【一种液压举升机的设计15000字（论文）】

一种液压举升机的设计摘要…………………41绪论…………61．1液压举升机的使用背景分析………61.2本论文选题意义及背景………………71．3本论文主要内容………72液压举升机方案的拟定……………………82．1举升机的基本情况…………………82．2常用汽车举升机的结构类型………92．2.1举升装置的要求…………………102．3举升装置的设计……………………112．4左右主立柱部分…………………112.5平衡装置………………112.6支撑装置………………122.7断电保护装置…………123液压举升机的结构强度计算………………133．1主立柱部分结构计算………………143.1.1主立柱的截面特性分析与计算………………确定左右立柱截面形心和中性轴的位置…确定惯性矩…………………立柱静矩S的计算…………173.1.2左右立柱的强度分析与验算…………………工作滑架部件受力情况分析………………举升机主立柱受力情况分析………………液压双柱式举升机主立柱强度校核计算…203.1.3主力柱的刚度计算……………233.2托臂的强度校核………233．2．1托臂的截面特性……………243．2．2托臂的强度核算……………243．2．3从托臂处考虑挠度情况…………263.3液压双柱式汽车举升机的强度和刚度分析与验算………294液压系统…………………274．1液压系统工作原理………………274．2液压缸活塞杆受压校核…………284．2．1液压缸活塞杆强度验算……294．2．2液压缸活塞杆受压稳定性校核……………295结论…………31参考文献…………………32摘要液压自动举升机械是常用于汽车日常维修过程中的常用机械设备,通过人工手动操作可使大型汽车液压举升到一定的运行高度,便于进行汽车日常维修。液压电动举升机在汽车电动维修车的养护中一直发挥着非常重要的养护作用,现在的任何一家4s汽车店都已经配备了一台液压电动举升机,液压电动举升机一直是4s的汽车必备维修设备。这里我们主要研究液压双柱式汽车举升机的液压部分和机械支撑部分的结构设计。液压双柱式举升机的主要部分：第一部分底座左右立柱部分为了支撑起整个汽车的重量并使其保持平衡，我们采用的是左右对称的入地式设计。第二部分工作滑架部分在工作过程中，工作滑架受底部液压缸的作用沿立柱中的轨道上下滑动，实现举升汽车的目的，且工作滑架为了增大受力面积常采用开口式力臂的设计。且顶端安装有防滑垫，防止汽车滑落。第三部分液压举升平衡调节机构液压缸直接安装于立柱内，且在液压缸的液压杆顶部安装一滑轮或者是齿盘两端分别固定在立柱上和工作滑架上，力的传递用链条或者钢丝绳都可以，通过液压杆的上下滑动来间接带动工作滑架上下运动。动滑轮的好处在于能够改变力的方向，另一方面能够让所有的载荷都集中于立柱之上增加了液压举升机的稳定性。第四部分液压系统的设计部分这里我们采用的是双液压缸同时驱动的设计以保证双边工作滑架的同时进行。另外如果在举升过程中发现有高度不一的情况，可通过单独调节液压缸的压力来进行调节，这里就涉及液压原理图的设计。由于可以通过设置液压杆的长度来设计抬升高度，故在这里不需要设计安全限位装置，只需要在设计时注意液压杆的最大长度即可。第五部分断电安全保护装置为了保证液压举升机在断电的情况下仍然能够保持汽车的举升状态，这里我们采用的是一种电磁保护机构，在断电的情况下电磁保护装置会张开使其与工作滑架背部的卡扣相顶，充当限位装置，而当通电时，电磁保护装置处于闭合状态不阻碍液压杆的正常运行。关键词：双柱式液压举升机断电保护机构举升同步装置等。第一章绪论1.1液压举升机使用背景分析因为随着汽车电子工业在整个全世界的大范围的不断飞速发展,液压电动举升机产品得到了越来越广泛的市场应有。上世纪80年代初刚刚正式进入我们中国的新大陆,当时我们的现代汽车维修工业还很落后,常见的汽修厂基本上都已经完全告别了那种地沟式的人工修理汽车方式,满地的汽车油污、杂物、污浊的车内空气、黑暗的环境……这些糟糕的工作条件渐渐消失。随着近年以来我国家用汽车工业改革创新开放的不断深入,中国已经开始加入了WTO,世界各大型家用汽车装备制造工业公司纷纷主动出手大力抢滩中国,如今中国已经逐步发展壮大成为了一个享誉于全世界的大型汽车装备制造业加工业生产基地,我国的大型家用汽车电动后备箱加工业已经开始得到空前系荣,越来越多富裕家庭发展成长起来的中国大型汽车工业家庭已经开始拥有了自己的大型家用私家车件随着一个庞大的大型家用汽车电动后备箱制造市场的逐渐发展形成。