【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在車間的地面挖掘一個(gè)相當(dāng)大的坑穴后才能安裝；其次，它只能為使用提供車輪支撐方式；第三，使用時(shí)難于接近汽車下部的一些重要檢修區(qū)域。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(shí)更是如此。雙柱舉升機(jī)（包括液壓式或機(jī)械式） ，均具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，檢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)不需要其它輔助性的舉升措施；第三，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面小。雙柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是：第一為確保安全，安置舉升機(jī)時(shí)要求非常嚴(yán)格，否則在舉升過程中容易搖晃或顛覆；第二，由于舉升機(jī)常采用車輪自由型的方式支撐汽車，如需采取車輪支撐型的方式維修汽車則甚感不便，如檢查懸掛系統(tǒng)、檢查轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)間隙或進(jìn)行車輪定位檢驗(yàn)等；第三，由于舉升臂和立柱承受懸臂或載荷所產(chǎn)生的巨大應(yīng)力，其承力件易于磨損，因而雙柱舉升機(jī)的安全工作壽命一般要比四柱舉升機(jī)低。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地駛上四柱舉升機(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)也不致墜入其間的空隙中。車輪支撐型四柱舉升機(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)，操作也很簡(jiǎn)便；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第三，支撐載荷受力簡(jiǎn)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，從物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）7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(chǎng)進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠固牢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，戰(zhàn)地面積教大，對(duì)汽車檢修區(qū)域可接近性較差。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。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。有人說，對(duì)于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機(jī)可能是除廠房而外的最重要的投資，因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的興衰。汽車舉升機(jī)是汽車維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一，讓我們生產(chǎn)出更多、更好、更受用戶歡迎的汽車舉升機(jī)，為汽車維修企業(yè)服務(wù)。物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）8第 2 章 剪 叉 式 升 降 臺(tái) 的 應(yīng) 用 及 其 受 力 分 析 的 討 論 剪叉式升降平臺(tái)的三種結(jié)構(gòu)形式本討論的目的通過分析氣液動(dòng)類的剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題及其應(yīng)用范圍。氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中主要側(cè)重于小型家用液壓式的升降平臺(tái)。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(jiǎn)圖 21 所示： 圖 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。長度相等的兩根支撐桿 AB和 MN 鉸接于二桿的中點(diǎn) E，兩桿的 M、A 端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的B、N 端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。圖中的三種結(jié)構(gòu)形式的不同之處在于驅(qū)動(dòng)件液壓缸的安裝位置不同。圖 a 中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下不固定在機(jī)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(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。圖 c 中的液壓缸缸體尾部與機(jī)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(qū)動(dòng)活塞桿可控制平臺(tái)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(jié)構(gòu)，圖 b 的形式為水物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）9平固定剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺(tái)的升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且球鉸鏈加工負(fù)載，在實(shí)際種應(yīng)用較少。水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過分析計(jì)算可知，平臺(tái)的升降行程大于液壓缸的行程，在應(yīng)用過程中可以實(shí)現(xiàn)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(shí)際平臺(tái)上的載荷力要大的多。所以實(shí)際也很少采用。雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實(shí)際中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算圖 位置參數(shù)示意圖（）21/sin(cos)CLHll???? （2）22()cos。TCl????式中：——任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度；H物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）10——任意位置時(shí)鉸接點(diǎn) F 到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離；C——支撐桿的長度；L——支撐桿固定鉸支點(diǎn) A 到鉸接點(diǎn) F 的距離；lT——機(jī)架長度（A 到 G 點(diǎn)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）122HLTCll???????????????設(shè) 代入（3）式得00/,/H?? （4）??122200TClHLlC?????????????????式中：——升降平臺(tái)的初始高度；0——液壓缸初始長度。C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：物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）11圖 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖圖中， 是 F 點(diǎn)的絕對(duì)速度； 是 B 點(diǎn)絕對(duì)速度； 是 AB 支撐桿的速度；VV1?是液壓缸活塞平均相對(duì)速度； 是升降平臺(tái)升降速度。由圖 23 可知：1 21112,sin()sin(),coscs,in()FBllVLl????????? （5）??1siLVl???式中：V1——液壓缸活塞平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；——升降平臺(tái)升降速度；2——支撐桿與水平線的夾角。? 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算圖 動(dòng)力參數(shù)示意圖物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）12圖中，P 是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q 是升降平臺(tái)所承受的重力載荷。通過分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過程省略）得出：升降平臺(tái)上升時(shí) ??coscosincostantansin22icosLfLbfbPbfl???? ?? ??????????? ?????????? ?