一種新型電動(dòng)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)分析

【摘要】：近年來，千斤頂在人們生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用率逐漸提高，這一工具能夠解決現(xiàn)實(shí)生活中的舉重問題。千斤頂在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用下組成結(jié)構(gòu)不斷升級，新型自動(dòng)化千斤的出現(xiàn)，既能彌補(bǔ)以往千斤頂?shù)牟蛔悖帜芴岣哌m用性。本文首先針對自動(dòng)千斤頂做了基本介紹，然后對其進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。

【關(guān)鍵詞】：新型；電動(dòng)千斤頂；設(shè)計(jì)

前言：現(xiàn)如今，自動(dòng)千斤頂在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果，針對該工具展開設(shè)計(jì)分析，能夠在了解設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化自動(dòng)千斤頂設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且還會(huì)提高適用性，由此可見，自動(dòng)千斤頂在未來市場中會(huì)取得廣闊發(fā)展空間，具體介紹如下。

1電動(dòng)千斤頂基本介紹

自動(dòng)千斤頂不同于以往傳統(tǒng)的千斤頂，本文這一工具由機(jī)體、托板、照明燈、減速電機(jī)等部分構(gòu)成，其中，托板安裝于機(jī)體上部，電機(jī)安裝版上下位置分別安裝減速電機(jī)和照明燈，電機(jī)開關(guān)以機(jī)殼為載體操控照明燈[1]。

電動(dòng)千斤頂應(yīng)用優(yōu)勢具體表現(xiàn)：工具使用實(shí)現(xiàn)較長，并且操作便捷；該工具占地空間相對較小；安裝照明燈后，能夠?qū)崿F(xiàn)夜間操作。

基本特征：電動(dòng)千斤頂除了上述基本組成部分之外，還包括絲桿、升降管、絲桿螺母固定座、外管總成、插銷、絲桿螺母、內(nèi)管總成構(gòu)成，其中，插銷作為升降管主要運(yùn)行載體，插銷能夠借此完成外管總成和內(nèi)管總成的管孔嵌套工作，并且內(nèi)管總成上部安裝絲桿螺母，連接載體即絲桿螺母固定座，并且內(nèi)管總成上端應(yīng)低于絲桿上端；絲桿上端和下端分別設(shè)有行程開關(guān)和行程開關(guān)觸塊，并且行程開關(guān)位于行程開關(guān)觸塊之上；機(jī)殼上部設(shè)置水平儀器；多片加強(qiáng)筋（三角形）設(shè)置于托板上部和本體外管總成之間；搖把設(shè)置于螺栓之上，螺栓設(shè)置在減速機(jī)之上。電動(dòng)千斤頂未安裝搖把如圖1所示，安裝搖把后如圖2所示。

2新型電動(dòng)千斤頂設(shè)計(jì)分析

傳統(tǒng)千斤頂在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)占較大空間，并且操作靈活性較差，操作穩(wěn)定性不強(qiáng)。電動(dòng)千斤頂設(shè)計(jì)、制造的過程中應(yīng)避免傳統(tǒng)千斤頂?shù)娜秉c(diǎn)，同時(shí)，安裝于特種車輛后，還應(yīng)充分發(fā)揮支撐和穩(wěn)定性作用。設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性高、適用性強(qiáng)的電動(dòng)千斤是十分必要的，分析如下。

2.1基本構(gòu)件設(shè)計(jì)

對于上述描述的減速電機(jī)、電機(jī)安裝板、照明燈等基本構(gòu)件，按照技術(shù)特征如是設(shè)計(jì)，即電機(jī)安裝板安裝于外管總成，并且上下兩端分別安裝減速電機(jī)和照明燈，其中，減速電機(jī)安全于上端有利于操作者靈活、便捷化操作，如果安裝于下端不僅會(huì)降低操作靈活性，而且還占用較大空間；電機(jī)安裝板作為絲桿和減速電動(dòng)機(jī)主要連接載體，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)千斤頂升降的協(xié)調(diào)配合，這對升降準(zhǔn)確率提升、合理化位移具有重要作用；照明燈安裝于本體，亮滅開關(guān)安裝于機(jī)殼，夜間在照明條件支持下能夠有序操作。

2.2行程開關(guān)設(shè)計(jì)

內(nèi)管總成安裝于本體，內(nèi)管總成內(nèi)部完成行程開關(guān)和行程開關(guān)模塊設(shè)置，并合理確定二者間的位置，之所以堅(jiān)持這樣的設(shè)計(jì)原則，主要是因?yàn)榻z桿超高上升后，行程開關(guān)能夠在行程開關(guān)觸塊的觸動(dòng)下進(jìn)行自動(dòng)斷電，使自動(dòng)千斤頂處于被動(dòng)停止的工作狀態(tài)，以免絲桿過高上升導(dǎo)致內(nèi)在程序運(yùn)行無序，進(jìn)而損壞千斤頂。反之，如果二者的位置顛倒設(shè)置，即使絲桿超高上升，并不會(huì)完成自動(dòng)斷電這一動(dòng)作，并且電動(dòng)千斤頂?shù)耐暾詷O易被破壞，不利于延長自動(dòng)千斤頂?shù)氖褂脮r(shí)間和使用性能。因此，行程開關(guān)合理設(shè)置位置對自動(dòng)千斤頂起到安全保護(hù)作用。

