摩托车专用升降平台设计
摘要: 升降台的种类很多，按照升降结构的不同，可分为剪叉式升降台、升缩式升降台、套筒式升降台、升缩臂式升降台及折臂式升降台等。液压升降台采用液压驱动，整机由主机、液压系统、控制系统组成。
本文所介绍的摩托车专用升降台最大载重量是500kg，它有两部分组成：剪叉机构和液压系统。剪叉机构的操作控制是由脚踏式液压泵和液压缸来完成的。这样的液压升降台的设计通常根据设计参数要求，粗略估算剪叉尺寸，然后求出液压缸推力，从而进行液压缸选型。由于液压缸的尺寸及摆放的位置不同，设计当中可能会产生干涉。解决的办法是通过对机构中三种液压缸布置方式的分析和比较，确立一种方案，并根据需要，设计最优的剪叉机构，及对连接零件、滑动装置的选型等。在满足机构设计的基础上，对受力较大的机构进行强度和刚度的校核，检验是否满足设计要求。作为控制系统，液压系统的设计很重要，这包括回路保压设计，液压泵的选取及其他元件的选型等。最终完成摩托车专用升降台的设计。本设计借鉴了相关的资料，采用了相关的标准，充分的吸收了前人的宝贵的经验。
关键词：升降台，液压系统，剪叉机构，脚踏式液压泵，液压缸
1.1 升降台的发展现状
升降台是一种当前应用广泛，发展良好的将人或货物升降到某一高度的设备。我国目前正处于建设的发展阶段，升降台的研制，开发虽然在一定的程度上得到发展成熟，但是有些地方还需要完善和改进，还需要进一步的研究。升降台种类丰富，类型繁多，总的来讲，按照升降结构的不同，可分为剪叉式升降台、升缩式升降台、套筒式升降台、升缩臂式升降台及折臂式升降台等。按移动的方法不同分：固定式升降台、拖拉式升降台、车载式升降台、可驾驶式升降台等。根据液压升降台的工作原理可分为：剪式举升台（非叉式）、移动式液压举升台、剪叉式固定液压升降台以及直桶式液压升降台等。剪叉式升降台又可以分为电动剪叉式和液压剪叉式。根据其传动系统的不同又可分为：液压传动、链条传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮齿条驱动、大螺旋驱动等。车载式升降台是为了提高升降台的机动性，将升降台固定在电瓶搬运车或货车上，它接取汽车引擎动力，实现车载式升降台的升降功能，以适应厂区内外的高空作业。车载式升降台适用范围广泛应用宾馆，大厦，机场，车站，车间，仓库等场所的高空作业等，也可作为临时性的高空照明，广告宣传等。
液压传动是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。现今，采用液压传动的程度也成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家的生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。
目前使用比较成熟，效果较好的液压缸斜置驱动的剪叉式升降台，具有机构紧凑、运行平稳、噪声小、频响快、传递功率大、易于操作等优点。但在实际使用中也存在一些不足， 比如负载不能太大、起重动力矩与负载的比偏大，起始高度较高，有时液压升降平台还会因为长时间的负载而引起漏油，有些升降台体积较大，占用空间等。
1.2 升降台的发展前景
升降台是现代机械行业不可缺少的基本设备，为了满足不同的升降高度，升降台分为单级，双级以及多级；为了满足不同的功能要求，台面有滚道式，旋转式和翻转式等。随着科技的发展，为了更好的控制升降台的升降速度，引入计算机控制系统代替开关液压阀的形式控制液压系统，运用计算机的智能处理能力，根据需要同时控制升降台的位置和速度，既能保证速度均匀稳定，又能更准确的定位。液压升降台正朝着人体化，智能化、集成型和环保节能的方向发展，逐渐运用在各个领域。
1.3 摩托车升降台的设计特点
随着摩托车使用量的迅速增加，社会对摩托车维修工具和设备的工作效率也越来越高。由此原因，设计一种维修设备，它可根据摩托车维修部位的不同而随时调整摩托车的高度位置，方便维修，减轻维修人员的劳动负荷从而提高工作效率，就成为必然需要。具有结构紧凑，占地面积小，安装和拆卸操作方便，故障率低，常见故障易处理，维护方便等优点的摩托车升降平台，就可以满足摩托车维修对提高工作效率的要求。总体来说，摩托车升降台的设计特点就是安全、可靠、经济、方便。
1.4 摩托车升降台的安全要求
由于摩托车升降台容易产生的危险如下：
a)机械危险；
b)电气危险；
c)在设计时由于忽略了人类工效学产生的危险；
d)由于能源失效、机械零件损坏或其他功能故障产生的危险；
e)由于安全措施错误或不正确的定位产生的危险。
因此，在设计和制造摩托车升降台及其他方面应满足一定的安全要求。
1.4.1设计的安全要求
设计时，金属结构的布置应便于检查、维修，且金属结构应达到国家标准要求的安全系数。
在确定安全系数时，设计应力必须是当升降台置放在水平面上，工作台均匀承受最大载重量，按使用说明书使用时构件中产生的最大应力。安全系数n按式(1.1)计算：
............................（1.1）
式中：——塑性材料的屈服极限脆性材料的强度极限（Pa）；
——结构自重引起的应力（Pa）；
