车用千斤顶研究与设计

卢远西

摘要：千斤顶在汽车维修中发挥着至关重要的作用，千斤顶作为汽车维修工的“生命支柱”，安全要求必须得到保障。文章从车间实际运用角度，基于安全、效率等因素，设计和开发了一种车辆返修用千斤顶。

关键词：车用千斤顶；汽车维修；车辆返修；轮胎更换；人机工程 文献标识码：A

中图分类号：TH211 文章编号：1009-2374（2016）31-0007-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.004

1 绪论

1.1 课题来源及研发背景和意义

1.1.1 课题来源。常规的支架千斤顶与油压千斤顶，小巧便携，适用于汽车随车配备工具产品，构造简单、操作方便，适用于多种场合的修理。但由于支撑面过小，在进行汽车单边顶起返修车辆或更换轮胎时，无法有效避免人为疏忽导致车辆摆动、偏移，甚至导致车辆滑落引发事故，存在安全隐患。所以针对常规千斤顶应用于车辆单边顶起或更换轮胎所存在的缺点，需进行车用千斤顶专门研发，以确保维修人员能安全放心地使用车用千斤顶工作。

1.1.2 课题研发背景和意义。本文专门对于使用千斤顶将车辆单边顶起维修车辆问题解决而开展研发，制作一种车用千斤顶优化人机工程操作工作，解决人为疏忽意外事故，消除该项工作存在的安全隐患，达到车辆单边顶起时稳定牢固。

1.2 千斤顶研究进展和应用领域

1.2.1 车用千斤顶简介。车用千斤顶是运用液力千斤顶的基础上制作出来的一种新型汽车维修专用千斤顶，依照常见的四种千斤顶情况分析，利用液压千斤顶来作为动力源结合其升降速度快、承重能力强大的优点；用移动轮克服车用千斤顶质量过重的缺点，便于维修时调整角度方向。制作双齿条升降臂增加顶起高度，增加顶起支撑板加宽接触车辆或重物的面，以确保车辆或重物移动偏移依然保持在千斤顶的支撑板上，防止掉落。另外，结合自锁装置更加提高安全系数。

1.2.2 千斤顶的类型概述。汽车千斤顶的种类可以分为齿条千斤顶、液压千斤顶、螺旋千斤顶和充气式千斤顶四种。

汽车千斤顶的种类一：齿条千斤顶。它分别由齿条、齿轮、手柄三个部分组成，它依靠摇动手柄使齿条上升下降，也是普通汽车常见的一种汽车千斤顶的类别。它体积小、便于存放，但也正因如此，它的支撑重量不能过大。

汽车千斤顶的种类二：液压千斤顶。液压千斤顶又分为通用液压千斤顶和专用液压千斤顶，它的工作原理较为复杂。而它的优点是升降速度快，承重能力较齿条千斤顶大，但比较重，不方便携带。

汽车千斤顶的种类三：螺旋千斤顶。螺旋千斤顶依靠螺纹自锁来撑住重物，结构简单，但其支撑重量较大，也不便于携带，但这种螺旋千斤顶的工作效率较低，上升慢，下降快。

汽车千斤顶的种类四：充气式千斤顶。充气式千斤顶利用汽车尾气冲入气囊并维持一定的压力，此压力通过气囊与汽车底盘的接触转变为均匀分布的举升力，从而达到顶起车辆的目的。该类型千斤顶优点是快速、省力，利用自身受力面积大的特点可以在沙地、泥地、雪地等松软或易塌陷的路面环境中对车辆实施救援，但单边举升造成车辆侧翻的风险较高。

