【正文】 l?根據(jù)活塞推力與臺面荷重量關(guān)系式 得出 P=。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時（設(shè)此時支撐桿與地面夾角 = ） = ，根據(jù)上述公式a05?得 = 。 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，也即支撐桿與地面夾角 為最小值時，液壓缸處??于最大的工作壓力狀態(tài)下。壓力決定于外載荷。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。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23 / 54過濾。對于本設(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，不需蓄能器儲存能量。為節(jié)省能源并提高效率，液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱，溢流閥同時起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。本設(shè)計(jì)剪叉式液壓升降臺其特點(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并保持該高度自鎖。對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)所要求的動作。型號說明：P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的控制是擬訂液壓回路的核心問題。 缸蓋聯(lián)接的類型按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式，可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)卡鍵聯(lián)接式及法蘭聯(lián)接式三種。 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。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動產(chǎn)生推、拉力。 確定液壓缸的類型工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。還有一種運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，小角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動用液壓缸來實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)動比較平穩(wěn)，長行程的直線運(yùn)動可以用液壓馬達(dá)來完成。名 稱 特 點(diǎn) 適 用 場 合雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復(fù)運(yùn)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(yùn)動，差動連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，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)角小于小于 360 度的擺動小于 180 度的擺動21 / 54180 度齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)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(yùn)動軸向柱塞泵 運(yùn)動平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)動注：A1——無桿腔的活塞面積 A2——有無桿腔的活塞面積對于本設(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)動機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。最大起升高度略大于一人高度；4) 運(yùn)動平穩(wěn)性好；5) 人工控制操作，按鈕啟動控制升降；6) 工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進(jìn)行操作，不宜在有坡度或有坑洼的地面進(jìn)行操作，不宜在過度寒冷的室外進(jìn)行操作；7) 性能可靠，成本低廉，便于移動，無其他附屬功能及特殊功能； 制定液壓系統(tǒng)的基本方案 確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。第 三 章 液 壓 傳 動 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 明確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案：設(shè)計(jì)之前先確定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定基本方案。為了19 / 54增強(qiáng)其安全可靠性，可以設(shè)其總承載量為 ，???總升降臺的承載量為 。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。在載荷方面沒有超出允許的范圍內(nèi)，是可以采用該方案的。下面按照本設(shè)計(jì)的基本要求，進(jìn)一步選擇合適的布置方案。如圖所示：圖 210 機(jī)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)其轉(zhuǎn)換過程如圖 211 所示,將兩根支撐桿的右側(cè)部分折合到左側(cè)，產(chǎn)生四根相對比較短的支撐桿，即可達(dá)到目的。而在該方案中活塞起始的速度小于液壓缸布置在右側(cè)時的速度，兩者比值 =。如果伸長度過大的話，不僅在材料上會有所浪費(fèi)，而且在長期承受載荷的同時也會相應(yīng)的增大液壓缸及活塞部分的彎曲應(yīng)力。在臺面荷重 W 相同的情況下，液壓缸布置在右側(cè)時的推力明顯小于液壓缸布置0P在左側(cè)時的情況，兩者的比值為 ，而活塞的有效行程 L 則是液壓缸布置在右側(cè)時較長，比在左側(cè)時增加了 112mm。圖 29 剪叉機(jī)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)簡圖剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸：h=400~1 200mm, =2 000mm, =535mm, =770mm, =要參數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表：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()sintacole??1()sintacofl??起始角 /( )0?? 起始角 /( )? yv 終止角 /( )max?? 終止角 /( )? 活塞有效行程L/mm253 365從統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)值比較可以看出，液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)中的布置方式對其運(yùn)動參17 / 54數(shù)和動力參數(shù)有著較明顯的差異。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，如果臺面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。桿ＦＤ上Ｄ點(diǎn)、Ａ點(diǎn)的瞬時轉(zhuǎn)動中心為 F 點(diǎn)，D 點(diǎn)、A 點(diǎn)的速度為：2()Avla???臺面升降速度： cos2csyDvl?Ａ點(diǎn)的運(yùn)動速度： ()2cosyAlav??活塞運(yùn)動速度：（３）()sin()2coAlv????15 / 54式中， 11()sinsin,ta2cohllL???????依據(jù)虛位移原理有：（４）()0ixixixpypWFFzP???????由圖２分析可得： cos,sin()()i,2sinxyppwPPlalayl?????經(jīng)變分后：i()cos2pwyl?????代入式（４） ，整理后得活塞推力：（５）cos()in()lPWa???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,ylaWv??然，液壓缸布置再右側(cè)時的推力較液壓缸布置在左側(cè)時?。欢剑ǎ常┡c式（１）比較，則液壓缸布置在右側(cè)時的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時高。 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。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。