汽车剪式举升机电气系统的分析与设计

1、湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书题 目： 汽车举升机电气系统的设计与分析 专业班级： 电气工程及其自动化1184 学生姓名： 胡敏 学 号：201113010420完成日期： 指导教师： 许志伟 (姓 名) (专业技术职务)评阅教师： (姓 名) (专业技术职务) 2015 年 5 月 湖南工程学院应用技术学院毕业设计论文题 目： 汽车举升机电气系统的设计与分析 专业班级： 电气工程及其自动化1184 学生姓名： 胡敏 学 号： 2011130420 完成日期： 指导教师： 许志伟 (姓 名) (专业技术职务)评阅教师： (姓 名) (专业技术职务) 2015 年 5 月 湖南工程学院应

2、用技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺和声明：所撰写的汽车举升机电气系统的设计与分析 是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属学校所有。 学生(签名)胡敏 2015 年5月20 日 摘 要当前在汽车维修中所使用的液压同步升降平台在汽车的维修方面发挥着重要的作用，通过对同步升降平台的各种液压阀、液压缸、液压泵站的创新改进，使得液压同步升降平台拥有运行平稳、噪声低、响应速度快、同步精度高等优点，对于在我国汽车的维修与保养中起着不可替代的作用，应用前景广泛。4s 店汽车维修专用升降机是双

3、铰接剪叉式升降机，它是在原由的剪叉式升降机的基础上，运用现在的灵活性、安全性、经济性等指标；结构以能够满足灵活性要求较高的汽车维修需要为前提而设计的。通过对双铰接剪叉式升降机机构位置参数和动力参数的分析，结合具体实例，对机构中两种液压缸布置方式分析比较，并根据要求对液压传动系统各部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸，通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的载荷要求，最终完成剪叉式液压升降机的设计要求。关键字：升降台；剪叉式；结构设计；液压abstract hydraulic synchronizing lifting platform currently used in automob

4、ile repair plays animportant role in automobile repair, by improving the innovation of various hydraulic valves,synchronous lifting platform hydraulic cylinder, hydraulic station, hydraulic synchronizing liftingplatform with the smooth running, low noise, fast response speed, synchronous precision,

5、it playsan irreplaceableroleintherepairandmaintenance of cars in china, extensiveapplication prospect.double-hinged scissors lifts in the design of the previously scissors lifts on the basis of thepresent application flexibility, security, economic and other indicators, structural flexibility to mee

6、thigher requirements of vehicle maintenance the need for premise, and the response by differentmodels to meet vehicle maintenance, and otherperformance requirements.through the double-hinged scissors lifts position parameter and the dynamic parameters oftechnology, combined with specific examples, t

7、he agency improved in the hydraulic cylinder layoutanalysis and comparison, and in accordance with the requirements of part of a hydraulic systemdesign and calculation of final pressure implementation components - hydraulic cylinder, throughanalysis of the fork-defined plate and fork-load requiremen

8、ts, the final completion of scissorshydraulic liftsthedesign requirements.keywords： lifting platform ；scissorsforks ；configurationdesign ； hydraulicpressure 目 录第一章 绪 论 . 11.1 研究背景 . 11.2 国内外研究现状 . 11.3 设计主要内容及方法 . 21.4 设计的目的和意义 . 2第二章 总体结构设计 . 32.1 举升机结构确定 . 32.1.1 举升机整体结构形式及基本组成.52.1.2举升机各零部件之间的连接关

9、系. .62.2 确定剪刀式举升机的各结构尺寸 . . 4 2.2.1建立轿车模型. .3 2.2.2子母剪式举升机主要结构尺寸确定. .82.3举升机在地面上安装尺寸. . 42.4 电机的选择 . 52.5 剪刀式举升机各部件重量. . .62.6本章总结. . . . . .3 第三章 液压系统和电气系统的选择 . 143.1 液压系统 .3.1.1液压系统组成. 3.2液压系统的选择 . 22 3.2.1 汽车举升机液压系统设计要求. 3.2.2 液压系统的设计.3.3 液压缸的计算与选型 . 26 3.3.1 液压缸的安装位置.3.3.2 举升机液压缸推力及行程的确定.3.4 液压泵

