可移動式小型發動機機殼電動維修臺的設計

（江蘇省蘇州技師學院，江蘇蘇州市，215009） 吳國新

隨著我國經濟總量的不斷提升，人民生活水平得到顯著提高，而汽車作為人們生活中的必需品，基本每家每戶的出行都離不開汽車。汽車發動機是汽車的主要部件，發動機產生故障汽車就無法使用，由于使用者長時間使用，缺少對發動機養護的知識，導致汽車油耗增加，發動機產生故障，發動機重量大、結構復雜，多個空間位置都有安裝孔等，設計出一款適用于汽車發動機維修的維修臺就顯得尤為重要。

調研市場上對不同種類、不同大小、不同功率、不同重量的發動機機殼的維修臺，通過對比分析，本次設計了一款適用于小汽車發動機機殼維修的維修臺，發動機機殼能可靠的固定在維修臺上，使其移動、翻轉、定位便捷，實現360°翻轉，在設計過程中，充分考慮工作人員的勞動強度，減少操作人員的彎腰頻次，提升維修臺的可使用性[1]。

1 各類機殼維修翻轉臺

1.1 電機驅動鏈條翻轉臺

電機驅動鏈條翻轉臺結構主要運行原理為：電機為動力源，動力傳遞至減速器，轉速降低，增大扭矩，動力傳遞到鏈條，通過連軸節和鏈輪支承起鏈條，電機轉動，中間鏈條緩緩的將機體抬起，控制一端鏈輪的轉動，達到鏈條的移動，達到機體的翻轉。

該翻轉臺結構主要特點為占地面積較小，結構簡單，能單獨翻轉大重量的機體的任意角度，使用方便。但由于鏈條節狀的特性，故會產生沖擊，鏈條在工作時，一端較緊，另一端較松，鏈條較容易出現折斷、打滑的現象。

1.2 雙立柱油缸驅動翻轉臺

雙立柱油缸驅動翻轉臺結構主要運行原理為：兩端液壓缸頂出，抬升轉動輪裝置，隨著進一步的抬升，鏈條崩緊，抬起機體，完成抬升機體的動作；當只有一端液壓缸頂出，持續向上，一端持續崩緊，完成翻轉動作。

該翻轉臺結構主要特點為體積較小、操作靈敏、緩沖吸震能力較好。其將機械傳動轉變為液壓傳動，解決了機械傳動的弊端，但是由于抬升機體還是采用鏈條，故鏈條的損耗較大。

1.3 翻板式液壓驅動機體翻轉臺

翻板式液壓驅動機體翻轉臺結構主要運行原理為：在機體翻轉處預先挖好下沉，在下沉處安裝翻板裝置，將機體采用吊車吊至該位置，當機體需要翻轉時，右側液壓缸頂起右側翻板，直至頂住機體中間處，然后右側翻板緩緩收縮液壓缸，左側液壓缸緩緩頂出，將左側翻板頂起，左右兩側相互配合，將機體翻轉至合適位置。

該翻轉臺機構主要特點無機械損耗、占地面積小、安全可靠，該機構采用液壓系統進行傳動，具有液壓傳動的特點。缺點就是需要預先挖出下沉，同時左右兩端的液壓缸需要設計液壓系統來保障左右兩邊流速相同，來完成翻轉動作。

1.4 回轉框架式翻轉臺

回轉框架式翻轉臺結構主要運行原理為：將機體固定在裝置中間，通過電機帶動整個回轉框架轉動，從而達到機體角度的翻轉。該翻轉臺機構主要特點為角度翻轉便捷，飛輪使用壽命長。由于采用飛輪和筒狀固定結構，其結構稍復雜，占地面積較大，但其運行可靠性高、旋轉角度易控，故得到廣泛應用[2]。

2 可移動式小型發動機機殼電動維修臺整體設計

可移動式小型發動機機殼電動維修臺整體結構方案采用蝸輪蝸桿式結構，主要結構分為移動部分、翻轉部分、固定部分組成。實現發動機機殼的移動、翻轉、固定等作用。

首先確定翻轉維修臺維修發動機機殼的參數，常見汽車發動機機殼基本尺寸參數為720×450×420mm，重量為150～240kg。將發動機機殼吊裝在維修臺上，使其固定，可進行翻轉，完成相應的工序部分，依靠底部的移動部分，可以將發動機機殼搬運至指定位置[3]。

2.1 移動部分的設計

可移動式小型發動機機殼電動維修臺的移動部分，主要作用是支承整個維修臺做移動，故只要具備移動，支承作用即可，支承底盤采用鋼管焊接固定，保證可靠的強度，移動輪采用萬向輪，方便整體的移動。