以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液壓缸布置方式，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。 問題的提出：液壓缸驅(qū)動的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺中廣泛應(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。利用瞬時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)動速度與臺面升降速度的關(guān)系式及活塞推力與臺面荷重的關(guān)系式，并對兩種布置方式進(jìn)行了分析比較，指出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場合。從直觀的角度分析考慮，如下圖： 桿 1桿 2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(cè)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） 。綜上所述，氣液動雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，節(jié)省投資；可獲得缸體二倍以上的升降形成；非常適合于空間尺寸小、升降行程大的場合，是一種值得推薦使用的升降機(jī)構(gòu)。11 / 54從計(jì)算結(jié)果可以看出：在整體結(jié)構(gòu)尺寸相同、液壓缸行程相同的前提下，作用在液壓缸活塞桿上的最大推力 ,水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)大于雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)；升maxP降臺最大行程 ，雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)大于水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)。tancosLTSPlfbQ???? 。計(jì)算結(jié)果見表 表 2 和統(tǒng)計(jì)圖（其中滾動摩擦忽略不計(jì)） 。機(jī)架長度 T=1 200。液壓缸初始長度=595mm；最大行程 =320mm。否則，會導(dǎo)致升降平臺降不下來。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。而且在整個機(jī)構(gòu)中 AB 支?撐桿是主要受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應(yīng)重點(diǎn)對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。因此設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個因素。 （8）cosin()PLQl???? 剪叉式升降平臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)注意的問題由式（5）和（8）可知：當(dāng) 、 增大時， 值隨之減??；當(dāng) 、 減小時，??21/V??P/Q 值隨之增大。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：升降平臺上升時 coscosincostan[tan()( )]sin()22icosLfLbfbbfl???? ??????； （6）升降平臺下降時 coscosincostan[tan()( )]sin()22icosQLfLbfbPbfl???? ??????（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(shù)；b——載荷 Q 的作用線到上平板左鉸支點(diǎn) M 的水平距離。?以下相同。由圖 3 可知：1 21112,sin()sin(),coscs,in()FBllVLl????????? （5）1si()LVl???。 （4）221/200()[]TlLlCC?????在（4）式中，——升降平臺的初始高度；0H——液壓缸初始長度。將（2）式代入（1）式，并整理得。T?7 / 54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(diǎn) F 到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離；L——支撐桿的長度；——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。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。所以實(shí)際也很少采用。水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過分析計(jì)算可知，平臺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。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 的形式為水平固定剪叉式，圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。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。圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。圖 a 中的驅(qū)動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。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。本設(shè)計(jì)中主要側(cè)重于小型家用液壓式的升降平臺。氣液動剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。注意:如欲在汽車下面進(jìn)行維修作業(yè)時，應(yīng)將舉升機(jī)提升到足夠的高度，以便鎖緊裝置嚙合。（9）舉升機(jī)降下前，應(yīng)將汽車下面的工具箱，臺架及其它設(shè)備全部移開。對其接觸的嚴(yán)密性進(jìn)行認(rèn)真檢查后，才能將汽車舉升到需要的工作高度。將舉升機(jī)的支撐器安置到汽車制造廠推薦的舉升機(jī)逞力接觸點(diǎn)。（6）當(dāng)汽車駛上舉升機(jī)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(jī)或汽車。舉升機(jī)升降和使用時，顧客和無關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離舉升機(jī)。（3）安置汽車和使用舉升機(jī)均應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。特別要注意防止偏載，即整機(jī)雖未超載而某一舉升臂確已超過允許的額定載荷。（2）舉升機(jī)不得超載使用。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時，不得再使用。這里僅就使用維護(hù)舉升機(jī)時普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)說明于后。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。雖然汽車舉升機(jī)已有 70 年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無多大改變。（7）所有舉升機(jī)的設(shè)計(jì)均應(yīng)把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。（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(hù)罩內(nèi)傳動。（4）所有的舉升機(jī)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。（2）所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用“雙重保險” ，以防誤操作，即舉升機(jī)運(yùn)行前必需操作兩個控制機(jī)構(gòu)(或按鈕開關(guān))后才能驅(qū)動。以下僅列舉多數(shù)舉升機(jī)普遍采用的安全措施。現(xiàn)分別說明與后。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(jī)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。滑輪通常用鋼材制成，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） 。為此，應(yīng)增加鋼絲繩鋼絲的數(shù)目。為了減少滑輪直徑從而縮小寄生機(jī)立柱的斷面尺寸，應(yīng)該選用高柔度的鋼絲繩。雖然液壓式舉升機(jī)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。經(jīng)驗(yàn)證明：機(jī)械傳動的能耗為液壓傳動所需能耗的兩倍（在舉升載荷、舉升時間均相同的條件下