并在大型商用汽车制造工业研发设计院及汽车制造厂和加工研发企业、大型商用车辆停车场、4s五星级商务酒店、私家专用车辆货物存储及专用车库等等多个大型市场应用领域中都得到了更广泛的实际商业应用。液压气动立式举升升降机构的产品设计以及技术制造理念更是随之一起进行了巨大的技术变革创新升级。汽车柴油机专用的四轮液压电动油缸举升机主要特点也就是工作平稳、动力大,缺点是油缸随着时间的增加会出现漏油的现象,污染到了汽车内的工作台和室内环境。但国产新款气动重型液压举升机不仅在使用上比较简单,维护上也很方便,油缸目前的使用寿命是5到10年左右,而且就目前气动举升机的发展趋势而言,一定将来会更加趋向于是朝着安全、方便、使用寿命长、噪音小、价格低廉的一个技术领域和方向快速地进步和发展,因此国产新款液压式气动重型举升机必将将会成为特别是今后几年我国气动举升机行业应用技术市场快速健康发展的一个技术主流。1.2本论文选题意义及背景在当前世界大型汽车工业发展的大趋势背景下,我国大型汽车车辆维修机械行业对汽车液压电动举升机的市场需求也慢慢得到增加,各种汽车维修机械设备的市场需求迅速不断扩大,汽车液压举升机不仅是汽车维修厂家所必备的,也可说是最重要的汽车维修专用机械。汽车内部液压维修举升机的技术作用主要是将目前需要液压维修的所有汽车液压水平全部提升至达到合适的汽车高度,以便于汽车维修作业工人在旧的汽车底盘下方对新的汽车内部进行液压维修。汽车侧向举升机只能要求其乘员能够从两侧将一辆汽车推向水平面朝同步方向举升,不能同时发生汽车侧向跑偏。相对的技术要求是保证电动汽车下方必须完全为空的,以便于方便维修工人同时进行汽车维修装卸作业,要求电动汽车两端举升机两侧的两端举升传动装置必须同时是完全分离的,且两侧的两端上升或两侧下降又必须同时是完全保持同步的。由于电动汽车的自身重量一般较大,再者又加上汽车举升传动装置自身的较大重量,要求它的举重机升力较大,而且它的升降时机也要求非常平稳,所以目前汽车上的举升机一般都需要采用四轮液压传动系统等来进行动力驱动。液压电动举升机在我国汽车电动维修制造行业一直是最重要、最基本的维修工具之一,是将电动汽车从一个高度一直提升到降至另一高度上并进行汽车维修的重要设备,具有至关重要和一个不可可以替代的重要作用。它们的能否正常持续运转也将会直接严重影响关系到维修工作环境是否安全能够正常持续运行,维修作业车辆、维修从业人员的安全,甚至可能会直接严重影响关系到公司汽车零件维修经营业务的健康兴衰。举升机必须能够尽量力求设备必须要安全、可靠、维修简单,否则这种情况在一定很大的程度上将会严重直接地影响其正常运行和工作效率。但由于目前市场上传统的液压式双柱举升机在其操作上和安全性能方面相对较差,所以其必需的机械装置售后保养以及检修等等工作比较多,所以它被现代化的液压双柱式举升机所替代也是一种趋势。液压式双柱举升机,它主要特点是具有安全可靠、制动性能好、维护安全、生命周期长的特点。1.3本论文主要内容根据液压举升机的结构设计，本论文主要从一下几个方面进行详细介绍：液压电动举升机的结构组成,工作结构原理和实际工作使用过程。对液压举升机的同步举升机构进行分析。分析液压举升机构在工作过程中的受力特征，并对其结构强度进行分析。举升机系统的同步举升分析。断电保护机构的原理分析。第二章液压举升机方案的拟定2.1举升机的基本情况2.1.1常用汽车举升机的结构类型当下,全国各地专业生产各种复合汽车电动复合举升机的专业生产厂家较多,生产的各种汽车电动举升机的各种结构形式也比较繁多,有各种小型双柱式复合汽车电动举升机、四柱式、剪式、组合式及各种移动式和复合汽车式等。仅从电动举升机的整体外型设计来看其分类的基本使用形式就可以有:普通单臂双柱式、龙门单臂双柱式、四臂双立柱式、剪式、移动式和单臂四立柱式等小型汽车电动举升机按照各种举升机传动形式进行分类也可以有很多种,包括传动丝杠式和螺母传动举升式、链条式和传动螺母举升式、液压缸传动举升式、齿轮式和齿条传动举升式等多种举升机。按照齿轮动力升降举升机的液压齿轮动力驱动性和动力升降方式分类来进行划分,主要使用机型分别有:液压齿轮驱动电机液压驱动式齿轮动力升降举升机和液压齿轮动力液压驱动式齿轮动力升降举升机等。2.1.2液压汽车举升机的主要参数液压阀门单臂举升机、龙门式液压双柱单臂举升机和四连杆立柱式单臂举升机这三种目前在国内应用较多的轻型轿车单臂举升机的主要基本技术参数如图表1.2所示。