双柱式液压驱动二车位立体车库设计【含13张CAD图纸+说明书完整资料】

请充值后下载本设计，资源目录下的文件，都可以点开预览到，资料完整，充值下载就能得到。【注】：dwg后缀为CAD图，doc,docx为WORD文档，有不明白之处，可咨询QQ:1304139763 本科学生毕业设计 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 系部名称 汽车工程系 专业班级 车辆工程 BW05 7 班 学生姓名 刘晓非 指导教师 齐晓杰 职 称 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院 二 九年六月 The Graduation Design for Bachelor s Degree Two column Hydraulic Drive Design of Two Parking Spaces Candidate Liu Xiaofei Specialty Vehicle Engineering Class BW05 7 Supervisor Prof Qi Xiaojie Heilongjiang Institute of Technology 2009 06 Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 本文通过对我国城市停车问题现状的调查 研究 分析 参考国内外解决停车难 问题的措施 对各种立体车库的类型进行了分析 结合我国城市住宅小区的实际情况 提出了适合我国城市住宅小区的单元式车库立体化设计的方案 住宅小区单元式车库 在条件允许的情况下 可优化设计成双柱式二车位立体车库 本设计运用AutoCAD设 计软件进行设计 确定了科学合理的立体车库结构设计方案和控制方案 建立了科学 的论证和实施方案 本文首先阐述了双柱式二车位立体车库设计的目的和意义 发展状况以及应用前 景 而后分析论证了一种举升承载质量共3 5t的双柱式二车位立体车库总体设计方案 进行了其举升机构的机械系统 液压系统等主要机构的方案分析和选择 对于机械部 分进行了运动分析以及强度和刚度的计算校核 计算结果表明双柱式二车位立体车库 设计满足设计要求 文中还对液压系统进行了设计和计算 本设计提出的实施方案 适合我国城市住宅小区的现状 在我国将有着广阔的发 展前景 会在新开发的住宅小区及旧社区里大显身手 是城市住宅小区停车问题的主 要发展方向 同时对促进城市静态交通的建设和发展 提高城市管理水平有重要的推 广应用价值 关键词 立体车库 举升机构 液压传动 二车位 双柱式 黑龙江工程学院本科生毕业设计 II ABSTRACT Based on the parking problem in our country the status of the city to investigate research analysis reference at home and abroad to solve difficult problems of parking garage for various types of three dimensional analysis combined with China s urban residential quarters of the actual situation put forward for our country residential quarters of the city garage modular three dimensional design program residential modular garage area where conditions permit to optimize the design of dual column two parking spaces The design of the use of AutoCAD design software design determine the scientific and rational design of parking structure and control programs the establishment of a scientific evaluation and implementation of programs In this paper first of all on three dimensional two column two garage parking spaces for the purpose and significance of the design development and application prospects And then analyzed the quality of a lift carrying a total of two column Second 3 5t parking garage three dimensional design program the lifting mechanism for the mechanical system hydraulic system electrical system and other major institutions of program analysis and selection The mechanical part of the motion analysis and the calculation of strength and stiffness of checking the calculation results show that the three dimensional two column two garage parking spaces designed to meet the design requirements article also carried out on the hydraulic system design and calculation The design of the implementation of programs suited to China s urban residential quarters of the status quo in China will have broad prospects for development will be developed in the new residential quarters and the old community to show their talents in urban residential parking area to the main direction of development At the same time static traffic and promote urban construction and development to improve the level of urban management has an important application value Key words Solid storage Lifting machine Hydraulic Two column Double poles 毕业设计 论文 任务书 学生姓名 刘晓非 系部 汽车工程系 专业 班级 车辆工程 BW05 7 指导教师姓名 齐晓杰 职称 教授 从事专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 一 设计 论文 目的 意义 随着汽车工业的迅猛发展 私家车拥有量的巨增 引发城市居民停车难的问题 目 前 我国一部分家庭正在由一家一车向着一家两车或多车发展 而在居民区内一般一家 设有一个私家车库 且普遍是一库一车位 存在利用率低的问题 考虑到车库普遍举架 较高 因此使私家车库设计成二车位立体车库成为可能 从而解决车位紧张的问题 此 设计不但节约成本 且可大量节省城市的可利用空间 有效保障居民利用有限的停车面 积满足停车需要 