——承受最大载重量时结构构件内增加的应力（Pa）；
——应力集中系数；
——动载荷系数。
注：和的值可以在样机上通过试验分析得出。如果不采用试验结构和的值分别不得小于1.10和1.25。
a)升降台承载构件(不包括脆性材料)按式(1.1)求得的安全系数n不得小于2；
b)脆性材料(如铸铁等)制成的升降台承载构件其材料按式(1.1)求得的安全系数n不得小于5；
1.4.2其他安全要求
1.摩托车升降台的稳定性
升降台的稳定系数为：
...................................(1.2)
式中：——总抗倾覆力矩；
——总倾覆力矩，。
升降台的工作台若伸出,必须使工作台伸至极限位置,在伸出部分均布130%该部承受的最大载重量,在最大起升高度处应稳定。
在承受偏载荷时，升降台置于水平面上，支腿伸出且使底盘保持水平，将最大载重量以集中载荷放置在距工作台周边为工作台的长或宽的1/3处的任一位置，在最大起升高度处应稳定。
升降台在升降过程中自然偏摆量不得大于0.5%的最大起升高度。
升降台要设有防止支腿回缩装置，在工作台承受最大载重量停留15min时，支腿的回缩量不得大于3mm。
2.工作台升降安全保护装置
a)在动力、油路等出现故障时，要有能防止工作台失控下降的安全装置（允许有控下降）；
b)若工作台能水平延伸超过升降台底架且在工作台下方有障碍物，则在油路等出现故障时，要有防止工作台下降的装置；
c)工作台上升至最大起升高度时（升降机构中采用一活塞式油缸的升降台除外）,上升极限位置限制器必须自动切断工作台上升动力源。
2 摩托车升降台的总体设计
2.1 设计参数及要求
基本参数：额定载荷为500kg，自重200kg，升降台的最大高度为700-850mm，升降台最小高度为300mm左右，平台尺寸为2200mm700mm。
要求升降台通过脚踏式液压泵提起货物，且后轮固定，设置过载安全阀，确保操作者安全，刹车可靠，可在升程内任意位置停止升降。
2.2 摩托车升降台机构设计时应注意的问题
目 录
1 绪论
1.1 升降台的发展现状..... （1）
1.2 升降台的发展前景..... （1）
1.3 摩托车升降台的设计特点........... （2）
1.4 摩托车升降台的安全要求........... （2）
1.4.1设计的安全要求...... （2）
1.4.2其他安全要求........ （3）
2 摩托车升降台的总体设计
2.1 设计参数及要求........ （4）
2.2 摩托车升降台机构设计时应注意的问题 （4）
2.3 摩托车升降台的两种结构形式........ （4）
2.4 摩托车升降台机构中三种液压缸布置方式的分析比较 （5）
2.4.1问题的提出.......... （5）
2.4.2三种方案的分析和比较 （5）
2.5 总体方案确定及总体设计 （7）
3 摩托车专用升降台的受力分析计算
3.1 实例分析.. （8）
3.1.1摩托车专用升降台的结构简化...... （8）
3.1.2升降台受力分析...... （8）
3.2 实例计算. （12）
3.2.1剪叉臂长度及液压缸安装位置的确定........... （12）
3.2.2液压缸推力的计算及选型......... （14）
3.2.3其他力的计算....... （15）
4 各参数及结构设计
4.1 升降台主要零部件材料的选择....... （17）
4.1.1底座材料的选择..... （17）
4.1.2 液压缸缸体尾部横梁的材料选择... （17）
4.1.3搭板的材料选择..... （17）
4.1.4工作台的材料选择... （17）
4.2 内外剪叉臂与底架连接的销轴结构设计........... （18）
4.3 轴套的结构设计....... （18）
4.4 滚轮的结构设计....... （18）
4.5 脚轮的选型........... （19）
5 液压系统的分析与设计
5.1 负载分析. （20）
5.2 液压系统方案设计..... （20）
6 液压系统的参数计算与元件选择
6.1 液压泵的选择......... （21）
6.1.1液压泵压力的计算... （21）
6.1.2液压泵的选择....... （21）
6.2 液压缸作用时间的计算. （21）
6.3 油管的选择........... （22）
7 强度校核
7.1 剪叉臂的强度校核..... （23）
7.2 液压缸底架固定横梁的强度校核..... （25）
7.3 轴的强度校核......... （28）
7.3.1内剪叉臂固定端销轴的强度校核... （28）
7.3.2液压缸缸体尾部销轴的强度校核... （28）
7.3.3液压缸活塞杆头部支撑轴的强度校核........... （29）
8 校核
8.1 重量核算. （30）
8.2 成本核算. （30）
8.2.1成本的概念......... （30）
8.2.2产品生产成本项目... （31）
8.2.3生产成本的核算..... （31）
9 结论........（33）
参考文献...... （34）
致谢........... （35）
附录 A........ （36）
