺上升時； （6）升降平臺下降時（6）、（7）式中，P——液壓缸作用于活塞桿的推力；Q——升降平臺所承受的重力載荷；f——滾動摩擦系數；b——載荷Q的作用線到上平板左鉸支點M的水平距離。由于滾動輪與導向槽之間為滾動摩擦，摩擦系數很小（f=）,為簡化計算，或忽略不計，由（6）、（7）式簡化為：。 （8） 剪叉式升降平臺機構設計時應注意的問題由式（5）和（8）可知：當、增大時，值隨之減??；當、減小時，P/Q值隨之增大。在確定整體結構值隨之減??；當、減小時，P/Q值隨之增大，在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺升降行程會減??；反之，則會使液壓缸行程受力增大。因此設計時應綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個因素。在滿足升降行程及整體結構尺寸的前提下，選取較高的、初始值。而且在整個機構中AB支撐桿是主要受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應重點對其進行強度校核。液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過要看具體情況。一般我們都采用單作用柱塞缸，因為采用這樣的缸比較經濟，而且總體泄漏量少，密封件壽命長。采用單作用柱塞缸時考慮到在空載荷時，上平板的自重應能克服液壓缸活塞與缸體間的密封阻力。否則，會導致升降平臺降不下來。剛剛我們已經簡單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺機構與其他兩種機構的區(qū)別以及在實際應用中所存在的利和弊，但是在考慮各方面條件如單作用柱塞式液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺等都不改變的基礎之上，能否將設計進行進一步的優(yōu)化呢？為證明這一點，我們可以從該機構的布置方式考慮，將結構略改動一下。從直觀的角度分析考慮，如下圖26所示：圖26液壓缸工作示意圖我們可以從圖上看出，液壓缸的尾部是連接在右側支撐桿活動的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿1的右端（偏向桿1的活動鉸連接）。因此，我們針對實際升降臺剪叉機構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，即與剪叉機構的固定支點在同一側，來進一步分析討論。利用瞬時速度中心法和虛位移原理，推導出這兩種布置方式液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關系式及活塞推力與臺面荷重的關系式，并對兩種布置方式進行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點以及適用場合。根據升降臺剪叉機構的工程實例做了幾何、運動和動力參數的對比計算和液壓缸結構參數的合理選擇。：液壓缸驅動的剪叉機構再各種升降臺中廣泛應用，因安裝的空間不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液壓缸在剪叉機構內的布置要受到折合后高度的約束。根據文獻[4]的有關液壓缸驅動剪叉機構的運動學及動力學分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖27：圖27 液壓缸布置在左側液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關系式為 （1） 活塞推力與臺面荷重的關系式為 （2） 式中，以上兩式的推導基于工程中常用的液壓缸布置方式，即液壓缸下支點與剪叉機構的固定支點在同一側，如上圖27。這種布置方式的優(yōu)點是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比較大的場合較為適用。存在的問題是在剪叉機構折合后的高度h較小的情況下（即角較?。?，所需液壓缸的推力將大大增加。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的復雜性，加大了整個裝置的成本。：為了解決以上提出的問題，可考慮將液壓缸反向布置（即采用第一種設計方案），計算一下該方案的有關參數再將兩者作以比較。如圖28：圖28液壓缸布置在右側這里仍用瞬時速度中心法來求解活塞運動速度。桿ＦＤ上Ｄ點、Ａ點的瞬時轉動中心為F點，D點、A點的速度為：臺面升降速度：Ａ點的運動速度：活塞運動速度： （３）式中，依據虛位移原理有： （４）由圖２分析可得：經變分后：代入式（４），整理后得活塞推力： （５）式（３）和式（５）的正確性可以用機械能守恒原理來證明，即將式（５）與式（２）進行比較，再各參數都相同的條件下，顯然，液壓缸布置再右側時的推力較液壓缸布置在左側時?。欢剑ǎ常┡c式（１）比較，則液壓缸布置在右側時的活塞速度較液壓缸布置在左側時高。可見，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價換來的。液壓缸布置在剪叉機構的右側，使得液壓缸的活塞推力減小，這就可以選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機構中的布置；帶來的問題是液壓缸的有效行程較長，如果臺面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。根據以上分析結果，結合實例進行對比計算，實例結構簡圖如圖29所示，其中左右兩側分別為兩種布置情況。圖29剪叉機構實例結構簡圖剪叉機構的結構尺寸：h=400~1 200mm,=2 000mm,=535mm,=770mm,=：表21兩種布置方式主要參數計算結果參 數液壓缸布置在左側液壓缸布置在右側桿FD傾角液壓缸傾角起始角/()起始角/()起始活塞速度起始活塞推力終止角/()終止角/()活塞有效行程L/mm253365從統計表中的數值比較可以看出，液壓缸在剪叉機構中的布置方式對其運動參數和動力參數有著較明顯的差異。當起始角為最小值、時，活塞推力為最大值。在臺面荷重W相同的情況下，液壓缸布置在右側時的推力明顯小于液壓缸布置在左側時的情況，而活塞的有效行程L則是液壓缸布置在右側時較長，比在左側時增加了112mm。如果載荷量不是很大的話（即載荷量W），這時可以考慮采用左側的布置方案，因為這樣可以縮短液壓缸的伸長長度。如果伸長度過大的話，不僅在材料上會有所浪費，而且在長期承受載荷的同時也會相應的增大液壓缸及活塞部分的彎曲應力。綜合以上考慮，可以初步設想采用液壓缸布置在左側的方案。而在該方案中活塞起始的速度小于液壓缸布置在右側時的速度，兩者比值=。為了彌補在速度方面的不足，以及減小舉升及整體的體積，可以考慮采用雙級支撐桿共同舉升平臺以達到提升速度的目的。如圖210所示：圖210 機構各項參數其轉換過程如圖211所示,將兩根支撐桿的右側部分折合到左側，產生四根相對比較短的支撐桿，即可達到目的。圖211 參數轉化過程那么首先我們就要計算一下這樣的設計方案所采用的液壓缸的各項參數，然后再根據已求得的各項參數來具體確定一下此方案是否合理。下面按照本設計的基本要求，進一步選擇合適的布置方案。為了使舉升機使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，本設計首先建立了一個轎車模型，它的有關參數是：, ,。在載荷方面沒有超出允許的范圍內，是可以采用該方案的。為了工作安全起見，要求舉升機在各高度上工作時都應自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時也可實現快速下降，這在下面的液壓系統回路分析中會探討到。為了便于維修人員在升降臺底部維修，不僅要在升降高度方面要加以合理化，還要留有維修人員站立維修的位置。為此，可以選擇采用雙升降臺同步舉升并采用共同底板的方式以滿足要求，此布置方案需要兩個液壓缸，16根支撐桿舉升。為了增強其安全可靠性，可以設其總承載量為，則平均每個升降臺的承載量為。由于這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為9800N，所以采用左側布置液壓缸是完全可以的。第三章 臺板與叉桿的設計計算臺板位于升降臺的最上部，是支撐件的組成部分。汽車能夠在升降臺上平穩(wěn)的停放就是臺板起了關鍵的作用。在進行維修作業(yè)之前首先得駛上臺板。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上有滑輪，滑道的作用