对于缓解北方地区冬季存车难的问题具有重要意义 二 设计 论文 内容 技术要求 研究方法 根据课题要求 本题目以经济性 实用性 安全性为设计原则 以高位车辆为轿车 1 8L 以下 低位车辆为乘用车 3 0L 以下 为设计参数 以二维软件 CAD 为图形平 台 绘制出双柱式二车位立体车库的装配图及主要机构的设计 以民用私家车库为设计 对象进行私家车库的双车位立体车库设计 1 完成双柱式举升机构的设计 2 举升爪机动伸出装置的设计 3 升程自锁保护等运动机构的设计 4 驱动系统的设计和校核 5 实现双柱式二车位立体车库的总体设计 SY 025 BY 2 三 设计 论文 完成后应提交的成果 1 进行液压驱动系统设计 2 完成设计系统总装配图 3 按要求 完成部分零部件图设计 4 完成设计计算说明书 四 设计 论文 进度安排 1 熟悉设计任务书 查阅相关资料 填写开题报告 第 1 周 3 月 2 日 3 月 6 日 2 据自已所学知识 编制整体设计方案 第 2 周 3 月 9 日 3 月 13 日 3 相关知识准备 熟悉软件 现场实习 第 3 5 周 3 月 16 日 4 月 3 日 4 进行机械系统设计 完成总装配图和零部件图设计 第 6 8 周 4 月 6 日 4 月 24 日 5 进行液压驱动系统设计 完成液压原件选择 第 9 11 周 4 月 27 日 5 月 15 日 6 编写设计计算说明书 第 12 14 周 5 月 2 日 6 月 5 日 7 毕业设计的审核 第15周 6月8日 6月12日 8 总结毕业设计和说明书及修改不足 第16周 6月15日 6月19日 9 毕业设计准备答辩及答辩 第 17 周 6 月 22 日 6 月 26 日 五 主要参考资料 1 机械设计手册 2 液压传动设计手册 3 双柱式液压举升机 4 任伯淼 机械式立体停车库 M 北京 海洋出版社 2001 5 张寿云 立体车库 PLC 控制系统 J 昆明理工大学学报 2004 5 47 49 6 中国重型机械工业协会停车设备管理委员会 机械式立体停车库 M 北京 海洋出版社 2005 5 7 方二喜 陈小平 周江 升降横移式机械停车设备控制器设计 J 工业控制计算机 2006 2 26 32 8 常占营 停车设施的类型及适用条件研究 J 公路 2001 8 24 31 9 丁靖艳 弹性解决居民住宅区停车问题的几点思考 J 浙江公安高等专科学报 2001 1 14 19 六 备注 指导教师签字 年 月 日 教研室主任签字 年 月 日 优秀毕业设计 论文 推荐表 题 目 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 类别 毕业设计 学生姓名 刘晓非 系 专业 班级 汽车工程系车辆工程专业 BW05 7 班 指导教师 齐晓杰 职 称 教授 设计成果明细 答辩委员会评语 答辩委员会主任签字 盖章 系部公章 年 月 日 备 注 注 类别 栏填写毕业论文或毕业设计 SY 025 BY 10 毕业设计 论文 中期检查表 填表日期 2009 年 4 月 27 日 迄今已进行 8 周剩余 8 周 学生姓名 刘晓非 系部 汽车工程系 专业 班级 车辆工程 BW05 7 指导教师姓名 齐晓杰 职称 教授 从事专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 已完成主要内容 待完成主要内容 毕业设 计 论 文 工 作进度 1 进行文献检索查 查看相关资 料 对课题的基本内容有一定 的认识和了解 2 对整体方案进行设计 3 对机械系统进行设计 并完成 总装配图 4 设计液压系统回路 5 部分设计说明书 1 部分零件图 2 液压元件的选择 3 完善设计说明书 4 整理所有材料 装订成册 准备答 辩 学 生 填 写 存在问 题及努 力方向 零部件之间的连接方式不是很明确 还须进一步思考 完善 并在图纸 上体现出来 学生签字 指导教师 意 见 指导教师签字 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任签字 年 月 日 SY 025 BY 5 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 刘晓非 系部 汽车工程系 专业 班级 车辆工程 BW05 7 指导教师姓名 齐晓杰 职称 教授 从事专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 序号 评 价 项 目 满分 得分 1 选题与专业培养目标的符合程度 综合训练情况 题目难易度 10 2 题目工作量 题目与生产 科研 实验室建设等实际的结合程度 10 3 综合运用知识能力 设计涉及学科范围 内容深广度及问题难易度 应用文献资料能力 15 4 设计 实验 能力 计算能力 数据运算与处理能力 外文应用能力 20 5 计算机应用能力 对实验结果的分析能力 或综合分析能力 技术经济分析能力 10 6 插图 图纸 质量 设计说明书撰写水平 设计的实用性与科学性 创新性 20 7 设计规范化程度 设计栏目齐全合理 SI 制的使用等 5 8 科学素养 学习态度 纪律表现 毕业论文进度 10 得 分 X 评 语 参照上述评价项目给出评语 注意反映该论文的特点 指导教师签字 年 月 日 SY 025 BY 6 毕业设计答辩评分表 学生 姓名 刘晓非 专业 班级 车辆工程 BW05 7 指导 教师 齐晓杰 职 称 教授 题目 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 答辩时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序 号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度 综合训练情况 题目难易度 工作量 与实际的结合程度 10 2 设计 实验 能力 对实验结果的分析能力 计算能力 综合运用知识能力 10 3 应用文献资料 计算机 外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平 图纸质量 设计的规范化程度 设计栏目齐全合理 SI制的使用等 实用性 科学性和创新性 15 5 毕业设计答辩准备情况 5 6 毕业设计自述情况 20 7 毕业设计答辩回答问题情况 30 总 分 Z 答辩过程记录 评语 答辩组长签字 年 月 日 SY 025 BY 8 毕业设计评阅人评分表 学生 姓名 刘晓非 专业 班级 车辆工程 BW05 7 指导教 师姓名 齐晓杰 职称 教授 题目 双柱式液压驱动二车位立体车库设计 序号 评 价 项 目 满分 得分 1 选题与专业培养目标的符合程度 综合训练情况 题目难易度 10 2 题目工作量 题目与生产 科研 实验室建设等实际的结合程度 10 3 综合运用知识能力 设计涉及学科范围 内容深广度及问题难易度 应用文献资料能力 15 4 设计 实验 能力 计算能力 数据运算与处理能力 外文应用能力 25 5 计算机应用能力 对实验结果的分析能力 或综合分析能力 技术经济分析能力 15 6 插图 图纸 质量 设计说明书撰写水平 设计的实用性与科学性 创新性 20 7 设计规范化程度 设计栏目齐全合理 SI 制的使用等 5 得 分 Y 评 语 参照上述评价项目给出评语 注意反映该论文的特点 评阅人签字 年 月 日 SY 025 BY 7 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1 1 课题研究的目的和意义 双柱式二车位立体车库能利用居民住宅小区内原有的一库一车位 来有效满足多 车辆家庭的需要 而且将车辆升起 存放在建筑物内或钢结构框架内又便于用户对车 辆检修和有效防止被盗 同时双柱式二车位立体车库能有效利用住宅小区内的空间和 地面 在住宅区以家庭或组团的方式设立 而且它的控制系统相对简单 能使住户存 取车辆时 既便捷又安全可靠 且易于操作 本设计提出的实施方案 适合我国城市住宅小区的现状 在我国将有着广阔的发 展前景 为眼下车库短缺的住宅小区解决停车难问题 是城市住宅小区解决停车问题 的主要发展方向 同时对缓解城市停车难问题 促进城市静态交通的建设和发展 提 