电动升降（精选4篇）
电动升降 篇1
1电动升降工作台的基本结构和工作原理
南车集团株洲电力机车有限公司需要几套电动工作升降台, 要求操作人员可以方便安全地站在升降平台上完成地铁车体的腻子涂刮、喷漆后的交付验收、修补以及各涂层的打磨工作。
整套电动升降工作台主要由马鞍式框架式升降工作台、侧升降台组成、梯子和横梁组成。马鞍式框架式升降工作台布置在长度方向的两端, 三组侧升降台布置在中间。马鞍式框架升降台端部最大距离为26000mm。整套电动升降工作台在宽度方向对称的布置在两端, 当马鞍式框架升降工作台升到顶端时, 用专用车沿轨道将地铁车体推到工作台位中。马鞍式框架升降工作台的端部走道板可在两侧板间导轨上电动移动, 两端部走道总成可根据不同长度的车型进行调整, 每个端部走道板水平方向的行程 (单边调节量) 为3500mm。所有升降台的升降及端部走道板的水平方向的移动均可由操作人员在台上台下控制。整套电动升降台安装了4个楼梯 (中间的楼梯为两侧各1个) , 以方便设备出现故障时操作人员能从上面下来。升降工作台升降运行时有电铃声响警示。整套设备布置如图1所示。
1.1马鞍式框架式升降工作台的基本结构和工作原理
马鞍式框架式升降工作台 (如图2) 机械部分主要由2个侧平台总成、端部走道总成、4根立柱、4根导向杆、2台不同旋向的蜗轮蜗杆减速机、双输出轴电机、摆线针轮减速机、链条和4块配重块等组成。升降台的升降采用链条传动方式, 双输出轴电机启动, 通过两侧的蜗轮蜗杆减速机减速, 带动工作台达到升降的目的, 每侧均有2根链条, 以防一根链条断裂时升降台突然坠落。为了减小电机的启动力矩 (减小电机的功率) , 每对链条的另一端均配有配重块。为保障运行的平稳, 升降台采用了4根导向杆全方位导向, 其垂直方向的行程为500～4800mm, 升降速度为4.97m/min;端部走道总成可在两侧走道上的导轨槽内 (布置有链条) 电动移动, 移动的距离为3500mm, 移动速度为1.23m/min。各走道板台面的材料均采用6mm厚的镀锌钢板网。由于该设备的工作环境恶劣, 各链条及各导向杆外均安装有防护罩。各走道板的外侧均安装了栏杆, 栏杆的高度和间距均符合国家安全环保要求。
1.侧平台总成2.端部走道总成3.摆线针轮减速机 (带电机和制动器) 4.立柱5.蜗轮蜗杆减速机6.电机 (双输出轴) 7.链条8.导向杆9.配重块
1.2侧升降台的基本结构和工作原理
侧面升降台 (如图3) 机械部分主要由立柱、丝杆、减速箱、电机、磷铜螺母、自动调心装置及走道等组成。每个侧面升降台采用电机通过一级直齿轮减速后带动丝杆传动以达到升降的目的, 为保障走道板升降平稳及避免丝杆与螺母的非正常磨损, 设置了全方位的自动调心装置, 其垂直方向的行程为500～3500mm升降速度为3.05m/min, 各走道板的外侧均安装了栏杆, 栏杆的高度和间距均符合安全要求。
1.走道2.立柱3.滑动丝杆4.减速箱5.电机6.磷铜螺母7.自动调心装置
2电动升降工作台电机选择计算
(1) 马鞍式框架式升降工作台升降电机功率选择
由于配重块基本已配平了侧平台总成和端部走道总成的总重量, 设备要求侧平台总成负载600kg, 端部走道总成负载400kg, 总负载1000kg。减速机的减速比i=53, 链轮的分度圆半径r=45mm, 蜗轮蜗杆减速机的传动效率η=0.6因此:
将nD=960r/min带入上式得:P=1.42kW
由于两走道几乎不会同时达到满负载, 结合实际的安装条件选择Y132S-6 (功率3kW) 的双输出轴的电机。
(2) 马鞍式框架式升降工作台端部走道移动电机功率选择
链传动设计功率Pd=KAP=KAGv=1×6000×0.0204=122.4W