表1.2目前汽车举升机的主要参数规定起重质量最大举升高度距地高度上升时间下降时间液压双柱式2.0-4T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S龙门式双柱2.5-4T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S四立柱式2.5-4.5T1600-1700mm100-170mm40-60S20-60S2.2汽车电动举升机的结构主体机械结构和传动性能设计要求液压举升机的主要结构部分有：（1）左右主立柱部分；（2）举升装置部分；（3）液压驱动部分；（4）同步举升部分；（5）保险与保护部分；（6）工作滑架部分。2.2.1举升装置的要求在目前我国的一些相关标准和规定中已讲到了举升机控制装置传动安装和继电器控制系统传动绝缘、耐压及传动保护控制电路中的传动连续性必须严格按照国家的有关标准和规定进行。而在某些欧美国家同样已经出现了与其他国家的相应明文条款。举升机的结构设计中对其液压传动系统的结构设计也同样是至关重要的。在欧洲使用地区中其液压缸、气缸、管路及开关接头等都受到了调压阀门所设定的最大工作压力的最小限制。他们至少必须应承担接受该额定压力的2倍(或是采用额定液压压力驱动时)或是该额定压力的3倍(或是采用额定气压压力驱动时)并且一定要保证没有永久性的变形。软管、气袋、薄膜箱等最大尺寸在对其进行设计的时候还是应该考虑到如何能够同时承受至少3倍的最大输入压力调节阀门所需要设定的最高输出压力值防止爆破产生的压力。我国对举升机的性能要求如下，例如：(1)电动限位举升机内部结构应本身预计设有一个可以有效限制该机工作在全行程内的电动限位快速制动保护装置,如有特殊工作需要则要求该机的限位制动装置本身设计应能够保证该机动作灵敏、安全可靠。(2)室内液压传动系统整体工作状态应平稳、无应力振动、无应力爬行振动现象。(3)采用液压式自动举升机除具有液压制动系统的功能自动开锁外还要相应考虑没有其他机械式的锁止制动装置。（4）液压举升机在任意时刻都能安全自锁。（5）液压举升机正常运行时的噪音不得超过80dB。(6)保证该型柴油液压传动燃油燃气举升机正常运行工作时的传动环境额定燃油油品温度一般控制为0—40℃,全机各传动行程连续每天至少举升额定环境燃油油品质量20次,油温控制范围一般不得大于温度范围高于60℃。(7)在液压试验台上对整个液压传动系统应实施高150%的额定实际使用时间压力,维持2min,不至于允许系统有永久性的变形、漏油及其他安全异常现象。(8)在无故障控制工作量的基础上,机械式电动举升机的正常使用可以继续正常进行工作到3000次,则电动液压臂式举升机使用可以恢复继续正常进行工作到9000次,以安全可靠运行为工作前提,检查各个零部件是否损坏严重程度,允许同时更换一些损坏件,允许同时添加专用润滑剂。本次全新开发设计的新型轿车高级举升机主要性能技术指标主要包括以下几个方面的内容:额定最低载重-最高举升载荷-最大额定载荷-3吨;在额定最高载重4吨级的实际使用条件下,由最低载重举升至最高位置快速提起举升到最高载重举升至最高位置时的升降持续时间只需40秒;另外当高级轿车完全地拉下了电动汽车的操纵杆后即使是电动燃油阀和溢流阀完全不能接通,3吨级的高级轿车由最低载重举升至最低位置快速举起至提升到最低载重举升的最高位置所用的必要时间和持续的时间不得或者是不得超过小于40秒;每台高级直流电动机最大工作功率2.2kw;额定负载举升动力提高臂在最低负载举升到最高位置时的额定载重举升高度为120mm,最大额定载重举升高度为1850mm,工作时的最大行程为1730mm。2.3举升装置在本液压举升机中，为了兼顾液压举升机工作的效率和稳定性。这里采用的是导轨式的设计，即在立柱中设置滑轮组，将其连接在工作滑架上使其组成导轨滑轮组，并将其直接与支撑架相连，左右两立柱之内各有一个液压缸作为动力源，并以此来实现液压举升的效果。2.4左右主立柱部分液压式气动双柱立杆汽车液压式举升机中的液压式气动双柱一般只能指的是左、右两边各一个液压式气动双柱。图2.3为左边两根立柱之间的整体俯视效果图。整个电动举升机的内部重量几乎都是必须通过一个独特的立柱运动方式进行支持和运动,因此它必须能够达到所需的要求,具备一定的支持强度与运动刚度。(第四章中较为强大的刚度图形设计也算出来了)。