高城市管理水平有重要的推广应用价值 而且解决城市住宅小区中停车难的问题对汽 车工业和国民经济的健康发展都具有十分显著的意义 通过本课题的研究 找到适合我国城市住宅小区的停车库实施方案 解决住宅小 区内停车难问题将会 1 有效地改善住宅小区内车辆乱停乱放的现状 提高居住小区环境质量和生 活质量 2 可以有效地防止车辆被盗 减少经济损失 3 可以改善城市的交通质量 促进城市的可持续发展 4 可以使居民享受到停车无忧 来去自由的便利 促进私人汽车的消费 带 动汽车工业和国民经济的发展 5 同样 适合于城市住宅小区的立体车库 也可以应用于企事业单位 医院 商业区等地面空间相对较少的公共停车 从而可以有效地解决城市公共停车难问题 1 1 2 国内外研究状况及应用现状 1 2 1 我国城市停车难问题 随着我国经济的快速发展 个人消费水平的不断提高 私人小汽车将快速 大量 的进入城市家庭 城市里私人汽车会越来越多 对于身处大中城市的消费者而言 拥 有一辆甚至两辆属于自己的汽车已经不再是个梦想 但我国现有住宅小区大部分缺少 必要的停车库 已经无法满足小区内居民停车的需要 小区内的空地面积又少 造成 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 小轿车到处乱停乱放 马路边 人行道 甚至草坪上都停车 十五 期间 国家鼓励轿车进入家庭 随着城市居民汽车普及率的大幅提高 在中国城市土地资源越来越紧缺的情况下 城市住宅小区的停车难问题已日益突出 许多大城市为了解决这个问题 都提出了住宅小区内建造立体停车设备 以满足住宅 小区内广大居民的停车需求 2 1 2 2 国内外发展现状 停车库的发展 应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生 然而拥有百年历史的 它却远不及汽车工业那么引人注目 更不为大多数人所重视 至今 仍没有人把它严 格地归并于哪一类 哪一项 但它是一个涉及物流仓储 建筑结构 物业管理等多科 目 多领域的综合性项目 伴随着经济的飞速发展 中心城市的人口 车辆也日益增多 人们在解决交通问 题时逐渐意识到 以往仅靠大力拓展道路来满足车辆对动态空间的需求是远远不够的 因为车辆大部分时间还是处于停驶状态 这就是说 车辆占用静态空间 停车泊位 的时间远大于其对动态空间 道路 的需求 停车泊位不足 会严重影响城市道路畅 通 环境与安全 车库 是大中城市的热门话题 国家经贸委将 城市立体停车设 备 列为 近期行业技术发展重点 随着家用汽车的不断增加 公共场所及社区内 存车矛盾 车挤绿地的问题将会越来越突出 在人们对生活质量和环境意识不断增强 之时 车库 日渐成为热门话题 立体停车设备将会大显身手 故一种可解决居民 小区用地紧张与停车难矛盾的先进停车方式 双柱式二车位立体车库将会得到推广应 用 近年来我国吸取和借鉴了国外解决城市居民小区内停车问题的经验教训 在各大 中心城市开始兴建双柱式二车位立体车库 立体停车库设备的发展在国外已有30 40年的历史 无论在技术上还是在经验上 均已获得了成功 我国也与90年代初开始研究开发机械式立体停车设备 距今已有十 几年的历程 但是由于机械式举升机构磨损维修成本高 经常需要更换铜螺母以及轴 承 维修费用高 因此渐渐将其替换为液压式举升机构 随着汽车工业的迅猛发展 我国经济的发展与居民收入的提高 私家车的拥有量 巨增 引发城市居民停车难的问题 而且随着城市建设的加快和汽车的大量增加 立 体停车设备是今后停车场建设的主要方向 尤其是在寸土寸金的大城市 采用立体停 车设备是解决 停车难 的必然出路 将是停车难问题未来关注的焦点 目前我国全国车辆停车位缺口在400万以上 而每年新增车辆却在200万辆左右 随着私人拥有车辆数量的迅速增长 住宅小区内的停车问题日益突出 对于居住区有 限的用地面积而言 出去住宅 公用建筑占地和必要的道路和绿化面积外 能够提供 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 于停车的面积是非常有限的 当前住宅小区内主要的停车方式有小区路边停车 住宅地层架空停车 地下停车 场停车 机械式集中停车 立体车库和分散停车 路边停车的使用成本最低 但要以 牺牲绿化用地为代价 住宅底层架空停车不占绿化用地 但受到住宅平面布局的影响 平面利用率也不高 地下停车场停车方式不侵占活动用地 对绿地率基本无影响 但 造价相对偏高 正是由于以上原因 针对存车难问题日见突出 双柱式二车位立体车库设备在原 有一库一车位的基础上见缝插针 具有较大的灵活性 土地利用率高 对地形适应性 强 环境效益好且造价低 双柱式二车位立体车库停车方式主要适用于容积率较小的 高档住宅小区 双柱式二车位立体车库的典型设备是双柱式举升机构 这类设备的可 靠性高 操作简单 应用较普遍 在居民社区内 一般设有私家车库 但普遍是一库一车位 存在利用率低的问题 考虑到车库普遍举架较高 利用有限的空间 将一库一车位设计成为双柱式二车位立 体车库 从而解决车位紧张的问题 此设计不但节约成本 并大量节省了城市的可利 用空间 可以有效保障利用有限的停车面积满足停车需要 同时可以有效解决北方地 区冬季停车难问题 双柱式二车位立体车库解决了停车位占地面积与住户商用面积的矛盾 使私家车 库设计成为二车位立体车库成为可能 双柱式二车位立体车库以其平均单车占地面积 小的独特特性对于解决停车难问题具有重要意义 所以说双柱式二车位立体车库 将 被逐渐推广并被广大用户所接受 同时此设计将大大节省小区内为解决停车问题而占 用的大量土地 这些节约下来的土地可用来进行小区的绿化和供小区内居民的休闲娱 乐之用 对城市居民居住小区的建设也将具有一定的积极意义 3 1 3 双柱式二车位立体车库的发展方向与前景 由于城市的土地资源是有限的 要解决持续增长的停车问题 立体化停车是必然 的出路 近几年 双柱式二车位立体车库正渐渐进入我国大中城市 它占地面小 汽 车存放在建筑物内或钢结构框架内 不会遭到损坏和被盗 使用便捷 安全 可靠 双柱式二车位立体车库操作简单 容车率高 有效的解决了部分城市居民小区内的停 车难问题 为了解决住宅小区内的停车问题 只能利用小区内较小的面积 建立双柱式二车 位立体车库 向空间发展 充分利用立体空间 占地面积少 而且能使住户存取车辆 时 既便捷又安全可靠 双柱式二车位立体停车库以其土地利用率和空间利用率高 使用操作简单 灵活 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 安全可靠 适应性强等诸多优点 将会取代平面车库 为眼下车库短缺的住宅小区解 决停车难问题 是解决大城市住宅小区停车问题的主要发展方向 将会在新开发的住 宅小区及旧社区里大显身手 1 4 主要研究内容和研究方法 我国城市的私人汽车越来越多 但由于住宅小区缺少必要的停车库 造成了停车 难问题 我们想通过研究 探讨 设计适合中国城市居民住宅小区的立体车库的结构 控制系统方案和实施方案 设计完成双柱式二车位立体车库的整体机械结构的计算 校核 液压系统的液压回路设计以及各个液压元件的计算 选型 电气系统的控制原 理图设计以及相应电动机的选用 并运用 AutoCAD 设计并建立出科学合理的结构方 案和控制方案 从而完成适用于居民小区内单元式停车库 双柱式液压驱动二车位 立体车库设计 1 完成双柱式举升机构的设计 2 举升提升架装置的设计 3 升程自锁保护等运动机构的设计 4 驱动系统的设计和校核 5 最终实现私家双柱式二车位立体车库的设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 双柱式二车位立体车库方案选择 2 1 二车位立体车库方案对比论证分析 2 1 1 举升类停车设备的分类 1 四柱式举升机构 四柱举升机构主要依靠四根粗钢索拉起四角 拉力油缸置于平板下面 通过 6 个 圆盘将力传达四面 这种结构比较紧凑 自重降低 保险装置为楔块式 四个楔块利 用拉杆联动 扳动拉杆就可打开保险装置 方便耐用 四柱举升机构容易调水平 适 合于汽车 4S 店四轮定位使用 因为有一四轮定位档位 可以调整 可以确保水平 四柱举升机构按结构分为上油缸式以及下油缸式 上油缸式指油缸置于立柱顶部 带 横梁 下油缸式指油缸置于平板下面 2 双柱式举升机构 