一種液壓式汽車舉升機機械結構設計

秦智淵

摘要：本文設計了一種液壓式汽車舉升機機械結構，該機械結構主要由舉升機構、支撐機構、平衡機構和保險機構四部分組成，并對主要部件進行強度分析，結果表明滿足強度要求。

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.

關鍵詞：汽車舉升級；舉升機構；支撐機構；平衡機構；保險機構

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

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0195-03

0 引言

隨著經(jīng)濟與科技的高速發(fā)展以及人們生活質量的改善和生活節(jié)奏的加快，人們對汽車的需量日益增加，進而對其修理技術提出了挑戰(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備，例如抬升汽車的舉升機等。這些設備的出現(xiàn)，使得汽車維修更加快速高效。對于汽車維修而言，舉升機不僅要安全可靠，而且要操作方便。與其它舉升機相比，液壓式舉升級具有結構緊湊、安全可靠、操作簡便、占地面積小等優(yōu)勢[1]，因此本文設計一種液壓式汽車舉升級的機械結構[2]。

1 機械結構設計

液壓式舉升機主要由舉升機構、支撐機構、平衡機構和保險機構四部分組成。

液壓式汽車舉升機的主要技術參數(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；上升時間：45-70s；下降時間：35-65s。

1.1 舉升機構 舉升機構的主要部件是舉升裝置，舉升機的舉升動作是由舉升裝置實現(xiàn)的，如圖1所示。電箱的開關閉合或者斷開來控制電機的工作狀態(tài)，電機再控制液壓單元的工作，讓液壓油順利流入液壓缸為機構提供動力，再通過傳動機構使設備能實現(xiàn)舉升。

1.2支撐機構 支撐機構主要有托臂[3]和立柱[4]兩部分組成。

①托臂。托臂是支撐機構的主要部分，通過變化其角度大小和方向來改變托臂的伸展范圍。該設計采用非對稱式托臂，托臂的臂長具有一定的伸縮性，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。托臂是整個機構的支撐，機構所有的重量都靠它支撐，采用非對稱式的結構形式，因為非對稱形式能夠很好地增加托臂的強度以及剛度。

②立柱。立柱作為舉升機的重要構件，其承受了機構大部分的力。當立柱受到的作用力過大時，立柱會產(chǎn)生變形，甚至焊口會產(chǎn)生開裂的趨勢，因此需要焊上加強筋加強其承載能力，以防止出現(xiàn)開裂[5]。

1.3 平衡機構 舉升機在進行上升動作或者下降動作時，為了保證汽車的整體水平保持一致，需要平衡機構來輔助完成，本設計的平衡機構采用鋼絲繩。每一個立柱中裝有兩對左右對稱的鋼絲繩，且在同一個立柱里，兩對鋼絲繩的運動趨勢有兩個方向，且方向相反，使用時變化其張力，使得左面和右面的滑臺在上升的動作中維持平衡。

1.4 保險機構 為了保證機構安全可靠地工作，設計了保險機構，該機構包括液壓回路保壓裝置、保險裝置、自鎖裝置、過載保護裝置和放滑保護措施[6]。

其中自鎖裝置尤為重要，當機構的動力源由于機構故障突然消失之后，自鎖裝置能靠機構的質量產(chǎn)生的慣性，阻止機構繼續(xù)運動，起保護作用。此次設計中保險裝置為安裝在兩個立柱上的電磁鐵安全鎖。為了能夠對舉升機進行雙重保護，把兩個安全鎖設計在彼此錯開的對角線上。其工作原理是當汽車被舉升到一定位置后，固定在滑臺上的鎖緊板與安全鎖的保險孔支撐座接觸發(fā)生機械自鎖。

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

2 主要部件的強度分析

托臂是舉升機的主要支撐部件和受力部件，托臂的性能直接關系到舉升機的工作性能，所以本文對托臂部件進行了相應的強度分析。

2.1 托臂截面特性分析

為了對托臂進行強度和剛度分析，需要確定慣性矩和靜矩，也就是對立柱截面進行分析。其截面是變截面，分析其截面特性，計算過程如下：

3 結論

由于機械式舉升機安全性較差、結構不合理、機械損耗高，因此本文設計了一種液壓式汽車舉升機機械結構，該機械結構主要由舉升機構、支撐機構、平衡機構和保險機構四部分組成。該舉升機具有安全可靠、結構緊湊、操作簡便、占地面積小等優(yōu)點。

參考文獻：

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

[2]黃火輝.關于汽車舉升機的設計與研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2017，30（01）：50-52.

[3]孫寶林.汽車舉升機滑臺及托臂結構設計與有限元分析[J].科技與企業(yè)，2014（08）：359.

[4]孫寶林.單柱汽車舉升機主體結構設計與有限元分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014，33（02）：92-93.

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

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