由于通过一级摆线针轮减速, 因此电机功率:
结合实际安装位置, 选定的摆线针轮配备的电机为0.55kW
(3) 侧升降工作台升降电机功率选择
第一级直齿轮传动的效率η1=0.85
滑动丝杆传动的效率η2=0.35
将数据带入上式得:P=1.418kW
考虑到负载有时会在一侧, 两电机无法达到同步, 因此选用Y100L-6 (功率1.5kW) 的电机。
3结语
目前, 该设备已在南车集团株洲电力机车有限公司使用, 使用情况良好, 完全满足了使用要求, 大大提高了生产效率。
改装四门电动升降玻璃要领 篇2
一、正确合理地选择导线和保险规格
汽车电动玻璃升降马达正常运作时耗电一般为:上升约8~10A, 下降约6~8A;如果门框胶条卡滞, 升降缓慢, 此时耗电电流约12~15A;如果卡住 (不能再升降) , 此时耗电电流约16~20A或更大。升降马达在其工作时, 要求运行平稳, 不允许有异常噪声和卡滞现象, 其工作电流应不大于1 5 A, 堵转电流不大于28A。根据欧姆定律R=U/I之电流、电压、电阻的关系以及电阻的确定 (长度、截面积、导电率、温度等) , 由以上数据和公式可以计算出, 电动升降玻璃线路改装一般所用导线为1.5mm2铜芯线和30A保险。
二、改装要领及注意事项
1、选择合适的继电器和保险, 保险安装在继电器电源输出端;
2、选择性能较好安全可靠的升降开关, 其安装位置应避免位于乘客膝盖或腿部会碰触到之位置, 以免造成不必要的故障和损坏;
3、升降马达尽量劝客户选装正规厂家之产品, 确保性能良好, 工作可靠;
4、端子及接线部分应焊接, 保证线路连接可靠;
5、在装线束时要固定良好, 并确定不与其它部件发生干涉;
6、在装搭铁线时, 选一个比较好的位置, 螺栓要拧紧, 保证搭铁可靠;
7、门框胶条要装复到位, 并确认密封良好, 如有变形或开裂应更换;
8、参考如图所示加装电路图;
三、故障诊断与排除
加装使用一段时间后, 可能会出现以下情况:
1、玻璃不能升降, 其原因和检查方法如下: (1) 蓄电池电压较低。用万用表检测蓄电池开路电压, 如低于正常值则更换蓄电池再试。 (2) 电路部分故障。检查搭铁是否良好;保险是否烧坏;线路是否短路或断路;升降马达是否损坏。 (3) 机械部分故障。检查托架有无变形或损坏、齿杆或齿扇有无卡滞或损坏。
2、玻璃升降困难或缓慢, 其原因和检查方法如下: (1) 蓄电池电压不足。用万用表检测蓄电池开路电压, 如低于正常值则更换蓄电池再试。 (2) 可能是电动机无力、调整不良。拆下升降马达, 检测其运行情况, 如空载时电机转动明显动力不足, 则须更换。 (3) 门框胶条老化或被泥沙灰尘等污染, 造成玻璃在升降过程中阻力过大, 则更换胶条或将胶条拆出清洗干净阴干装复即可。
谈绳轮式电动玻璃升降器维修 篇3
它是利用电动机来驱动升降器使车窗玻璃上下移动的。常见的电动玻璃升降器有绳轮式 (以日系轿车常见) 与交臂式 (以德系大众轿车常见) , 本论文是就绳轮式电动玻璃升降器组成结构, 结合实际维修中常遇到的问题, 按照维修点加以总结, 期望为实际维修人员与教学人员的工作提供有益的参考。
一、绳轮式电动玻璃升降器组成
绳轮式电动玻璃升降器对玻璃弧度变化适用性较强, 这是它比交臂式玻璃升降器优势所在, 绳轮式电动玻璃升降器由摇窗电动机、卷丝筒、绳索部件、导槽和玻璃卡子等零部件组成 (如图1) 。在双向摇窗电机的带动下, 门窗玻璃得以实现上升与下降。当然, 要想实现玻璃的正常升降, 还需要相关的电路及开关进行控制, 它们也可作为其组成部分。
二、电动玻璃升降器控制开关及控制线路