2.2 翻轉部分的設計

可移動式小型發動機機殼電動維修臺的翻轉部分，其作用是將固定的發動機機殼進行裝配、拆卸、維修等工作時，將維修臺翻轉至需要的角度，常見的翻轉臺傳動結構有齒輪齒條式翻轉臺結構和蝸輪蝸桿式翻轉臺結構，本次設計可移動式小型發動機機殼電動維修臺的翻轉部位結構為蝸輪蝸桿式翻轉臺結構，如圖1 所示為蝸輪蝸桿式翻轉部分結構圖（去除保護外殼）。

圖1 蝸輪蝸桿式翻轉部分結構圖

步進電機通過步進電機固定座固定在支承架上，步進電機輸出端設置聯軸器與蝸桿軸連接，同時蝸桿軸前支承架與蝸桿軸后支承架固定在支承架上，蝸桿軸通過軸承安裝在前后支承座上，蝸桿軸與蝸輪嚙合，蝸輪通過鍵與蝸輪軸連接，傳遞扭矩，蝸輪軸通過軸承安裝在兩端蝸輪軸支承座上，固定轉盤通過鍵和端面固定螺釘與蝸輪軸另一端固定。

蝸輪蝸桿隨由自鎖功能，不會逆轉，但為了防止意外發生，在固定轉盤上設置有定位銷孔，相鄰兩個銷孔間的角度為45°，當轉至指定位置時，插銷插入指定位置，插銷固定在插銷固定座中，插銷固定座中同時還設置有行程開關，當壓緊時，步進電機供電，轉盤可以旋轉，當松開行程開關時，插銷處于工作位置，步進電機斷電。防逆轉插銷裝置結構圖如圖2所示。

圖2 防逆轉插銷裝置結構圖

當拔出吊環，插銷拔出銷孔，擋位銷通過插銷固定座上預留的腰形槽穿過插銷固定座，稍旋轉吊環，擋位銷卡住插銷固定座，不會回彈，同時插銷錐端壓住行程開關，使步進電機通電，從而可以使發動機機殼進行翻轉，達到需要使用的角度位置；達到指定位置后，稍拔出吊環，旋轉一定的角度，使擋位銷與插銷固定座的腰形槽對齊，進一步的插入轉盤中預留的銷孔中，保證轉盤不會轉動，同時松開行程開關，使步進電機斷電，保證使用的安全性[4]。

2.3 固定部分的設計

可移動式小型發動機機殼電動維修臺的固定部分，其作用是用來將發動機機殼固定在翻轉臺上，，固定部分采用鋼板焊接固定，整體為V 形，鋼板上設置有安裝孔，用來安裝夾具與發動機機殼固定，同時底部設置有加強肋，用于結構加強結構的剛性。

2.4 整體結構的設計

可移動式小型發動機機殼電動維修臺的整體結構，如圖3所示。

圖3 可移動式小型發動機機殼電動維修臺的整體結構圖

如圖3 所示，為可移動式小型發動機機殼電動維修臺的整體結構，下端起移動與支承作用，左右兩側分別設置有支承架，左端支承架上設置有動力傳動部分，右端支承架上設置有同樣的支承部分，做輔助支承使用，發動機機殼固定在中間的V型固定架上，完成發動機機殼的翻轉運動[5]。

3 可移動式小型發動機機殼電動維修臺關鍵部件載荷分析

本次可移動式小型發動機機殼電動維修臺關鍵部件載荷分析采用三維軟件進行有限元分析受力部件是否滿足設計需求與使用需求。

可移動式小型發動機機殼電動維修臺中的V型固定塊材料為45 號鋼，45 號鋼的屈服強度為355MPa,因設計的最大承重1500kg，圖4（a）為豎直放置時，因兩端同時支承，故在一端附加7 500N 的力，最大屈服為320MPa,而45 號鋼屈服強度為355MPa，最大屈服小于許用屈服，故滿足設計需求。

圖4 V型固定塊有限元分析圖

圖4（b）為翻轉至45°放置時，在一端也附加7500N 的力，最大屈服為245MPa，最大屈服小于許大重量為240kg，遠遠低于所設計的最大極限重量，故滿足使用需求。

4 結語

本次設計的可移動式小型發動機機殼電動維修臺可以解決發動機機殼在維修過程中的翻轉、移動、固定等作用，將發動機機殼固定在V 型固定架上，通過蝸輪蝸桿傳動結構來實現發動機機殼的翻轉運動，底部設置有移動部分，來實現維修臺和發動機機殼的平穩移動，同時設計了防逆轉插銷，當插銷拔出后，通電，插入后斷電，保證使用的安全性。本次對可移動式小型發動機機殼電動維修臺的設計，為相關機械設備的設計研發奠定一定的基礎。