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2016 年 6月 第 期
四柱式液壓汽車舉升機(jī)
古力米然.艾熱提
（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘 要：由于我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；四柱式液壓舉升在現(xiàn)代維修中占有越來越重要的地位，市場(chǎng)需求也大。
本設(shè)計(jì)是四柱液壓汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先對(duì)題目進(jìn)行分析，再結(jié)合現(xiàn)有的汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，加上對(duì)汽車舉升機(jī)的深入研究，然后對(duì)其中的方案進(jìn)行擬定選擇，我們采用單缸進(jìn)行拉動(dòng)鋼纜進(jìn)行上升和下降，并且對(duì)其中的重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將四柱液壓汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)完成。
關(guān)鍵詞：汽車維修；四柱；液壓缸；舉升機(jī)
中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
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0 引言
隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車在整個(gè)社會(huì)中占據(jù)著舉足輕重的地位，但隨著汽車的不斷增加汽車維修也是必不可少的。在現(xiàn)在的汽車維修中機(jī)械師總在考慮怎樣提升工作效率和維修的便利性，比如把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作，舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們第一臺(tái)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)的靈感來自理發(fā)師的椅子因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)以適應(yīng)不同的顧客。早期的單柱式液壓舉升機(jī)功能就比古老的千斤頂和臺(tái)架結(jié)構(gòu)的要好的多。
隨著工業(yè)的發(fā)展，單柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性就很快顯露出來，這種舉升機(jī)只適用于在車輛四周進(jìn)行檢測(cè)維修，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會(huì)影響維修師傅的操作，針對(duì)這類舉升機(jī)的不足，設(shè)計(jì)師已經(jīng)設(shè)計(jì)了很多方案進(jìn)行了許多改進(jìn)工作，有地基式，剪式，平行四邊行式，便攜式，單柱，雙柱式，四柱式，驅(qū)動(dòng)式對(duì)稱，非對(duì)稱，小行程，大行程等等。有些舉升機(jī)可能同時(shí)具有其中幾個(gè)特點(diǎn)，同樣舉升機(jī)根據(jù)汽車被舉升部位的不同可分為車輪舉升設(shè)備，車橋舉升設(shè)備和車架舉升設(shè)備。
四柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于3噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。
由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。
在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。
1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)
1.1 設(shè)計(jì)原理
在工作時(shí)由電動(dòng)四柱舉升機(jī)的主要用途用于汽車的維修，但也可用于汽車的停放。
該設(shè)備由電機(jī)提供原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過一些液壓閥的控制進(jìn)到液壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降架的移動(dòng)，最終可將要維修的汽車舉升到一定高度，以便維修，提高效率。
，如圖1所示。
其優(yōu)點(diǎn)是：該機(jī)器主要用于舉升各類質(zhì)量不大于4000kg的汽車，適用于汽車維修企業(yè)汽車檢修，維修等。該機(jī)器的控制箱為電氣控制部分，地基要求為混凝土425#，干燥7天以上且，混凝土厚度要大于等于150mm，混凝土強(qiáng)度不低于21mpa,水平度應(yīng)小于10mm,必須離墻600mm以外安裝,連接至控制箱柱位的電源為380v或220v15A，機(jī)器的運(yùn)行環(huán)境，工作環(huán)境溫度為5-40攝氏度，工作環(huán)境濕度為30-95%，當(dāng)安裝完成后當(dāng)進(jìn)行各個(gè)部分的調(diào)試，主機(jī)調(diào)試，接通電源后應(yīng)注意觸電的危險(xiǎn)，啟動(dòng)主立柱上的電源開關(guān)當(dāng)上升至1000mm距離的時(shí)候壓下回油閥手柄，觀察保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是否落位和可靠。保險(xiǎn)的調(diào)節(jié)，當(dāng)升降架升到1000mm按下降將保險(xiǎn)保險(xiǎn)條同一層孔內(nèi)，調(diào)節(jié)完畢后緊固螺母和螺栓，鋼絲繩的水平調(diào)節(jié)，升起平臺(tái)約1000mm時(shí)，觀察水平線上下調(diào)節(jié)四立柱內(nèi)鋼絲繩頭螺桿螺母，調(diào)節(jié)完畢后緊固。當(dāng)調(diào)試完畢后需進(jìn)行自己的空載和負(fù)載測(cè)試。
1.2 總體設(shè)計(jì)
在我國(guó)的規(guī)定中講到舉升機(jī)的設(shè)備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護(hù)電路的連續(xù)性都要符合有關(guān)規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應(yīng)的明文規(guī)定。舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力的限制。他們至少應(yīng)承受該壓力的2倍（采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之承受至少3倍的調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力值的爆破壓力。
我國(guó)對(duì)舉升機(jī)的性能要求也比較繁多，例如：
（1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，如有需要?jiǎng)t該裝置應(yīng)動(dòng)作靈敏、安全 ，可靠。
（2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)、無(wú)爬行現(xiàn)象。
（3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。
（4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時(shí)刻都能安全自鎖。
（5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的噪音不得超過80dB。
（6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為0—40℃，全行程連續(xù)舉升額定質(zhì)量20次，油溫不得高于
60℃。
（7）在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)液壓系統(tǒng)施高150%的額定使用壓力，維持2min，不允許有永久變
形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。
