普通式双柱汽车举升机设计

1、普通液压式两柱汽车举升机设计摘 要 双柱式举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把整车装备重量不大于3吨的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。关键词：双柱举升机，结构特点，非对称式，机械结构设计，液压驱动，截面特性AbstractA pillar type raises to rise the machine is a kind of automobile to fix and maintain the unit to raise to rise the equipments in common use

2、ly, extensively used for the car etc. the compact car maintains and maintains.It is a kind of is no bigger than 3 tons the whole car material weight of various car, bread car, the tool car.etc. raise to rise the certain height to be provided for car maintenance and safeties to check the homework pro

3、tect to fix the equipments.keyword Double Column Lift Structural features Asymmetric Mechanical design Hydraulic drive Section properties目 录第一章 绪论 1.1前言 1.2举升机的概述 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc292567281 第二章 举升机的方案拟定 PAGEREF _Toc292567281 h 3 HYPERLINK l _Toc292567282 2.1 举升机的基本情况 PAGEREF _Toc29256

4、7282 h 3 HYPERLINK l _Toc292567283 2.1.1 常用汽车举升机的结构类型 PAGEREF _Toc292567283 h 3 HYPERLINK l _Toc292567284 2.1.2 汽车举升机的主要参数 PAGEREF _Toc292567284 h 3 HYPERLINK l _Toc292567285 2.2 汽车举升机的主要结构与要求 PAGEREF _Toc292567285 h 3 HYPERLINK l _Toc292567286 2.2.1 举升装置的要求 PAGEREF _Toc292567286 h 3 HYPERLINK l _To

5、c292567287 2.3 普通式双柱汽车举升机结构方案的确定 PAGEREF _Toc292567287 h 4 HYPERLINK l _Toc292567288 第三章 普通式双柱汽车举升机的结构设计 PAGEREF _Toc292567288 h 5 HYPERLINK l _Toc292567289 3.1 举升装置 PAGEREF _Toc292567289 h 5 HYPERLINK l _Toc292567290 3.2 立柱 PAGEREF _Toc292567290 h 6 HYPERLINK l _Toc292567291 3.3 支撑机构 PAGEREF _Toc29

6、2567291 h 7 HYPERLINK l _Toc292567292 3.4 平衡机构 PAGEREF _Toc292567292 h 7 HYPERLINK l _Toc292567293 3.5 保险机构 PAGEREF _Toc292567293 h 8 HYPERLINK l _Toc292567294 第四章 普通式双柱汽车举升机的强刚度分析与验算 PAGEREF _Toc292567294 h 9 HYPERLINK l _Toc292567295 4.1 普通式双柱举升机立柱的结构分析和验算 PAGEREF _Toc292567295 h 9 HYPERLINK l _To

7、c292567296 4.1.1 主立柱的截面特性分析与计算5 PAGEREF _Toc292567296 h 9 HYPERLINK l _Toc292567300 4.1.2 主立柱的强度分析与验算 PAGEREF _Toc292567300 h 11 HYPERLINK l _Toc292567304 4.1.3 主立柱的刚度计算 PAGEREF _Toc292567304 h 17 HYPERLINK l _Toc292567305 4.2 托臂部分的强度校核 PAGEREF _Toc292567305 h 18 HYPERLINK l _Toc292567306 4.2.1 托臂部分

8、截面特性 PAGEREF _Toc292567306 h 18 HYPERLINK l _Toc292567307 4.2.2 托臂部分强度核算 PAGEREF _Toc292567307 h 18 HYPERLINK l _Toc292567308 4.2.3 从托臂处考虑挠度情况 PAGEREF _Toc292567308 h 21 HYPERLINK l _Toc292567309 第五章 液压系统 PAGEREF _Toc292567309 h 22 HYPERLINK l _Toc292567310 5.1 液压系统工作原理 PAGEREF _Toc292567310 h 22 HY

9、PERLINK l _Toc292567311 5.2 液压缸活塞杆受压校核 PAGEREF _Toc292567311 h 23 HYPERLINK l _Toc292567312 5.2.1 液压缸活塞杆强度验算 PAGEREF _Toc292567312 h 23 HYPERLINK l _Toc292567313 5.2.2 液压缸活塞杆受压稳定性校核 PAGEREF _Toc292567313 h 23 HYPERLINK l _Toc292567314 结论 PAGEREF _Toc292567314 h 24 HYPERLINK l _Toc292567315 参考文献 PAGE

