普通式双柱汽车举升机设计

摘 要

汽车举升机设计是汽车修理设备设计的重要内容。普通式双柱举升机设计主要包括举升装置的设计、立柱的设计、支撑机构的设计、平衡机构的设计及保险机构的设计。其中举升装置的设计和平衡机构的设计是最关键的内容，直接影响汽车举升机的动力性和经济性的好坏，可以说立柱设计的好坏是决定举升机设计好坏的一项重要内容。本次普通式双柱汽车举升机设计主要是利用已给的数据对举升机进行了选择，利用汽车举升机设计的基本知识和实物测量对该举升机各总成的总体布置进行设计，根据汽车举升机的强度刚度分析与验算并进行相关的动力性、经济性和安全性计算以检验设计的合理性。通过本次毕业设计，充分了解和掌握了汽车举升机设计的步骤和方法，为我们以后毕业从事汽车行业设计的工作打下基础。

关键词：双柱托举，同步举升，举升设备

ORDINARY-TYPE DOUBLE CAR LIFT DESIGN

ABSTRACT

Auto lift equipment auto repair design is an important aspect of design. Ordinary-type lift double lifting device design include the design, column design, to support the design of institutions, balance of design and the design of insurance institutions. Lifting device in which the design and balance is the key to the design of the content, a direct impact on the power car lift and economy is good or bad, it can be said of the column design is good or bad design decision to lift a good or bad important content. The ordinary-type double car lift is designed to use the data to a choice of lift, car lift designed to use the basic knowledge and physical measurements of the lift the overall layout of the assembly to carry out design, according to the Automotive Lift check the strength and stiffness analysis and related power, economy and security in order to test the design of the calculation is reasonable. The adoption of the graduation project, and fully understand and master the design of the car lift and method steps for us to engage in the automobile industry after graduating from the work of laying a foundation design.Key words：the entire vehicle design , general arrangement , chassis , minitype passenger car

KEY WORDS: double lifts, synchronous lifting, lifting equipment

目 录

前言……………………………………………………………………………1 1举升机的方案拟定 …………………………………………………………………2

1.1举升机的基本情况………………………………………………………2

1.1.1常用汽车举升机的结构类型 ……………………………………………2

1.1.2汽车举升机的主要参数……………………………………………………2

1.2汽车举升机的主要结构与要求………………………………………………3

1.2.1举生装置的要求……………………………………………………………4

1.3普通双柱汽车举升机结构方案的拟定 ……………………………………6

1.4液压传动的基本概念 …………………………………………………………7

2普通式双柱汽车举升机的结构设 ………………………………………………9

2.1举生装置 …………………………………………………………………………9

2.2立柱 ………………………………………………………………………………10

2.3支撑机构…………………………………………………………………………11

2.4平衡机构…………………………………………………………………………12

2.5保险机构…………………………………………………………………………13

2.6普通式双柱汽车举升机方案的确定 ………………………………………14

3双柱式汽车举升机操作步骤 ……………………………………………………15 4普通式双柱汽车举升机的强刚度分析与验算 ………………………………18

4.1普通式双柱举升机立柱的结构分析和验算………………………………18

4.1.1主立柱的截面特性分析与计算…………………………………………18

4.1.2主立柱的强度分析与计算………………………………………………20

4.1.3主立柱的刚度计算 ………………………………………………………27

4.2托臂的强度校核 ………………………………………………………………27

4.2.1托臂的截面特性 …………………………………………………………27

4.2.2托臂的强度核算 …………………………………………………………28

4.2.3从托臂处考虑挠度情况…………………………………………………31

5液压系统 …………………………………………………………………………32

5.1液压系统工作原理……………………………………………………………32

5.2液压缸活塞杆受压校核 ……………………………………………………32

5.2.1液压缸活塞杆强度验算…………………………………………………32

5.2.2液压缸活塞杆受压稳定性校核 ………………………………………33

6结论 …………………………………………………………………………………35

致谢 ……………………………………………………………………………………36

参考文献………………………………………………………………………………37

前 言

随着工业社会的飞速发展，我国的汽车产业也得到了前所未有的壮大。国产车辆和进口车辆的增加，人民生活水平的提高都使汽车的普及程度日趋加大。但是，随之而来的便是汽车保养和维护的问题，如何使之简便呢？为了解决这个问题，人们设计出了举升机，它的运用极大方便了汽车的维护，尤其是在地盘维修时，更显其优越性。

