【正文】 .......................................................................................................43致 謝.......................................................................................................................................44物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)摘 要隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)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(guó)的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。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)。各回路相互組合時(shí)去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。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。s auto repair industry has achieved great development, the service car repair equipment industry has bee an emerging industry in China continue to grow and develop. Many of the world39。舉升機(jī)的從上世紀(jì) 20 年代開始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進(jìn)，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其驅(qū)動(dòng)方式有鏈條傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)等。 課題研究的目的和意義升降機(jī)是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機(jī)構(gòu)，可用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運(yùn)送，物料上線，下線，共件裝配時(shí)部件的舉升，大型機(jī)庫(kù)上料，下料，倉(cāng)儲(chǔ)裝卸等場(chǎng)所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。（2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)和頻繁的換向。（4）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，他對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)解或控制。（6）液壓元件以實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用都比較方便。對(duì)油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價(jià)昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實(shí)際的應(yīng)用中，可以通過(guò)有效的措施來(lái)減小不利因素帶來(lái)的影響。自從 1952 年試制出我國(guó)第一個(gè)液壓元件——齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國(guó)產(chǎn)品，自行設(shè)計(jì)開發(fā)和引進(jìn)消化提高等幾個(gè)階段。目前，我國(guó)的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)橐苯?、工程機(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械、紡織機(jī)械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。今后，液壓技術(shù)的發(fā)展將向著一下方向：（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。（3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。 汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上，為達(dá)到此目的，雖然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投資費(fèi)用，也破壞了車間地面的平整性。在條件許可時(shí)，舉升機(jī)臺(tái)板（或橫梁）應(yīng)選擇專用型鋼或用鋼板拆彎成形。采用機(jī)械傳動(dòng)（螺母、螺桿）或液壓傳動(dòng)（油缸） ，均用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)證明：機(jī)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）3械傳動(dòng)的能耗為液壓傳動(dòng)所需能耗的兩倍（在舉升載荷、舉升時(shí)間均相同的條件下） 。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(gòu)或外協(xié)，當(dāng)然一定要選用優(yōu)資產(chǎn)品。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。為此，應(yīng)增加鋼絲繩鋼絲的數(shù)目?；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） 。 汽車舉升機(jī)的安全保證措施今天全世界都對(duì)在危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境下工作的人們的安全寄予極大的關(guān)注。近年來(lái)不少國(guó)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?，F(xiàn)分別說(shuō)明與后。以下僅列舉多數(shù)舉升機(jī)普遍采用的安全措施。（2）所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用“雙重保險(xiǎn)” ，以防誤操作，即舉升機(jī)運(yùn)行前必物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）4需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)(或按鈕開關(guān))后才能驅(qū)動(dòng)。（4）所有的舉升機(jī)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。（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(dòng)。（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。雖然汽車舉升機(jī)已有 70 年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無(wú)多大改變。因此安全問(wèn)題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。這里僅就使用維護(hù)舉升機(jī)時(shí)普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)說(shuō)明于后。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時(shí)，不得再使用。（2）舉升機(jī)不得超載使用。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(guò)允許的額定載荷。（3）安置汽車和使用舉升機(jī)均應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。舉升機(jī)升降和使用時(shí)，顧客和無(wú)關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離舉升機(jī)。（6）當(dāng)汽車駛上舉升機(jī)前，應(yīng)清除通道，不得駛過(guò)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。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)。對(duì)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。（9）舉升機(jī)降下前，應(yīng)將汽車下面的工具箱，臺(tái)架及其它設(shè)備全部移開。 本文研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)題目來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)，適用于倉(cāng)庫(kù)，機(jī)場(chǎng)，車站，碼頭，制造系統(tǒng)級(jí)汽車維修等部門的物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)。更廣泛的應(yīng)用于其他物流。本設(shè)計(jì)就此問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，并對(duì)傳統(tǒng)剪叉式液壓升降臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行改建。相關(guān)研究動(dòng)態(tài)：1966 年，一家德國(guó)公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱舉升機(jī)，這是舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的又一突破性進(jìn)展，這種舉升機(jī)也比其它國(guó)家早出現(xiàn)了近 10 年。但它和其它舉升機(jī)相比，既有很多優(yōu)點(diǎn)，也有相對(duì)不足，下面做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。在舉升前汽車必須駛上舉升機(jī)。但這類舉升機(jī)仍存在兩個(gè)主要問(wèn)題，接近汽車下部較難；在車間移動(dòng)舉升機(jī)時(shí)難逾越地面上的障礙物。現(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機(jī)已在維修現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用，而移動(dòng)式舉升機(jī)卻相對(duì)要少得多。而今絕大多數(shù)汽車均為“緊湊型”或“半緊湊型” ，導(dǎo)致汽車檢修區(qū)域接近主要舉升機(jī)器件而不便操作。單柱舉升機(jī)有兩大優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)其下降后，不致成維修車間的障礙物；汽車可在舉升機(jī)上轉(zhuǎn)動(dòng)。單柱舉升機(jī)的主要缺點(diǎn)是：第一，它需要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。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。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。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。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。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。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)。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)。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)。長(zhǎng)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 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。圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。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。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)。水平固定剪叉式機(jī)構(gòu)，通過(guò)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(guò)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。所以實(shí)際也很少采用。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。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。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(zhǎng)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(zhǎng)度（A 到 G 點(diǎn)的距離） ；——活塞桿與水平線的夾角。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(zhǎng)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。通過(guò)分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過(guò)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。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??；反之，則會(huì)使液壓缸行程受力增大。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。液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過(guò)要看具體情況。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。 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。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(wèn)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(lái)進(jìn)一步分析討論。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。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???? ??。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。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(guò)這將增加一對(duì)液壓缸的支座，同時(shí)帶來(lái)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。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(lái)求解活塞運(yùn)動(dòng)速度?？梢姡钊屏Φ臏p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(lái)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。當(dāng)起始角為最小值 、 時(shí)，活塞推力為最大值 。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(zhǎng)長(zhǎng)度。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。為了彌補(bǔ)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/v左 右用雙級(jí)支撐桿共同舉升平臺(tái)以達(dá)到提升速度的目的。圖 211 參數(shù)轉(zhuǎn)化過(guò)程物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)（需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ：877764463）19那么首先我們就要計(jì)算一下這樣的設(shè)計(jì)方案所采用的液壓缸的各項(xiàng)參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項(xiàng)參數(shù)來(lái)具體確定一下此方案是否合理。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