10、的计算与选型. . .3.4.1 液压泵工作压力的计算. 3.4.2 液压泵功率的计算.3.4.3 油泵流量的计算.3.4.4 油泵的选型.3.5 电气系统设计.3.5.1 电气系统组成.3.5.2 电气系统控制设计.3.5.3 电动机类型的选择.3.5.4 功率. .3.5.5 电动机的选择与验算. .3.6 本章小结.第四章 结论.。. 304.1 结论 . 30参考文献 . 31致 谢 . 32附 录 . 33第一章 绪论1.1 研究背景近年来，我国汽车业蓬勃发展,尤其是轿车行业，多年来轿车进入普通家庭的梦想已经成为现实，汽车维修行业也随之得到大力发展，汽车举升机是现代汽车维修作业中必不

11、可少的设备，无论整车大修，还是小修保养，都离不开它。在规模各异的维修养护企业中，无论是维修多种车型的综合类修理厂，还是经营范围单一的街边店（如轮胎店），几乎都配备有举升机。它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的重要性和普及性，决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的设备。举升机一般有柱式、剪式的，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。目前，使用的汽车剪刀式举升机可能发生汽车坠落的原因较多，有安装基础不牢、自锁装置失效、举升臂变形、两侧举升臂上升速度不等、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等，经过对失效的剪刀式举升机进行检测分析发现,这些事故的主要原因往往是设计上

12、存在着缺陷，如果做工不好或者设计不好就容易导致台面不平、导致单边升降等危险发生，因此，进一步提高剪刀式举升机产品的性能与可靠性，是国内举升机任重道远且亟需改进的地方。1.2 国内外研究现状1.2.1 举升机的发展历史汽车升降机在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台汽车升降机，它是一种由气动控制的单柱升降机，由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱升降机才在美国以外的其它地方开始采用。 1966年，一家德国公司生产出第一台双柱升降机，这是升降机设计上的又一突破性进展，但是直到1977

13、这种升降机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱升降机在市场上以占据牢固的地位，其销量还在持续增长。它和四柱升降机相比，既有优点，也有缺点，以下将作简要说明。 我们所见到的绝大多数升降机均采用固定安装方式。在举升前汽车必须驶上升降机。在移动式升降机方面也有几项成功设计，如剪式升降机、菱架式升降机等。但这类升降机仍存在两个主要问题，接近汽车下部较难；在车间移动升降机时难逾越地面上的障碍物。当然，可移动性是这类升降机的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱升降机已在维修现场广泛采用，而移动式升降机却相对要少得多。38 最初设计单柱升降机外，车辆较大，其底盘也能明显辨认，因而汽车检修区远远大于举升器

14、件。而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”，导致汽车检修区域接近主要升降机器件而不便操作。但在南美洲却属例外，那里仍然采用较大的车辆，这可能是单柱升降机在该地区的市场上仍然受到欢迎的重要原因。单柱升降机有两大优点：当其下降后，不致成维修车间的障碍物；汽车可在升降机上转动。但美国却受到了责难，主要是升降机的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱升降机的主要缺点是：第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装；其次，它只能为使用提供车轮支撑方式；第三，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题：第一是检修这些零部件颇为困难；其次是由于油缸所处的

15、环境条件差，容易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。 双柱升降机（包括液压式或机械式），均具有以下优点：第一，检修汽车下部具有很高的可接近性（几乎达到100%）；其次，采用车轮自由型的方式支撑汽车，因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施；第三，结构紧凑，占地面小。双柱升降机的缺点是：第一为确保安全，安置升降机时要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二，由于升降机常采用车轮自由型的方式支撑汽车，如需采取车轮支撑型的方式维修汽车则甚感不便，如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等；第三，由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力，其承力件易于磨损，因而双柱升降机的安全工