纵观国内外的研究概况，目前的举升机主要分为气动、液动、机械式三大类。其中尤以液动居多，机械式次之，气动最少,且每类里又可分为二柱式和四柱式。具体言之，液动的特点是平稳、噪音小、力量大，缺点是用久之后易漏油，污染工作环境。而机械式的一般多为电机驱动，螺杆传动，它不存在漏油问题，且自锁保护简单易行。

就其发展趋势而言，一定是朝着安全、简便、使用寿命长、噪音小、价格低廉的方向发展。

1举升机的方案拟定

1.1 举升机的基本情况

1.1.1常用汽车举升机的结构类型

目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪式、组合移动汽车等。

仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：普通双柱式、龙门双柱式、四柱式、剪式、移动式和单立住式等汽车举升机

按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条式等举升机。

从举升机的驱动方式分，主要有：电机驱动式举升机和液压驱动式举升机。 常见举升机基本基本构成情况：

（1） 升降台：活动架，托臂，升降台面，升降横梁等：

（2） 机械系统：动力箱、电动机与减速器、螺纹丝杠与工作螺母、液压装置、钢丝绳与滑轮等：

（3） 电气系统：电气保护装置、电气操作装置、电气操作装置、电气信号和线路等：

（4） 机架：立柱、剪式机架，门市机架、固定机架、低架等：

（5） 安全防护装置：托比下降保险（机械琐止/止退装置）、钢丝绳断裂保护装置、托臂回转角度锁紧装置等：

（6） 附属装置：防护罩、支撑垫、橡胶缓冲垫、加高支撑。

1.12 汽车举升机的主要参数

汽车举升机常用的主要参数和术语有10个，其中有些是《汽车举升机》JT/155-2004(JT/T 为交通部行业标注)规定的。

〔1〕 额定聚生质量〔JT/T155-2004〕:举升机在有效工作行程范围内，能够举升起或下降的最大允许举升质量，单位：KG或KN（公斤或千牛）。

〔2〕 最大举升高度〔JT/T155-2004〕:举升机与汽车相接处的最低支撑面与地面间的最大垂直移动移动距离，单位：M（米）。

〔3〕

降的装置。

〔4〕 同步装置〔JT/T155-2004〕:保持举升机工作（下降）台同步举升或下沉量〔JT/T155-2004〕：举升机工作位置自然下垂的移动距离，单位mm（毫米）

〔5〕 有效跨度：举升机沿被举升汽车宽度方向立柱之间的水平距离，单位：mm（毫米）。

〔6〕

〔7〕 驱动功率：举升机动力装置中电动机的额定功率，单位：KW（千瓦）。 上升时间或下降时间：汽车举升机连续由最下端上升到最上端或由最下端下降到最下端的全过程所需的时间，单位s（秒）。

〔8〕

（兆帕）。

〔9〕 工作电压：汽车举升机电源的供电压力。常用为：交流，50Hz（赫兹），液压系统压力：汽车举升机液压系统调定的额定工作压力，单位：MPa380（伏），三相四线制。

〔10〕 汽车举升机外形尺寸：汽车举升机整体的外观尺寸，如长、宽、高 等。单位：mm（毫米）。

普通双柱举升机、龙门式双柱举升机和四立柱式举升机这三种目前市场上主要的汽车举升机的主要技术参数统计如表1.2所示。

表1.2汽车举升机的主要参数

1.2 汽车举升机的主要结构与要求

举升机的结构形式主要有：（1）整体结构形式：（2）举升方式；（3）驱动方式：（4）平衡方式：（5）保险与保护方式：（6）托盘结构。

常用的几种举升机整体结构形式包括有普通式、龙门式、两柱式、剪式、移动式和单立柱式六种。

目前市场上最常见的是普通式和龙门式。普通式举升机的结构形式比较简单，制作成本相对于龙门式稍低·但从整个机器的强刚度的角度去考虑，龙门式就占优势了，简单地说就等于是在普通式的基础上在多架了横梁，于是便形成了

龙门式，但是也因此增加了他的制作成本。

四柱式的定位非常稳固，但是一般用于比小轿车稍大的车型的维修和保养，制作成本不低。

剪式举升机又分为大剪（字母式）和小剪（单剪）举升机。但由于不是批量，所以价格偏高。

对于体积可以说是庞大的大型客车来说，使用以上几种举升机就比较困难。因此又有了组合移动式举升机。既可以是双柱式，也可以是四柱式。这样的组合方便地适用于各种车型，但一般仅在给大型车进行维修或保养的时候才使用。