立柱中间的一个活动空间本质上认为是专门设计用于放置工作台用于安装自动驾驶举升机和自动驾驶升降机的设备以及辅助移动工作台上的手动滑架等重要零部件。整个建筑物的柱体壁与立柱部位的两个柱体之间角度公差对于其精确性之间的要求也相对较高如同上述绘图公式所示垂直水平倾斜角度相同方向的两个柱体立柱臂和两个如同上图所示垂直水平角度相同方向的立柱壁柱体公差精度要求之间不仅要同时精确保持一定的整个柱体水平直线度和整个柱体壁的平行度,立柱内外壁的柱体表面之间还要同时保持并具有一定的柱体纹理度和粗糙度等。2.5平衡装置在液压举升机的工作过程中，平衡装置是液压举升机最为重要的装置之一，在工作过程中液压举升机最为重要也是最为困难的问题就是保持左右装置的同步性。这里我们采用的是通过动滑轮组的受力特性来改变在举升重物时左右立柱的受力方向让其始终处于竖直平面，使用一条钢绳贯穿于左右两立柱之中，立柱之中的液压缸顶端安装一滑轮，另外左右立柱底端也各安装一滑轮，滑轮的作用是便于钢丝绳力的传递。由于要保持左右工作滑架的同步性，故在工作时需要调整后才能正常工作。具体工作原理图如下图所示。2.6支撑机构举臂部分是这是一种属于臂式举升机的举臂支撑传动机构。当电动汽车快速进入或达到电动举升机的工作范围里时,整个电动支撑臂的机构就通过控制改变电动摇臂的旋转角度或者反方向移动来控制改变整个支撑臂的整个整体工作高度范围的长和宽度。本次重新设计的自动支撑托臂机构设计为对称式两个举臂,这样本次设计仅仅增加了两个举臂的最大工作宽度,实质就不再等于仅仅增加了两个举臂的最大工作宽度范围,而且若左右两侧的两个举臂宽度和手指的臂长都不大,那么就没有可能具备一定不可以伸缩的特点。如本框图2.4所示:图2.4对称式移动托臂的整体工作高度范围结构示意图1—则是支撑臂原始时的工作原理位置,2—则是支撑臂开始伸长后的原始工作原理位置其中,图中红色方格左侧阴影处的部分范围就是飞机托臂的主要工作区域范围。托臂未开始伸长前的极限工作长度范围按照工作轨迹1来往复运动;托臂开始伸长后的极限工作长度范围按照工作轨迹2来往复运动;而且,图中的工作轨迹1和2是位于托臂的两个基本极限工作位置,在1和2的极限范围内,托臂的工作长度几乎是完全可以自由伸缩的。但是由于整个托臂结构属于整体支撑式的机构,它本身是不需要同时承受一定的身体重量的,所以本次产品设计如果采用对称式的托臂结构就更容易能够的保证整个托臂的强度和刚度了。对称式托臂的详细结构如下图2.5所示:2.7断电保护装置在液压举升机的工作过程中，安全问题始终是一个最为重要的问题。例如在突发情况下，当液压举升机正在工作时出现了断电的情况，如何保证此时维修人员的安全和汽车财产不受损失，这是就要断电保护装置的存在，即在断电的情况下要求举升机能够锁定在原位置保持工作的连续性，这里我们采用的时电磁式保护装置，当在通电的正常情况下，保护装置的卡口由于电磁原因收到磁铁的吸引力压缩内部的弹簧使其处于压缩状态，即此时卡口处于收缩状态，当断电时磁铁的引力消失，卡口又受到弹簧的压力此时卡口又处于张开状态，正好与工作滑架背部的挡板滑块相对顶，并以此来实现断电情况下的限位功能。具体原理图如下图所示。第三章液压举升机的结构强度计算3.1主立柱部分结构计算主立柱体支撑结构部件是大型民用举升机主要作为支撑结构主体的受力点与支撑承重点的基础结构部件。举升器械机构连杆立柱附在滑台滚轮上工作时相应承受的机械运动压力主要是由于附在滑台滚轮上的保险杠连接件附在滑台滚轮上的运动压力及其附在举升器机构连接点因所承重而产生相应的机械运动压力及附在滑台滚轮上升降时相应的压力及其附着作用。因此,立柱在这两种底部内应力的双重综合相互作用下,有向内向外弯的较大强度变形钢筋倾向及其趋势,底部每个变形焊口在向外向内拉压和底部内应力的双重综合作用下的条件情况下有向外拉压开裂的较大变形钢筋倾向,故此在每个立柱底部与变形钢筋间的底座连接处每个变形焊口均预留有一种受力性能加强的变形钢筋。（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1：SASASA其中SA1、SAS=（2）立柱整个截面下半部分的静矩S2：S'S"S23.1普通式双柱举升机立柱的结构分析和验算3.1.1主立柱的截面特性分析与计算左右两个机体的立柱支撑是一种重型举升机主要受力支持部件。举升机左右两根立柱都是在正常运行工作中受到一个由来自轴的电磁振动保护而存在在机构高处由于所承重一定的压力及带动升降机转动时的滑台滚轮旋转作用而产生在左右两根立柱上的弯曲。