分析汽車修理中起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用

久有亮

摘 要：文章簡單介紹了汽車修理中起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用，分析了起升機(jī)構(gòu)的工作原理和常見形式，并設(shè)計了一套液壓起升裝置和頂升小車配合的汽車修理頂升機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，頂升性能穩(wěn)定，值得在汽修單位進(jìn)行推廣。

關(guān)鍵詞：汽車修理；齊升機(jī)構(gòu)；設(shè)計；應(yīng)用

我國汽車起升機(jī)構(gòu)的發(fā)展脈絡(luò)十分清晰，在五十年代至六十年代中期主要以5t小型機(jī)械汽車起重機(jī)為主，六十年代以后主要是小型液壓起重機(jī)，之后中大噸位的液壓起升裝置也逐漸發(fā)展起來。然而盡管我國的大中噸位液壓起升裝置逐漸發(fā)展起來，關(guān)鍵液壓件仍然主要依靠進(jìn)口。后來通過和外企的合作，引進(jìn)了先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過長期消化，取得了較為顯著的提高，起升裝置在汽車修理中應(yīng)用設(shè)計也得到了明顯的進(jìn)步。

1 起升機(jī)構(gòu)原理

起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)中的基本工作機(jī)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)有驅(qū)動裝置、制動器、減速器、卷筒、滑輪組、鋼絲繩和吊鉤等。起升機(jī)構(gòu)的主要作用是在起升高度范圍內(nèi)按照一定的速度實現(xiàn)起升載荷的提升、懸停和下降，目前起升裝置的驅(qū)動系統(tǒng)多為液壓馬達(dá)，這種通過液壓馬達(dá)啟動的起升機(jī)構(gòu)稱為液壓傳動起升系統(tǒng)。

液壓傳動起升系統(tǒng)主要有低速大扭矩以及高速小扭矩兩種形式。液壓馬達(dá)體積小、重量小，能夠和標(biāo)準(zhǔn)減速器匹配，還能夠和驅(qū)動油泵交換使用，在起重機(jī)中應(yīng)用廣泛。

起升裝置的取物裝置主要有吊鉤、抓斗、吊環(huán)等多種形式，用于安全保護(hù)的裝置主要有負(fù)載限制器、起升高度限制器和超速保護(hù)裝置等，視實際需要進(jìn)行配用。

2 起升機(jī)構(gòu)常見形式

2.1 液壓缸驅(qū)動

液壓缸驅(qū)動是一種較為常見的驅(qū)動源類型。常見的有直立液壓缸頂升機(jī)構(gòu)和塔式起重機(jī)頂升機(jī)，液壓缸驅(qū)動由于伸縮行程和最大工作壓應(yīng)力的存在限制了頂升重量和起升高度。

2.1.1 低速大扭矩液壓馬達(dá)。低速大扭矩液壓馬達(dá)工作轉(zhuǎn)速小，輸出扭矩大，省去了減速傳動裝置，傳動結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定，安全可靠。簡化后的結(jié)構(gòu)液壓馬達(dá)直接驅(qū)動卷筒工作，相同功率下低速大扭矩液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)體積以及重量小于普通齒輪，轉(zhuǎn)速較低時輸出扭矩穩(wěn)定，比較適宜用在大重量的頂升中。

2.1.2 高速小扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動高速液壓馬達(dá)能夠和液壓泵交換，和配套減速器聯(lián)合使用擁有良好的穩(wěn)定性，成本較低并且擁有較高的工作效率，一般在液壓起重機(jī)中應(yīng)用。

2.2 起升機(jī)液壓系統(tǒng)分類

2.2.1 開式液壓回路。閥芯和閥體相對開口量，滑閥處于中立機(jī)能時換向閥液壓油出口聯(lián)通油箱，滑閥處于左位或者右位時聯(lián)通泵和負(fù)載油路，系統(tǒng)內(nèi)壓增高，進(jìn)而驅(qū)動馬達(dá)開始工作。這是一種多路閥調(diào)速的形式，工作原理是利用旁路節(jié)流調(diào)速。開放式液壓回路有很多優(yōu)勢，能夠利用同一個液壓泵實現(xiàn)對多個執(zhí)行元件的供油，如果起重機(jī)構(gòu)中子系統(tǒng)較多時采用開放回路能夠減少液壓泵數(shù)量，降低成本。利用液壓先導(dǎo)控制能夠?qū)崿F(xiàn)二次起升和重物下放控制，簡單可靠。同時系統(tǒng)的安全性能通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，無需過于復(fù)雜的電氣控制，進(jìn)一步節(jié)約成本，提高可靠性，液壓系統(tǒng)中的閥塊等更換方便，維修方便，成本低。

