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        雙程活塞液壓載重上樓車

        2016-08-22 09:43:00呂海霆胡碧波大連科技學院遼寧大連116052
        山東工業(yè)技術 2016年16期
        關鍵詞:助力設計

        呂海霆,陳 欣,胡碧波,陳 瑞,弓 宸(大連科技學院,遼寧 大連 116052)

        雙程活塞液壓載重上樓車

        呂海霆,陳 欣,胡碧波,陳 瑞,弓 宸
        (大連科技學院,遼寧 大連 116052)

        筆者設計了雙程活塞液壓載重上樓車,不僅具備助力功能(兼顧上樓下樓助力),載重能力強,而且結構簡潔、操作方便。本文從研制背景、設計原理、創(chuàng)新點分析、推廣應用幾個方面向讀者介紹。

        雙程活塞;助力;載重

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.255

        1 研制背景

        搬運重物一直是我們生活中經常遇到的問題,人們經過不斷改進創(chuàng)新產生了幾種上樓車。通過對現今市面上各種上樓車的研究,發(fā)現其中主要存在兩種弊端:一種是車型結構雖簡單、輕便,但不具有助力功能,載重嚴重受限;一種是雖有助力功能,但靠電機鏈條驅動,體積較大、載重一般,而且造價昂貴。

        圖1 雙程活塞液壓載重上樓車模型

        2 設計原理

        我們考慮利用電控液壓驅動裝置達到助力起重的目的。通過開關控制電機驅動壓力油泵往外泵油,并通過單向閥管道壓入大缸內,達到頂起重物的目的。為了配合液壓系統(tǒng),我們還具體分析并設計了一系列機械結構如曲柄滑塊機構、齒輪機構、凸輪機構等等。

        液壓缸在既定行程內上下滑動,驅動帶有連桿的曲軸轉動。而我們特地把曲軸制成曲柄成中心對稱的一體軸,這就是“雙程活塞液壓”名字的由來,也是本作品的最大亮點。眾所周知,一般的汽車發(fā)動機有進氣、點火、做功、排氣四個過程,因此設計者將曲軸設計成兩兩中心對稱,提高效率,這也是本作品創(chuàng)新點的靈感所在。

        圖2 雙程液壓油路圖

        如圖2所示,當右活塞向下滑動時,下方的凸輪軸隨之順時針轉動,與此同時左側同軸的搖桿推動上方的做活塞向上滑動,此為一個沖程。

        當兩活塞到達各自行程極限時(兩者反方向),即凸輪軸旋轉半周時,軸上凸輪到達既定軌跡定點,頂動頂桿上的彈簧開關,此時兩油管內的截止閥(一個常開,一個常閉)分別處于關閉和打開狀態(tài)。右側油缸的高壓油通過常開閥進入左側液壓缸,此時左側油缸進油?;钊苿酉路降膿u桿(連同凸輪軸)轉動,使小車再上一個樓梯,此為第二個沖程。

        3 創(chuàng)新點分析

        (1)針對小車爬樓過程的間斷性選擇運動每個周期僅旋轉120°這一特點,我們通過齒輪傳動來解決這一問題。設計主、副軸齒輪傳動比為3:2,這能保證主軸旋轉半周時副軸完成120°的旋轉運動,及小車整體爬行一個臺階。

        (2)在凸輪軸上設置兩個呈中心對稱的搖桿分別與上方的活塞連接,使液壓油路形成雙程循環(huán),達到高效率助力載重的作用。這也是本作品的最大創(chuàng)新點。

        (3)針對小車間斷性翻滾而無法實現平穩(wěn)安全下樓的問題,我們在液壓裝置部分加裝了一個電控的先導溢流閥來調節(jié)液壓系統(tǒng)內壓,實現了下樓助力平穩(wěn)的功能,結構簡潔卻動力十足。

        4 推廣應用

        (1)本產品具有上下樓助力功能,且載重能力強,優(yōu)于目前市面上現有的各種上樓車。

        (2)它結構簡單、易操作、且占地面積小,可以在家庭、公司等各種場所使用。

        (3)生產成本相對低廉,性價比高,可大批量生產。

        (4)經過表面掛件加工處理可以搭載乘坐輪椅的殘疾人安全上下樓。

        (5)本車主要零部件如齒輪,行星輪架,滾子軸承等均為標準件,可方便維修和更換。

        [1]孫恒,陳作模,葛文杰主編.機械原理(第7版).西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編.北京:高等教育出版社,2006(05).

        [2]孫志禮主編.機械設計.沈陽:東北大學出版社,2009(09).

        [3]吳宗澤.機械零件設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2004.

        [4]董志勇.圖形設計AUTOCAD 2005.北京:電子工業(yè)出版社,2005.

        [5]曹巖.機床夾具手冊與三維圖庫Solid Works版[M].北京:化學工業(yè)出版社,2010.

        [6]王積偉主編.液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版社,2005(06).

        [7]成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.

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