双柱举升机构实用 简洁 合理而且节省占地空间 使用灵活方便 升降平稳低 噪声 设有升程自锁保护装置 保养简单 操作方便 成本低 2 1 2 传动机构的分类 升降类停车设备可以采用钢丝绳传动 链条传动和液压传动 3 种形式 1 机械式 机械式举升机构流行于 1992 1998 年间 该举升机构特点是同步性好 但由于 机械磨损维护成本高 经常需要更换铜螺母以及轴承 每年一台举升机构的维修更 换需要 1000 元左右 客户最终会将该产品更换为维护成本小的液压举升机构 钢丝绳传动采用蜗轮蜗杆减速器 主要传动件为钢丝绳卷筒 轮系等 钢丝绳传 动的柔性好 冲击小 噪声低 但钢丝绳易延伸 断股 断丝 需要经常调整长度 给设备的使用和维护带来不便 链条传动通过电动机驱动链轮机构 牵引链条使载车板升降 性能稳定可靠 寿 命长 不存在弹性伸缩 有准确的平均传动比 维护性好 但需要装设卷筒 传动机 构较复杂 运行时有一定的冲击和噪声 2 液压式 液压传动通过液压工作站为多个液压缸提供压力 由活塞杆实现载车板的升降和 车辆的存取 结构简单 运行平稳 噪声低 但传动效率较低 考虑停车时整个升降 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 车架的负载是不确定的 采用单液压缸承载会导致活塞杆承扭受压 对液压缸的寿命 产生较大影响 因此采用双缸方案 以增加整个滑动部分升降时的稳定性 液压式举升机构维护成本低 油缸使用 5 10 年没问题 液压举升机构分为两种 一种是单缸举升机构 一种是双缸举升机构 单缸优点是 同步性好 不存在颠簸现象 有底板 举升机构的扭力靠底板抵消 安全性好 单缸主要应用于四柱式举升机构 双缸液压举升机构由于是双缸 同步问题难以解决 往往靠两根钢丝绳来平衡 油缸以及钢丝绳要调整得松紧一致 举升机构就可以同步 而且实用方便 大方豪华 且节省占地面积 使用灵活方便 主要应用于双柱式举升机构 本课题所设计的是液压驱动的双柱举升类停车设备 它的特点是 1 性能可靠 低能耗 操作方便 2 无龙门式横梁 结构简单 3 有升程自锁保护装置 保证了安全性 4 升降车架的最低位置低 使得车辆的底盘可以比较低 对各种车辆的适应性 都比较强 5 采用液压传动的驱动方式 与螺杆式的举升机相比 使用寿命较长 6 价格低廉 拥有的市场份额较大 便于推广 2 2 总体方案 考虑到住宅小区内有限的绿地 道路等公用设施不能侵占 为了使停车设备单车 位的制造成本最低 考虑综合设施 机械制造 施工等因素 设计双柱式二车位立体 车库 可利用一个车位同时停放两辆车 采用载车板整体升降的方式 当需要停车时 按下控制设备上相应按扭 电机通电带动液压泵转动 液压泵将 高压油注入液压缸下腔使活塞杆伸出 推动滑动车架和载车板下降到与路面齐平 将 车停至载车板 停车完毕 车主下车离开停车位 利用相应按扭将高位车辆升至高位 为防止意外 载车板与支架立柱间设有防坠落保险装置 在液压缸下腔油压突然 丧失时可以保证车辆的安全 2 3 本章小结 本章主要进行双柱式二车位立体停车设备总体方案的选择 通过将现有举升机构 的结构形式 驱动方式以及传动机构进行了对比 最终选定采用双柱结构的举升类停 车设备 通过液压驱动 工作平稳 操作方便 噪声低 内部设有升程自锁保护保险 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 装置 安全可靠 占地空间小 是立体车库的理想设备 第 3 章 双柱式液压驱动二车位立体车库机械设计 3 1 双柱式二车位立体车库工作原理 3 1 1 整体结构及基本组成 双柱举升类停车设备采用立柱 提升架 支承梁 载车板的结构 由机械系统 液压系统 电气系统构成 设置限位装置 升程自锁保护装置等以保证举升机构安全 使用 适用于室内立体停车设备的安装与使用 双柱式举升机构以主 副立柱为主体 由液压系统驱动两只油缸 推动提升轮 带动提升钢丝绳提升滑车 见图3 1 支承 梁铰接于滑车 两滑车由同步钢丝绳保持同步升降 两滑车内设有机械保险装置 双柱举升类停车设备机械主体部分由两根立柱 提升架 支承梁及载车板等组成 双柱举升类停车设备的结构类型就体现在这些组成上 图 3 1 双柱式二车位立体车库整体结构 1 立柱的结构形式 立柱是由薄壁板折弯而成 通常将立柱的横截面做成槽钢形 它的四角作为导轨 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 一般采用 4 6mm 钢板 该立柱 4 道弯折为提升架上的滑块运行提供了导轨空间 满 足了设备的功能要求 2 载车板的结构形式 载车板与车身底盘直接接触 是梁结构 通常采用 20 号冷弯矩形空心型钢 支 承 梁在承载升降过程中会产生疲劳破坏和变形 因此支承梁必须具有足够的横截面面积 以抵抗弯曲变形 3 安全机构 双柱举升类停车设备的安全机构是由电磁铁 安全挂钩 弹簧 连杆等组成 其 功能如下 当工作台上升时 电磁铁通电吸引连杆 使安全挂钩收回 若发生意外 如高压油管或钢丝绳爆断 电磁铁断电 安全挂钩在弹簧的作用下卡到卡块上 防止滑车下滑 确保安全 当工作台需下降时 先将工作台上升少许 10 20mm 再将电磁铁通电 按手动 卸荷阀 工作台在自重的作用下下降 3 1 2 工作原理 双柱举升类停车设备的传动原理是 由电动油泵提供动力给两侧立柱中的油缸 再由油缸分别顶举两侧提升支架 支承梁 载车板将高位车辆举起 两侧油缸运行的 同步性由调平衡的钢丝绳来实现 设备由机械系统 液压系统及电气系统等三大系统 组成 其中 机械系统包括 立柱 提升支架 支承梁 载车板 液压系统包括 小 排量齿轮泵及油缸 电气系统包括 油泵用电机 控制开关及电控箱 提升架上配有 滑块 起动电动油泵由油缸顶举提升架 使提升架上面的四个滑块在立柱导轨中运行 确保了载车板运行的直线度要求 使载车板托举着高位车辆升高 直到高位车辆被安 全 稳固地举升至所需高度为止 3 2 主要技术参数 3 2 1 基本尺寸参数的确定 1 重心位置的范围 前轮驱动的车辆有以下优点 前驱车的传动效率比后驱车要高 所有的前驱车在 设计的时候 不管发动机横置还是纵置 它的重心都偏于前轴 也就是在车头侧 与 驱动轮的位置很近 传动距离短 其中又以前横置发动机效率最高 这也是大多数前 驱车所采用的布置方式 由于发动机的输出轴与汽车前轴平行 变速箱与驱动桥是做 成一体的固定在发动机旁 动力可以直接通过斜齿轮传递到差速器上 再经变速箱 驱动桥 减速增扭后传递给两根半轴最后驱动车的前轮旋转 显然这种距离最短 且 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 没有经过任何转换的传动效率是最高的 正是基于以上的原因 所以现代汽车大多采用发动机前置 使车辆的重量分布比 大约是 3 2 重心偏前 2 举升机外形尺寸的确定 根据所举升车辆的基本尺寸初步确定举升机构的主要技术参数如表 3 1 所示 表 3 1 双柱式液压驱动二车位立体车库主要技术参数 举升重量 3500kg 举升高度 1850mm 总高度 2760mm 总宽 2748mm 上升时间 50s 下降时间 30s 3 3 电机功率的计算 高位汽车重量1 7t 汽车载车板及其附件的重量加上一部分的余量 1 3t 所以取 3t 载车板有汽车时上升设计速度 tSVW 3 1 由公式 3 1 得 smsVW037 58 1 载车板上升功率 3 2 10WVFP 3 3 gm 其中 由公式 3 3 kgm350 NFW4105 30 取WVs7 由公式 3 2 得 KWPW29 7 4 取WPK3 1 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 3 4 主立柱的设计与校核 3 4 1 立柱截面特性分析与计算 双柱式举升机是一种可以广泛用于立体车库的举升机 具有结构紧凑 外形美观 操作简便等特点 只需用此种安全可靠的举升设备将汽车举升到一定的高度 即可实 现立体车库的功能 随着我国私家车保有量越来越大 此种型式的举升机需求量也会 日益增大 本机主要性能参数为 额定举升载荷 3t 在载重 3t 情况下 由最低位置 举升到最高位置需 50s 当拉下操纵杆使溢流阀接通 车辆由最高位置降到最低位置 需 30s 