电动玻璃升降器控制开关为双联开关, 开关共有三个工作位置, 在不同的工作位置就使得装置具有升、降、关等三个工作状态, 开关不操纵时自动停在中间“关”的位置上, 一般来说, 它共有五个接线端, 这五个接线端常见的排列方式有两种 (见图2与图3) , 为了叙述的方便, 在此我将五个接线端根据其位置命名为中间接线端、左一接线端 (L1) 、左二接线端 (L2) 、右一接线端 (R1) 、右二接线端 (R2) , 下文中的有关接线端的叙述就是按照这种命名。
当开关连接到控制线路上时, 中间接线端连接的是蓄电池正极, 左一接线端与右一接线端连接的是蓄电池负极, 左二接线端与右二接线端连接摇窗电机的两个接线端, 简图如图4。
从简图4可以看出, 在不操作开关时, 左边两个接线端接通并且连接蓄电池负极, 右端两个接线端接通并且连接蓄电池负极, 当按下图2开关箭头所示方向时, 有两种工作状态, 当左二接线端 (L2) 与左一接线端 (L1) 的连接断开而与中间接线端接通, 此时的电流走向为从蓄电池正极出发流经中间接线端、左二接线端 (L2) 、摇窗电动机、右二接线端 (R2) 、右一接线端 (R1) , 最后回到蓄电池负极, 此时可实现摇窗电动机朝一个方向的转动;当右二接线端 (R2) 与右一接线端 (R1) 的连接断开而与中间接线端接通, 此时的电流走向为从蓄电池正极出发流经中间接线端、右二接线端 (R2) 、摇窗电动机、左二接线端 (L2) 、左一接线端 (L1) , 最后回到蓄电池负极, 此时可实现摇窗电动机朝另一个方向的转动。正是由于进入摇窗电机的电流方向不同, 使得摇窗电动机内两组绕向不同的磁场线圈能够通电而产生不同方向的磁场, 实现电机的双向转动。
三、绳轮式电动玻璃升降器故障检测与维修
1. 机械故障
对于绳轮式电动玻璃升降器而言, 经常性遇到的故障现象是玻璃能升降, 但是升降过程中有卡滞, 特别是遇到阴雨天气表现就更为明显。结合图1可以看出, 夹持玻璃的玻璃卡子在导槽内运动, 由于导槽与外界的接触, 不可避免的会在其内聚集一些尘土颗粒, 外加一些水汽, 使得导槽润滑性能不好, 这样就导致了玻璃在导槽内运动时的滑动摩擦阻力增大, 升降自然就会困难。此外, 绳索部分由于长时间使用, 会出现磨损严重甚至断裂故障。
2. 电路故障
若摇窗电动机不工作, 电动车窗玻璃自然不能实现升降。除掉摇窗电动机本身的故障之外, 还会有其他的因素导致其不工作, 主要从以下几个方面进行检查分析。在取下升降器开关的状态下, 用车用万用表或验电笔检测同中间接线端相连的插孔, 无故障时应该有电。用车用万用表的通断档 (二极管档) 或验电笔检测同左一接线端 (L1) 和右一接线端 (R1) 相连的插孔是否搭铁正常。上述测量若出现问题, 及时进行处理恢复, 若测量结果正常, 就要考虑是摇窗电动机故障或升降器开关故障。对于升降器开关, 只需要找出一个同型号的替换, 若升降正常, 则为原来的开关故障, 需要进行更换。当然, 也可以用车用万用表通断档 (二极管档) 进行检测。
总之, 绳轮式电动玻璃升降器以其自身的特点与优势被广泛运用, 对其进行维修时要熟悉它的结构组成, 从机械故障与电路故障对它进行检测。当然, 本论文是就单一电路做出的讨论, 并没涉及多车门电路, 也没有涉及车窗保险及车窗继电器。但不管怎样, 对基本电路的了解分析对于我们学习复杂电路有很大的裨益。
摘要：对于汽车电动车窗的维修, 要明了其控制电路, 这样才能按照一种较强的逻辑思维去分析, 根据故障现象, 分析故障原因, 进而检测故障, 排除故障。绳轮式电动玻璃升降作为电动玻璃升降器之一, 有其非常独特的地方, 对其进行维修时, 要结合其结构特点进行。
浅议电动玻璃升降器的设计及布置 篇4