16、作寿命一般要比四柱升降机低。 四柱升降机有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。举升前，汽车很容易正确无误地驶上四柱升降机的台板。由于台板内侧设备有凸缘，当汽车驶上台板时也不致坠入其间的空隙中。车轮支撑型四柱升降机的优点是：第一，升降机装载汽车时勿需较高的技术，操作也很简便；第二，承载时非常稳定；第三，支撑载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；第四，由于具有较高的使用价值，从经济上来看也是合算的；第五，易于维修；第六，在车间现场进行安装也较方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能够固牢立柱的地脚螺栓即可。四柱升降机的缺点是：和双柱升降机相比，战地面积教大，对汽车检修区域可接近性较差

17、。 解放后，特别是改革开放以来，我国的汽车维修行业有了很大的发展，为之服务的汽车维修设备行业已成为我国的新兴行业不断发展壮大。各种升降机设备如雨后春笋，不断涌现，质量不断提高，销量逐年增加。 有人说，对于汽车维修企业来说，汽车升降机可能是除厂房而外的最重要的投资，因为它具有至关重要和不可替代的作用，甚至直接影响到汽车维修业务的兴衰。汽车升降机是汽车维修设备行业的支柱设备之一，让我们生产出更多、更好、更受用户欢迎的汽车升降机，为汽车维修企业服务。1.2.2 国内外研究状况国内举升机结构上大同小异，在安全保护上也比较雷同。主要零部件有立柱，升降臂，液压动力单元，油缸，保险。在安全保护作用上不能做到

18、任何时候都能起到作用。在智能化，人性化上涉及的比较少。但不过也处于成熟阶段了，相对来说已经比较成熟稳定了。在设计中采用了液压控制系统，更稳定，更安全了。 国外举升机在结构，选材上比国内有优势外，在安全性上有比较明显的优势。国外举升机在钢丝绳断裂，油管爆裂，下降过程以外情况等可能情况的安全研究和应用都有涉及。随着汽车技术开发的日新月异，举升机在设计方面越来越智能化和人性化，将会向遥控，电脑控制方向发展。同时随着技术的不断成熟，其标注也将不断统一化。1.3设计主要内容及方法1.3.1 研究内容本设计在考虑典型的汽车举升机的结构形式和实际工况条件基础上，依据有限元、虚拟装配技术及结构优化设计等理论，

19、建立举升机pro/e三维实体模型，并进行虚拟装配，将关键零部件模型导入ansys软件进行有限元分析，获得举升机在载荷工况作用下的应力、应变及变形状况，进一步提高举升机的稳定性及安全性。设计中我们研究的主要内容如下： （1）剪刀式举升机工作原理与结构形式的研究与分析； （2）剪刀式举升机二维结构设计； 1.3.2 研究方法资料收集及总体方案制定举升机工作原理与结构形式分析举升机二维结构设计（对各个机构零件进行强度分析）整机虚拟装配撰写设计说明书第二章 总体结构设计2.1 举升机结构确定2.1.1 举升机整体结构形式及基本组成此次课题设计的内容为剪刀式举升机，剪刀式举升机的发展较迅速，种类也很齐全

20、。按照剪刀的大小分为大剪式举升机（又叫子母式），还有小剪（单剪）举升机 ；按照驱动形式又可分为机械式、液压式、气液驱动式；按照安装形式又可以分为藏地安装，地面安装。因为此次设计所要举升的重量为2t以下的轿车 ，所以采用小剪式液压驱动举升机就完全可以。为了适合大小维修厂，对地基没有过多要求，地面安装即可。整体结构形式如图2.1所示。图2.1 剪刀式举升机整体结构形式 剪刀式液压平板举升机由机架、液压系统、电气三部分组成。设置限位装置、升程自锁保护装置等以保证举升机安全使用，保障维修工人的生命安全。剪刀式举升机有两组完全相同的举升机构，分别放于左右两侧车轮之间，因两侧结构完全相同，可以左右互换。举