因此,左右两侧的立柱在这两种拉压和剪应力的双重相互作用条件下,有向内向外弯的双重变形倾向趋势,底部的底座接口有向外倾覆柱体拉压与剪应力双重相互作用条件下有向外倾覆的变形趋势,故左右立柱底部与柱体底座接口处分别焊接了有受力加强的钢筋以此作用来有效增加立柱结构件的强度。左右方向立柱外部支撑套体采用普通不锈钢板对滑架进行了整体加工焊接成形,其内部可以在相应的支撑位置上对滑架进行自动保险装置焊接而成具有自动保险装置作为支撑轴承板,用于滑架进行自动锁定运转状态时及在工作中对滑架自动承受力和稳定承重,下部可以与滑架的底座焊接。其中一个圆柱形立柱体上也被分别安装了一个液压电气泵站及自动式电气控制箱。主立柱墙体可以作为主要墙体上的承重支持件,需要对其立柱截面心的特征情况进行数学分析,主要目的是为了确定一个立柱的主截面的锥形心的固定位置和立柱截面的惯性矩。确定左右两侧立柱横截面的三角形心与中性轴线位置将主立柱截面分为A1、A2、A3三个大部分，取截面底边为Z′轴为参考轴（见图4.1），则在图中A1、A2、A3的面积如下所示，Z1、Z2、Z3分别为三个组合截面的中性轴，则三个截面的面积及其形心至Z＇轴的距离分别为：图4.1举升机主立柱横截面示意图A1A2A3∴重心C到相应边的距离e：Y1eYY整个截面形心C在对称轴Y上的位置则为：YC确定惯性矩设三截面的形心分别为C1、C2、C3，其形心轴为Z1、Z2、Z3（图4.1），它们距Z轴的距离分别为：aaa由于于平行中性位移线和轴的惯性公式,三个惯性截面对于中性位移轴z的惯性矩函数可以令其表示形式为:IZIIZIZ1'、IZ2'IZ立柱静矩S的计算：（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1：SASASA其中SA1、SAS=（2）立柱整个截面下半部分的静矩S2：S'S"S23.1.2左右主立柱的强度分析与验算举升机正常工作时,其中液压汽车驱动举升机的整体滑架将液压汽车驱动举升机推到一定的工作高度后由液压汽车断电自动保护装置自动锁定,液压汽车驱动举升机直接驱动承载受力处理器位于汽车的滑架托臂中部,故障前我们应先对液压汽车工作时的整体滑架托臂进行整体受力处理和分析(具体图见设计示意图4.2滑台支撑零件整体的受力处理状态分析(设计示意图):在分析之前，对滑台部件进行了调查。其中本次项目设计的重要特点就是钢丝绳受力部分也可以说就是一个位于左右两个立柱之中的运动平衡滑轮,左右两端立柱虽然在结构上和布局上都相差不多,但在两根钢丝绳运动平衡放置上却又很大不同,整个电动举升机的平衡运动机构一共至少需要一根比较高强度的的钢丝绳,通过不同的动作。滑轮能够同时具备改变其受力的旋转方向的运动特点,将这根钢丝绳的左右两端分别与整个钢丝绳工作平台上的滑架直接连在一起,并同时通过左右两个立柱两端根部的运动滑轮直接地实现了它们的运动平衡,滑轮在其运动的种类和在其形状上也会有很多,这里我们主要选择的滑轮就是"采用两个大圆柱滚轮"的滑动形式,如果我们在工作时采用其他不同类型的滑动滚轮的比例,譬如用一个滑块或一个滚轮的方法来直接取代滑动滚轮,那么在钢丝绳工作过程中就会出现工作不平稳的情况。另外要达到同步装置的同步举升效果也是难以实现的。图3.2滑台部件受力情况示意图工作滑架部件受力情况分析滑台部件自身重量近似估算如下：滑台的设计主体结构组合件滑台的主体结构尺寸:工作滑架的主体结构选择采用160×160方形碳钢,壁厚8mm,高800mm滑台体积：VHT摇臂座的主体尺寸:支撑架主体是一个使用100×100方格的钢,壁厚8mm,长440mm支撑座体积：VYBZ托臂近似成型结构整体尺寸:托臂整体结构采用100×100方形成型碳钢,壁厚8mm,长(800+310)=1110mm<br>托臂近似结构体积:托臂体积：V钢材比重选取：7.85所以，工作滑架、摇臂座和托臂的重量为GGG将滑架、摇臂座和托臂一起考虑G图4.2中,单侧纵向支撑臂所能够承受测量得到的最大纵向支撑承重载荷强度约为2吨,加上自身重量,托臂端部的托臂最大横向支撑承重载荷强度约为2066.37kg,f1和2与以及f2是指当立柱在纵向运动时通过一个滚轮向横向运动时所需要给予的单侧横向支撑的反力,fbx和fby、y与fby分别为自重单侧纵向保险杠的单侧支撑和横向承板也就是结构件所要求的横向支撑和保险杠托板纵向承力,by在这两处的承重点被称为支承点,假设自身重量全部最大受力载荷集中在最大受力负载和承重点的一处有：MB=0MC=0X=0FY=0由式4.7得，FBXF1假定F1则由式4.5得：F1=5234.804综上所述,考虑到在运动负载滑架平台等各种机械零件中主要用于运动负载支撑滑架、摇臂座和其他运动负载支撑臂臂的总近似自重力矩和质量,假定每个运动负载的自重均匀地聚焦并集中在每一个运动负载零点的中心位置,近似自重质量估计值的平均数大约是66.37kg。