【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1) 舉升臂1的強(qiáng)度校核 舉升臂1的剪力圖與彎矩圖 因舉升臂為板材，近似梁。所以分析過(guò)程中，我們按梁的強(qiáng)度校核方法來(lái)分析舉升臂。，舉升臂既有水平方向的力，又有豎直方向的力，并且兩個(gè)方向的力在同一平面， 屬拉伸（壓縮）與彎曲組合變形[11]。我們將力進(jìn)行分解，沿舉升臂軸線方向和垂直軸線方向。舉升臂1的受力圖、剪力圖、彎矩圖、。由圖所知，舉升臂在中間截面組合變形最大[11]。舉升臂的材料為Q275鋼 ,抗拉強(qiáng)度 , 彈性模量 E=200~220GPa ，L為舉升臂長(zhǎng)L=1306mm 。舉升臂在最低狀態(tài)時(shí)（），校核過(guò)程如下： 1）舉升臂最大負(fù)彎矩 2）確定舉升臂1中性軸的位置截面形心距底邊為 因舉升臂1結(jié)構(gòu)可近似一方鋼，所以通過(guò)截面中心的中心線Z即為中性軸 3）截面對(duì)中性軸的慣鉅4）舉升臂的最大彎曲應(yīng)力為5）最大軸向正應(yīng)力截面積為，則正應(yīng)力為6）校核舉升臂的強(qiáng)度兩種變形產(chǎn)生的總應(yīng)力結(jié)果表明最大彎矩處截面強(qiáng)度足夠。：（α=）最大彎曲應(yīng)力為軸力為：最大正應(yīng)力為 總應(yīng)力為強(qiáng)度充分滿足條件(2） 舉升臂2的強(qiáng)度校核 舉升臂2的彎矩圖和剪力圖、軸力圖在剪刀舉升機(jī)構(gòu)中，連接舉升臂2的軸，要承受液壓缸的推力，推力間接作用在舉升臂2上。所以舉升臂2的工作條件最為惡劣，要求最高。對(duì)舉升臂2進(jìn)行強(qiáng)度校核?？紤]到制造工藝性，所以舉升臂2的材料暫都選用Q275鋼。 ，可以看出舉升臂2也受水平和豎直方向，我們同樣將水平方向的力與豎直方向的力進(jìn)行分解。舉升臂在最低點(diǎn)時(shí)的校核情況如下從圖中可以看出中間鉸接點(diǎn)的變形最為嚴(yán)重值1）最大彎矩由彎矩圖可看出舉升臂2存在最大負(fù)彎矩和最大負(fù)彎矩情況2）確定舉升臂2中性軸的位置截面形心距底邊為 因舉升臂2結(jié)構(gòu)可近似一方鋼，所以通過(guò)截面中心的中心線Z即為中性軸 3）截面對(duì)中性軸的慣鉅4）舉升臂的最大彎曲應(yīng)力為5）軸向正應(yīng)力截面積為，則正應(yīng)力為 6）校核舉升臂的強(qiáng)度兩種變形產(chǎn)生的總應(yīng)力最大截面處的強(qiáng)度雖符合Q275鋼的強(qiáng)度要求,但從值可以看出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)很可能發(fā)生危險(xiǎn)。最大負(fù)彎矩為 最大彎曲應(yīng)力 軸向最大應(yīng)力則正應(yīng)力為強(qiáng)度已經(jīng)不滿足條件。通過(guò)以上計(jì)算，我們可以看出，液壓缸的推力通過(guò)軸直接作用到舉升臂上，會(huì)導(dǎo)致比的強(qiáng)度不足。我們?cè)谂e升臂2的中間焊接一方鋼作為加強(qiáng)肋，肋上加工有支座，液壓缸通過(guò)軸放置在支座上?；钊麠U的推力直接由軸承受，并且軸變形不會(huì)直接影響舉升臂。下面對(duì)主受推力的軸進(jìn)行校核。 方鋼加強(qiáng)肋與支座（3）主推力軸校核 活塞桿推力軸彎矩圖和剪力圖因此軸只承受液壓缸推力，推力垂直于軸線方向，為示圖方便，我們將力豎直作用到軸上，兩端固定處為支座處。因軸只受推力作用，屬于純彎曲情況，所以軸只發(fā)生彎曲變形。: 軸的材料為40Cr，抗拉強(qiáng)度 ，軸徑為60mm。舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí),推力最大只校核此刻強(qiáng)度即可。（1）。由圖可知 ，最大正彎矩 M= (2) 軸的強(qiáng)度校核經(jīng)校核軸的強(qiáng)度足夠，加工加強(qiáng)肋合理。 連接螺栓的校核螺栓在舉升機(jī)中起連接作用，主要承受剪切變形。校核時(shí)只考慮剪切變形就可以。、4處的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。螺栓材料為Q235A鋼，許用剪切應(yīng)力[]=98MPa。 1處螺栓所受剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論 =滿足強(qiáng)度要求。（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求 3處螺栓所受剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求。 5處螺栓所受的剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求。校核后的結(jié)果表明螺栓材料為Q235鋼是符合要求的。 