21、升机由电气系统控制，由液压系统输出液压油作为动力驱动活塞杆伸缩，带动两侧举升臂同时上升、下降、锁止。举升机一侧上下端为固定铰支座，举升臂由销连接固定在铰支座上2。另一侧上下端为滑轮滑动，举升臂通过轴与滑轮连接。举升机在工作过程中，以固定铰支座一侧为支点，滑轮向内或向外滑动，使举升机上升下降，当达到适当的举升位置时，利用液压缸上的机械锁锁止。剪刀式举升机使用方便，结构简单，占地面积小，适用于大多数轿车、汽车的检测、维修及保养，安全可靠3。2.1.2 举升机各零部件之间的连接关系举升机的工作是靠液压缸活塞杆的运动实现举升下降的。液压缸固定在下外侧举升臂上通过轴连接，活塞杆作用在上端轴上，轴直接连接

22、两举升臂。如图2.1所示，活塞杆向外伸出时，带动举升臂向上运动。各举升臂必须相互联系，采用螺栓连接，图中左侧用轴连接，因各铰接处均有摩擦，所以采用润滑脂润滑。举升臂向上运动时，通过轴带动滑轮滑动，举升臂、轴与滑轮之间需使用键进行周向固定，力才能相互传递，滑轮轴上还放有套筒，并采用锁止螺钉进行轴向固定，轴两端用弹性挡圈固定，防止臂和滑轮外移；连接螺栓处用止动垫圈固定锁止；固定铰支座处用销链接，销通过锁止螺钉锁止；底座通过地脚螺栓固定于地面上；这样举升机才能正常工作。2.2 确定剪刀式举升机的各结构尺寸2.2.1 建立轿车模型为使举升机使用范围广，本设计首先建立了一个轿车模型1。根据表2.1所列车

23、身参数信息。 表2.1 参数信息车身信息 车型长丰帕杰罗3.0gls手动上海大众劲取车身长/宽/高（mm）4830/1895/18854200/1650/1465前轮距15751460后轮距15601460轴距27752460前轮规格215/60r16195/55r15后轮规格215/60r16195/55r15根据丰田和大众轿车的车身信息确定一个使用较广的车模：它的车身参数是：车身长4.7m，宽1.75m，高1.5m，轴距2.1m，前后轮距平均为1.5m，车自重1.5t，该轿车模型集丰田轿车外型，奥迪外型，大众车系于一体，具有较广的代表性。2.2.2 剪刀式举升机主要结构尺寸确定1、剪刀式举

24、升机已知的主要技术参数如表2.2所示表2.2 主要技术参数技术数据数值单位举升重量2t举升高度3501500mm提升时间180s要求举升机的提升速度是经3min时间内举升机能升高到1.5m，但考虑到实际修理时3min太长不利于维修，设上升时间为1min。实际升高1.15m，并且举升机在各高度工作时，都能自锁。2、 举升机压缩到最低位置时各部分尺寸 1）支撑平台尺寸因剪刀式举升机放于两轮胎之间的下部，所以举升机在使用过程中要保证举升机不能与轮胎发生干涉2。根据轿车轴距为2.6m，轿车轮胎直径一般不超过700mm，为避免干涉，举升机平台两端与轮胎边缘要有一定距离，取平台边距轮胎边缘之间距离为150

25、mm，则平台外型长。平台宽一般为500mm600mm左右，我们取平台宽为bp=550mm。举升时，重量作用在整个平台上，力并不集中，所以平台不宜过厚，增加举升机重量，取外型高为70mm，实厚为15mm，只在四周加工凸台边缘，平台尺寸如图2.2所示。图2.2 平台尺寸 2）举升臂尺寸因平台长la=1600mm，固定铰支座和滑动滚轮分别放于平台下，降低到最低点时举升臂不能超出平台边缘，与汽车相干涉，所以固定铰支座和滑动滚轮要与平台有一定的距离，取支座距平台边缘的距离为150mm。则固定铰支座与滑动滚轮之间距离。举升机压缩到最低位置时，举升机高为350mm,(底座到平台面的距离)。 如图2.3所示底