10、REF _Toc292567315 h 25前 言 双柱式汽车举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备，广泛应用于轿车等小型车的维修和保养。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、四柱式举升机、剪式举升机、组合移动汽车式举升机等。本文较全面地介绍了举升机的分类，在确定了所要设计的举升机的方案之后，即针对举升机的结构及其特点要求进行了设计与说明，同时对举升机设计过程中所涉及到的工艺性问题进行补充说明。然后分析了普通式双柱汽车举升机主立柱的截面特性，并对主立柱的强刚度和托臂的强度进行了校核验算。对液压缸活塞杆强度以及受压杆的稳定性也进行了验算，以保证所

11、设计的举升机满足使用要求。本课题所设计的是液压驱动的普通式双柱汽车举升机。它的特点是：性能可靠，低能耗，操作方便；无横梁，结构简单；非对称托臂可伸缩，保证了安全性；托脚的最低位置低，使得车辆的底盘可以比较低，对各种车辆的适应性扩大了；与螺杆式的举升机相比，使用寿命较长；价格低廉，拥有的市场份额较大。经过调研了解到国内市场对于维修用举升机的需求量比较大，考虑到国内的特点，从实用角度出发，确定如下方案：1. 考虑到大多数维修是屋内作业，野外作业有，但是少，故采用两立柱升举，尽量在满足升举条件的情况下，节省空间。2. 为了减少噪音及其达到升降的平稳性采用液压动力升举装置。3. 由于升举的同时，两个同

12、步液压缸的设计不可能完全一样，将导致升举的同时车会发生倾斜，故采用钢丝绳平稳系统，以消除该影响。4. 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适用于整体或解体搬运尽量做到标准化，通用化，系列化。设计的目的和意义：随着中国经济的蓬勃发展，小客车将逐步进入中国的家庭市场。鉴于中国市场的广阔性，及其中国基础设施的滞后性，给小客车的维修带来了不便，特别是轿车底部的维修，给维修师傅带来很多不便，浪费人力物力，还有占地面积，为了解决上属的所有问题，为未来社会的发展带来方便。小客车维修用升举装置主要应用于家庭和出租车类。应用十分的广泛，主要用途是通过升举实现维修的方便和安全。1 举升机的方案拟定1.1

13、 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、组合移动汽车式等。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、四立柱式、剪式、移动式和单立柱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、齿轮齿条举升式等举升机。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。1.1.2 汽车举升机的主要参数普通式双柱举升机、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

14、示。表1.2汽车举升机的主要参数 额定举升质量 最大举升高度 盘距地高度 全程上升时间 全程下降时间普通式双柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec龙门式双柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec四立柱式 2.5-4.5 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec1.2 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。1.

15、2.1 举升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其相应的明文规定。举升机的设计中液压系统的设计也是至关重要的。在欧洲地区液压缸、气缸、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、膜盒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。我国对举升机的性能要求也比较繁多，例如：（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

16、、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040，全行程连续举升额定质量20次，油温不得高于60。（7）在试验台上对液压系统施高150%的额定使用压力，维持2min，不允许有永久变形、漏油及其他异常现象。（8）在无故障工作基础上，机械式举升机的使用继续进行到3000次，则液压举升机可以继续进行到9000次，以安全可靠为前提，检查零部件损坏程度，允许更换损坏件，允许添加润滑剂。1.3 普通式双柱汽车举升机结构方案的确定通过对汽车举升机的结构的认识和了解，确

17、定了本次设计的举升机的总体方案。本次设计的是由液压驱动的QJY04-02B型普通式双柱汽车举升机。它的结构主要包括以下几个部分：举升装置、同步驱动装置、立柱和托臂。QJY04-02B型普通式双柱汽车举升机的举升机构的传动系统是由液压系统来驱动和控制的，由两边两个立柱里安装的液压油缸来推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。用钢丝绳作为同步装置来保持整个举升机的同步性。托臂与立柱内的滑台相连，当滑台上下移动时就带动托臂一起移动。2 普通式双柱汽车举升机的结构设计2.1 举升装置本次设计的举升机的举升装置是由液压系统以及电箱组成的。通过电箱的开关启动电动机来控

18、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升动作，如图2.1所示：图2.1驱动举升装置示意图图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升装置的示意图，从图中可以看到左右两边立柱内的两个举升装置是通过液压软管来连接的，它的一个不足的地方就是左右两个液压缸在开始举升时有一个时间差，这会导致因左右两边的举升速度不一样而举升不平衡。因此，我们在液压举升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升机的举升装置的结构图：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升装

19、置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举升的目的。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。图2.3是左边立柱的俯视图。整个举升机的重量几乎都是由立柱来支撑的，因此它必须要有一定的强度和刚度。（强刚度的设计计算在第四章）。立柱中间的空间是用来放置举升装置以及滑台部件的。整个立柱部分的行位公差要求也比较高，如图水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直线度和平行度，立柱内外表面还要有一定的粗糙度等。图2.3左立柱的俯视图2.3 支撑机构托臂部分是属于举升机的支撑机构。当汽车进入到举升机的范围里时，整个支撑机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工