（6）升降平臺(tái)下降時(shí) ??coscosincostantansin22icosQLfLbfbPbfl???? ?? ??????????? ?????????? ? （6） 、 （7）式中，P——液壓缸作用于活塞桿的推力；Q——升降平臺(tái)所承受的重力載荷；f——滾動(dòng)摩擦系數(shù)；b——載荷 Q 的作用線到上平板左鉸支點(diǎn) M 的水平距離。由于滾動(dòng)輪與導(dǎo)向槽之間為滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)很?。╢=）,為簡(jiǎn)化計(jì)算，或忽略不計(jì)，由（6） 、 （7）式簡(jiǎn)化為： （8）??cosinpLl???? 剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題由式（5）和（8）可知：當(dāng) 、 增大時(shí)， 值隨之減??；當(dāng) 、 減小時(shí)，??21/V??值隨之增大。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減小；當(dāng) 、 減小時(shí)， 值隨之增大，在PQ??PQ液壓缸行程不變的情況下，升降平臺(tái)升降行程會(huì)減小；反之，則會(huì)使液壓缸行程受力增大。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個(gè)因素。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。而且在整個(gè)機(jī)構(gòu)中 AB 支撐桿是主要??物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）13受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)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?yàn)椴捎眠@樣的缸比較經(jīng)濟(jì)，而且總體泄漏量少，密封件壽命長。采用單作用柱塞缸時(shí)考慮到在空載荷時(shí)，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。否則，會(huì)導(dǎo)致升降平臺(tái)降不下來。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式的分析比較剛剛我們已經(jīng)簡(jiǎn)單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)與其他兩種機(jī)構(gòu)的區(qū)別以及在實(shí)際應(yīng)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(tái)等都不改變的基礎(chǔ)之上，能否將設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化呢？為證明這一點(diǎn)，我們可以從該機(jī)構(gòu)的布置方式考慮，將結(jié)構(gòu)略改動(dòng)一下。從直觀的角度分析考慮，如下圖： 桿 1桿 2圖 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(cè)支撐桿活動(dòng)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(dòng)鉸連接） 。因此，我們針對(duì)實(shí)際升降臺(tái)剪叉機(jī)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(duì)布置方式，將液壓缸布置在與之相對(duì)稱的左側(cè)，即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，來進(jìn)一步分析討論。利用瞬時(shí)速度中心法和虛位移原理，推導(dǎo)出這兩種布置方式液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）14面升降速度的關(guān)系式及活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式，并對(duì)兩種布置方式進(jìn)行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合。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。 問題的提出液壓缸驅(qū)動(dòng)的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺(tái)中廣泛應(yīng)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(jī)構(gòu)內(nèi)的布置要受到折合后高度的約束。根據(jù)文獻(xiàn)《甘肅大學(xué)學(xué)報(bào)》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：圖 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 （1） ??2cos2inyalv vl???????活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式為 （2） ????2cossininlPWa?????式中， 111i,ta[t],sin(i)hlal d???? ??。以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）15壓缸布置方式，即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，如上圖。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程比較短，這在臺(tái)面升程范圍比較大的場(chǎng)合較為適用。存在的問題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度 h 較小的情況下（即 角較小） ，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(jī)構(gòu)中難以布置；或采用兩個(gè)直徑較小的液壓缸取代一個(gè)大直徑的液壓缸，不過這將增加一對(duì)液壓缸的支座，同時(shí)帶來機(jī)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(gè)裝置的成本。 兩種布置方式的分析和比較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(shè)計(jì)方案） ，計(jì)算一下該方案的有關(guān)參數(shù)再將兩者作以比較。如圖：圖 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。桿 FD 上 D 點(diǎn)、A 點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心為 F 點(diǎn)， D 點(diǎn)、A 點(diǎn)的速度為：??2Avla???臺(tái)面升降速度：物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）16cos2syDvl????A 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度： ??2cosylav??活塞運(yùn)動(dòng)速度：（3）??sincos2coAlav?????式中， 11()sinsi,tacohllL?????依據(jù)虛位移原理有：（4）??0ixixyixzpWfFP??????由圖 28 分析可得： cos,sin()()i,2sinxyppwPlalayl??????經(jīng)變分后：i()cos2pwyl?????代入式（4） ，整理后得活塞推力：（5）??cosinlPWa???式（3）和式（5）的正確性可以用機(jī)械能守恒原理來證明，即 yv將式(5)與式(2)進(jìn)行比較，再 各參數(shù)都相同的條件下，顯然，液壓缸,ylaWv??布置再右側(cè)時(shí)的推力較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)小；而式(3)與式(1)比較，則液壓缸布置在右側(cè)時(shí)的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時(shí)高。可見，活塞推力的減小是以活塞速度的物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）17提高為代價(jià)換來的。液壓缸布置在剪叉機(jī)構(gòu)的右側(cè)，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(jī)構(gòu)中的布置；帶來的問題是液壓缸的有效行程較長，如果臺(tái)面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。 實(shí)例計(jì)算根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況。圖 剪叉機(jī)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸：h=400~1 200mm, =2 000mm, =535mm, =770mm, =參數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表：表 21 剪叉機(jī)構(gòu)參數(shù)表參 數(shù) 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸布置在右側(cè)桿 FD 傾角 ?1sin2hl? 1sin2hl?液壓缸傾角 ?1()itacosle??