26、座厚为15mm，滚轮直径d=50mm ，滚轮处轴径dz=24mm ，为了避免滚轮直接磨损底座，设计时，加工滚轮滑道，滑道厚为10mm，滑道宽35mm，滑道长为750mm。上下两滚轮之间的距离为根据勾股定理求举升臂长l , 求得l=1306mm，设举升臂宽110mm，厚为20mm。图2.3 举升机压缩到最低点时的状态3）举升机升高到1.5m时尺寸变化举升机向上举升时，滑轮向内侧滚动，液压系统向上伸缩，固定铰支座和滑动铰支座之间距离缩短，平台与底座之间距离越来越大。举升机升高到1.5m时，举升机上下两滑轮之间的距离为hg=1500-15*2-35*2=1400mm 因举升臂长l=1306mm，固定

27、铰接处与滑轮之间的距离为lb,由勾股定理得lb=896.15mm，滑动轮滑动距离lx=1300-1102.56=403.75mm。举升机升高到1.5m时，结构状态如图2.4所示。图2.4 升高到 1.5m 时举升机主视图和左视图因我们的举升臂宽为110mm，所以连接处螺栓轴径适当取ds=30mm，滑动滚轮处轴径取dz=24mm，滑轮总宽为30mm，与滑道实际接触尺寸为25mm，另外5mm为阶梯凸台,直接与举升臂接触，减小摩擦。2.3 举升机在地面上安装尺寸考虑到维修厂的地面情况，剪刀式举升机平放于地面就可以，采用地脚螺栓固定，举升机两端各焊接一三角台，便于汽车上升。根据轿车宽为1.75m，前后

28、轮距平均为1.5m，左右两轮台内侧边缘之间的距离为800mm，举升机之间要有一定的距离供维修工人走动，为了满足以上尺寸要求，举升机平台之间的距离取900 mm ,平台长1600mm ，举升机左右结构完全相同，设备控制箱可以左右互换。如果举升机平台直接与汽车底盘接触，对汽车底盘磨损严重,所以平台上端放硬质橡胶，硬质橡胶块距边缘为20mm,则硬质橡胶长lj=510mm， 宽bj=150mm。举升机在地面安装情况如图2.5所示。 图2.5 举升机占地情况及安装示意图2.4 电机的选用剪刀式举升机举升重量2t，举升机自身及其附件的重量再加上一部分的余量为0.7t，所以取 w=2.7t 。举升平台上方放

29、有汽车时，设计上升速度为 vw = （2.1）s=1500-350 =1150 (mm) 由公式（2.1）得 vw=1.15/60=0.0196m/s=1.15m/min 载车板上升功率: pw= fwvw /60 （2.2）fw=mg （2.3）其中m=2.7t，g=10n/kg 由公式（3.3）fw =2.710 =27 knvw取1.15 m/min由公式（2.2）得 pw= 271.15/60=0.517（kw）2.5 剪刀式举升机各部件重量 查工程材料手册所知，举升、起重机械的板形材料多用q275钢。q275钢的材料性能如下： 表2.3 q275钢材料性能弹性模量泊松比抗拉强度密度2

30、00-220/gpa0.3490610/mpa7.85g/cm3质量基本计算公式9： （2.4）式中： w（kg）表示钢的理论质量 f（mm2）型钢截面积 l（m）钢材的长度 （g/cm3）所用材料钢的密度 1、平台的质量因平台加工有较薄的边缘，所以计算时数据较多，后续计算中我们取平台质量为wp=120kg 2、举升臂的质量kg在实际运用中，连接处都加工有加强肋，连接处还携带一些附件所以取举升臂质量为23kg。左侧和右侧举升机完全相同，每侧共有八个举升臂，则举升臂重量和为 3、底座重量在实图中举升机底座并非实体，但为了计算方便，我们按实体计算，则 kg，我们取底座重量为wd=104kg。举升机

31、总重 。整理前面计算的数据如表2.4表2.4 剪刀式举升机主要技术参数举升重量3000kg举升高度3501500mm实际上升高度1650mm总宽1500mm总长2060mm平台长/宽1600/550mm举升臂长1306mm平台间宽900mm上升时间50s下降时间40s电机功率0.517kw电源220v/380v/50hz额定油压18mpa整机重量800kg滑轮移动距离896.15mm2.6 本章小结本章主要将剪刀式举升机的外型尺寸，各部分结构尺寸，各结构的安装位置确定出来，为后续的设计工作做好准备。在设计过程中我们参考了广力牌gl3.0/a小剪式举升机，上海繁宝剪式举升机， jumbo lif