結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施由前面的力學(xué)模型中，我們能夠看到，舉升臂鉸接孔處都受水平和豎直方向的力，這些力將對(duì)舉升臂的強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響。因舉升臂無(wú)論是在最低位置還是在最高位置，都與水平方向成一定角度。分析時(shí)，我們沿舉升臂軸線方向和垂直舉升臂軸線方向進(jìn)行力的分解，垂直舉升臂軸線方向的力使舉升臂產(chǎn)生彎矩變形（正應(yīng)力）沿舉升臂軸線方向的力使舉升臂產(chǎn)生拉伸或壓縮變形（拉或壓）。兩種應(yīng)力變形使舉升臂的彎曲強(qiáng)度受到嚴(yán)重影響。通過(guò)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施提高舉升臂的彎曲強(qiáng)度。舉升機(jī)上載荷作用的位置進(jìn)行加強(qiáng)經(jīng)前面的計(jì)算可知，舉升臂鉸接點(diǎn)處彎曲強(qiáng)度較集中，磨損嚴(yán)重，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。（1）可以在載荷作用點(diǎn)處，加一厚度為3mm的青銅襯套，套在鉸接軸上，可有效地減小最大彎矩值，提高鉸接點(diǎn)的強(qiáng)度，減小摩擦； （2）在鉸接孔處加工凸臺(tái)，使舉升臂厚度加厚，增大舉升臂的橫截面積，減小舉升臂壓縮變形或拉伸變形。提高彎曲強(qiáng)度；（3）液壓缸作用處不直接作用到舉升臂上，中間通過(guò)焊接加強(qiáng)肋進(jìn)行補(bǔ)償。液壓缸下端固定處軸上放有套筒，這樣可以減小軸的磨損；（4）放置軸處的舉升臂加工凸臺(tái)，加厚舉升臂尺寸，增大承載面積，并加工加強(qiáng)肋 本章小結(jié)通過(guò)分析剪刀式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立剪刀舉升機(jī)機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型,并通過(guò)該模型對(duì)決定起升油缸最大推力的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究,得到合理的結(jié)果。本章還通過(guò)對(duì)各舉升臂、主受力軸的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算，來(lái)校核設(shè)計(jì)內(nèi)容是否合理。并提出一些加強(qiáng)措施，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度充分滿足條件。以上的計(jì)算與分析對(duì)提高剪刀式舉升機(jī)系列化設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量有明顯的效果。第4章 液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的選擇 液壓系統(tǒng)組成液壓系統(tǒng)是舉升機(jī)的動(dòng)力裝置。它具有傳遞動(dòng)力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。液壓系統(tǒng)主要由液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和輔助裝置等四大部分組成。液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)—液壓泵它是由液壓系統(tǒng)中供給有壓力油的裝置和壓力傳動(dòng)的機(jī)械動(dòng)力。它的作用是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流動(dòng)液體的壓力能。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)—液壓缸液壓缸主要有缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置[8]。它是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)又稱液壓機(jī)，其作用是將液能變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置有兩種。此剪式舉升機(jī)所采用的是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的單作用推力油缸。它既能節(jié)省動(dòng)力、又能頻繁地進(jìn)行換向。液壓發(fā)生裝置泵液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)缸——活塞液壓控制裝置方向閥壓力閥 液壓系統(tǒng)方框圖像液壓控制調(diào)節(jié)裝置——各種液壓控制閥它是由來(lái)控制和調(diào)解液壓系統(tǒng)中液油流動(dòng)，方向、壓力、流量和滿足工況要求的裝置。