20、作范围的宽度。本次设计的支撑机构是非对称式的托臂，这样设计增加了托臂的宽度，实质就等于增加了托臂的工作范围，而且左右两侧的托臂的臂长都是有一定的伸缩性的。如图2.4所示：图2.4非对称式托臂的工作范围示意图1托臂原始工作位置，2托臂伸长后的工作位置其中，图中方格阴影部分就是托臂的工作范围。托臂未伸长前的工作范围按照轨迹1来运动；托臂伸长后的工作范围按照轨迹2来运动；而且，图中的轨迹1和2是托臂的两个极限位置，在1和2的范围内，托臂的长度是可以伸缩的。但是由于托臂属于支撑机构，它是要承受一定的重量的，所以本次设计采用非对称式的结构就更能保证托臂的强刚度了。非对称式托臂的详细结构如下图2.5所示：

21、图2.5非对称式托臂的结构图2.4 平衡机构由于举升机在上升或下降时必须要采用强制性的平衡装置来确保汽车整体的水平位置保持一致，所以本次设计采用了钢丝绳来作为整个举升机的平衡机构。本次设计所采用的是在单个立柱内安装两副左右对称的钢丝绳，但是在这个单个立柱里面的钢丝绳的走向确是两个相反的方向，用户可以通过改变钢丝绳的张力来使左右两边的滑台在抬升的过程中保持平衡。要注意的是两边确定的钢丝绳的张力必须一致，这样才能真正的平衡。单个立柱里的钢丝绳的走向如图2.6所示：图2.6单个立柱内钢丝绳的走向示意图2.5 保险机构汽车举升机是一种对安全性能要求特别高的举升设备。通常设有多种保险装置和保护措施：液压

22、回路的保压、机械锁止保险装置、机械自锁装置、举升过载保护、冲顶保护、防滑等等。机械自锁是指失去驱动力后，利用机械机构的重力（被驱动物体的阻力）来自动阻碍其运动的保护10。本次设计中电磁铁安全锁机构的组成是：在两个滑台上均有安装安全卡位条，当汽车升起后，卡位条与电磁铁连接的支撑板构成机械自锁机构，由于两个立柱上均装有电磁铁安全锁，如图2.7所示，并且这两个安全锁所装的位置不在同一直线上而是互相错开在对角线上，起到双保险的作用7。图2.7电磁铁安全锁1电磁铁，2保险孔板，3保险孔支撑座作为保险装置的电磁铁安全锁是由好几个零件组成的。其中主要的几个零件包括：保险孔板、保险孔支撑座和电磁铁。当电磁铁得

23、电将保险孔支撑座吸住时，它和锁紧板之间没有接触，此时的举升机处于保险打开状态，整个滑台可以自由地上下移动。当电磁铁失电时，保险孔支撑座处于图示状态，此时的保险孔支撑座将与滑台上的锁紧板互相顶住，使滑台固定在一个位置而不能上下移动，起到保险的作用。3 普通式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。此类举升机构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，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。举升设备的主要部分有：举升机构、支承机构、平衡机构和电磁铁安

24、全锁机构。本次设计的举升机的主要性能参数为：额定举升载荷4吨；在载重4吨情况下，由最低位置举升到最高位置需50秒；当拉下操纵杆使溢流阀接通，4吨轿车由最高位置降到最低位置所需时间不小于50秒；电动机功率2.2 KW；举升臂在最低位置时的举升高度为120mm，最大举升高度为1850mm，工作行程为1730mm。3.1 普通式双柱举升机立柱的结构分析和验算3.1.1 主立柱的截面特性分析与计算5主立柱体是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重的压力和升降滑台滚轮作用在立柱上的弯矩。因此，立柱在这两种力的作用下，有向内弯的变形趋势，底部焊口在拉压应力的作用下有开裂的倾

25、向，故立柱底部与底座处焊有加强筋。立柱壳体用钢板整体压制成形，其内部相应位置焊有保险装置支承板，用于锁定状态时受力和承重，下部与底座焊接。其中一个立柱体上还装有液压泵站和电气控制箱。主立柱作为主要的承重部件，先对其截面特征进行分析，主要是确定立柱截面形心的位置和截面的惯性矩。a确定立柱截面形心和中性轴的位置将整个截面分为A1、A2、A3三个部分，取与截面底边互相重合的Z轴为参考轴（见图4.1举升机主立柱横截面示意图），Z1、Z2、Z3分别为三个组合截面的中性轴，则三个截面的面积及其形心至Z轴的距离分别为： 图4.1举升机主立柱横截面示意图 重心C到相应边的距离e：19 (4.1)整个截面形心C