32、t nt 剪式举升平台的设计，并根据现今社会上使用普遍的轿车种类的车身结构尺寸，确定了我所设计的剪刀式举升机的组成结构，包括控制机构、传动机构、执行机构，还有所需的零部件。本章还叙述了剪刀式举升机是如何运动的，实现举升，将车举到我们希望的高度。第三章 液压系统和电气系统的选择3.1液压系统3.1.1 液压系统组成液压系统是举升机的动力装置。它具有传递动力大、运动平稳、结构紧凑的特点。液压系统主要由液压发生机构、液压执行机构、液压控制调节机构和辅助装置等四大部分组成。1、液压发生机构液压泵它是由液压系统中供给有压力油的装置和压力传动的机械动力。它的作用是将原动机输入的机械能转换为流动液体的压力能

33、。液压发生机构在液压系统中的位置和作用如图4.2所示。2、液压执行机构液压缸液压缸主要有缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置8。它是液压传动的执行机构又称液压机，其作用是将液能变为机械能的转换装置，这种装置有两种。此剪式举升机所采用的是液体压力能转变为直线往复运动机械能的单作用推力油缸。它既能节省动力、又能频繁地进行换向。液压发生装置泵液压执行机构缸活塞液压控制装置方向阀压力阀 图4.1 液压系统方框图像3、液压控制调节装置各种液压控制阀它是由来控制和调解液压系统中液油流动，方向、压力、流量和满足工况要求的装置。根据用途和特点控制可分为三类。方向控制阀用来控制液压系统中的油流方向和经由

34、路径；根据实际情况利用单向阀或换向阀的作用来改变执行机构的运动方向和工作顺序；压力控制阀（包括溢流阀、减压阀和顺序阀等）用来控制液压系统的压力以满足执行机构所需要的动力或对液压系统起安全保护作用；流量控制阀（包括节流阀、调速阀、分流和集流阀），用来控制和调节液压系统中的流量，以满足执行机构工作时运动速度的要求。由于液压系统控制阀种类很多，为使用方便和结构紧凑，在设计时合理的将各种阀类元件组合在一起构成组合阀。（1）单向阀单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀又称止回阀，其作用是使液体只能向一个方向流动，反向截止。液控单向阀又称单向闭锁

35、阀，其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。液控单向阀的主要以下两种作用。1）保压作用当活塞向下运动完成工件的压制任务后，液压缸上腔仍需保持一定的高压，此时，液控单向阀靠其良好的单向密封性短时保持缸上腔的压力。2）支撑作用当活塞以及所驱动的部件向上抬起并停留时，由于重力作用，液压缸下腔承受了因重力形成的油压，使活塞有下降的趋势。此时，在油路串一液控单向阀，以防止液压缸下腔回流，使液压缸保持在停留位置，支撑重物不致于落下。（2）溢流阀溢流阀是节流阀与溢流阀并联而成的组合阀，它能补偿因负载变化而引起的流量变化。使用溢流阀的系统效率较高。因为采用溢流阀的系统，泵的供油压力随

36、负载的增大而增加，能量损失小，系统发热少。（3）节流阀流量控制阀是通过改变节流口面积的大小，改变通过阀流量的阀。在液压系统中，流量阀的作用是对执行元件的运动速度进行控制。常见的流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流阀等。溢流阀是结构最为简单的流量阀，常与其它形式的阀相结合，形成单向节流阀或行程节流阀。4、辅助装置管道、油箱、过滤器及控制仪表（1）液压管道液压管道是连接液压泵和液压动力机的通道，它们对液压机械的使用性能有很大的影响，在工艺安装过程上，除了进行细致的检查外，对管道布局必须平行垂直正齐。对液压系统中的任何一段管道或管件要求都能自由拆装，也必须按照其工艺过程和技术要求进行。关于压力控制回路和