单立柱式举升机占地面积小，适用于小型汽车使用。由于是单柱较大型车就无法使用，就降低了它的使用价值。

常用的几种举升机整体结构形式的主要特点如下表2.1所示

表2.1

1.2.1 举生装置的要求

在我国的规定中讲到举升机的设备安装电器系统的绝缘、耐压和保护电路的连续性都要符合GB5226的有关规定。而在欧美地区同样也有相应的明文规定。

举升机的驱动方式主要有：电机驱动和液压驱动。液压驱东方式通常有链条传动举升机和液压缸直接举生方式。液压式举生机维护成本低，油缸的油封为进口的话一般使用5——10年没问题。其中电机驱动又分单电机和多电机，液压驱动又分但液压缸和多液压缸等多种驱动方式。单缸举升机也分为两种，一直被业内人士称作老单缸和新单缸。单缸的优点是：同步性好，不存在颠簸现象，有底板，举生机得扭力靠底板抵消，安全性好，是目前最理想的举升机。双缸举升机也分有两种：龙门式举升机和无地板举升机。但由于是双缸，所以同步行问题难以解决往往要靠两根钢丝绳来平衡。油缸以及钢丝绳只要调整的松紧一些举升机就可以同步运作。双缸的优点是：没有底板，为了最大的节省材料。去掉底板，

使得立柱的扭力考地面来抵消，所以对地基要求很高。

如果驱动是单液压缸，则升降运动采用机械方式同步。如果采用多个液压缸驱动则升降运动即可采用机械同步，{如，钢丝绳同步}也可以采用同步液压缸或副缸随同主缸同步升降。

常用的举生方式有：丝杠螺母方式举生、钢丝绳或链条传动举生方式和液压缸直接举生等方式。

从液压和机械两种举生方式来看，机械方式和液压方式各占一半，但是机械的稍微多一些，如图2.1所示：

图2.1汽车举升方式百分比图

43%液压；57%机械

丝杠螺母传动的举生方式一般采用电机驱动。如用单电机驱动，则各柱的升降运动，一般采用机械同步方式：若用多电机驱动，则采用机械同步或采用电气方式同步进行升降运动。在电气方式同步时，副柱上的升降是随同主柱的升降运

动同步进行的

钢丝绳或链条传动举生方式可采用电机驱动或液压缸驱动，一般采用钢丝绳平衡同步举生。上述各种方式各有特点：丝杠螺母方式传动的自锁性好，安全性也比较好，而且采用电机驱动，维护保养均较方便，传递比较清洁，没有液压油，但是需要液压系统。与机械系统相比，液压回落容易产生故障。维护保养工作比较多。

相比液压缸举升机产生成本比丝杠螺母举生形式的要低液压缸的长生远比丝杠螺母机构的简单，容易组织产生，而且使用寿命比丝杠螺母要长。所以本次设计所采用的是液压举生方式

举升机的设计中液压系统的设计也是致关重要的。在欧洲地区液压缸汽缸，管路及接头 受调压阀设定的最大压力的限制。他们至少应承受该压力的2倍（采用液压驱动时）或是该压力的3倍（采用气压驱动时）并且要没有永久变形。软管、气袋、没和的尺寸在设计时应使之承受至少3倍的调压阀设定的最大压力值的爆破压力。

我国对举生机的性能要求也比较繁多，如下：

（1）举升机应设有限制行程限位装置，如有需要则该装置应动作灵敏、安全可靠。

（2）液压系统工作应平稳、无振动、无爬行现象。

（3）液压式举升机除液压系统能自锁外还应没有机械锁止装置。

(4)机械式举升机任意时刻都能安全自锁。

（5）举升机正常运行时的噪音不得超过80db。

（6）举升机工作环境温度为0——40c，全行程连续举生额定质量20次，油温

2普通式双柱汽车举生机的结构设计

2.1举生装置

本次设计的举升机的举生装置是由液压系统及电箱组成的。通过电箱的开关启动电机来控制液压单元，液压油进出液压缸，并通过链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举生动作，如图2.1所示

图2.1驱动举升装置

图2.1是本次设计的普通式双柱汽车举升机的驱动装置及举生装置的示意图，从图中可以看到左右两边立柱内的两个举生装置是通过液压软管来连接的，它的不足的地方就是左右两个液压缸在开始举生时有一个时间差，这会导致因左右两边的举生速度不一样而举生不平衡。因此。我们在液压举生的基础上增加了钢丝绳的同步装置，用这样的同步装置来弥补液压缸带来的缺点。图2.2是普通式双柱汽车举生机的举生装置的结构图：

图2.2普通式双柱汽车举升机的举升装置结构图

从图中可以看到，普通式双柱汽车举升机的举生装置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举生的目的。