26、在对称轴Y上的位置则为：(4.2)b 确定惯性矩设三截面的形心分别为C1、C2、C3，其形心轴为Z1、Z2、Z3（图4.1），它们距Z轴的距离分别为：由平行移轴公式，三截面对中性轴Z的惯性矩分别为： (4.3) 、为三截面对各自心轴Z1、Z2、Z3的惯性矩，将三截面对中性轴Z的惯性矩相加，可得立柱整个截面对中性轴Z的惯性矩： c 立柱静矩S的计算：（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1： (4.4) 其中、分别为三截面各自的静矩，所以立柱整个截面上半部分的静矩S为： （2）立柱整个截面下半部分的静矩S2： 3.1.2 主立柱的强度分析与验算举升机工作时，其托臂将汽车举升至一定高度后锁定，举升机直

27、接承载处位于托臂端部，故应先对滑台部件进行受力分析（见图4.2滑台部件受力情况示意图）：在分析之前，对滑台部件进行了调查。其中本次设计的滑台部件的组成之一是大滑轮，滑轮的种类形状有很多，有“两个大圆柱滚轮型”、“四个顶角处是采用四个小滚轮型”、还有最原始的“四个角用四个橡胶滑块”或是“用两个滑块代替两个大圆柱滚轮”，但是用的较多的是“采用两个大圆柱滚轮”的形式，如果采用其他类型的滚轮例如用滑块来代替滚轮，那么整个滑台就不容易锁定，容易滑动；除此之外就是同步性的问题也不容易解决。图4.2滑台部件受力情况示意图a 滑台部件受力情况分析滑台部件自身重量近似估算如下：滑台组合件尺寸：采用160160方

28、钢，壁厚8 mm，高800mm滑台体积： 摇臂座尺寸：采用100100方钢，壁厚8 mm，长440mm摇臂座体积： 托臂近似尺寸：采用100100方钢，壁厚8 mm，长（800310）1110mm托臂体积：钢材比重选取：所以，滑台部件、摇臂座和托臂的重量为将滑台、摇臂座和托臂一起考虑图4.2中，单侧托臂受到的最大载荷为2吨，加上自重，托臂端部受力为2066.37kg,F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处为支承点，假定自重全部集中在负载处，有： (4.5) (4.6) (4.7) 由式4.7得，代入式4.6 假定 则由式4.5得：综上所述，考虑滑台部件

29、中滑台、摇臂座和托臂的总自重，假定自重全部集中在负载处，近似估算值为66.37kg。单侧托臂受到的最大载荷为2000kg，加上滑台部件的自重，托臂端部受力大小为2066.37kg，F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，F1=F2，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处是支承点位置，则：。b 举升机主立柱受力情况分析主立柱受力情况（见图4.3普通式双柱举升机主立柱受力情况示意图），F1和F2是滑台通过滚轮作用在立柱上的力（图示为最高位置），FBX和FBY为滑台作用在立柱上的支承力（压力），RHX、RHY和MH为底部支座反力。针对立柱受力情况，经计算得：图4.3普通式双柱举升机主立柱受力情况示

30、意图RHX=0 RHY=FBY=2066.37kg c 普通式双柱举升机主立柱强度校核计算从图4.3看出，整个立柱体相当于一个悬臂梁，可画出立柱的弯矩图和剪力图。由F1引起的弯矩图和剪力图见图4.4：图4.4立柱上F1作用力及其弯矩图和剪力图l=2600mm b=2415mm a=185mm 由F2引起的弯矩图和剪力图见图4.5：图4.5 立柱上F2作用力及其弯矩图和剪力图l=2600mm b=1890mm a=710mm 由FBY产生的M引起的弯矩图见图4.6：图4.6立柱上M作用力及其弯矩图 综上所述，立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图如图4.7所示。图4.7立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图

31、从图中可以得出 在截面C处，剪力最大（QC=5234.804kg），弯矩最大（MC=2748272.1kg）,所以此处是危险截面。前面计算已经得到，抗弯截面模数为： (4.8)截面上半部分静矩S171.24cm3， (4.9)以下进行强度校核：（1）校核正应力强度： (4.10)许用应力选： (4.11)，满足强度条件。（2）校核剪应力强度：(4.12)选，而许用应力(4.13)，满足强度条件。（3）折算应力强度校核：主立柱横截面上的最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处，而最大剪应力则产生在中性轴上，虽然通过上面的校核说明在这两处的强度都是满足要求的，但是因为在截面C处，M和Q都具有最大值，正