37、速度控制回路，是由液压元件所组成，可起到完成运动速度调节压力等特定作用。任何一种液压机械，不论其结构怎样复杂，它都是由基本回路构成的液压系统，只要熟悉和掌握这些基本回路，才能正确的使用和分析事故及故障发生的原因。 关于液压油的选择，一般液压传动系统都是选用普通液压油。常用的是20#机油，当气温低于-15oc时，应采用25#变压油或有条件的可选用14#稠化液压油。（2）滤油器在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。因此，必须对液压油中的杂质

38、和污染物的颗粒进行清理。目前，控制液压油清洁程度的最有效方法就是采用过滤器。过滤器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度。（3）油箱油箱的主要功用是储存油液，同时箱体还具有散热、沉淀污物、析出油液中渗入的空气以及作为安装平台等作用。油箱属于非标准件，在实际情况下常根据需要自行设计。油箱设计时主要考虑油箱的容积、结构、散热等问题。3.2 液压系统的选择3.2.1 汽车举升机液压系统设计要求汽车举升机液压系统，除要求能在一定的范围内从汽车两侧将汽车同步举升和下降外，还要求其能使汽车在任意高度停止并保持不动。以便不同身高的工人，在维修不同位置时可以任意调整高度，最方便的进行维修。因此，液压

39、系统必须具有定位保持功能。另外，因汽车的重量较大，一但液压系统出现故障，举升机举升臂在汽车重力的作用下会迅速下滑，可能会对车下维修工人的生命安全造成威胁，举升机上面的汽车也有被摔坏的危险。所以，为了防止这样的情况发生，举升机必须具有机械锁装置。机械锁由分别安装在举升油缸外侧和活塞杆顶部与举升臂相联的销轴上的两根锯齿形齿条组成。安装在油缸外侧的齿条固定不动，而安装在销轴上的齿条则随活塞杆上下移动，并且能绕销轴做一定角度的摆动，已实现两根齿条的分离和啮合。当举升臂处于定位状态或液压系统出现障碍、油压低于一定数值时，动齿条就会在自身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合，机械锁锁死，使举升臂不会下滑，这样

40、就确保维修工人和汽车不会出现危险。3.2.2液压系统的设计在设计过程中，要保证汽车被水平举起而不发生侧偏，两侧举升机上升过程中必须始终保持同一高度，活塞的运行速度必须时刻保持相等。举升机液压回路必须同步。 举升机的液压回路如图3.2所示，主要有两部分组成：机械锁回路、升降回路16。图3.2 汽车举升机液压控制回路1.左机械锁液压缸 2.右机械锁液压缸3. 两位三通电磁阀4.液压泵 5.溢流阀6.三位四通电磁阀 7.普通调速阀 8.比例调速阀 9. .左升降缸 10.右升降缸1、机械锁回路机械锁回路由油缸1、油缸2和两位三通电磁阀3组成。当电磁阀ya1得电时，两位三通电磁阀3左位工作，压力油进入

41、液压缸1、2下腔，驱动活塞向上移动，将机械锁打开，此时举升臂可自由上升或下降。当ya1失电时，两位三通阀处于右位工作时，油缸下腔与邮箱直接相通，腔内油压为零时，油缸活塞在缸内弹簧和机械锁动齿条自重的作用下收回，机械锁闭合，举升臂被锁住，不能移动。此时工人可以进行各种维修工作。2 、升降回路升降回路由三位四通阀6、普通调速阀7、比例调速阀8、左升降液压缸9、右升降液压缸10组成。当三位四通阀6的ya2得电时，ya3失电时，油液上升，通过调速阀到达缸9、10。当ya2失电时，ya3得电时，两油缸下降。汽车举升机液压控制回路是用电液比例调速阀控制的同步回路，回路中使用了一个普通调速阀7和一个比例调速