2.3水平儀設(shè)計(jì)

水平儀設(shè)置于本體，能夠使自動(dòng)化千斤頂操作者隨時(shí)關(guān)注水平儀的變化情況，進(jìn)而分析本體與拖車的垂直情況，以此調(diào)整本體位置，充分發(fā)揮千斤頂在實(shí)際使用中的優(yōu)勢。如果水平儀所在位置不能被操作者及時(shí)觀察，那么本體垂直情況也不能及時(shí)校對，因此，不利于優(yōu)化自動(dòng)化千斤頂?shù)氖褂眯Ч３址谴怪睜顟B(tài)運(yùn)作自動(dòng)化千斤頂，則會(huì)大大損壞千斤頂使用性能，不利于提高舉重準(zhǔn)確性。

2.4加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)

加強(qiáng)筋設(shè)置在外管總成外壁面和托板上部之間，主要是因?yàn)檫@樣設(shè)置能夠提升加強(qiáng)托板承載力，同時(shí)，還能有效避免托板發(fā)生形變現(xiàn)象，如果加強(qiáng)筋并未堅(jiān)持合理化設(shè)計(jì)原則，或者加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)工作不予以考慮，那么托板自身承載力會(huì)相應(yīng)降低，并且極易出現(xiàn)托板變形現(xiàn)象，不利于增強(qiáng)自動(dòng)千斤頂穩(wěn)定性。

2.5搖把設(shè)計(jì)

將螺栓安裝于減速機(jī)，并將搖把安裝于螺栓，如是設(shè)計(jì)能夠在發(fā)揮電動(dòng)作用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)千斤頂升降，同時(shí)，嚙合傳動(dòng)效果也會(huì)有效提升，即使出現(xiàn)電源無電現(xiàn)象，也能通過手動(dòng)操作完成電機(jī)升降。

2.6重載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

這一機(jī)構(gòu)的作用即頂起重載，額定載荷18t，避免千斤頂在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)失誤，此時(shí)應(yīng)按照25t的額定載荷予以設(shè)計(jì)，行星減速器減速比15，直齒輪減速比取4.88，螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)副的導(dǎo)程選0.9cm，承載套筒螺紋直徑為16cm。重載驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩48Nm，步距角1.1°的125步的進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器選用下2細(xì)分350脈沖/圈，控制器設(shè)置為每秒發(fā)送1500脈沖。重載頂升的時(shí)間為10.7min，額定軸向力32t，符合設(shè)計(jì)要求。除此之外，動(dòng)力千斤頂在結(jié)構(gòu)和有限元等方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行算例創(chuàng)建、明確算例名稱，之后再對材料屬性進(jìn)行定義分析，即零件選用39Cr；抗拉強(qiáng)度981MPa；彈性模量210GPa；屈服強(qiáng)度784MPa。接下來施加載荷，正確執(zhí)行外部載荷——壓力命令，同時(shí)，將其在支撐平臺施加295kN軸向力。在促進(jìn)有限元進(jìn)行精確度分析方面，務(wù)必做好網(wǎng)格化工作，選擇優(yōu)質(zhì)網(wǎng)格，同時(shí)，打開自動(dòng)過渡這一功能，這對網(wǎng)格密度增加具有重要作用。最后，針對已經(jīng)完成的算例合理運(yùn)行，具體操作：點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，之后進(jìn)行有限元運(yùn)算和具體分析[2]。

結(jié)論：綜上所述，傳統(tǒng)千斤頂在實(shí)際應(yīng)用過程中，存在應(yīng)用時(shí)間短、千斤頂性能低、占地空間大等不足，同時(shí)，千斤頂實(shí)際測量準(zhǔn)確度也會(huì)相應(yīng)降低。新型自動(dòng)化千斤頂應(yīng)用，不僅能夠有效避免上述傳統(tǒng)千斤頂?shù)膽?yīng)用不足，而且能夠提高測量準(zhǔn)確度，這對千斤頂制造領(lǐng)域拓展具有重要意義。從中能夠看出，自動(dòng)化千斤頂在未來的應(yīng)用前景較良好，自動(dòng)化千斤頂應(yīng)用范圍擴(kuò)大的同時(shí)，應(yīng)用率也會(huì)相應(yīng)提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝迎吉，苑勇敢. 基于SolidWorks的新型電動(dòng)螺旋式千斤頂[J]. 煤炭技術(shù)，2015，10：227-229.

[2]周廣智. 家用汽車電動(dòng)液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016，09：60-61.

作者簡介：馮紅剛（1983.06—），男，漢族，陜西興平市，專科，工程師。