一种液压式汽车举升机机械结构设计

秦智渊

摘要：本文设计了一种液压式汽车举升机机械结构，该机械结构主要由举升机构、支撑机构、平衡机构和保险机构四部分组成，并对主要部件进行强度分析，结果表明满足强度要求。

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.

关键词：汽车举升级；举升机构；支撑机构；平衡机构；保险机构

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

中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）28-0195-03

0 引言

随着经济与科技的高速发展以及人们生活质量的改善和生活节奏的加快，人们对汽车的需量日益增加，进而对其修理技术提出了挑战。以前固有的维修方式越来越不能够满足汽车维修的要求，因此出现了一些新型的维修设备，例如抬升汽车的举升机等。这些设备的出现，使得汽车维修更加快速高效。对于汽车维修而言，举升机不仅要安全可靠，而且要操作方便。与其它举升机相比，液压式举升级具有结构紧凑、安全可靠、操作简便、占地面积小等优势[1]，因此本文设计一种液压式汽车举升级的机械结构[2]。

1 机械结构设计

液压式举升机主要由举升机构、支撑机构、平衡机构和保险机构四部分组成。

液压式汽车举升机的主要技术参数如下：额定载重量：2.4～4T；最大举升高度：1700-1850mm；距离地面高度：115-180mm；上升时间：45-70s；下降时间：35-65s。

1.1 举升机构 举升机构的主要部件是举升装置，举升机的举升动作是由举升装置实现的，如图1所示。電箱的开关闭合或者断开来控制电机的工作状态，电机再控制液压单元的工作，让液压油顺利流入液压缸为机构提供动力，再通过传动机构使设备能实现举升。

1.2支撑机构 支撑机构主要有托臂[3]和立柱[4]两部分组成。

①托臂。托臂是支撑机构的主要部分，通过变化其角度大小和方向来改变托臂的伸展范围。该设计采用非对称式托臂，托臂的臂长具有一定的伸缩性，从而增大托臂的伸展范围，如图2所示。托臂的工作范围在图2中用阴影部分来表示。轨迹1、2分别是托臂伸展前、后的工作范围。托臂是整个机构的支撑，机构所有的重量都靠它支撑，采用非对称式的结构形式，因为非对称形式能够很好地增加托臂的强度以及刚度。

②立柱。立柱作为举升机的重要构件，其承受了机构大部分的力。当立柱受到的作用力过大时，立柱会产生变形，甚至焊口会产生开裂的趋势，因此需要焊上加强筋加强其承载能力，以防止出现开裂[5]。

1.3 平衡机构 举升机在进行上升动作或者下降动作时，为了保证汽车的整体水平保持一致，需要平衡机构来辅助完成，本设计的平衡机构采用钢丝绳。每一个立柱中装有两对左右对称的钢丝绳，且在同一个立柱里，两对钢丝绳的运动趋势有两个方向，且方向相反，使用时变化其张力，使得左面和右面的滑台在上升的动作中维持平衡。

1.4 保险机构 为了保证机构安全可靠地工作，设计了保险机构，该机构包括液压回路保压装置、保险装置、自锁装置、过载保护装置和放滑保护措施[6]。

其中自锁装置尤为重要，当机构的动力源由于机构故障突然消失之后，自锁装置能靠机构的质量产生的惯性，阻止机构继续运动，起保护作用。此次设计中保险装置为安装在两个立柱上的电磁铁安全锁。为了能够对举升机进行双重保护，把两个安全锁设计在彼此错开的对角线上。其工作原理是当汽车被举升到一定位置后，固定在滑台上的锁紧板与安全锁的保险孔支撑座接触发生机械自锁。

电磁铁安全锁主要由保险孔支撑座、电磁铁、和保险孔板等零件所组成。滑台可以自由地上下移动时，即保险处于打开状态，电磁铁立即变成得电状态，它立刻把保险孔支撑座吸住，电磁铁与锁紧板没有接触。滑台被固定不能自由运动时，此时电磁铁为状态，支撑座处于松开状态，支撑板顶住固定在滑台上的锁紧板，起到保险作用。

2 主要部件的强度分析

托臂是举升机的主要支撑部件和受力部件，托臂的性能直接关系到举升机的工作性能，所以本文对托臂部件进行了相应的强度分析。

2.1 托臂截面特性分析

为了对托臂进行强度和刚度分析，需要确定惯性矩和静矩，也就是对立柱截面进行分析。其截面是变截面，分析其截面特性，计算过程如下：

3 结论

由于机械式举升机安全性较差、结构不合理、机械损耗高，因此本文设计了一种液压式汽车举升机机械结构，该机械结构主要由举升机构、支撑机构、平衡机构和保险机构四部分组成。该举升机具有安全可靠、结构紧凑、操作简便、占地面积小等优点。

参考文献：

[1]郭武，黄泽星，吴上生.汽车举升机的发展趋势分析[J].中国制造业信息化，2011，40（21）：75-79.

[2]黄火辉.关于汽车举升机的设计与研究[J].机电产品开发与创新，2017，30（01）：50-52.

[3]孙宝林.汽车举升机滑台及托臂结构设计与有限元分析[J].科技与企业，2014（08）：359.

[4]孙宝林.单柱汽车举升机主体结构设计与有限元分析[J].企业技术开发，2014，33（02）：92-93.

[5]吕建宁.浅析汽车举升机在使用中存在的安全问题及对策[J].科技与企业，2014（04）：60.

[6]上官红喜.一种双柱汽车举升机的设计[J].液压与气动，2013（12）：106-109.