42、阀8.它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中，并分别控制着液压缸9、10的运动，当两个活塞出现位置误差时，检测装置就会发出信号，调节比例调速阀的开度，使液压缸10的活塞跟上液压缸9的运动而实现同步。这种回路的同步精度较高位置精度可达0.5mm，费用低，系统对环境适应性强。下面是剪刀式举升机液压控制回路进行总结后的工作行程表3.1。表3.1 工作行程表电磁铁举升机上升举升机下降ya1+ya2+-ya3-+剪刀式液压系统设计的好坏，将直接影响举升的性能和效率。剪刀式举升机液压系统主要是举升液压系统。本次剪刀式举升机的设计主要偏重于机械结构的设计与ansys分析，而其液压系统所采用的液压泵、液压缸、液

43、压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应。因此在本设计中只需要进行液压元件计算选型。其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及各种相关控制阀的选型等。3.3 液压缸的计算与选型油缸是液压系统执行元件，也是举升机构的直接动力来源。通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低（一般不超过14mpa）。浮拄式为多级伸缩式油缸，一般有25个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压高（可达35mpa），易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，

44、因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸；而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。3.3.1 液压缸的安装位置由第三章对举升机力学结构模型的分析与建立，我们已经大致确定出液压缸的安装位置。d为液压缸下安装点与举升臂中心销孔距离(平行于举升臂) , f为上安装点与举升臂端销孔的距离, d= 250mm, f = 500mm。举升臂与水平面的夹角为，液压缸与水平方向之间的夹角为 由tan=举升机在最低点时，举升重量均匀分布在平台上。但当举升机开始工作向上举升时，左侧滑轮向内侧移动，上升过程举中举升重量不变，但相对举升机向上作用力方向，举升重物的质心前移，举升机向前倾，为防止发

45、生前翻状况，液压缸活塞杆端作用在滑动轮一侧的上方举升臂上。左侧也为轿车的车头方向。举升机在最低位置时，液压缸的安装如图3.3所示图3.3 液压缸的安装方向3.3.2 举升机液压缸推力及行程的确定由前面的计算可知，液压缸所需的最大的推力为 p=324.08kn。液压缸行程的确定 ：我们所设计的举升机从最低位置350mm升高到1500mm，实际上升行程为1650mm。因举升机活塞杆与水平方向夹角与有如下关系：，当举升机在最低点时液压缸的长度。当举升机达到1500mm时， tan= 经计算得液压缸总长度为 ，则液压缸活塞杆伸长量为560mm，取600mm。（hg=1900mm f=500mm d=1

46、70mm l=1306mm lb=896mm） 3.3.3 液压缸的选型根据上述计算的液压缸安装距sc和液压缸所需的最大推力p=324.08kn，查阅资料9举升机构液压缸选用双作用单级活塞杆缸hsg-l-180/901450-e2831-600-455。这种工程用液压缸主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压传动。3.4 液压泵的计算与选型举升机构常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。齿轮泵多为外啮合式，在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。柱塞泵最大特点是油压高（油压范围1635mpa），且在最低转速下仍能产生全油压，固可缩短举升时间。中轻型举升机构上多采用齿轮泵，重型举升机构常采用

47、柱塞泵。3.4.1 液压泵工作压力的计算 （3-1）液压泵的最大工作压力 （n/m2）；1液压缸的最大工作压力，（mpa）； mpa （3.2）式中： 油缸最大作用力，（n）；油缸横截面积，（m2）。由式（3.2）解得 mpa为液压泵的出油口到缸进油口处的压力损失。用调速阀及管路复杂的系统这里取,则=13.741.5mpa。3.4.2 液压泵功率的计算当忽略输送管路及液压缸中的能量损失时，液压泵的输出功率应等于液压缸的输入功率又等于液压缸的输出功率。但在实际工作中，机械损失和能量损失是不可避免的，在计算中，我们必须要考虑。液压泵的输出功率为： （3.3） 式中： 0 液压泵的输出功率（w） pg液压缸的输出功率 (w) v液压缸匀速伸长的速度 (m/s)液压泵输出到液压缸的端的机械损失，取0.75液压缸中及管路能量损失，取0.7举升时间，(s)，取t=60s；由式（4.3）得 =6.17kw液