2.2立柱

普通式双柱汽车举升机的立柱有两个，分别是左、右两边各一个立柱，中间放置滑台和液压系统。图2.3是左边立柱的俯视图。整个举升机的重量几乎是由立

(8)

4普通双柱汽车举升机的强刚度分析与验算

双柱式汽车举升机的结构形式有多种，QJY04_02B型举升机系是指液压驱动的双柱举升机。此类举升机够的传动系统由液压系统驱动和控制的，通过两立柱内安装的液压油缸实现上下运动，推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滑轮沿立柱滚动，实现滑台上的上下移动。举生设备的主要部分有：举生机

构、支撑机构、平衡机构、和电磁铁安全锁机构。

本次设计的举升机的主要性能参数为：额定举生载荷2吨：在载

两顿情况下，由最低位置举生到最高位置需要50秒：当拉下操纵杆使溢流阀接通最低位置所需要的时间不小于50秒：电动机功率2.2kw：举升臂在最低位置时的举升高度为120mm，最大举生高度为1850mm，工作行程为1730mm。

4.1普通式双柱举升机立柱的结构分析和验算

4.1.1主立柱的截面特性分析与计算

主立柱体时举升机主要的受力承重部件。举升机立柱在工作时受来自于保险锁机构处因承受的压力和升降滑台滚轮作用在立柱上的弯矩。因此，立柱在这两

5液压系统

5.1液压系统工作原理

启动电动机按钮后电机启动并带动油泵从油箱中吸入压力油送到举升缸中使活塞杆移动，此时安全溢流阀关闭，此阀的压力在出厂前已经调节好，以保证起重的额定载荷的要求。当系统中的压力超过极限时，自动溢流卸油阀松开，启动按钮停止供油，提升结束，开始作业工作。如果拉动滑台上两个机械安全锁

后在按手动下降阀开始卸油下降，起工作原理见图5.1：

图5.1液压系统工作原理图

1齿轮泵，2-电动机，3-滤油器，4-单向阀，5-溢流阀，6-手动式下降阀，7-私服限流阀 8-

软管，9-防油管爆裂阀，10-举升缸，11-液位计，12-空气滤清器

5.2液压缸活塞杆强度验算

根据活塞杆只受力的工作情况，强度验算公式为：

d》35.7F/ 式中：F-载荷力KN

—活塞杆材料应用力MPa

实际采用之活塞杆直径d=38mm 15.432mm，所以符合受压强度要求。

结 论

本文首先对所有的汽车举升机的情况进行了简单的阐述，并介绍了各类汽车的举升机的结构特点，对汽车举升机有了初步了认识。然后在根据各类汽车举升机的各种实用要求，结合前人设计的举升机的各种结构，按照自己所需要的设计的举升机的要求对汽车举升机进行了结构方面的设计。

本次所设计的举升机是采用以液压驱动、液压缸为举升装置以及钢丝绳为同步装置的普通式双柱汽车举升机。液压驱动是由液压系统以及电箱组成的。整个举升机的外形是双柱式的，同时它的支撑机构是非对称式的托臂。通过电磁铁安全锁将立柱内的滑台固定住，起到保护作用

总结这次普通式双柱汽车举升机的设计，大体可以归纳为以下几点：

（1） 通过市场调查，首先了解汽车举升机的种类，并熟悉了各类汽车举升机的外形以及他们的功能特点、实用要求等。在对汽车举升机有了一定得了解后将各类汽车举升机的装配结构做了对比，最终确定了本次设计的普通式双柱汽车举升机的设计方案。

（2） 在确定了设计方案之后，就对普通式双柱汽车举升机的结构进行了而设计。在设计过程中通过了参考其他形式的举升机的结构特点。再结合了自己的设计思想，最终把此普通式双柱汽车举升机的结构设计成由举升装置、立柱、支撑机构、平衡机构和保险机构等五大部分组成。

（3） 由于汽车举升机是一种将汽车抬升到一定高度后用于汽车维修或保养得举升设备。因此在工作的情况下它必须要承受一定得载荷。所以在设计了汽车举升机构的结构之后，还对它的强度、刚度进行验算，以保证举升机有足够的承载能力来安全有效的工作。

（4） 除了对普通式双柱汽车举升机的机械机构进行设计、验算外，还进行了液压部分的验算。因为本次设计的普通式双柱汽车举升机的驱动系统采用的是液压驱动，而且它的举升装置采用了液压缸举升。而液压缸受压的活塞杆是属于细长杆，所以设计时必须要考虑到细长杆的稳定性，所以设计的方案必须要通过验算。

致 谢

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