车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一, 其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。其设计必须保证车门玻璃升降顺畅, 并能使玻璃停留在任意位置等基本功能要求。但是在新产品开发阶段, 往往由于设计考虑因素不全面, 而造成玻璃升降系统升降卡滞、电机烧坏、升降开关烧蚀、钢丝绳疲劳断裂等问题。因此, 为避免产品产生以上质量问题, 有必要对玻璃升降器系统正向设计所涉及的因素进行全面的研究。本文从正向设计角度出发, 首先介绍了电动玻璃升降器类型的选择, 然后对升降器的设计及布置进行了说明, 最后对升降器主要零部件的设计和材料选取, 以及校核事项进行了详细的阐述。为避免升降器系统出现相关质量问题, 在设计阶段给予杜绝, 本文为升降器系统设计及布置提供了很好的参考依据。
1 电动玻璃升降器类型的选择
一般参考车门窗框弧度半径与车门导轨的位置布局来选择相应型号的玻璃升降器。
当玻璃曲率较大时, 绳轮式升降器导轨弧度基本等同于玻璃理论上的运行弧度轨迹, 适宜布设绳轮式升降器;如果玻璃较大, 在运行阶段会侧偏或非正常抖动, 可通过装配双导轨绳轮式升降器来规避这些运行缺陷。一般来讲, 只要玻璃长度L大于780mm, 就可以装配双导轨绳轮式升降器。
如果玻璃曲率较小, 例如曲率半径R>1500mm, 绳轮式升降器导轨弧度更接近玻璃理论运行弧度轨迹, 但是因为叉臂式升降器的位置和功能同样能达到设计要求, 并且配件少, 造价相对较低, 易于装配, 服务年限长, 因而在应用领域始终是热门材料。
2 玻璃升降器的设计及布置
在概念设计阶段时, 确定好了玻璃边界、玻璃运动包络体、车门导轨、车门内外板等后, 就能进行在车门里合适的空间位置布设升降器, 这个环节的工作质量不仅关系到升降器的车门内外板腔体空间及其外观尺寸, 并且直接决定其运行是否稳定, 因此十分关键。通常以车身坐标的X、Y、Z三个方向轴来设计升降器的空间位置。
2.1 叉臂式玻璃升降器的布置
叉臂式玻璃升降器的整体布置主要应从以下几个方面进行考虑:
①升降器在车门位置的人机工程要求。
布置时考虑到, 高配车型的电动升降器与低配车型的手动升降器会共用一个车门内板。升降器在车门位置, 应先从人机工程的要求入手。
升降器手柄的布置, 最重要的是考虑驾驶员的状况。图4所示, 是玻璃升降器开关按钮和手柄布置确定图。它与驾驶员座位高度、手臂长度有关系。阴影部分是放置升降器手柄的人机工程要求最佳位置。如果手柄位置超出了这个区域就会给操作者带来不便。图中, R表示乘员手臂的长度, H值是坐椅表面到乘员臂膀的高度。
②升降器在X轴方向的位置。
因为升降器设计布置, 必须先确定玻璃外型。玻璃外型确认后, 即可通过计算获得玻璃重心线的空间位置, 这对后面的升降器布局非常重要。玻璃重心线位置确定后, 可以依据玻璃重心线的位置来布置升降器在X轴方上位置。为了使玻璃能平稳升降, 在升降器的升降的行程范围内, 原理上主臂与副臂交叉支点位置应靠近玻璃重心线所在位置。这样选择的主要目的是使升降器交叉点受力中心和玻璃重心尽可能接近, 以确保玻璃升降的平稳性, 且玻璃重心在升降器长导轨的运动范围内。如图5所示。
③升降器在Y轴方向的位置。
升降器在Y轴方向的位置, 主要是由玻璃中心线的位置来确定的。如图6, 先画玻璃中心线然后以它为基准去确定其它部件的位置。在确定中心线时主要依据玻璃外表面曲线、侧面曲线及附件布置等。以玻璃中心线为基准, 根据的玻璃升降器结构, 就可以知道, 车门内板的升降器安装平面到升降器长导轨的距离, 这样就可以确定升降器安装面到玻璃E, 如图6所示。距离E的尺寸, 根据经验数值在40~50mm。这个尺寸关系到了玻璃运行的平稳性。因为玻璃长导轨是按这个距离相对升降器安装板上下运动的。