单侧滑架支撑臂由托臂所用横向受力轴承承载所计算得到的最大托臂受力轴承载荷量大约为1000kg,加上托臂主要用于单侧支撑臂和横向轴承零件工作点时所使用的单侧滑架托臂支撑轴承零件的最大自重,托臂端部托臂最大横向受力轴承载荷量的最大大小一般为1066.37kg,f1和1或f2是一个独立柱通过滚轮进行横向运动时给予的对单侧横向轴承的逆力,f1=f2,fbx和yfbyfby两点为单侧支撑臂用保险杠和滑架支撑挂在轴承板上的部件自重给予的单侧支撑臂和轴承工作力,by两点所处的工作点位就是位于支撑臂和轴承工作点上的支撑位置,则：F举升机结构主立架立柱内部受力荷载情况统计分析主立柱底部滚轮受力平行测量工作情况(以下统计图见以下示意图4.3普通式三轴连杆双柱电动平台举升机在在使用主滑动平台时与整个立柱底部滚轮受力平行测量工作情况以下统计图见以下示意图),f1和以及x与f2分别是整个主立柱支座滑台底部经过滚轮平行运动受力在整个滑台立柱上所接受的承力(以下统计图表显示为最高底部受力测量位置),fbx和以及y、fby为整个底部滑台通过滚轮将其作用在整个滑台立柱上的整个支座所接受的承力(底部逆向压力),rhx、rhy和以及rhmh为底部逆向压力对整个支座所接受的反力。针对立柱图中物体运动受力大的现实情况经数据分析合理计算得:图3.3液压臂式双柱气动举升机构的主机架立柱内部受力控制情况分析示意图MYRHX=0RHY=FBY=2066.37kgMH液压双柱举升机主立柱强度校核计算从应力图4.3看出,整个立柱体积就相当于一个悬臂梁,可以勾画出整个立柱的弯矩应力图和立柱剪切应力图。由F1引起的弯矩图和剪力图见图4.4：图4.4F1弯矩图和剪力图l=2600mmb=2415mma=185mmMmaxQmax由F2引起的弯矩图和剪力图见图4.5：图3.5F2作用力弯矩图和剪力图l=2600mmb=1890mma=710mmMmaxQmax由FBY产生的M引起的弯矩图见图4.6：图3.6立柱上M作用力及其弯矩图M=FMBYmax综上所述,立柱整体剪切弯矩受力的立柱整体运动合成图和弯矩及其应用受力图和立柱整体受力合成图在立柱整体剪切弯矩应用受力图中的结构关系如下图见表图4.7所示。图3.7立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图从图中可以得出M=M在截面C处，剪力最大为（QC=5234.804kg），弯矩最大为（MC=2748272.1kg）,所以此处是危险截面。前面计算已经得到IZ=2814.519c截面上半部分静矩S＝171.24cm3，IZ以下进行强度校核：（1）校核正应力强度：σM许用应力选：σ＝σmax（2）校核剪应力强度：τ选σS=235τmax，（3）折算应力强度校核：主立柱体在横和竖截面上的最大正交反应力一般都是应该直接产生在距离这个中性柱体主轴最远的某点边缘最近处,而最大剪应力则一般都是应该直接产生在另一个中性柱体的主轴上,虽然我们通过上面的校正检验可以表明在这两处的柱体强度都一般应该是完全可以达到所需要求的,但是由于在柱体横和竖截面靠近c的点处,m和m的q都相对于一个q所应该是否具有最大反应值,正交反应力和剪切反应力都比较大,因此这里的柱体主应力就比较大,有必要根据适当的柱体强度计算理论对其进行柱体强度的折算及对柱体主应力的校正检验,取该柱横截面上的边缘最远处某点上的k强度进行强度计算:σx=τx由于这一点k强度处在复杂的剪应力复合状态,立柱体结构材料中所采用的30钢材料是一种塑性材料,可以考虑采用第四应力强度计算理论[20],将的强度数值公式代入,用强度统计平均剪应力强度理论对此点的应力复杂状态计算建立的第四强度计算条件定义为:，将σx,τx计算数值可以替换为公式代入,所以σj即σj∴而且按第四强度测量理论所计算得的强度折算的应力也可以视为一个允许的应力强度。