电动机功率 1 3KW 载车板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 双柱式举升机构的结构型式有多种 本设计中的举升机构系指液压驱动的双柱式 举升机构 举升机构的传动系统为液压系统驱动和控制 由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 使滑台上安装的滑块沿立柱滚动 实现 滑台的上下移动 设备的主要部分有 提升机构 支承机构 平衡机构和安全锁机构 1 主立柱的截面特性分析与计算 主立柱体是举升机构主要的受力承重部件 举升机构立柱在工作时受来自于保险 锁机构处承重的压力和升降滑台滑块作用在立柱上的弯矩 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件 先对其截面特征进行分析 这里主要确定立柱截面形心的位置和截面的惯性矩 2 确定立柱截面形心和中性轴的位置 将整个截面划分为 三个部分 取与截面底边相重合的 轴为参考轴1A23 Z 见图 3 2 分别为三个组合截面的中性轴 则三个截面的面积及其形1Z23 心至 轴的距离经计算分别为 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 图 3 2 双柱式举升类停车设备的主立柱横截面示意图 21 39486270mA eY 527094 H1 5 1 2 226 57 mA mY934 2 33486 5 7659 3 整个截面形心 C 在对称轴 Y 上的位置则为 3 4 321 AYAiC 由式 2 4 得 486395 742 58 CYm1 3 确定各组合截面的惯性矩和立柱整个截面对中性轴 Z 的惯性矩 设三截面的形心分别为 其形心轴为 如图 3 2 它123C123 们距 Z 轴的距离经计算分别为 m69 42 589 a1 10732 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 mC381 90 85173a3 由平行移轴公式 三截面对中性轴 Z 的惯性矩经计算分别为 3 5 12 1aAI 由式 3 5 得 4136 85cmIZ 3 6 2 2aIZ 由式 3 6 得 42 7cIZ 3 7 32 3aAIZ 由式 3 7 得 431 86cmIZ 其中 分别为三截面对各自形心轴 的惯性矩 将三截 1ZI 2 12Z3 面对中性轴 Z 的惯性矩相加 即将式 3 5 3 6 3 7 相加 得 321ZZII 71 864 76 85 9cm 4 立柱整个截面上半部分 以 Z 轴为界 的静矩 S 的计算 三个截面上半部分的静矩值分别为 31 57 6219 8346 19 834 mSA 32 0 3 81498357A 立柱整个截面上半部分 以 Z 轴为界 的静矩为 3321 7 mSSAA 3 4 2 主立柱的强度分析与验算 举升机构工作时 其载车板将汽车提升至一定高度锁定 举升机构直接承载处位 于载车板端部 故应先对滑台部件进行受力分析 见图 3 3 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 图 3 3 提升架部件受力情况示意图 1 滑台部件受力情况分析 考虑滑台部件中滑台和支承梁的总自重 假定自重全部集中在负载处 近似估算 值为 66 37kg 单侧支承梁受到的最大载荷为 1 75 吨 加上滑台部件的自重 滑台 端部受力大小为 1816 37kg 和 是立柱通过滑块给予滑台的反力 1F2 21F 和 为保险支承板给予滑台部件的支承力 B 处为支承点位置 则 XFY kg804 5321 BXFkY7 6 2 举升机构主立柱受力情况分析 主立柱受力情况见图 2 3 所示 图中 和 是滑台通过滚轮作用在立柱上的力1F2 图 3 4 为最高位置 和 为锁紧时滑台作用在立柱上的压力 和BXFY HXRY 为底部支座反力 针对立柱受力情况 经计算得 HM0 BXHFR 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 kgFRBYH37 186 mM 920 图 3 4 主力柱受力情况示意图 3 举升机构主立柱强度校核计算 从图 3 4 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 引起的弯矩图和剪力图见图 3 5 计算得 1F mkgM 6 12405maxQ83 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 图 3 5 立柱上 作用力及其弯矩图和剪力图1F 图 3 6 立柱上 作用力及其弯矩图和剪力图2F 由 引起的弯矩图和剪力图见图 3 6 所示 计算得 2F 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 mkgM 56 9837max2Q041 由 产生的 引起的弯矩图见图 3 7 所示 计算得 BYF mkg 68 95max3 图 3 7 立柱上 作用力及其弯矩图M 立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图如图 3 8 所示 从图中看出 在截面 处 C 剪力最大 弯矩最大 此处是危险截面 kgQC804 523 mkgC 1 2748 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 图 3 8 立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图 前面计算已得到 抗弯截面模数 4519 28cmIZ 3 8 2CZYHIeW 由式 3 8 得 3 48 519 83052cm 截面上半部分静矩 3 9 SIMZ 其中 324 17cmS 由式 3 9 得 mM436 12 7598 1 校核正应力强度 3 10 WMC axmax 由式 3 10 得 2 1ax cmkg08 73 25748 许用应力选 24 901 max 满足强度条件 2 校核剪应力强度 3 11 bISQZmaxa 由式 3 11 得 2maxa 94 12 8436 105cmkgckgSIbZC 选 MPS235 而许用应力 259 478 910 ckg max 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 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max 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 max 但是因为在截面 C 处 M 和 Q 都具有最大值 正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 3 12 IMyx 由式 3 12 得 2 171 0859 284 073cmkgx 3 13 IbQSx 由式 3 13 得 2 12 859 214703ckgx xy 图 3 9 点 K 处取出的单元体受力情况示意图 在点 K 处取出的单元体受力情况如图 3 9 所示 由于点 K 处在复杂应力状态 立 柱材料采用的 45 钢 可以采用第四强度理论 将 的数值代入 用统计平均x y 剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为 所以有 32 j2271 089 137 108cmkgj 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 204 1 cmkg 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 4 3 主立柱的刚度分析与验算 用迭加法进行刚度计算 弹性模量 E 取 经计算 由2610 201cNGPa F1引起的挠度 往内弯 为 由 F2 引起的挠度 往外弯 为 cmfA7 41 由 M 引起的挠度 往外弯 为 此值很小 可忽略不计 cmfA2 3 cmfW86 