2.2.2 閉式液壓回路?；y在中位時中位機(jī)能夠保證液壓油不通過閥芯，油路壓力增加達(dá)到溢流閥調(diào)節(jié)壓力后經(jīng)過溢流閥流回郵箱?；y在左位置或者右位時溢流閥油路切斷，控制閥芯控制液壓油，控制液壓馬達(dá)癥狀或者反轉(zhuǎn)，達(dá)到調(diào)定壓力后工作油液溢流。閉式回路會出現(xiàn)抖動，采用背壓閥能夠解決，控制器采用恒壓外控，降低平衡閥開啟壓力，提高回路效率。

閉式起升系統(tǒng)的液壓泵元件的集成結(jié)構(gòu)減少了連接管路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置更加容易，利用了電控系統(tǒng)能夠獲得更好的控制性能。閉式泵系統(tǒng)能夠依靠發(fā)動機(jī)吸收重物下降勢能，發(fā)熱量小，傳動效率高。

3 汽車修理中的起升機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用

汽車修理通常都在地溝上進(jìn)行，前后輪抬起，輪胎懸空便于進(jìn)行底盤修理和輪胎的更換。傳統(tǒng)的修理方式是借助人工，通過千斤頂進(jìn)行頂升。這種方式的人工勞作強(qiáng)度大，頂升效率不高，安全性差。為了改善汽車修理的這種現(xiàn)狀，我們嘗試把起重機(jī)中的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)用到汽車修理中，通過起升機(jī)構(gòu)提供動力進(jìn)行汽車底盤的頂升。經(jīng)過實踐經(jīng)驗證明，汽車頂升機(jī)構(gòu)在汽修工作中應(yīng)用能夠取得較好的效果，值得推廣。

汽修起升機(jī)構(gòu)由電動地溝舉升器和移動式頂升小車兩部分組成，舉升器實現(xiàn)汽車的后輪起升，頂升小車頂升前輪。

汽修中的起升機(jī)構(gòu)要求盡量簡單、安全、運行可靠且成本低，同時還能夠擁有較好的頂升效果。汽車修理要求汽車的前后輪能夠同時起升的同時還可以分別起升。這兩種起升形式要求起升裝置能夠有兩套起升結(jié)構(gòu)，而不同車型的前后輪之間的距離是不等的，這要求汽修頂升機(jī)構(gòu)至少有一套頂升機(jī)構(gòu)是不能固定的，需要具有水平移動和垂直地面的升降兩個方向的位移能力，我們采用了固定后輪頂升裝置，而把前輪頂升裝置設(shè)置成移動頂升小車，具體設(shè)計結(jié)構(gòu)形式參考圖1。

后輪起升裝置設(shè)計要保證頂升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠安裝在地溝中，停止工作時不宜凸出地面，以免影響正常行走。舉升力要足夠大，能夠滿足各種車型。兩個著力點需要能夠動作同步，起升過程中不使汽車歪斜。舉升機(jī)構(gòu)雙柱子一體，三角皮帶和渦輪蝸桿兩級減速傳動，采用絲杠傳動螺母實現(xiàn)升降，運行平穩(wěn)。舉升重量達(dá)到了30噸，舉升速度240mm/min，舉升高度在1200mm。

頂升小車。頂升小車用于汽車前輪舉升?？紤]到不同車型之間的不同，頂升小車要具有可調(diào)的高度，用以滿足前輪不同中心高的要求。頂升小車本身無動力驅(qū)動，依靠汽車開進(jìn)地溝時前進(jìn)的動力，推動小車在高低差軌道上前進(jìn)，移動中把前輪頂升。

頂升小車最大舉力5t，自重150kg，結(jié)構(gòu)簡單維修方便。

地溝和軌道。地溝是汽車修理的必備，是為方便修理人員而設(shè)計的，地溝為了適應(yīng)起升機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤谠O(shè)計的地溝下端安裝電動地溝舉升器，地溝上部安裝頂升小車的行駛軌道。

頂升小車移至曲折軌道低平面軌道上，把需要修理的汽車開至地溝上，小車頂升絲杠支撐托架對準(zhǔn)前橋，用托架頂住前橋。開動汽車，頂升小車沿軌道隨汽車前進(jìn)，小車在曲折軌道低平面上升到曲折軌道高平面，汽車前輪被舉升。前輪舉升之后去汽車停止，舉升器開動頂起大梁，后輪舉起，輪子懸空，修理完成后采用和頂升相反的步驟離開修理場地。

4 結(jié)束語

我們采用了地溝舉升器和移動頂升小車聯(lián)合的汽車頂升機(jī)構(gòu)，同時一段時間的實踐檢驗證明結(jié)構(gòu)簡單、維修方便并且造價低廉，運行可靠，減輕了汽修人員的勞動強(qiáng)度，并通過使用液壓設(shè)備獲得了較為良好的控制性能，節(jié)省了一定成本的同時還達(dá)到滿意的汽車頂升效果。

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