3.1.3主立柱的刚度计算用迭加法：（1）ξ=由F2引起的绕度：（往外弯）用式fAE：弹性模量的选择：碳钢取：196－206Gpa取201Gpa=20.1×106N/cm2fA1=Pb（2）ξ（往内弯）由F1引起的绕度：fA（3）由M引起的绕度：fW（往外弯）此植可忽略不计。实际往内弯的绕度fA3.2托臂部分的强度校核3.2.1托臂部分截面特性托臂部分的变截面结构属于不可变矩形截面,以下先列出计算在变截面结构特性上的数据:(1)支撑x臂碳钢截面结构尺寸:70×70方形碳钢,壁的厚度8mm,a=70,b=54支撑臂惯性矩为：I=aWx静矩计算：S（2）支撑大臂截面尺寸：92×92方钢，壁的厚度为8mm，a=92,b=76惯性矩：IW3.2.2托臂部分强度核算图示为左后托臂部件图：图4.9左后托臂部件图图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面：下图是托臂示意图：图4.10托臂示意图按照使用a,b,c,d几个不同的具体典型图形截面组成图形并对其结构进行了综合分析,各个不同典型图形截面的结构示意图及其列表显示如下:(a)A-A截面(b)B-B截面(c)C-C截面图4.10典型截面示意图（1）A截面：惯性矩：I=129.225cm4；Wx=36.92cm3MAσσ保险系数较小可满足强度要求。（2）B截面：92*92方钢A1=80×15=1200mm2yA1=92+15/2=99.5mmA2=92×92-76×76=8464-5776=2688mm2yA2=92/2=46mmYC=(1200×99.5+2688×46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mmIA1=80×153/2+(99.5-62.51)2×1200=1664412.12mm4IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4所以IB=IA1+W=89.41cm3MBσmaxσ保险系数较小可满足强度要求。（3）C截面：A1=12cm2yA1=92+15/2+60=15.95cmA2=26.88cm2yA2=4.6cmA3=60×10=6cm2yA3=92+60/2=12.2cmyC=(12×15.95+26.88×4.6+6×12.2)/(12+26.88+6)=8.56cmIA1=50×153/2+(15.95-8.56)2×12=641.73cm4IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2×16.88=759.875cm4IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4所以IA总=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4W=I总/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3MC=2066.37×94=194238.78kgcmσmaxσ=满足强度要求。（4）D截面：惯性矩：I=318.976cm4；W=69.342cm3MD=2066.37×53=109517.61kgcmσmaxσ=540×1003.2.3从托臂处考虑挠度情况托臂亦可简称为托肘相当于一个两条端部臂的悬臂梁,端部臂在托臂上的受力支撑强度约为p=2066.37kg,托臂上的支撑受力部件由两条端部大臂和两个两条小臂支撑部件结合组成,将从两条端部大臂和两个两条小臂处分别受力进行支撑考虑:支撑小臂端部处挠度：f1支撑臂端部处挠度：经受力分析，支撑臂端部受一个力P＝2066.37kg和一个弯矩M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；fPfM因载荷引起的挠度为：f因托臂的大小臂之间有1mm间隙，由此产生挠度：f主立柱的弯曲和托臂缠绕度较高可以直接使它的放在滑台上和托臂可以产生一个横向上的转动,滑台的托臂产生纵向转动又因为可以直接使放在滑台上的托臂上物体具有一定的运动支撑力和下沉的运动力量,经过了科学计算,f转动=26.325(故托臂端部总下沉量为：f在我国举升机支撑行业标准中,此测量值完全满足了在距支撑立柱末端最远点的支撑托臂面向支撑轴承面向向下沉的重量控制要求。3.3液压双柱式动力汽车电动举升机的机械强度和传动刚度特性分析与重量验算双柱式液压汽车气动举升机的整体结构设计形式主要有多种,其中大型双柱式气动液压汽车举升机结构是较为简单经典有效的一种。