④升降器在Z轴方向的位置。
以图5所示升降器主臂旋转中心位置来设计Z轴上升降器的位置, 通常在导轨所在的水平线上布置升降器的主臂旋转中心点位, 已确保其平稳升降, 并且保证其对固定导轨受力最小。定导轨越短越好, 以免升降器滚轮在水平线上滑动时偏离既定方位。那么, 定导轨仅能设定在玻璃行程一半的附近, 即Z轴上升降器主臂旋转中心位置为车门玻璃行程一半的点位。从图7来看, 当升降器主臂旋转中心点位在A点处, 即玻璃行程一半的点位时, 滑轮在定导轨罩的滑移距离为里MN。当升降器主臂旋转中心位于B点, 即在偏离玻璃行程一半位置时, 滑轮在定导轨里的移动距离为EF, MN<EF。由此可见, 升降器主臂旋转中心位置在Z轴上, 处于车门玻璃行程一半的位置时, 定导轨和动导轨最短。
2.2 绳轮式玻璃升降器的布置
绳轮式玻璃升降器的整体布置主要应从以下几个方面进行考虑:
①升降器在车门位置的人机工程要求。
同叉臂式玻璃升降器。
②升降器在X轴方向的位置。
根据设计好的玻璃和车门的外形尺寸及位置来确定玻璃运动的重心线, 据此设定X轴上升降器的位置。笔者结合以往工作经验, 在玻璃重心位置偏向某一方向10~30mm处布置了绳轮式升降器导槽。也就是图8中“玻璃重心线位置”与“升降器导槽中心线位置”之间的距离。这是为了使玻璃的重心稍微向某一方向偏斜着升降, 也就是说让玻璃顺着某一侧导轨升降, 防止在升降器导轨中心升降。如果升降器导轨的中心恰好是玻璃的重心, 就会造成玻璃重心偏向在玻璃胶条的摩擦力等外力的影响下无法平稳升降, 甚至出现异常抖动的现象。
③升降器在Y轴方向的位置。
确定Y轴上升降器的位置时, 建议先根据玻璃的中心线确定升降器滑块, 由此反推得到升降器导槽的方位, 进而确定导槽支架的安装位置。
确定Y轴上卷丝筒的位置时, 首先确保钢丝在同一平面内运动, 已确保其平稳运行, 避免产生异常情况。
④升降器在Z轴方向的位置。
根据车门的腰部线确定Z轴上绳轮式升降器导槽的位置。升降器项部到车门腰部处的内、外板和加强板之间至少相距30~40mm (具体数值详见图8) , 以便为车门和升降器提供足够的运行空间, 同时确保玻璃上升至最高止点后, 玻璃的连接块以及升降器的滑块不会干扰车门的开合。Z轴上升降器的位置也主要根据这个安全距离而定。
通常在Z轴上导槽高一半的附近位置 (即0~30mm的范围内) 布置升降器的卷丝筒。如图8, 在尺寸“升降器导槽的长度”和“卷丝筒中心位置”附近。
2.3 升降器主要零件的设计和布置
车门玻璃升降系统必须确保车门玻璃能够平稳上下行, 而且车玻璃能够在操控下不受外力影响灵活停位, 以阻挡外力强行降低玻璃非法侵入车内。为了达到安全保障的要求, 各零配件的尺寸必须高度契合。鉴于此, 设计玻璃升降器的时候应该注意以下事项, 具体如表1所示。
3 升降器关键部件的材料选取
首先, 严格按照升降器的设计意图和装配要求选择零部件材料。若零部件的材料或选型不当, 即便有完美的前期设计, 也无法造出合格的零件。用不合格的零件装配而成的升降器根本达不到运行要求。只有用合适的材料制作零件, 才能使前期设计进一步升华, 发挥出零件的最大效能。下文将基于这两点要求具体探讨如何选择升降器的材料。
3.1 叉臂式玻璃升降器关键部件的材料选取
叉臂式升降器是具有弹性变形特点的运动件, 应根据以下两项要求进行选材:
①主臂与副臂的材料选取。
