汽车剪式举升机电气系统的分析与设计.doc
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1、湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书题 目: 汽车举升机电气系统的设计与分析 专业班级: 电气工程及其自动化1184 学生姓名: 胡敏 学 号:201113010420完成日期: 指导教师: 许志伟 (姓 名) (专业技术职务)评阅教师: (姓 名) (专业技术职务) 2015 年 5 月 湖南工程学院应用技术学院毕业设计论文题 目: 汽车举升机电气系统的设计与分析 专业班级: 电气工程及其自动化1184 学生姓名: 胡敏 学 号: 2011130420 完成日期: 指导教师: 许志伟 (姓 名) (专业技术职务)评阅教师: (姓 名) (专业技术职务) 2015 年 5 月 湖南工程学院应
2、用技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺和声明:所撰写的汽车举升机电气系统的设计与分析 是在指导老师的指导下自主完成,文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源,本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属学校所有。 学生(签名)胡敏 2015 年5月20 日 摘 要当前在汽车维修中所使用的液压同步升降平台在汽车的维修方面发挥着重要的作用,通过对同步升降平台的各种液压阀、液压缸、液压泵站的创新改进,使得液压同步升降平台拥有运行平稳、噪声低、响应速度快、同步精度高等优点,对于在我国汽车的维修与保养中起着不可替代的作用,应用前景广泛。4S 店汽车维修专用升降机是双
3、铰接剪叉式升降机,它是在原由的剪叉式升降机的基础上,运用现在的灵活性、安全性、经济性等指标;结构以能够满足灵活性要求较高的汽车维修需要为前提而设计的。通过对双铰接剪叉式升降机机构位置参数和动力参数的分析,结合具体实例,对机构中两种液压缸布置方式分析比较,并根据要求对液压传动系统各部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸,通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的载荷要求,最终完成剪叉式液压升降机的设计要求。关键字:升降台;剪叉式;结构设计;液压Abstract Hydraulic synchronizing lifting platform currently used in automob
4、ile repair plays animportant role in automobile repair, by improving the innovation of various hydraulic valves,synchronous lifting platform hydraulic cylinder, hydraulic station, hydraulic synchronizing liftingplatform with the smooth running, low noise, fast response speed, synchronous precision,
5、it playsan irreplaceableroleintherepairandmaintenance of cars in China, extensiveapplication prospect.Double-hinged scissors lifts in the design of the previously scissors lifts on the basis of thepresent application flexibility, security, economic and other indicators, structural flexibility to mee
6、thigher requirements of vehicle maintenance the need for premise, and the response by differentmodels to meet vehicle maintenance, and otherperformance requirements.Through the double-hinged scissors lifts Position parameter and the dynamic parameters oftechnology, combined with specific examples, t
7、he agency improved in the hydraulic cylinder layoutanalysis and comparison, and in accordance with the requirements of part of a hydraulic systemdesign and calculation of final Pressure implementation components - hydraulic cylinder, throughanalysis of the fork-defined plate and fork-load requiremen
8、ts, the final completion of scissorshydraulic liftsthedesign requirements.KeyWords: lifting platform ;scissorsforks ;configurationdesign ; hydraulicpressure 目 录第一章 绪 论 . 11.1 研究背景 . 11.2 国内外研究现状 . 11.3 设计主要内容及方法 . 21.4 设计的目的和意义 . 2第二章 总体结构设计 . 32.1 举升机结构确定 . 32.1.1 举升机整体结构形式及基本组成.52.1.2举升机各零部件之间的连接关
9、系. .62.2 确定剪刀式举升机的各结构尺寸 . . 4 2.2.1建立轿车模型. .3 2.2.2子母剪式举升机主要结构尺寸确定. .82.3举升机在地面上安装尺寸. . 42.4 电机的选择 . 52.5 剪刀式举升机各部件重量. . .62.6本章总结. . . . . .3 第三章 液压系统和电气系统的选择 . 143.1 液压系统 .3.1.1液压系统组成. 3.2液压系统的选择 . 22 3.2.1 汽车举升机液压系统设计要求. 3.2.2 液压系统的设计.3.3 液压缸的计算与选型 . 26 3.3.1 液压缸的安装位置.3.3.2 举升机液压缸推力及行程的确定.3.4 液压泵
10、的计算与选型. . .3.4.1 液压泵工作压力的计算. 3.4.2 液压泵功率的计算.3.4.3 油泵流量的计算.3.4.4 油泵的选型.3.5 电气系统设计.3.5.1 电气系统组成.3.5.2 电气系统控制设计.3.5.3 电动机类型的选择.3.5.4 功率. .3.5.5 电动机的选择与验算. .3.6 本章小结.第四章 结论.。. 304.1 结论 . 30参考文献 . 31致 谢 . 32附 录 . 33第一章 绪论1.1 研究背景近年来,我国汽车业蓬勃发展,尤其是轿车行业,多年来轿车进入普通家庭的梦想已经成为现实,汽车维修行业也随之得到大力发展,汽车举升机是现代汽车维修作业中必不