此类主机构为控制举升机主体,其横向传动系统是采用液压式传动系统对主机进行驱动和直接控制的,通过左右两个在立柱内分别设置的两个工作滚轮滑架上下方向的移动器来直接地实现对举升机的控制功能,其中在左右两个立柱的主体上下各端均设有一个工作滑轮通过带动钢丝绳的力来移动实现力的横向传递,让采用液压系统举升机的左右两个立柱在受力保持平衡的情况同时可以实现力的传递方向的移动改变,让全部受力方向变为全部受力朝向竖直杆的方向,同时可以实现工作滑台的上下方向移动。举升控制设备的主要组成部分机构有:自动举升控制机构、工作台防滑架、平衡控制机构和自动电磁安全控制锁定等机构。本次全新研发设计的新型轿车电动举升机的主要基本设计性能参数主要包括如下:额定电动推力提起举升最大额定负载3吨;在额定最大承载重3吨的正常使用条件下,由最低推力举起的位置停止开始推力举起所用下降的位置停止,当降落到最高推力举起的位置停止时,开始推力举起的位置停止,开始推力举升的所用时间需40秒;其中当一辆轿车驾驶员手动拉下一辆轿车的电动操作杆杆并手动使一辆轿车燃油箱的溢流阀完全关闭接通34吨的需时和当一辆轿车由最高推力开始举起的位置开始举起上升降到最低的推力开始举起的位置所用的最高推力举起的位置所用的最高推力持续时间不得或超过小于40秒;额定推力电动机最大输出功率2.2kw;额定电动举重推力提升臂是指在最低推力举起位置时的额定推力举起高度120mm,最大额定推力举升高度为1850mm,工作时的额定行程为1730mm。第四章液压系统的设计4.1液压系统工作原理启动柴油电动机加压按钮后该发电机立即启动并迅速带着高压油泵从提升缸中向油箱发出吸入压力后由高压油泵输送到油箱举动提升气缸中部并使安全活塞杆暂时停止运转,此时安全活塞溢流阀自动关闭。此阀的额定压力已在设备出厂前进行了调好,当载荷系统中液压油的压力温度超过了预定值时溢流阀就会暂时松开，相对的液压泵也会停止继续供油，当提升工作完成时，开始继续进行作业加油。此时为了控制液压缸的同步举升，只要再拉动一个控制液压杆的手动式安全锁之后再按下手动式下降阀便可以开始控制卸油机的下降。其具体工作结构原理及框图见见下图5.1:图5.1液压系统工作原理图1-电动齿轮泵，2-液压电动机，3-自动滤油器，4-单向阀，5-自动溢流阀，6-手动式下降阀，7-伺服限流阀，8-防油软管，9-自动式防油管爆裂阀，10-液压举升缸，11-液位计，12-空气滤清4.2液压缸活塞杆受压校核4.2.1液压活塞杆强度验算根据一个活塞杆在高温下只能承受一定压力的运动情况,强度试验的计算公式可表示为:d≥35.7（F/[σ]）1/2mm……………………(5.1)式中：F—载荷力KN。这里F=1/2G=(4000/2)g=2000Kgf=19.62KN…………………(5.2)[σ]—活塞杆材料应用应力MPa[σ]=σs/n………………………(5.3)其中：σs—材料屈服极限，n=安全系数。取σs=315MPa，n=3，[σ]=105MPa。则d≥35.7（19.62/105）1/2=15.432mm实际上它在采用之后其活塞杆的活动直径应为d=40mm>>15.432mm,所以必须能够满足其对承受压力和强度的一定要求。4.2.2液压缸活塞杆受压稳定性校核液压缸压杆安装形式如下图示：图5.2液压缸压杆安装图已知：液压缸长度L=1000mm工作行程l=900mm活塞杆直径d=40mm计算长度l′=L+l=1900mm活塞杆截面积A=（π/4）×d2活塞杆转动惯量J=（π/64）×d4活塞杆回转半径K=（J/A）1/2=d/4柔性系数m=85末端条件系数n=2则l′/K=4×l′/d=4×1900/40=190m×n1/2=85×21/2=120.21由于l′/K＞m×n1/2，则可按下列公式计算临界载荷PK=π2nEJ/L′2……………………(5.4)式中：E—材料弹性模量，取E=2.1×105MPa，J—mm4，l′—mm则：PK=[3.14162×2×2.1×1011×（3.1416/64）×0.0404]/19002=144296.616N取安全系数nK=3,临界稳定载荷PK/nK=144296.616/3=480980.872N实际工作载荷F=1/2G=2000Kgf=19620NF=1/2G=2000Kgf=19620N＜PK/nK，所以满足压杆稳定条件。第五章结论本次设计是在以实用为基础，在现