根據(jù)用途和特點(diǎn)控制可分為三類。方向控制閥用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中的油流方向和經(jīng)由路徑；根據(jù)實(shí)際情況利用單向閥或換向閥的作用來(lái)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向和工作順序；壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥等）用來(lái)控制液壓系統(tǒng)的壓力以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的動(dòng)力或?qū)σ簤合到y(tǒng)起安全保護(hù)作用；流量控制閥（包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流和集流閥），用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的流量，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作時(shí)運(yùn)動(dòng)速度的要求。由于液壓系統(tǒng)控制閥種類很多，為使用方便和結(jié)構(gòu)緊湊，在設(shè)計(jì)時(shí)合理的將各種閥類元件組合在一起構(gòu)成組合閥。（1）單向閥單向閥是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥兩類。普通單向閥又稱止回閥，其作用是使液體只能向一個(gè)方向流動(dòng)，反向截止。液控單向閥又稱單向閉鎖閥，其作用是使液流有控制的單向流動(dòng)。液控單向閥分為普通型和卸荷型兩類。液控單向閥的主要以下兩種作用。1）保壓作用當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)完成工件的壓制任務(wù)后，液壓缸上腔仍需保持一定的高壓，此時(shí)，液控單向閥靠其良好的單向密封性短時(shí)保持缸上腔的壓力。2）支撐作用當(dāng)活塞以及所驅(qū)動(dòng)的部件向上抬起并停留時(shí)，由于重力作用，液壓缸下腔承受了因重力形成的油壓，使活塞有下降的趨勢(shì)。此時(shí)，在油路串一液控單向閥，以防止液壓缸下腔回流，使液壓缸保持在停留位置，支撐重物不致于落下。（2）溢流閥溢流閥是節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)而成的組合閥，它能補(bǔ)償因負(fù)載變化而引起的流量變化。使用溢流閥的系統(tǒng)效率較高。因?yàn)椴捎靡缌鏖y的系統(tǒng)，泵的供油壓力隨負(fù)載的增大而增加，能量損失小，系統(tǒng)發(fā)熱少。（3）節(jié)流閥流量控制閥是通過(guò)改變節(jié)流口面積的大小，改變通過(guò)閥流量的閥。在液壓系統(tǒng)中，流量閥的作用是對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。常見(jiàn)的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流閥等。溢流閥是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的流量閥，常與其它形式的閥相結(jié)合，形成單向節(jié)流閥或行程節(jié)流閥。輔助裝置——管道、油箱、過(guò)濾器及控制儀表（1）液壓管道液壓管道是連接液壓泵和液壓動(dòng)力機(jī)的通道，它們對(duì)液壓機(jī)械的使用性能有很大的影響，在工藝安裝過(guò)程上，除了進(jìn)行細(xì)致的檢查外，對(duì)管道布局必須平行垂直正齊。對(duì)液壓系統(tǒng)中的任何一段管道或管件要求都能自由拆裝，也必須按照其工藝過(guò)程和技術(shù)要求進(jìn)行。關(guān)于壓力控制回路和速度控制回路，是由液壓元件所組成，可起到完成運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)壓力等特定作用。任何一種液壓機(jī)械，不論其結(jié)構(gòu)怎樣復(fù)雜，它都是由基本回路構(gòu)成的液壓系統(tǒng)，只要熟悉和掌握這些基本回路，才能正確的使用和分析事故及故障發(fā)生的原因。 關(guān)于液壓油的選擇，一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是選用普通液壓油。常用的是20機(jī)油，當(dāng)氣溫低于15oC時(shí)，應(yīng)采用25變壓油或有條件的可選用14稠化液壓油。（2）濾油器在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的形成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中難免會(huì)存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會(huì)加速液壓元件的磨損，而且會(huì)堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。