通过上表所列的几款汽车的外形参数可以初步确定: 1,举升的最大重量为3000kg; 2,举升的高度为1800mm;
3,托架的长度4000mm,托架的宽度为400mm,使用材料为钢板与槽钢焊接件; 4,升降架的长度2600mm,使用材料为矩形空心型钢; 5,立柱高度为2500mm,使用材料为内卷边槽钢。
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§3 方案的确定
§3.1 联动装置方案的确定
联动装置的作用是将举升托架的升降运动传递给支撑立柱的举升托架,保证两举升托架的同步运动。
在四柱汽车举升机的联动装置有很多,例如:螺母丝杠联动装置、齿轮链条联动装置、钢丝绳联动装置等。而能够适合以液压为动力的举升机来说,齿轮链条和钢丝绳联动装置比较合适。对于这两种方案,各有优缺点:齿轮链条联动装置能够比较精确的保证举升同步,但是链条的使用寿命比较短,而且造价比较高。对于钢丝绳联动装置,不但能够保证同步举升,而且使用寿命长,成本比较低,并且比较容易调整钢丝绳的长度。
通过这两种方案的比较,对于该机械而言钢丝绳联动比较合适。钢丝绳升降联动装置主要由钢丝绳、滑轮、螺套和螺母等构成。钢丝绳滑轮利用滑轮轴安装在升降架上;钢丝绳的端部固定在螺套中,并且用螺母安装在立柱上部的顶板上;螺母可以用来调整钢丝绳的长短,以使承重托架保证水平位置。
§3.2 驱动机构方案的确定
驱动机构是液压举升机的动力执行元件,它主要是驱动钢丝绳运动,从而带动升降架上下运动。驱动元件主要是由液压缸组成的,它的驱动方式主要有两种,一是拉钢丝绳,二是推钢丝绳。由于举升机的行程为1800mm,如果不采取一定的特殊方式的话,那么做出的活塞杆的长度就要1800mm,那么对活塞杆的刚度要求就比较高。而且运动起来也不稳定。因此采用动滑轮的原理,可以将活塞杆的长度减为原来的一半。在活塞杆的端部安装一个滑轮,使其成为一个动滑轮,再将钢丝绳绕过滑轮,如(图3.1)所示:通过利用动滑轮原理可以减少活塞杆的行程,同时提高了活塞杆的刚度和稳定性。
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图3.1 驱动装置的示意图
最终确定活塞在向外推的时候为升降架上升,而且活塞端部采用滑轮装置。
§3.3 导向装置方案的确定
导向装置的作用是为了防止升降架在升降时前后左右摇摆而设定的。导向装置有很多,例如采用导向轴和套筒。在这里打算采用轴端轴承和导向槽来进行导向,这种机构不但安装方便,而且制造比较简单,工艺性能比较好。
§3.4 安全保险机构
由于汽车维修工人需要在托架底下进行工作,因此对举升机的安全机构要求比较严格。通常对于链条传动的,它的安全机构比较好设计,可以直接利用链条进行自锁。而对于钢丝绳传动而言,就要采取期的自锁机构。通常采用棘爪和齿条的比较多,初步也采用棘爪和齿条的锁紧机构。
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§4 重要零件的设计计算
下面将要对主要的零部件进行设计计算,最终将要设计出的机械如(4.1)所示:
图4.1 四柱液压举升机的总装图 1、主立柱Ⅰ 2、副立柱Ⅱ 3、动力装置 4、托架 5、挡板 6、斜坡 7、升降架
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§4.1 对托架进行设计计算
由于前面已经知道托架的长度为5400mm,所用的是钢板和槽钢焊接而成,其截面如图所示,槽钢型号选用16,其理论质量为?1=19.752kg/m,截面系数为117cm3;钢板选用花纹钢板,图案为圆豆型,理论质量?2=12.15kg/m为而且取最小轴距为2400mm。因此分析托架的受力情况如(图4.2)所示:
图4.2托架的截面图
由于:q=ρ×g=(2?1+?2)×9.8N/m
=(2×19.752+12.15)×9.8N/m =506.209 N/m
又因:FN1+FN2=F1+F2+q×l (1)
FN1=FN2 (2) 联立(1),(2)可得:(其中F111=F2=4 m汽车×g=4 ×3000×9.8 N=7350 N) 所以:FN1=FN2=(F1+F2+q×l)/2 =7350 +
506.209?42 =8362.418N 所以在AB段中:(0≤x≤0.8m)
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