汽车二柱举升机的设计

目录

1绪论 (1)

1.1举升机的发展概况. (1)

1.2举升机设计的典型方案. (2)

1.3小结. (4)

2举升机设计总体方案的拟定 (5)

2.1举升机设计要求. (5)

2.2设计中的技术难点. (8)

2.3举升机设计方案的对比. (9)

2.3.1举升方式 (9)

2.3.2同步方式 (10)

2.3.3保险和保护 (10)

2.4方案设计的确定. (11)

2.4.1驱动举升方式 (11)

2.4.2同步方式 (11)

2.4.3保险和保护 (12)

2.5创新点. (12)

2.6小结. (12)

3结构设计. (13)

3.1二柱举升机的主要结构. (13)

3.2举升装置. (13)

3.2.1链和链轮的选择 (15)

3.2.2链的强度校核 (15)

3.3立柱. (16)

3.3.1立柱受力分析 (17)

3.3.2立柱强度计算 (20)

3.3.3主立柱的刚度计算 (21)

3.4支撑机构. (22)

3.4.1托臂的截面特性 (23)

3.4.2托臂的强度核算 (23)

3.4.3从托臂处考虑挠度情况 (26)

3.5平衡机构. (26)

3.6保险机构 (27)

3.6.1活动臂锁定装置 (28)

3.6.2活动架安全装置 (28)

3.7小结. (29)

4液压系统. (31)

4.1液压系统的设计要求. (31)

4.2液压系统工作原理. (31)

4.3液压系统的计算. (32)

4.3.1设计参数 (32)

4.3.2液压缸选用 (32)

4.3.3液压缸活塞杆强度验算 (33)

4.3.4液压缸工作压力计算 (34)

4.3.5液压泵选择 (34)

4.3.6液压动力单元液压泵驱动电机选用 (35)

4.4 其他液压元件的选用. (35)

4.5小结. (36)

5电气系统的设计. (37)

5.1电气系统方案的设计要求. (37)

5.1.1起动方案的确定 (37)

5.1.2制动方案的确定 (38)

5.1.3电气控制方案的确定 (38)

5.2 电气系统原理图的设计. (38)

5.3电气元件的选用. (39)

5.3.1接触器的选用 (40)

5.3.2熔断器的选用 (40)

5.3.3热继电器的选用 (41)

5.4 小结. (41)

6总结. (42)

参考文献 (44)

1绪论

1.1举升机的发展概况

20世纪20年代发明的第一台自动举升机的灵感来自理发师的椅子，因为它可以快速升降和旋转，以适应于不同身高和胖瘦的顾客。早期的单柱地基式液压举升机，大大地提高了比它问世还早的千斤顶和台架的功能，这种早期举升机的旋转功能可以在举起

汽车以后，将其旋转360。。现在仍然有些汽车修理厂利用这种举升机为客户提供日常的汽车维修服务。随着汽车工业的发展，单柱式举升机设计上的局限性很快就显露出来了。如果只是在汽车四周进行检测维修工作的话，这种举升机也就足够了，但是这种举升机的起重臂和中央立柱会妨碍进入汽车底部的大部分区域⑴。

针对单柱式举升机的这些局限性，工程师已经提出了很多举升机的设计方案并作了许多改进工作，随后设计出了机械式二柱举升机，解决了单柱式举升机设计上的局限性，但是随后又出现了问题，机械式举升机因为零件多，故障也多，维修不方便。液压驱动式举升机应运而生了。现在，举升机的选择范围很大，有地基式、托举式、剪式、平行四边形式、便携式，立柱式有单柱式、双柱式、四柱式，驱动式、接触车架式、对称式、非对称式、小行程、大升程、队列式以及其它的各种举升机设计方案。某些举升机可能同时具有这些设计方案中的几个特点［2］。

机械式举升机流行于1992-1998年间［2］，该举升机特点是同步性好，但由于机械磨损维护成本高（经常需要更换铜锣母以及轴承）。在后来，双柱式液压举升机出现了。该型举升机能够使维修人员对汽车底盘区域的任何故障进行方便的维修。在1979年.Ben W I l公司首发向维修店主们提供了一种“清洁地板的屋顶式举升机”利用这种屋顶式举升机能够实现更太的空间利用率。在这种情况下，维修技师以及他使用的维修设备就可以在车底下自由地移动最新式的举升机使用了电子设备来控制它们的举升动作，同时这

些举升机的设计方案也使技师们具有执行各种维修操作的能力。另外，它们也应用了多种成熟的安全保障措施。Becker公司生产的四柱液压地下举升装置，设计中为了防止车辆在下降的过程中突然出现压力下降而导致严重后果，特地进行了专业化的设计。一旦停止阀或油缸发生任何泄漏，通过导杆和横杆可降负债力转移到另外一个油缸上。这种液压安全装置采用压力传感装置来探测液压的突然和反常的变化，如果线路出现故障，也可以用单向阀和其它装置来防止液压油的流失和压力的下降，这种设计使得举升机的运行

更为安全有效。

在我国，烟台大学机电汽车工程学院的李宝顺教授对液压举升机的同步器进行了深入研究，采用三齿轮结构形式和其各支路流量均等的原理，设计、研制的双液压缸使用的液压同步器⑶。该液压同步器设计原理巧妙、结构简练、安装方便，经实验测试证明其各项性能指标均优良，同步精度完全达到和超过了使用要求。

1994年我国交通部发布了JT/T155—1994《中国人民共和国交通行业标准汽车举升机技术条件》⑷，对举升机进行了规范化，该标准规定了汽车举升机的术语、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等。2004年交通部在JT/T155 —1994基础上进行了进一步的改进，发布了JT/T155—2004汽车举升机技术条件⑸，进一步的对举升机进行了规范，对术语和定义、产品分类、产品安全性能、整机性能、项目的试验方法进行了改进，增加了安全标志和图形。

1.2举升机设计的典型方案

目前，在众多的举升机设计方案中，典型的主要有单柱式举升机、双柱式举升机、四柱式举升机、剪式举升机和地沟式举升机等。

单柱式举升机是将停放在地面上的轿车等交通工具举升到一定的高度进行维修的专用设备，是一种典型的用于汽车及工程车辆的局部举升，以便更换车轮轮胎或对车辆底盘进行各种维修作业的机具。单柱举升机操作容易、美观、不占用空间便能将重物方便省力的举起。具有省时省力的效果，不用时完全放置于地面，方便汽车倒车和放置物品,是汽车修理不可缺少的机具。单柱车辆举升机分可移动式的和固定式的两种型号。单柱移动式举升机适用于室内外场地，单柱固定式举升机适用于室内面积较为紧凑的场所。

双柱式举升机是一种广泛用于轿车等小型车维修用的举升设备，是汽车维修企业中

常见的保修设备之一，它具有结构紧凑、外形美观、操作简便等特点，适用于汽车修理和保养单位，使修理人员不必钻到空间狭窄的汽车底部，只需用此种安全可靠的举升设备

将汽车举升到一定的高度，即可快捷地对汽车底部的零部件进行检修。设备的主要部分有：举升机构、支承机构、同步机构和电磁铁安全锁机构⑹。举升机的传动系统由液压系统驱动和控制，由两立柱内安装的液压油缸实现上下运动，推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。双柱托举接触车架式举升机是一个被广泛采纳的举升机，在最近几年所有新销售的举升机中，至少三分之二都是这种类型的。这种设计之所以很流行，有几方面