32、应力和剪应力都比较大，因此这里的主应力就比较大，有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核，取该截面边缘处某点K进行计算：(4.14)(4.15) 由于点K处在复杂应力状态，立柱体材料采用的30钢是塑性材料，可以采用第四强度理论20，将 的数值代入，用统计平均剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为： (4.16)所以 即 (4.17)按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。3.1.3 主立柱的刚度计算 用迭加法：（1） 由F2引起的绕度：（往外弯）用式 (4.18)E：弹性模量的选择： 碳钢取：196206Gpa取201Gpa=20.1106N/cm2= = (4.19)（2） （往内

33、弯）由F1引起的绕度： （3）由M引起的绕度： (4.20)（往外弯）此植可忽略不计。实际往内弯的绕度 3.2 托臂部分的强度校核3.2.1 托臂部分截面特性托臂部分截面属于变截面，以下先计算截面特性数据：（1）小臂截面尺寸：7070方钢，壁厚8mm，a=70,b=54惯性矩： (4.21) (4.22)静矩计算：（2）大臂截面尺寸：9292方钢，壁厚8mm，a=92,b=76惯性矩： 3.2.2 托臂部分强度核算图示为左后托臂部件图：图4.9左后托臂部件图图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面：下图是托臂示意图：图4.10托臂示意图按照A,B,C,D几个典型截面进

34、行分析，各个截面的截面图如下： (a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面图4.10典型截面示意图（1）A截面：惯性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3 保险系数较小可满足强度要求。（2）B截面：92*92方钢A1=8015=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm A2=9292-7676=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mm YC=(120099.5+268846)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm IA1=80153/2+(99.5-62.51)21200=1664412

35、.12mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)22688=392.46cm4 所以cm4W=89.41cm3 保险系数较小可满足强度要求。（3）C截面：A1=12cm2yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2yA2=4.6cm A3=6010=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm yC=(1215.95+26.884.6+612.2)/(12+26.88+6)=8.56cm IA1=50153/2+(15.95-8.56)212=641.73cm4 IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)216.88=759.875cm

36、4 IA3=1*63/12+(12.2-8.56)26=183.615cm4 所以IA总=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4 W=I总/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3 MC=2066.3794=194238.78kgcm 满足强度要求。（4）D截面：惯性矩：I=318.976cm4 ； W=69.342cm3MD=2066.3753=109517.61kgcm ,保险系数较小可满足强度要求。3.2.3 从托臂处考虑挠度情况托臂亦相当于一个悬臂梁，端部受力P2066.37kg，托臂部件由大臂和小臂组成，将从大臂和小臂处分别考虑：小臂端部处挠度： （4.23）大臂

37、端部处挠度：经受力分析，大臂端部受一个力P2066.37kg和一个弯矩 M2066.3770144645.9kgcm； （4.24）因载荷引起的挠度为：因托臂的大小臂之间有1mm间隙，由此产生挠度： 主立柱的弯曲绕度使滑台产生转动，滑台的转动又使托臂有一定的下沉量，经计算，。 故托臂端部总下沉量为：在举升机行业标准中，此值满足距立柱最远点的托臂支承面下沉量要求。4 液压系统4.1 液压系统工作原理启动电动机按钮后电机起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好，以保证起重的额定载荷的要求。当系统中压力超过极限时，自动溢流卸油阀松开，起

38、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再按手动式下降阀便开始卸油下降，其工作原理图见图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-伺服限流阀，8-软管，9-防油管爆裂阀，10-举升缸，11-液位计，12-空气滤清4.2 液压缸活塞杆受压校核4.2.1 液压缸活塞杆强度验算根据活塞杆只受压力的工作情况，强度验算公式为：d35.7（F/）1/2mm (5.1) 式中：F载荷力KN。 这里 F=1/2G=(4000/2)g=2000Kgf=19.62KN (5.2)活塞杆材料应用应力MPa=s/

39、n (5.3)其中：s材料屈服极限，n=安全系数。取s =315MPa，n=3，=105MPa。则 d35.7（19.62/105）1/2 =15.432 mm 实际采用之活塞杆直径d=38mm15.432mm，所以符合受压强度要求。4.2.2 液压缸活塞杆受压稳定性校核液压缸压杆安装形式如下图示：图5.2液压缸压杆安装图已知：缸体长度 L=1078mm工作行程 l=914mm活塞杆直径 d=38mm计算长度 l=L+l=1992mm活塞杆截面积 A=（/4）d2活塞杆转动惯量 J=（/64）d4活塞杆回转半径 K=（J/A）1/2=d/4柔性系数 m=85末端条件系数 n=2则 l/K=4l