立柱实际往内弯的挠度为 cffAA5 1237 421 上述立柱的强刚度分析计算进行了近似和简化 所有数据估算相当保守 留有大 的安全余量 改变立柱的厚度 形状和加强筋的尺寸等均能影响其结构强度和刚度 在保持立柱厚度不变时 适当增加加强筋和截面尺寸 有利于提高立柱结构的强刚度 3 5 梁的偏载计算与校核 3 5 1 梁的偏载计算与校核 根据高位车的排量 车宽取 1800mm 则发生偏载的极限位置距离中心 400mm 处17026 GFA35kgA8 由 产生的 M 引起的弯矩图见图 3 10 所示 计算的 AF mkA 594026 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 图 3 10 偏载弯矩图 图 3 12 支承梁截面图 E BH bh 3 14 JX 12 3bhBH 3 15 WX bh6 3 3 16 其中 H B 100mm b h 5mm 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 则由式 3 16 得 WX 34 31067 mHbhB 对于 45 号钢 其中MPab60 MPaW5 1 3 17 由公式 3 17 得 W a18 37067 1594814 所以满足条件 3 5 2 提高梁弯曲强度的措施 1 适当调整梁上载荷作用的位置 合理布置梁上载荷和支座位置在可能的情况下 适当调整梁上载荷作用的位置 可有效地减小梁内的最大弯矩值 2 合理选用梁的截面形状 由弯曲正应力强度条件可知 梁的抗弯截面系数愈大 梁能承受的弯矩就愈大 因此 梁的合理截面形状应当是 截面面积较小 而抗弯截面系数较大 或者说合理 的截面形状应当是其抗弯截面系数与截面面积的比值 WZ A 尽可能地大 工程上常用 这个比值来衡量截面的合理性 表 3 2 列出了几种截面的 WZ 与 A 的比值 由此表可 见 矩形截面比圆形截面合理 而工字形 槽形截面又比矩形截面更合理 究其原因 是因为弯曲正应力沿截面高度线性分布 离中性轴愈远处弯曲正应力愈大 工字形截 面使较多的材料处于高应力区 能充分发挥材料的潜力 表 3 2 常用截面的 WZ 与 A 的比值 截面形状 圆形 矩形 工字形 WZ A 0 125d 0 167d 0 27 0 31 d 注 d 为直径 3 采用变截面梁 等截面除了最大弯矩所在截面外 其它各截面上的应力均低于许用应力 材料未 能充分利用 为了节省材料 减轻梁的自重 可将梁设计成变截面的 即在弯矩较大 处 采用较大截面 弯矩较小处采用较小截面 如果将变截面梁设计成等强度梁 从 节省材料 减轻自重角度看 等强度梁最合理 但由于加工制造等原因 实际上只能 近似做到等强度要求 必须指出 以上这些措施都是从提高弯曲强度的角度提出的 但在工程实际中 设计一个构件还应考虑刚度 稳定性 加工制造等多方面因素 应经过综合考虑比较 黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 后 再确定梁的截面形状和结构形式 3 6 钢丝绳的选取 3 6 1 钢丝绳的特点及用途 表 3 3 按钢丝绳绕制次数分类 分类 特点 用途 双绕绳 先由钢丝绕成股 再由股围 绕绳芯绕成绳 这种钢丝绳的 绕性受绳芯材料影响很大 比 单绕绳挠性好 起重机中广泛应用 表 3 4 按钢丝绳绕制方法分类 分类 特点 用途 交互捻 钢丝绕成股的方向和股捻成 绳的方向相反称为交互捻 如 绳右捻 股左捻 称为右交互 捻 绳左捻 股右捻 称为左 交互捻 这种钢丝绳的缺点是 僵性较大 使用寿命较低 但 不容易松散和扭转 在起重机械中广泛应用 表 3 5 按钢丝绳中丝与丝的接触状态分类 分类 特点 用途 线接触 由不同直径钢丝捻制而成 股内各层之间钢丝全长上平行 捻制 各层钢丝螺距相等 钢 丝之间呈线状接触 包括外粗 式 S 型 粗细式 W 型 及填充式 Fi 型 这种钢丝 绳消除了点接触的二次弯曲应 力 能降低工作时总的弯曲应 力 耐疲劳性能好 结构紧密 金属断面利用系数高 使用寿 命长 比普通钢丝绳寿命高 1 2 倍 广泛应用 优先选取 表 3 6 按股绳截面形状分类 分类 特点 用途 圆股 股绳截面形状是圆形 广泛应用 表 3 7 按钢丝绳绳芯分类 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 分类 特点 用途 纤维芯 具有较高挠性和弹性 不能 耐高温 不能承受横向压力 起重机广泛应用 3 6 2 钢丝绳直径的计算与选择 根据钢丝绳选用原则 机械设计手册 本设计宜采用线接触钢丝绳为提升动 力端 所以选取 6 19S 1770 GB T 8918 类型钢丝绳 钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按式 3 18 确定 3 18 SCd 式中 d 钢丝绳最小直径 mm C 选择系数 2 1Nm S 钢丝绳最大工作静拉力 N 根据 机械设计手册 选取 C 表 3 8 机构利用等级 机构利用等级 总设计寿命 说明 T5 6300 经常中等地使用 表 3 9 机构载荷状态 载荷状态 说明 L2 中 机构经常承受中等的载荷 较少承受最大 的载荷 表 3 10 机构工作级别 机构利用等级载荷状态 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1 轻 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2 中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表 3 11 C 值选取 选择系数 C 值 钢丝公称抗拉强度 MPab 机构工作级别 1550 1700 1850 M1 M3 0 093 0 089 0 085 M4 0 099 0 095 0 091 M5 0 104 0 100 0 096 其中 NFS175023 由式 3 18 得 md2 13 黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 表 3 12 6 19 a 类钢丝绳结构及力学性能 钢丝绳公称抗拉强度 MPa 1470 1570 1670 1770 1870 钢丝绳公称直径 钢丝绳近 似重量 钢丝绳最小破断拉力 d mm 允许偏差 kg 100m KN 13 53 10 69 80 74 60 79 30 84 10 88 80 14 62 30 81 90 87 50 93 10 98 70 104 00 16 6 0 72 20 95 00 101 00 108 00 114 00 120 00 取 md14 3 7 本章小结 本章先后对双柱式二车位立体停车设备机械部分主要组成部件 工作原理进行了 阐述 并根据高位车和低位车的主要参数对双柱式举升类停车设备的主要技术参数进 行了确定 并对机械机构中的主立柱 支承梁 载车板进行了计算和强度 刚度 挠 度的校核 还根据此举升机构的载重量对电机 钢丝绳进行了选择 完成了双柱式二 车位立体停车设备机械部分的设计和校核 黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 第 4 章 液压系统设计 4 1 汽车举升机液压系统设计要求 双柱式二车位立体停车设备液压系统 除要求能在一定的范围内将汽车同步举升 和下降外 还要求其能使汽车在任意高度停止并保持不动 以便实现立体车库的功用 因此 液压系统必须具有定位保持功能 另外 因汽车的重量较大 一旦液压系统出 现故障 举升机支承部分在汽车重力的作用下会迅速下滑 可能会对低位车辆造成威 胁 而且举升机上面的汽车也有被摔坏的危险 所以 为了防止这样的情况发生 举 升机必须具有机械锁定装置 机械锁由分别安装在举升油缸外侧和活塞杆顶部与举升 臂相联的销轴上的两根锯齿形齿条组成 安装在油缸外侧的齿条固定不动 而安装在 销轴上的齿条则随活塞杆上下移动 并且能绕销轴做一定角度的摆动 以实现两根齿 条的分离和啮合 当举升臂处于定位状态或液压系统出现故障 油压低于一定数值时 动齿条就会在自身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合 