主、副臂是具有弹性变形特性、可承受负载的关键零部件, 材料强度是选材重点。若材料强度不足以抵抗负载, 主、副臂就会弯曲变形。其次, 装配主、副臂的车门腔体极易受潮, 因而制造主、副臂的材料必须具有防腐性能。第三, 材料质地不宜过硬, 否则不易冲压成型。鉴于此, 建议选择优质碳素钢作为制造主、副臂零件的材料。经冲压成型的零件一律进行电镀, 以提高其防锈性能。这往往需要多承担一部分制造成本。目前, 业界普遍推崇用厚2.0mm的高强度镀锌板材料制造主、副臂零件。这种板材无需电镀防锈, 制造工艺简单, 成本低廉, 且更加耐用环保。
②齿板的材料选取。
可参照主、副臂零件选材标准来选择齿板材料, 但齿板材料的强度要提高一个等级, 以确保齿板与小齿轮啮合转动时耐磨、耐用。40#优质碳素钢是目前制作齿板的最佳材料, 高屈服强度的镀锌板钢材也比较合适。板材厚度约3.0mm为宜。
③底座和导轨的材料选取。
具有支承或固定作用的导轨和底座, 均为冲压或辊压成型件。这类零部件重制作工艺及成型质量, 对强度的要求不高。优质低碳素钢是目前的常用材料。近两年来, 业界普遍推崇以普通镀锌板来替代优质碳素钢, 制造工艺更简单。一般情况下, 底座材料厚1.5mm、导轨厚1.0mm为宜。另外, 还可以采用造价较高的高强钢镀锌板制造导轨。
3.2 绳轮式玻璃升降器关键部件的材料选取
绳轮式升降器是在运动时无弹性形变特性的运动件。滚轮滚动与滑块滑动主要依靠运动部件来实现, 选材时应特别注意这一点。
①导槽的材料选取。
对滑块运行导轨起支承作用的导槽是绳轮升降器中的重要零件。要求用防腐性能良好、不易变形的具有一定强度的材料制造导槽零件。如果导槽生锈或被腐蚀, 滑块就不能平稳运行, 玻璃也就无法平稳的上下行。另一方面, 目前业界多采用辊压成型工艺制造导槽, 为了保证导槽成型质量, 不建议使用高强度材料制作导槽, 推荐使用镀锌板材料或SPCC材料。近几年来, 业界也尝试用高强钢制作导槽, 以提高导槽的性能。
②钢丝绳的选取。
钢丝绳在工作中起传力作用, 通过滑块带动玻璃升降。应该采用耐磨、耐腐蚀且具有良好柔韧性的材料制作钢丝。钢丝绳及夹头抗拉强度必须大于2000N, 并经过25000次循环无损坏。根据这些要求, 可以在钢丝绳的标准中找到相应的型号。升降器常用的钢丝绳直径一般为1.5mm。
4 结束语
车门玻璃升降系统设计过程比较复杂, 需系统考虑各相关部件之间的匹配, 以及自身结构的选择和确定。如在玻璃升降器的布置与设计过程中涉及的内容有:玻璃型面及其运动分析校核, 确定升降器驱动形式为电动或手动, 确定升降器的结构类型 (叉臂式、绳轮式、软轴式) 及硬托架设计参数, 确定玻璃上、下止点位置, 确定玻璃升降行程与轨迹、机构运动效率, 以及运动速度, 进行各构件的受力分析等。在玻璃升降器设计过程中, 还需随时进行玻璃升降器系统与门锁、手柄、限位器、铰链及防撞杆等零部件之间的间隙检查、装配性验证、关键尺寸及公差等校核。所以, 在进行设计及布置时, 须全面、系统地考虑各相关因素, 然后通过实车验证后确定最终的设计、布置方案。
郑州日产汽车有限公司结合上述电动玻璃升降器设计及布置原则, 成功的设计出了P11车型前后门的电动玻璃升降器, 经ET、PT试装验证, 满足整车性能要求和零部件试验要求, 现已顺利量产采用。
摘要：为避免在新产品开发阶段, 由于设计考虑因素不全面, 而造成玻璃升降系统出现升降卡滞、电机烧蚀等质量问题。着重从电动玻璃升降器类型的选择、升降器的设计及布置、升降器主要零部件的设计和材料的选取等方面详细介绍了电动玻璃升降器的设计及布置。
关键词：电动玻璃升降器,设计及布置,材料选择
参考文献
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