剪式举升机自动调平系统设计

李国慧，桂玉涛

(南阳理工学院机械与汽车工程学院，河南南阳473004)

近年来随着我国汽车业的蓬勃发展，汽车维修行业也随之得到大力发展，汽车举升机作为现代汽车维修作业中必不可少的设备也得到了广泛的应用。尤其剪式举升机占到最近几年所有新销售的举升机的一半。这种设计之所以很流行，主要由于这种举升机具有结构简单、同步性好、节省土地面积、安装快捷、可调性好等优点。

同步性是维修工人的生命安全和汽车安全的一重要技术保证。某品牌剪式举升机同步性是用串联液压缸回路实现的。串联液压缸回路理论上只要油缸的设计和制造精度达到要求，液压油无泄漏，回路足以保证两举升臂的同步上升和下降。但是，首先，由于液压缸存在一定的制造误差，二个液压缸不可能完全一样;其次，两油缸液压油存在自然耗损;第三，由于泄漏不可避免，例如两油缸之间的管路联结处、油缸和活塞之间等都会产生一定的泄漏，而且随着油缸工作压力增加、使用时间延长，泄漏就会越严重。鉴于以上原因，两活塞必会产生矢量位移误差。随着时间的推移，位移误差不断累计。当累计误差超出两举升臂允许的高度，同步性就会失真。这种同步误差，随着加工水平的提高，制造误差可以忽略不计;误差主要是由液压油泄漏和自然耗损引起的。为了使两举升臂能够长时间同步运行，必须消除这种同步误差，即引入补油系统。

1 系统存在问题及分析

如图1 为某举升机液压原理图。

图1 原液压系统原理图

其补油原理是根据补油需要，打开补油截止阀21、22，油通过油泵3，溢流阀4，单向阀5，补油截止阀21、22，进入主机(子机)子液压缸13 (18)，使得主机(子机)子液压缸13 (18)上升到与主机(子机)主液压缸9 (15)等高位置，而后结束补油，手动关闭补油截止阀21、22，进入正常工作状态。

具体主机补油过程即同步调平过程如下(子机同理调整):

断开光电平衡检测开关，工作开关按钮置调整位置;

选择主机，将主机升到500 mm;

打开控制柜，手动打开补油截止阀21;

按“上升”按钮，将子机升到与主机平台等高位置;

手动关闭补油截止阀21，打开光电平衡检测开关，工作开关按钮置正常工作位置，以使举升机处于正常工作状态。

此补油过程有如下问题:

(1)用钥匙打开控制柜进行手动开关补油截止阀操作，造成一定的人力、时间的浪费;

(2)在手动时，由于空间小，操作人员易误操作，造成不必要的设备损坏;

(3)实际操作过程中，发现主机主液压缸9 和主机子液压缸13 同时运行，只是运动速度不同，由于主机主工作平台9 和子机子工作平台13 相距有一段的距离，根据升高500 mm 的要求，很难掌握调平。

问题分析:补油过程中，当打开补油截止阀、按“上升”按钮时，主机工作电磁阀7 也打开，使得一部分油经过主机工作电磁阀7 和防爆阀8，进入主机主液压缸9，因此主机主液压缸9 和主机子液压缸同时运行，只是运动速度不同，造成调平困难;而且，由于补油截止阀的操作以及工作台的找平都是靠人工完成，非自动化、智能化，因此产生一系列问题如误操作、找平困难等。

2 系统改进

由于在举升机工作过程中，主机主液压缸、子机主液压缸时刻和油泵系统相连接，因此不平衡主要是主机子液压缸和主机主液压缸之间以及子机子液压缸和子机主液压缸之间油品的自然损耗和泄漏造成的，实际表现是主机子液压缸、子机子液压缸的工作台低于主机主液压缸、子机主液压缸的工作台。鉴于此，针对系统存在的问题，对原液压补油系统进行改进，用一个三位四通换向阀代替原系统中的两个手动补油截止阀，借助原系统中的上限位开关，再增加一个调平按钮，使得补油过程一键式自动完成，提高效率、减小劳动强度、减小误操作，提高设备的使用寿命。改进后液压系统原理图如图2 所示。

图2 改进后液压系统原理图

主机补油原理是:根据补油需要打开操作面板上的补油按钮，液压油首先经过油泵3、溢流阀4、单向阀5、主机工作电磁阀6 和防爆阀7，进入主机主液压缸8，使得主机主液压缸上升，当主机主缸工作平台升到最高位置，触到上升限位开关9;此时主机子液压缸工作平台没有到最高位置，没有接触上升限位开关10;上升限位开关9 触发，产生触发信号传给主机工作电磁阀7，使得电磁阀7 断开，此路系统断开，主机主工作台处于最高限位位置;同时上升限位开关9 产生触发信号传给三位四通阀20，YA2 通电打开补油液压回路，液压油经过油泵3、溢流阀4、单向阀5、三位四通阀20 左路，主机子工作台上升，当接触到上限位开关10 时，产生触发信号传给三位四通阀20 YA2 断电，补油液压回路断开，此时三位四通阀20 处于中位，同时触发信号传给报警灯报警表示已经调平，补油结束，进入正常工作状态(子机同理)。

具体主机补油步骤:

断开光电平衡检测开关，工作开关按钮置调整位置;

选择主机，按住调平按钮，直到报警灯报警;

打开光电平衡检测开关，工作开关按钮置正常工作位置，以使举升机处于正常工作状态。

3 结束语

改进后系统利用一个三位四通换向阀代替原系统中的两个手动补油截止阀，借助原系统中的上限位开关，通过开关触发信号的顺序传递，使补油过程中的平台运动顺序进行，调平过程更加简单;同时借用原安装的上限位开关，自动到位调平，减小了调平过程人力的浪费，实现了调平一键式完成，减小了误操作的发生，避免了对设备无谓的损害。总之改进后系统在实践中运作良好。

［1］卫国爱，许平勇，亓迎川，等．基于PLC 的液压调平升降控制系统［J］．液压与气动，2004(5):11－13．

［2］王雷，王幼民，凌雪．汽车举升机构液压系统的改进设计［J］．起重运输机械，2006(10):73－74．

［3］张利平．液压传动系统及设计［M］．北京:化学工业出版社，2005．

［4］徐社连，侯波．剪叉式升降机液压系统改造［J］．液压与气动，2007(7):75－76．

［5］冯华伟．汽车举升机液压系统设计［J］．烟台大学学报:自然科学与工程版，2007(10):309－312．

［6］雷天觉．新编液压工程手册［M］．北京:北京理工大学出版社，1998．