机械锁锁死 使举升臂不会 下滑 这样就确保高位车辆和地位车辆不会出现危险 4 2 液压系统液压回路的设计 举升机的液压回路如图 4 1 所示 共由 2 部分组成 升降回路和补油回路 4 2 1 升降回路 升降回路由左升降液压缸 15 右升降液压缸 3 三位四通换向阀 7 以及节流阀 13 单向阀 12 组成 其中 液压缸 3 和 15 分别驱动举升机构的左右两个提升架升降 两缸串联 液压缸 15 的上腔与液压缸 3 的下腔直接相连 在无泄漏的情况下 活塞 上升时 左升降缸 15 上腔流出的液压油全部流入右升降缸 3 的下腔 而在下降时 右升降缸 3 下腔流出的液压油全部流入左升降缸 15 的上腔 这样 两缸的活塞就会 同时升降 如果两油缸的内径及活塞杆直径设计合理 就会使两缸活塞完全同步地上 升或下降 举升机的两个提升架也就始终处于相同的高度 液压缸 15 3 活塞的升降由三位四通换向阀 7 控制 当电磁铁 YA1 得电时 换 向阀 7 处于左位 液压油经过单向阀 12 驱动油缸 15 和 3 的活塞同步上升 提升架通 过载车板将汽车举起 当电磁铁 YA2 得电时 换向阀 7 处于右位 液压油驱动油缸 黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 15 和 3 的活塞同步下降 缸 15 下腔排出的液压油经节流阀 13 流回油箱 举升臂将 汽车放下 此处 单向阀 12 和节流阀 13 的作用是 当提升架推动汽车上升时 液压 油经单向阀 12 大流量流入缸 15 的下腔 以较快的速度推动活塞上升 而要将汽车放 下时 缸 15 的下腔流出的液压油需经过节流阀 13 流回油箱 形成了节流阀出口调速 回路 节流阀的节流及背压作用可以防止举升机构在汽车重力 提升架和载车板自重 的作用下过快下降 避免发生事故 当 YA1 和 YA2 都不得电时 换向阀 7 处于中位 此时 油缸 15 和 3 的活塞位置被锁定 不能移动 相对应两提升架也就停止不动 图 4 1 汽车举升机液压控制回路 1 左行程开关 2 右行程开关 3 右下位开关 4 右升降缸 5 液控单向阀 6 节流阀 7 两位三通电磁 阀 8 溢流阀 9 三位四通电磁阀 10 溢流阀 11 液压泵 12 滤油器 13 油箱 14 单向阀 15 节流阀 16 两位三通电磁阀 17 左升降缸 18 左下位开关 4 2 2 补油回路 假如液压油无泄漏 而油缸的设计和制造精度又达到要求的话 以上回路足以保 证两提升架的同步上升和下降 但由于泄漏不可避免 油缸和活塞之间 两油缸之间 黑龙江工程学院本科生毕业设计 27 的管路联结等处 都会产生一定的泄漏 压力越大 使用的时间越长 泄漏就会越厉 害 由于液压油的泄漏 两活塞的移动必将产生误差 随着时间的推移 误差不断累 计 当累计达到一定程度就会超出两提升架允许的高度误差 为了使两提升架能够长 时间的同步运行 必须消除这种同步误差 误差主要是由液压油泄漏引起的 所以设 计了补油回路 补油回路由 2 个二位三通电磁阀 5 和 14 液控单向阀 4 溢流阀 6 及行程开关 1 和 2 组成 行程开关 1 和 2 安装在举升机两侧提升架行程的最上端 当换向阀 7 左位 工作 油缸 15 和 3 的活塞在液压油的驱动下同时上升 假若两活塞完全同步 同时 到达最高点 两行程开关同时接通 补油回路不工作 若液压缸 15 的活塞首先到达 最高点 行程开关 1 被接通 但缸 3 却未到达顶点 开关 2 仍处于断开状态 则电磁 铁 YA3 得电 二位三通电磁阀 5 右位工作 液压油通过电磁阀 5 右位和液控单向阀 4 向液压缸 3 下腔补油 使缸 3 的活塞继续上行 直到到达最高点 当达到最高点时 行程开关 2 也被接通 电磁铁 YA1 和 YA3 同时失电 三位四通阀 7 回到中位 二位 三通阀 5 也返回左位 液控单向阀 4 闭合 补油结束 反之 若缸 3 活塞首先到达行程的最高点 而缸 15 活塞还未到达时 行程开关 2 导通但 1 仍处于断开状态 电磁阀 YA4 得电 其上位工作 压力油通过阀 14 通至 液控单向阀 4 的控制口 将单向阀 4 打开 此时缸 15 活塞继续上行 其上腔多余的液压 油通过液控单向阀 4 和换向阀 5 左位以及溢流阀 6 排入油箱 当缸 15 活塞到达其行 程上端 行程开关 1 接通时 YA1 和 YA4 同时失电 阀 7 回到中位 阀 13 恢复下 位 液控单向阀 4 关闭 补油结束 此处溢流阀 6 的作用是产生一定的背压 避免液 控单向阀 4 打开时因缸 3 下腔直接连通油箱而可能产生的右升降臂在重力作用下下降 的情况 由于左右两缸在结构上是分离的 两缸之间封闭腔具有一定的体积 当举升机构 负重上升时 两缸之间封闭腔内的压力会突然增加 由于油液具有可压缩性 此封闭 腔的体积会有所减小 使左缸在开始位置上升时就会高于右缸 产生一定的高度误差 但因为油液的可压缩性很小 两缸间产生的高度差也很小 又因为举升机构对两提升 架间的高度误差要求不高 而且两提升架间的跨度又较大 所以因油液压缩而产生的 两缸间高度差对举升机构的正常工作不会产生任何影响 假如对两缸之间的误差要求 较高的话 可以在起始位加装 2 个行程开关 控制补油回路工作进行补油即可 在产品中大量的实际应用表明 这种汽车举升机液压系统回路简单 制造方便 运行平稳 由于增加了补油回路 彻底解决了液压油泄漏导致的同步举升误差累积的 问题 并且降低了对液压缸制造精度的要求 降低了生产成本 黑龙江工程学院本科生毕业设计 28 4 3 液压系统的类型和特点 液压系统的类型和特点见表 4 1 表 4 1 液压系统的类型和特点 液压系统的类型 特点 液压传动系统 以传递动力为主按主要 用途分 液压控制系统 注重信息传递 以达到液压执行元件运动参数 如行程速度 位移量和位置 转速或转角 的准确控制为主 开关控制系统 系统由标准的或专用的开关式液压元件组成 执行元件运动 参数的控制精度较低 私服控制系统 传动部分或控制部分采用液压伺服机构的系统 执行元件的 运动参数能够精确控制 比例控制系统 传动部分或控制部分采用电液比例元件的系统 从控制功能 看 它介于四幅控制系统和开关控制系统之间 但从结构组成 和性能特点看 它更接近于伺服控制系统 按控制 方法分 数字控制系统 控制部分采用电液数字控制阀的系统 数字控制阀与伺服阀 或比例阀相比 具有结构简单 价廉 抗污染能力强 稳定性 重复性好 功耗小等特点 在微机实时控制的电液系统中 它 部分取代了比例阀或伺服阀工作 为计算机在液压领域中的应 用开辟了新的方向 4 4 液压系统的组成 4 4 1 液压系统的组成 液压系统通常由三个功能部分和辅助装置组成 见表 4 2 表 4 2 液压系统的组成 动力部分 控制部分 执行部分 辅助装置 液压泵 用以将机械能转化 成液体压力能 有时也将蓄能器作 为紧急或辅助动力源 各类压力 流量 方向等控制阀 用以实现对执行元 件的运动速度 方向 作用力等的控制 也 用于实现过载保护 程序控制等 液压缸 液压马达 等 用以将液体压力能 转换成机械能 管道 蓄能器 过 滤器 油箱 冷却器 加热器 压力表 流 量计等 4 4 2 液压缸的组成 1 缸筒和缸盖 黑龙江工程学院本科生毕业设计 29 一般地说 缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关 工作压力 p 100 105Pa 时使用铸铁 在 p 200 105Pa 时使用无缝钢管 在 p 200 105Pa 时使 用铸钢或锻钢 2 活塞和活塞杆 活塞和活塞杆的结构很多 常见的除一体式 锥销式连接外 还有螺纹式连接和 半环式连接等多种形式 螺纹式连接结构简单 装拆方便 但在高压大负载下需备有螺母放松装置 半环 式连接结构较复杂 拆装不便 但工作较可靠 此外 活塞和活塞杆也有制成整体式结构的 但它只适用于尺寸较小的场合 活 塞一般用耐磨铸铁制造 活塞杆则不论是空心的还是实心的 大多用钢料制造 3 密封装置 对于活塞杆外伸部分来说 由于它很容易把赃物带入液压缸 使油液受污染 使 密 封件磨损 因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈 并放在向着活塞杆外伸的一段 4 缓冲装置 