因此，必須對(duì)液壓油中的雜質(zhì)和污染物的顆粒進(jìn)行清理。目前，控制液壓油清潔程度的最有效方法就是采用過(guò)濾器。過(guò)濾器的主要功用就是對(duì)液壓油進(jìn)行過(guò)濾，控制油的潔凈程度。（3）油箱油箱的主要功用是儲(chǔ)存油液，同時(shí)箱體還具有散熱、沉淀污物、析出油液中滲入的空氣以及作為安裝平臺(tái)等作用。油箱屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在實(shí)際情況下常根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。油箱設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮油箱的容積、結(jié)構(gòu)、散熱等問(wèn)題。 液壓系統(tǒng)的選擇 汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)，除要求能在一定的范圍內(nèi)從汽車兩側(cè)將汽車同步舉升和下降外，還要求其能使汽車在任意高度停止并保持不動(dòng)。以便不同身高的工人，在維修不同位置時(shí)可以任意調(diào)整高度，最方便的進(jìn)行維修。因此，液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。另外，因汽車的重量較大，一但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，舉升機(jī)舉升臂在汽車重力的作用下會(huì)迅速下滑，可能會(huì)對(duì)車下維修工人的生命安全造成威脅，舉升機(jī)上面的汽車也有被摔壞的危險(xiǎn)。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生，舉升機(jī)必須具有機(jī)械鎖裝置。機(jī)械鎖由分別安裝在舉升油缸外側(cè)和活塞桿頂部與舉升臂相聯(lián)的銷軸上的兩根鋸齒形齒條組成。安裝在油缸外側(cè)的齒條固定不動(dòng)，而安裝在銷軸上的齒條則隨活塞桿上下移動(dòng)，并且能繞銷軸做一定角度的擺動(dòng)，已實(shí)現(xiàn)兩根齒條的分離和嚙合。當(dāng)舉升臂處于定位狀態(tài)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)障礙、油壓低于一定數(shù)值時(shí)，動(dòng)齒條就會(huì)在自身重力和彈簧力的作用下與靜齒條嚙合，機(jī)械鎖鎖死，使舉升臂不會(huì)下滑，這樣就確保維修工人和汽車不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要保證汽車被水平舉起而不發(fā)生側(cè)偏，兩側(cè)舉升機(jī)上升過(guò)程中必須始終保持同一高度，活塞的運(yùn)行速度必須時(shí)刻保持相等。舉升機(jī)液壓回路必須同步。 ，主要有兩部分組成：機(jī)械鎖回路、升降回路[16]。 汽車舉升機(jī)液壓控制回路 . 9. .左升降缸 機(jī)械鎖回路機(jī)械鎖回路由油缸油缸2和兩位三通電磁閥3組成。當(dāng)電磁閥YA1得電時(shí)，兩位三通電磁閥3左位工作，壓力油進(jìn)入液壓缸2下腔，驅(qū)動(dòng)活塞向上移動(dòng)，將機(jī)械鎖打開(kāi)，此時(shí)舉升臂可自由上升或下降。當(dāng)YA1失電時(shí)，兩位三通閥處于右位工作時(shí)，油缸下腔與郵箱直接相通，腔內(nèi)油壓為零時(shí)，油缸活塞在缸內(nèi)彈簧和機(jī)械鎖動(dòng)齒條自重的作用下收回，機(jī)械鎖閉合，舉升臂被鎖住，不能移動(dòng)。此時(shí)工人可以進(jìn)行各種維修工作。2 、升降回路升降回路由三位四通閥普通調(diào)速閥比例調(diào)速閥左升降液壓缸右升降液壓缸10組成。當(dāng)三位四通閥6的YA2得電時(shí)，YA3失電時(shí)，油液上升，通過(guò)調(diào)速閥到達(dá)缸10。當(dāng)YA2失電時(shí)，YA3得電時(shí)，兩油缸下降。汽車舉升機(jī)液壓控制回路是用電液比例調(diào)速閥控制的同步回路，并分別控制著液壓缸10的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)活塞出現(xiàn)位置誤差時(shí)，檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的開(kāi)度，使液壓缸10的活塞跟上液壓缸9的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)同步。，費(fèi)用低，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。