40、/d=41992/38=209.684 mn1/2=8521/2=120.21 由于 l/K mn1/2，则可按下列公式计算临界载荷PK=2nEJ/L2(5.4)式中：E材料弹性模量，取E=2.1105 MPa，Jmm4，lmm则：PK=3.1416222.11011（3.1416/64）0.0384/19922=106924.616N取安全系数nK=3, 临界稳定载荷PK/ nK=106924.616/3=35641.539N 实际工作载荷F=1/2G=2000Kgf=19620N F=1/2G=2000Kgf=19620NPK/ nK，所以满足压杆稳定条件。5 结论本文首先对所有的汽车举升

41、机的情况进行了简单的阐述，并介绍了各类汽车举升机的结构特点，对汽车举升机有了初步了认识。然后再根据各类汽车举升机的各种使用要求，结合前人设计的举升机的各种结构，按照自己所要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，起到保护的作用。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：通过市场调查，首先了解了汽车举升机种类，并熟悉了各类汽车举升机的外形

42、以及它们的功能特点、使用要求等。在对汽车举升机有了一定的了解后，将各类汽车举升机的装配结构作了对比，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。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设计。在设计过程中通过参考其它形式的举升机的结构特点，再结合了自己的设计思想，最终把此次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五大部分组成。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的举升设备。因此，在工作的情况下它必须要承受一定的载荷。所以，在设计了汽车举升机的结构之后，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

43、安全有效地工作。除了对普通式双柱汽车举升机的机械结构进行设计、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，所设计的方案必须要通得过验算。参考文献1 孔红梅，等.液压举升机同步系统J.液压气动与密封，2000,(1):20-23.2 刘敏杰,等.几种举升机构的结构与性能分析J.专业汽车，1999,(2):23-25.3 王惠.举升机液压系统的设计J.机械设计，1996,(4)：25-27.4 胡均安,等.汽车举升机立柱结构的神经网络模型建立J

44、.湖北工学院学报，2001,(4):56-58.5 陈耀华.重型自卸汽车多级缸式液压举升系统的设计计算J.汽车研究与开发,1994,(3):22-26.6 王国彪,杨占敏.液压举升机构定位尺寸的分析J.矿山机械,1995,(4):39-41.7 林晨.新型液压汽车举升机J.林产化工通讯,1995,(2):22.8 文嘉性,冯克良,章武烈.QJ-2型汽车举升机的设计与制造J.陕西汽车,1995,(3):17-25.9 钟建琳. Pro/Engineer典型机械设计M.北京：机械工业出版社，2002年：110.致 谢伴随着工作的开始,我们在学校的毕业设计也结束了,虽然很累,但是我们都很高兴,两年的

45、大学生活留给我们的是回忆,在大学的生活里,无论是老师还是同学都在我们的生活中给了我很大的帮助,作大学生活和学习中的最后一次作业,它考察的不仅仅是我们所学的知识,更体现出了我们把所学的理论知识应用于实践中的能力.从定毕业论文题目到论文的结束,我们都不是一个人完成的,我们的背后有我们关爱的父母，亲爱的同学,有我们敬爱的老师,他们在默默的付出着,从来没有什么怨言,每次在设计遇到困难的时候,想起的是我的父母，他们用自己勤劳的汗水挣来的钱供养我上大学，为了回报父母，面对困难我不会轻易退缩；想起了我的毕业论文指导老师，她曾细心的给我们讲解论文的格式和论文的思路，和她的交谈中我们感受到的是一份份浓浓的感情和

46、责任感,我很高兴因为我有这么好的老师.在这里我发自肺腑的说一句“老师谢谢你”。同时也感谢在这两年中给予我们知识的所有老师,有你们辛勤的播种才有我们今天灿烂的花朵,在我们即将走出校园时,我忠心的祝福他们身体健康,工作顺利.在我们走向工作岗位后,我们也会用我们的实际行动来回报你们对我的教育之恩!附录资料：不需要的可以自行删除超宽超深地下连续墙施工工艺一、概述武林广场站位于杭州市中心广场武林广场东北角，是地铁1号线与3号线的换乘车站，车站长161.75m，标准段宽36.6 m,底板埋深约26.4m, 车站为地下三层四柱五跨三层结构，采用盖挖逆作法施工。车站围护结构采用1200mm厚地下连续墙，墙幅宽

47、度为6.0m，深度为48m左右，十字钢板接头形式，单幅钢筋笼重约70t，设计要求进入中风化岩0.5m。二、工法特点地下连续墙工法问世以来，迅速的占有了广阔的市场，地下连续墙工法主要有以下几方面的优点。1、施工时振动小，噪声低，非常适于在城市施工；2、墙体刚度大，用于基坑开挖时，极少发生地基沉降或塌方事故；3、防渗性能好；4、可以贴近施工，由于上述几项优点，我们可以紧贴原有建筑物施工；5、可用于逆作法施工；6、适用于多种地基条件；7、可用作刚性基础；8、占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益；9、功效高、工期短，质量可靠。当然，所有的事物都有两面性，地连墙工法也存在以