液压缸中缓冲装置的工作原理 是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时在活塞和 缸筒之间封住一部分油液 强迫它从小孔或细缝中挤出 产生很大的阻力 使工作部 件受到制动 逐渐减慢运动速度 达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的 4 4 3 齿轮泵 齿轮泵是液压系统中常用的液压泵 在结构上可分为外啮合式和内啮合式两类 外啮合齿轮泵的优点是结构简单 尺寸小 质量轻 制造方便 价格低廉 工作 可靠 自吸能力强 容许的吸油真空度大 对油液污染不敏感 维护容易 它的缺 点是一些机件承受不平衡径向力 磨损严重 泄露大 工作压力的提高受到限制 此 外 它的流量脉动大 因而压力脉动和噪声都较大 内啮合摆线齿轮泵的优点是结构紧凑 零件少 工作容积大 转速高 运动平稳 噪声低 由于齿数较少 一般为 4 7 个 其流量脉动比较大 啮合处间隙泄漏大 所以此泵工作压力一般为 2 5 7MPa 通常作为润滑 补油等辅助泵使用 4 4 4 单向阀 单向阀是用以防止液流倒流的元件 按控制方式不同 单向阀可分为普通单向阀 和液控单向阀两类 普通单向阀又称止回阀 其作用是使液体只能向一个方向流动 反向截止 液控 单向阀又称单向闭锁阀 其作用是使液流有控制的单向流动 液控单向阀分为普通型 黑龙江工程学院本科生毕业设计 30 和卸荷型两类 液控单向阀的主要以下两种作用 1 保压作用 当活塞向下运动完成工件的压制任务后 液压缸上腔仍需保持一定的高压 此时 液控单向阀靠其良好的单向密封性短时保持缸上腔的压力 2 支撑作用 当活塞以及所驱动的部件向上抬起并停留时 由于重力作用 液压缸下腔承受了 因重力形成的油压 使活塞有下降的趋势 此时 在油路串一液控单向阀 以防止液 压缸下腔回流 使液压缸保持在停留位置 支撑重物不致于落下 4 4 5 溢流阀 溢流阀是节流阀与溢流阀并联而成的组合阀 它能补偿因负载变化而引起的流量 变化 使用溢流阀的系统效率较高 因为采用溢流阀的系统 泵的供油压力随负载的 增大而增加 能量损失小 系统发热少 4 4 6 滤油器 在液压系统中 由于系统内的形成或系统外的侵入 液压油中难免会存在这样或 那样的污染物 这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损 而且会堵塞阀件的小 孔 卡住阀芯 划伤密封件 使液压阀失灵 系统产生故障 因此 必须对液压油中 的杂质和污染物的颗粒进行清理 目前 控制液压油清洁程度的最有效方法就是采用 过滤器 过滤器的主要功用就是对液压油进行过滤 控制油的洁净程度 4 4 7 节流阀 流量控制阀是通过改变节流口面积的大小 改变通过阀流量的阀 在液压系统中 流量阀的作用是对执行元件的运动速度进行控制 常见的流量控制阀有节流阀 调速 阀 溢流阀等 溢流阀是结构最为简单的流量阀 常与其它形式的阀相结合 形成单向节流阀或 行程节流阀 4 4 8 油箱 油箱的主要功用是储存油液 同时箱体还具有散热 沉淀污物 析出油液中渗入 的空气以及作为安装平台等作用 油箱属于非标准件 在实际情况下常根据需要自行设计 油箱设计时主要考虑油 箱的容积 结构 散热等问题 双柱式二车位立体车库液压系统设计的好坏 将直接影响举升的性能和效率 双 柱式二车位立体车库液压系统主要是举升液压系统 黑龙江工程学院本科生毕业设计 31 本次双柱式二车位立体车库设计主要偏重于机械机构的设计与分析 而其液压系 统所采用的油泵 油缸 液压阀等液压系统元件均为高度标准化 系列化与通用化且 由专业化液压件厂集中生产供应 因此在本设计中只需要进行液压元件计算选型 其 主要内容包括油缸的直径与行程 油泵工作压力 流量 功率以及各种相关控制阀的 选型等 4 5 油缸的选型与计算 油缸是液压系统执行元件 也是举升机构的直接动力来源 通常油缸分为活塞式 和浮拄式两类 活塞式均为单向作用 其缸体长度大而伸缩长度小 使用油压低 一 般不超过 14MPa 浮拄式为多级伸缩式油缸 一般有 2 5 个伸缩节 其结构紧凑 并具有短而粗 伸缩长度大 使用油压高 可达 35MPa 易于安装布置等优点 浮 拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式 双向作用式用油压辅助车厢降落 因此工 作平稳 降落速度快 直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸 而杆系组合式倾卸机 构多采用单作用单级油缸 举升机构油缸选用单级活塞双作用缸 HSGL63 45E1101 1000 4 5 1 油缸直径及行程确定 油缸选型主要依据所需的最大作用力 以及最大工作行程来确定的 根据液压maxF 系统中油缸的工作特点 则 42maxdp 4 1 FDax 式中 系统效率 通常按 0 8 液压系统额定工作压力 MPa p 参考表 4 3 选取 越高 对密封要求也越高 成本亦随之上升 根据机构的p 类型及其工作特点 取 MPa 10 P 表 4 3 液压设备常用的工作压力 机床 设备类型 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 农业机械 或中型工程 液压机 重型机械 黑龙江工程学院本科生毕业设计 32 机械 起重运输机 械 工作压力 P MPa 0 8 2 0 3 5 2 8 8 10 10 16 20 32 其中 单个液压缸的最大作用力 NgmGF19250 0352axax 由式 4 1 可知 mpD36 8 014 3946max 表 4 4 缸筒内径尺寸系列 GB T2348 1993 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 450 500 注 括号内数值为非优先选用者 取油缸内径 mm 63 d 由于将油缸固定在距立柱低端 1 米处 且工作行程为 1730mm 所设计的滑轮组 可以省一半的行程 所以 mm8652730 L 表 4 5 缸活塞行程系列 GB T234 1980 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 取 L 1000mm 4 5 2 活塞杆直径 d 的确定 在单杆活塞中 d 值可由 D 和 v 求的 标准液压缸的 v 系列值为 1 06 1 12 1 25 1 4 1 6 2 2 5 和 5 为了减少冲击 即不使往返运动速度相 差过大 一般推荐 v 1 6 活塞运动速度受结构的限制 范围 0 1 0 2m s v 1m s 活塞杆直径也可以按其工作时的受力情况由如表 4 6 初步选取 黑龙江工程学院本科生毕业设计 33 表 4 6 活塞杆直径的选取 活塞杆受力情况 工作压力 p MPa 活塞杆直径 d 受 拉 d 0 3 0 5 D 受压及拉 p 5 d 0 5 0 55 D 受压及拉 57 d 0 7D 液压系统各液压缸均采用双作用单杆活塞缸 即受压也受拉 而且工作压力 p 大 于 7 所以活塞杆直径选公式 d 0 7D 4 2 将 D 值代入 4 2 式中 可求得 d 0 7D 0 7 63 44 1mm 表 4 7 液压缸活塞杆外径尺寸系列 GB T2348 1993 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 取活塞杆直径 d 为 45 mm 4 5 3 液压缸壁厚和外径的计算 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算 液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度 从材料力学可知 承受内压力 的圆筒 其内应力分布规律因壁厚的不同而各异 一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚 壁圆筒 液压缸的内径 D 与其壁厚 的比值 D 10 的圆筒称为薄壁圆筒 起重运输机 械和工程机械的液压缸 一般用无缝钢管材料 大多属于薄壁圆筒结构 其壁厚按薄 壁圆筒公式计算 4 3 2 py 式中 液压缸壁厚 D 液压缸的内径 试验压力 一般