(8) 在無(wú)故障工作基礎(chǔ)上，機(jī)械式舉升機(jī)的使用繼續(xù)進(jìn)行到3000次，則液壓舉升機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)行到9000次，以安全可靠為前提，檢查零部件損壞程度，允許更換損壞件，允許添加潤(rùn)滑劑。
2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
2.1 汽車舉升機(jī)的立柱
主立柱是舉升機(jī)的主要承力部件，舉升機(jī)的主立柱在工作時(shí)受來自保險(xiǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)處的因承重的壓力和升降滑臺(tái)作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在兩種力的作用下有向內(nèi)彎的趨勢(shì)，底部的焊口在拉力的作用下有被拉伸的跡象，故在立柱底座處加加強(qiáng)筋，厚度30mm。
2.2聯(lián)動(dòng)裝置的確定
聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將舉升托架的升降運(yùn)動(dòng)傳遞給支撐立柱，保證兩舉升托架的同步運(yùn)動(dòng)。四柱舉升機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)裝置有許多，如螺母絲桿傳動(dòng)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置。而能適合液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置有齒輪鏈條傳動(dòng)和鋼絲繩傳動(dòng)裝置，對(duì)于兩種傳動(dòng)裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置能比較精確的保證傳動(dòng)同步，但是鏈條的使用壽命比較短，而且造價(jià)高， 對(duì)鋼絲繩傳動(dòng)不僅能夠精確的同步舉升，使用壽命也長(zhǎng)，而且造價(jià)比較低，并且能夠調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)度。
對(duì)兩種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，對(duì)于該機(jī)構(gòu)而言鋼絲繩傳動(dòng)裝置比較合適，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺桿等組成。鋼絲繩滑輪利用滑輪軸安裝在升降架上，鋼絲繩的端部固定在螺套中，并且用螺母安裝在立柱的頂板上，螺母可以用來調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)短，以使承重托架保持水平。
2.3.驅(qū)動(dòng)方案的確定
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓舉升機(jī)的執(zhí)行元件，他主要是驅(qū)動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)升降架上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)元件主要由液壓缸組成，驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一是拉動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，另外是推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，由于舉升機(jī)的行程很大，這就需很長(zhǎng)的活塞桿，而且對(duì)活塞桿的剛度要求也很高，所以采用在活塞桿的頂部安裝一個(gè)動(dòng)滑輪以縮短活塞桿的長(zhǎng)度和剛度要求。
2.4傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)
舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓缸從而帶動(dòng)舉升部分的運(yùn)動(dòng)，其中起傳動(dòng)作用的是鋼絲繩，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，在鋼絲繩的作用下，升降架開始運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)榭恳簤焊淄苿?dòng)活塞桿，從而絞盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降架和托架運(yùn)動(dòng)。
3該機(jī)的要求的設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)的四柱舉升機(jī)應(yīng)該能夠滿足所有小型汽車的重量，同時(shí)也適合一些稍大型的汽車。舉升機(jī)在升降過程中以及在停留時(shí)都要保證平穩(wěn)和鎖緊，重要部件和關(guān)鍵部位必須進(jìn)行相應(yīng)的校核和驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的工作要可靠，而且要操作方便。
舉升重量4T ，長(zhǎng)度綜合各類汽車的長(zhǎng)度取立柱之間的長(zhǎng)度為4300mm，高度取立柱高度為2500mm，柱寬取柱寬為280mm,采用槽鋼 舉升高度1800mm，底盤寬度480mm到地面的高度為110-180mm，底盤長(zhǎng)度4100mm舉升行程為1680mm，升降架長(zhǎng)度2600mm，材料為空心型鋼上升時(shí)間50-70s，取50s,下降時(shí)間20-60s取45s。
總 結(jié)
本文首先對(duì)所有的汽車舉升機(jī)的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的的闡述，并介紹了各類汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車舉升機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)。然后在根據(jù)各類汽車舉升機(jī)的各種使用要求，結(jié)合前人設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的各類結(jié)構(gòu)，按照自己所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的要求對(duì)汽車舉升機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等完成本次設(shè)計(jì)。
本次所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)是采用以液壓驅(qū)動(dòng)，液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的普通液壓四柱式汽車舉升機(jī)
該設(shè)計(jì)所有材料均為型材，降低了一些不必要的加工成本，使總體降低，同時(shí)該機(jī)構(gòu)采用了液壓結(jié)構(gòu)，液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過程中進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍大。
在相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊,能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向?？刂普{(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，操作方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)其與電氣控制結(jié)合，更易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓元件能夠自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。，但整個(gè)設(shè)計(jì)也存在一定的不足，比如不能在維修時(shí)候進(jìn)行汽車的四輪定位和進(jìn)行汽車的二次舉升。再以后的設(shè)計(jì)中需不斷改善以適應(yīng)現(xiàn)代維修的要求。
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