一種液壓式汽車舉升機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

秦智淵

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種液壓式汽車舉升機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)，該機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由舉升機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)四部分組成，并對(duì)主要部件進(jìn)行強(qiáng)度分析，結(jié)果表明滿足強(qiáng)度要求。

Abstract： The mechanical structure design of hydraulic car lifting machine is designed in the paper. The mechanical structure is mainly composed of a lifting mechanism， a support mechanism， a balance mechanism， and a safety device. The strength on the main components are analized and the results show it meets the requirements of strength.

關(guān)鍵詞：汽車舉升級(jí)；舉升機(jī)構(gòu)；支撐機(jī)構(gòu)；平衡機(jī)構(gòu)；保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

Key words： hydraulic car lifting machine；lifting mechanism；support mechanism；balance mechanism；safety device

中圖分類號(hào)：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）28-0195-03

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的改善和生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)汽車的需量日益增加，進(jìn)而對(duì)其修理技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。以前固有的維修方式越來越不能夠滿足汽車維修的要求，因此出現(xiàn)了一些新型的維修設(shè)備，例如抬升汽車的舉升機(jī)等。這些設(shè)備的出現(xiàn)，使得汽車維修更加快速高效。對(duì)于汽車維修而言，舉升機(jī)不僅要安全可靠，而且要操作方便。與其它舉升機(jī)相比，液壓式舉升級(jí)具有結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、操作簡(jiǎn)便、占地面積小等優(yōu)勢(shì)[1]，因此本文設(shè)計(jì)一種液壓式汽車舉升級(jí)的機(jī)械結(jié)構(gòu)[2]。

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓式舉升機(jī)主要由舉升機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)四部分組成。

液壓式汽車舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：額定載重量：2.4～4T；最大舉升高度：1700-1850mm；距離地面高度：115-180mm；上升時(shí)間：45-70s；下降時(shí)間：35-65s。

1.1 舉升機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)構(gòu)的主要部件是舉升裝置，舉升機(jī)的舉升動(dòng)作是由舉升裝置實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示。電箱的開關(guān)閉合或者斷開來控制電機(jī)的工作狀態(tài)，電機(jī)再控制液壓?jiǎn)卧墓ぷ鳎屢簤河晚樌魅胍簤焊诪闄C(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使設(shè)備能實(shí)現(xiàn)舉升。

1.2支撐機(jī)構(gòu) 支撐機(jī)構(gòu)主要有托臂[3]和立柱[4]兩部分組成。

①托臂。托臂是支撐機(jī)構(gòu)的主要部分，通過變化其角度大小和方向來改變托臂的伸展范圍。該設(shè)計(jì)采用非對(duì)稱式托臂，托臂的臂長(zhǎng)具有一定的伸縮性，從而增大托臂的伸展范圍，如圖2所示。托臂的工作范圍在圖2中用陰影部分來表示。軌跡1、2分別是托臂伸展前、后的工作范圍。托臂是整個(gè)機(jī)構(gòu)的支撐，機(jī)構(gòu)所有的重量都靠它支撐，采用非對(duì)稱式的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)榉菍?duì)稱形式能夠很好地增加托臂的強(qiáng)度以及剛度。

②立柱。立柱作為舉升機(jī)的重要構(gòu)件，其承受了機(jī)構(gòu)大部分的力。當(dāng)立柱受到的作用力過大時(shí)，立柱會(huì)產(chǎn)生變形，甚至焊口會(huì)產(chǎn)生開裂的趨勢(shì)，因此需要焊上加強(qiáng)筋加強(qiáng)其承載能力，以防止出現(xiàn)開裂[5]。

1.3 平衡機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)在進(jìn)行上升動(dòng)作或者下降動(dòng)作時(shí)，為了保證汽車的整體水平保持一致，需要平衡機(jī)構(gòu)來輔助完成，本設(shè)計(jì)的平衡機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩。每一個(gè)立柱中裝有兩對(duì)左右對(duì)稱的鋼絲繩，且在同一個(gè)立柱里，兩對(duì)鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)有兩個(gè)方向，且方向相反，使用時(shí)變化其張力，使得左面和右面的滑臺(tái)在上升的動(dòng)作中維持平衡。

1.4 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 為了保證機(jī)構(gòu)安全可靠地工作，設(shè)計(jì)了保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括液壓回路保壓裝置、保險(xiǎn)裝置、自鎖裝置、過載保護(hù)裝置和放滑保護(hù)措施[6]。

其中自鎖裝置尤為重要，當(dāng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源由于機(jī)構(gòu)故障突然消失之后，自鎖裝置能靠機(jī)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生的慣性，阻止機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，起保護(hù)作用。此次設(shè)計(jì)中保險(xiǎn)裝置為安裝在兩個(gè)立柱上的電磁鐵安全鎖。為了能夠?qū)εe升機(jī)進(jìn)行雙重保護(hù)，把兩個(gè)安全鎖設(shè)計(jì)在彼此錯(cuò)開的對(duì)角線上。其工作原理是當(dāng)汽車被舉升到一定位置后，固定在滑臺(tái)上的鎖緊板與安全鎖的保險(xiǎn)孔支撐座接觸發(fā)生機(jī)械自鎖。

電磁鐵安全鎖主要由保險(xiǎn)孔支撐座、電磁鐵、和保險(xiǎn)孔板等零件所組成。滑臺(tái)可以自由地上下移動(dòng)時(shí)，即保險(xiǎn)處于打開狀態(tài)，電磁鐵立即變成得電狀態(tài)，它立刻把保險(xiǎn)孔支撐座吸住，電磁鐵與鎖緊板沒有接觸。滑臺(tái)被固定不能自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)電磁鐵為狀態(tài)，支撐座處于松開狀態(tài)，支撐板頂住固定在滑臺(tái)上的鎖緊板，起到保險(xiǎn)作用。

2 主要部件的強(qiáng)度分析

托臂是舉升機(jī)的主要支撐部件和受力部件，托臂的性能直接關(guān)系到舉升機(jī)的工作性能，所以本文對(duì)托臂部件進(jìn)行了相應(yīng)的強(qiáng)度分析。

2.1 托臂截面特性分析

為了對(duì)托臂進(jìn)行強(qiáng)度和剛度分析，需要確定慣性矩和靜矩，也就是對(duì)立柱截面進(jìn)行分析。其截面是變截面，分析其截面特性，計(jì)算過程如下：

3 結(jié)論

由于機(jī)械式舉升機(jī)安全性較差、結(jié)構(gòu)不合理、機(jī)械損耗高，因此本文設(shè)計(jì)了一種液壓式汽車舉升機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)，該機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由舉升機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)四部分組成。該舉升機(jī)具有安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭武，黃澤星，吳上生.汽車舉升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)制造業(yè)信息化，2011，40（21）：75-79.

[2]黃火輝.關(guān)于汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2017，30（01）：50-52.

[3]孫寶林.汽車舉升機(jī)滑臺(tái)及托臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析[J].科技與企業(yè)，2014（08）：359.

[4]孫寶林.單柱汽車舉升機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，33（02）：92-93.

[5]呂建寧.淺析汽車舉升機(jī)在使用中存在的安全問題及對(duì)策[J].科技與企業(yè)，2014（04）：60.

[6]上官紅喜.一種雙柱汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2013（12）：106-109.