2 专用车用千斤顶的研究与设计

为制作高效安全的车用千斤顶，研究小组特别对专业文献以及各类机械设计及制作做深度研究参考分析，在此基础上设计了返修车用千斤顶。

2.1 车用千斤顶的结构

该车用千斤顶计划应用于上汽通用五菱宝骏基地总装调试工段特工返修区，有效确保了车辆单边顶起工作时的安全可靠。

2.2 车用千斤顶的组成及作用

车用千斤顶主要由以下六个部分组成：

2.2.1 动力元件：液力千斤顶。主要作用是利用液力将力量输出和消化动力部分。

2.2.2 执行元件：剪式顶起支撑臂。它将输出的机械动力延滑轨运动，撑起支撑板。

2.2.3 控制元件：下降操纵杆、顶起操作踏板。用于操作液力千斤顶力量输出与压力释放。

2.2.4 防护装置：自锁装置，它在千斤顶工作时起到自动锁定支撑臂防止意外下降的作用。移动回缩轮，在不工作时便于移动千斤顶，工作时回缩使下端支撑板受力。

2.2.5 传动介质：推拉杆。为实现操作人员控制千斤顶阀门开启和自锁装置解锁。

2.2.6 辅组导向元件：支架臂滑轨。它固定了支架臂运动方向。

2.3 工作原理

脚踩下部脚踏板，踏板连接连杆推动液力千斤顶油缸增加压力，油缸臂再推动X型举升臂，举升臂沿滑轨移动升高，举升重物。左侧举升臂安装自锁卡片，当千斤顶举升时每升起10mm自锁卡片自动卡入下端齿条内卡死，防止千斤顶意外下降。下降千斤顶时拉起左侧解锁拉杆，自锁卡片由解锁拉杆提出齿条则解锁。再推下右侧下降推杆，推杆联动油缸压力释放拨件，释放油缸压力，油缸收缩千斤顶则下降。

2.4 操作方法

2.4.1 举升。（1）将车用千斤顶推入需顶起车辆位置；（2）调整车用千斤顶合理方向及位置；（3）脚踩下部脚踏板，多次踩踏，剪式顶起支撑臂平稳上升，起升车辆或重物到达理想高度。

2.4.2 下降。（1）左手提起保险拉杆解锁；（2）右手按下压力释放操纵杆，如有载荷时，压力释放操纵杆不能直接按到底，以缓慢下降为宜。

2.5 车用千斤顶技术创新点

2.5.1 支撑面板，该车用千斤顶支撑面板为长方形面积，受力面宽可确保顶起车辆及重物摆动或挪动范围不脱离支撑面。中间镶入聚氨酯胶板，防止顶起车辆滑动。

2.5.2 自锁装置，每举升高度10mm都带有自锁功能，防止下滑存在的安全隐患。

2.5.3 移动回缩滚轮，当车用千斤顶顶起重物时，车轮受力内部弹簧回缩直至下方支撑块接触地面，起到承受重物的作用，该设计点不仅确保千斤顶受力均匀稳定，还避免移动轮受重力延长使用寿命，解决了千斤顶搬动费力问题。

2.5.4 控制元件，在操作车用千斤顶下降时，必须使用双手同时操作，即左手拉起解锁拉杆，右手压下下降操作杆，确保维修人员离开车辆或重物下降区域，消除安全隐患；用脚踩踏板操作千斤顶顶起，优化人机工程减少维修人员弯腰下蹲动作，减少人机工程的损害。

3 结语

该车用千斤顶已应用在上汽通用五菱宝骏基地总装调试工段特工区域。通过对现场维修工作运用车用千斤顶证明，该千斤顶牢固稳定，使员工在受限空间工作更放心，并且在人机工程方面减少弯腰和手臂摆动频次，减少工作疲劳程度，提高工作效率。

本论文的研究主要内容包括以下六个方面：（1）消除车辆单边顶起维修作业存在的安全隐患；（2）消除人为疏忽忘记关闭千斤顶保险的安全隐患；（3）提高千斤顶顶起车辆或重物的稳定性；（4）解决液力千斤顶过重移动不便问题；（5）改善人机工程频繁弯腰和手臂摆动频次，减少工作疲劳程度；（6）减少千斤顶角度校准调整时间，加快顶起速度，从放置千斤顶到车辆顶起最高位置节约时间约30秒，提高工作效率。

综上所述，经过研发制作的车用千斤顶提高了员工工作效率，直接节约金额7.59万元/年，并优化2项人机工程，消除车辆掉落砸伤人员重大安全隐患，工具应用至今从未发生事故，突显出该千斤顶现场便利、实用、安全性等优点，对4S店及维修厂家具有推广价值。

参考文献

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