11、可少的设备,无论整车大修,还是小修保养,都离不开它。在规模各异的维修养护企业中,无论是维修多种车型的综合类修理厂,还是经营范围单一的街边店(如轮胎店),几乎都配备有举升机。它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的重要性和普及性,决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的设备。举升机一般有柱式、剪式的,其驱动方式有链条传动,液压传动,气压传动等。目前,使用的汽车剪刀式举升机可能发生汽车坠落的原因较多,有安装基础不牢、自锁装置失效、举升臂变形、两侧举升臂上升速度不等、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等,经过对失效的剪刀式举升机进行检测分析发现,这些事故的主要原因往往是设计上
12、存在着缺陷,如果做工不好或者设计不好就容易导致台面不平、导致单边升降等危险发生,因此,进一步提高剪刀式举升机产品的性能与可靠性,是国内举升机任重道远且亟需改进的地方。1.2 国内外研究现状1.2.1 举升机的发展历史汽车升降机在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台汽车升降机,它是一种由气动控制的单柱升降机,由于当时采用的气压较低,因而缸体较大;同时采用皮革进行密封,因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后,即1935年这种单柱升降机才在美国以外的其它地方开始采用。 1966年,一家德国公司生产出第一台双柱升降机,这是升降机设计上的又一突破性进展,但是直到1977
13、这种升降机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱升降机在市场上以占据牢固的地位,其销量还在持续增长。它和四柱升降机相比,既有优点,也有缺点,以下将作简要说明。 我们所见到的绝大多数升降机均采用固定安装方式。在举升前汽车必须驶上升降机。在移动式升降机方面也有几项成功设计,如剪式升降机、菱架式升降机等。但这类升降机仍存在两个主要问题,接近汽车下部较难;在车间移动升降机时难逾越地面上的障碍物。当然,可移动性是这类升降机的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱升降机已在维修现场广泛采用,而移动式升降机却相对要少得多。 最初设计单柱升降机外,车辆较大,其底盘也能明显辨认,因而汽车检修区远远大于举升器件。
14、而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”,导致汽车检修区域接近主要升降机器件而不便操作。但在南美洲却属例外,那里仍然采用较大的车辆,这可能是单柱升降机在该地区的市场上仍然受到欢迎的重要原因。单柱升降机有两大优点:当其下降后,不致成维修车间的障碍物;汽车可在升降机上转动。但美国却受到了责难,主要是升降机的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱升降机的主要缺点是:第一,它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装;其次,它只能为使用提供车轮支撑方式;第三,使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题:第一是检修这些零部件颇为困难;其次是由于油缸所处的环境
15、条件差,容易生锈,特别是地下水位较高时更是如此。 双柱升降机(包括液压式或机械式),均具有以下优点:第一,检修汽车下部具有很高的可接近性(几乎达到100%);其次,采用车轮自由型的方式支撑汽车,因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施;第三,结构紧凑,占地面小。双柱升降机的缺点是:第一为确保安全,安置升降机时要求非常严格,否则在举升过程中容易摇晃或颠覆;第二,由于升降机常采用车轮自由型的方式支撑汽车,如需采取车轮支撑型的方式维修汽车则甚感不便,如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等;第三,由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力,其承力件易于磨损,因而双柱升降机的安全工作寿
16、命一般要比四柱升降机低。 四柱升降机有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。举升前,汽车很容易正确无误地驶上四柱升降机的台板。由于台板内侧设备有凸缘,当汽车驶上台板时也不致坠入其间的空隙中。车轮支撑型四柱升降机的优点是:第一,升降机装载汽车时勿需较高的技术,操作也很简便;第二,承载时非常稳定;第三,支撑载荷受力简单,应力较低,从而延长了设备的使用寿命;第四,由于具有较高的使用价值,从经济上来看也是合算的;第五,易于维修;第六,在车间现场进行安装也较方便,只要地面平坦,其混凝土厚度能够固牢立柱的地脚螺栓即可。四柱升降机的缺点是:和双柱升降机相比,战地面积教大,对汽车检修区域可接近性较差。
17、解放后,特别是改革开放以来,我国的汽车维修行业有了很大的发展,为之服务的汽车维修设备行业已成为我国的新兴行业不断发展壮大。各种升降机设备如雨后春笋,不断涌现,质量不断提高,销量逐年增加。 有人说,对于汽车维修企业来说,汽车升降机可能是除厂房而外的最重要的投资,因为它具有至关重要和不可替代的作用,甚至直接影响到汽车维修业务的兴衰。汽车升降机是汽车维修设备行业的支柱设备之一,让我们生产出更多、更好、更受用户欢迎的汽车升降机,为汽车维修企业服务。1.2.2 国内外研究状况国内举升机结构上大同小异,在安全保护上也比较雷同。主要零部件有立柱,升降臂,液压动力单元,油缸,保险。在安全保护作用上不能做到任何
18、时候都能起到作用。在智能化,人性化上涉及的比较少。但不过也处于成熟阶段了,相对来说已经比较成熟稳定了。在设计中采用了液压控制系统,更稳定,更安全了。 国外举升机在结构,选材上比国内有优势外,在安全性上有比较明显的优势。国外举升机在钢丝绳断裂,油管爆裂,下降过程以外情况等可能情况的安全研究和应用都有涉及。随着汽车技术开发的日新月异,举升机在设计方面越来越智能化和人性化,将会向遥控,电脑控制方向发展。同时随着技术的不断成熟,其标注也将不断统一化。1.3设计主要内容及方法1.3.1 研究内容本设计在考虑典型的汽车举升机的结构形式和实际工况条件基础上,依据有限元、虚拟装配技术及结构优化设计等理论,建立
19、举升机Pro/E三维实体模型,并进行虚拟装配,将关键零部件模型导入ANSYS软件进行有限元分析,获得举升机在载荷工况作用下的应力、应变及变形状况,进一步提高举升机的稳定性及安全性。设计中我们研究的主要内容如下: (1)剪刀式举升机工作原理与结构形式的研究与分析; (2)剪刀式举升机二维结构设计; 1.3.2 研究方法资料收集及总体方案制定举升机工作原理与结构形式分析举升机二维结构设计(对各个机构零件进行强度分析)整机虚拟装配撰写设计说明书第二章 总体结构设计2.1 举升机结构确定2.1.1 举升机整体结构形式及基本组成此次课题设计的内容为剪刀式举升机,剪刀式举升机的发展较迅速,种类也很齐全。按
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