48、下缺点：1、在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大；2、如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题。3、地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其他方法的费用高；4、在城市施工时，废弃泥浆的处理比较麻烦。三、施工方法及操作控制要点1、施工优化控制的要点1.1 地下连续墙一般宽为6m，墙厚1.2m属于超宽地连墙，在施工技术方面还不是很成熟，机械方面相应的成槽机、反力箱、大型起重设备等的应用都是经过反复计算在经济安全的前提下确定的。1.2 在成槽过程中机械自身的垂直控制系统1.3 由于采用十字钢板对刷壁造成一定难度，在经过研究后采

49、用在成槽机抓斗上安装侧铲进行刷壁然后再用钢刷刷壁器进行刷壁。1.4 在地连墙施作过程中要穿越承压水层，为防止开挖过程中承压水绕流，在地连墙内预埋注浆管，在地连墙全部达到强度后进行墙趾注浆1.5 本工程反力箱放置深度达到4352m，混凝土浇筑时间也长达8小时左右，反力箱自重、混凝土的握裹力和土体的摩擦力极大，为顺利拔出反力箱在混凝土浇筑完34小时后，先用液压油顶对其进行松动，在混凝土初凝后在进行起拔。2、关键工序施工方法及控制要点2.1 道路硬化因地下连续墙施工过程中，成槽机械及吊运钢筋笼的大型履带式起重机需要在场地内来回行走，我单位根据以往的经验并结合本工程的实际情况，对结构内侧及导墙外侧1m

50、的范围内浇筑30cm厚C20钢筋混凝土路面，配筋采用16的螺纹钢横向间距200 mm、纵向200mm，双层双向布置，并与导墙筑成一体。2.2 导墙的施工导墙采用钢筋混凝土结构，壁厚20cm，配筋为单层双向14200mm，导墙净宽1250mm，导墙应和附近路面一体浇捣.导墙沟（放坡比为1:0.5）采用挖掘机开挖，人工配合修整清底，导墙开挖好一段后，在沟槽底按地连墙尺寸制作木模，架立模板，经测量检查位置符合规范偏差要求后，进行C20混凝土灌筑，泵送入仓。如果导墙施作过程中遇到障碍物、软弱地层或其它废弃管线导致开挖深度过大，则可把导墙加深以满足施工要求。导墙施工工艺流程图见下图。平整场地测量定位挖

51、槽绑扎钢筋浇 灌 砼支立模板拆 模设横支撑 导墙施工工艺流程图导墙施工注意要点A. 在导墙施工全过程中，保持导墙沟内不积水。B. 横贯或靠近导墙沟的废弃管道需封堵密实，以免成为漏浆通道。C. 导墙沟侧壁土体是导墙浇捣混凝土时的外侧土模，防止导墙沟宽度超挖或土壁坍塌。D. 现浇导墙分段施工，水平钢筋应预留连接钢筋与邻接段导墙的水平钢筋相连接。E. 必须保证导墙的内净宽度尺寸与内壁面的垂直精度达。F. 导墙立模结束之后，应对导墙放样成果进行最终复核。G. 导墙混凝土强度达到50时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。2.3泥浆制备与管理泥浆在地下连续墙成槽过程中起到护壁作

52、用，泥浆护壁是地下连续墙施工的基础，其质量好坏直接影响到地下连续墙的质量与施工安全，泥浆系统工艺流程见下图。新鲜泥浆贮存施 工 槽 段新鲜泥浆配制加料拌制再生泥浆回收槽内泥浆净化泥浆劣化泥浆再生泥浆贮存振动筛分离泥浆沉淀池分离泥浆旋流器分离泥浆粗筛分离泥浆劣化泥浆废弃处理净化泥浆性能测试泥浆系统工艺流程图A. 泥浆配合比根据地质条件，泥浆采用膨润土制备，泥浆配合比如下：（每立方米泥浆材料用量Kg）膨润土:80 纯碱:4 水:950 CMC:5上述配合比在施工中根据试验槽段及实际情况可进行适当调整。泥浆制备的性能指标如下泥浆性能新配制循环泥浆废弃泥浆检验方法比重（g/cm3）1.06-1.081

53、.151.35比重法粘度（s）25-303560漏斗法含砂率（%）4711洗砂瓶PH值8-9814PH试纸泥浆配制的方法见下图“泥浆配制流程图”。原 料 试 验称 量 投 料CMC和纯碱加水搅拌5分钟膨润土加水冲拌5分钟混合搅拌3分钟泥浆性能指标测定溶胀24小时后备用泥浆配制流程图B. 泥浆储存泥浆储存采用半埋式砖砌泥浆池储存。C. 泥浆循环泥浆循环采用3LM型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。D. 泥浆的分离净化在地下墙施工过程中，因为泥浆要与地下水、泥土、砂石、混凝土接触，其中难免会混入细微的泥沙颗粒、水泥成分与有害离子，必然会使泥浆受到污染而变质。因此，泥浆

54、使用一个循环之后，要对泥浆进行分离净化，提高泥浆的重复使用率。槽内回收泥浆的分离净化过程是：先经过土碴分离筛，把粒径大于10mm的泥土颗粒分出来，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次经过沉淀池、旋流除碴器、双层振动筛多级分离净化，使泥浆的比重与含砂量减小，如经第一循环分离后的泥浆比重仍大于1.15，含砂量仍大于4%，则用旋流除碴器和双层振动筛作第二、第三循规蹈矩环分离，直至泥浆比重小于1.15，含砂量小于4%为止。E. 泥浆池设计泥浆池容量设计（以成槽开挖宽度6m计）地下墙的标准槽段挖土量：V1=长6m深47m厚1.2m=339m3新浆储备量：V2=V180%=271m3泥浆循环再生处理池容量

55、：V3=V11.5=509m3砼灌筑产生废浆量：V4=6m4m1.2m =29m3泥浆池总容量：VV3+V4=538m32.3 连续墙成槽施工成槽是地连续墙施工的关键工序，成槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高成槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状决定墙体的外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键，单元槽段之间的接头尽量避免设在转角处。A. 成槽施工连续墙施工采用跳槽法，施工根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开幅和闭合幅，保证成槽机挖土时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直，部分槽段采取两钻一抓。成槽后用超声波检测仪检查成槽质量。在成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度和平面位

56、置，在开挖槽段时，操作手要仔细观察成槽机的监测系统，当X，Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏，抓斗贴基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳,抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面和后面的土层稳定,并及时补入泥浆，维持槽段中泥浆液面稳定。成槽施工见下图“成槽施工图”。成槽施工图： B. 成槽注意事项及操作要领a根据设计图纸确定的地连墙位置，在导墙顶面上测量放线并按编号分段。b将抓斗就位，就位前要求场地平整坚实，以满足施工垂直度要求，吊车履带与导墙垂直，抓斗要对准导墙中心线,为减少抓斗施工的循环时间，提高功效，每台成槽机配置2台短驳车，将泥渣运至堆料场暂存。c成槽垂直度控制是关

57、键，成槽施工中注意观察车载测斜仪器图形，发现偏斜随时采用纠偏导板来纠偏，遇到严重不均匀的地层，或纠偏困难的地层时，回填槽孔，重新挖掘。d边开挖边向导墙内泵送泥浆，保持液面在导墙顶面下30cm-50cm，挖槽过程中随着孔深的向下延伸，要随时向槽内补浆，使泥浆面始终位于泥浆面标高，直至成槽完成。e灌筑砼前，要测定泥浆面下1m及槽底以上1m处泥浆比重和含砂量，若比重大于1.20，则采取置换泥浆清孔，成槽后沉淀30分钟，然后用抓斗直接捞渣清淤。f为避免对新浇槽段的混凝土产生扰动，开挖采取跳槽施工。g成槽过程中，导杆应垂直槽段，抓斗张开，照准标志徐徐入槽抓土，严禁迅速下斗，快速提升，以防破坏槽壁和坍塌，

58、垂直度应控制在设计要求之内，抓斗挖出土直接卸到自卸车上，转运到堆土场。随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标要符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，注意加大泥浆比重，适当加入加重剂，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。h挖槽机操作要领抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。挖槽作业中，要时刻关注测斜仪器的动向，及时纠正垂直偏

59、差。单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。C. 成槽开挖精度槽段开挖精度表项目允许偏差检验方法槽段厚度10mm5m精密钢尺墙体垂直度L/300超声波测斜仪槽段长度50mm超声波测斜仪墙顶中心线允许偏差30mm全站仪2.5 刷壁施工成槽完成后在相邻一幅已经完成地下墙的接头上必然有黏附的淤泥，如不及时清除会产生夹泥现象，造成基坑开挖过程中地下墙渗水，为此必须采取刷壁措施，首先采用成槽机上的侧铲进行清除，然后采用刷壁器，用吊车吊入槽内紧贴接头混凝土面上下刷2-3遍，认真仔细地清刷干净，清刷应在清槽换浆前进行，使新老混凝土接合处干净，确保砼密实。成槽完成后利用履带吊，起吊专用的刷壁器，在接头上上下反复清刷，确保接头干净，防止渗漏水现象的发生。十字钢板接头刷壁器及施工2.4 清底换浆清槽先采用泵吸反循环法清底，而后采用导管吸泥浆，循环清底，确保清槽质量，清底后