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1、 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目：2t剪叉式升降平臺設(shè)計 院〔部〕：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號: 2004075371 指導(dǎo)教師： 完成日期：2008年6月22日 目錄 摘要 III ABSTRACTIV 1 前言 - 1 - 1.1 剪叉式液壓升降平臺概述 -1 1.1.1 剪叉式液壓升降平臺開展?fàn)顩r - 1 - 1.1.2 升降平臺分類及各自優(yōu)缺點(diǎn) - 2 - 1.1.3 升降平臺的選用 - 4 - 1.2課題任務(wù) - 5 1.2.1 課題背景和研究意義 - 5 - 1.2.2 本課題主要研究的容 -

2、6 - 1.2.3 課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)： - 6 - 2 設(shè)計方案確實定 - 7 - 2.1 剪叉式液壓升降平臺功能特點(diǎn)分析求解 -7 2.2 確定設(shè)計方案的原那么 -8- 2.3設(shè)計方案確實定 -8- 總體設(shè)計方案確實定 - 8 - 2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)確實定 - 10 - 各機(jī)構(gòu)和各部件的構(gòu)造方案設(shè)計 - 11 - 2.3.4 主要控制方案設(shè)計 - 12 - 3 上平臺及各剪叉的設(shè)計計算 - 14 - 3.1 升降平臺的參數(shù) -14- 3.2重物集中作用于升降平臺中央位置時的受力分析 -14- 升降平臺處于最低位置時的力學(xué)模型及受力分析 - 14 - 升降

3、平臺處于最高位置時的力學(xué)模型及受力分析 -19- 3.3重物偏載于升降平臺鉸接處〔即 D 端〕時的受力分析 -25- 升降平臺處于最低位置時的力學(xué)模型及受力分析 - 25 - 升降平臺處于最高位置時的力學(xué)模型及受力分析 - 31 - 3.4重物偏載于升降平臺滾輪處〔即 C端〕時的受力分析-36- 升降平臺處于最低位置時的力學(xué)模型及受力分析 - 36 - 升降平臺處于最高位置時的力學(xué)模型及受力分析 - 42 - 3.5剪叉的校核 -48- 剪叉BD的強(qiáng)度校核-48 - 剪叉AC的強(qiáng)度校核-48 - 總結(jié)- 49 - 辭- 50 - 參考文獻(xiàn) - 51 - 摘要 剪叉式升

4、降平臺作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣 泛的用途，如用作貨場裝卸貨物的升降臺、各種工程中操作人員的工作平臺等等。剪叉 式液壓升降平臺是一種構(gòu)造比擬簡單、舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修 簡便，并可以停留在升降圍的任意位置上的一種廣泛應(yīng)用的升降平臺。它目前廣泛地應(yīng) 用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想合理的升降平臺。 液壓系統(tǒng)是剪叉式液壓升降平臺的驅(qū)動和控制局部， 通過液壓缸驅(qū)動剪叉改變幅度， 完成升降任務(wù)，通過平衡閥、調(diào)速閥和溢流閥的控制作用，完成調(diào)速、保壓、制動、平 衡的功能。 本次設(shè)計主要進(jìn)展了升降平臺功能特點(diǎn)分析求解，升降平臺總體布局方案

5、和主要性 能參數(shù)確定，各機(jī)構(gòu)和各部件的構(gòu)造方案設(shè)計，主要控制方案設(shè)計，上、下臺架機(jī)構(gòu)、 剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計計算，整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性驗算 該課題屬于橫向課題。該升降平臺作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹肌⒁妆葓鏊Ｒ笃桨?、? 靠，自動化程度高。為保證倉儲區(qū)域管理人員的人身平安和提高升降物品的平安性，采 用無人化作業(yè)方式，平安裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。 關(guān)鍵詞 ：液壓升降平臺；剪叉；液壓缸；上平臺；底座 ABSTRACT Scissors-style take-off and landing platform as a plane movements machinery, mai

6、nly used for lifting heavy objects, in many fields have a wide range of uses, such as loading and unloading cargo freight yard for the lifting platform, operating in various projects of the work platform, and so on. Scissors hydraulic lifting platform is a relatively simple structure, the lifting fo

7、rce, a smooth take-off and landing, low noise, easy to operate, maintenance is simple, and can remain in the take-off and landing anywhere within the scope of a wider application of the take-off and landing platform. It is currently widely used in various trades and industries, is a cargo flow in th

8、e area more desirable and reasonable take-off and landing platform. Hydraulic system is the scissors-type hydraulic lifting platform for the drive and control of the hydraulic cylinders driven by changes in the rate scissors, plete lifting tasks, through balance valve, relief valve and the governor

9、 valve control, the governor pleted , Packing, braking and balance function. The design for the main features of the take-off and landing platform for analysis, the take-off and landing platform for the general layout programmes and identify key performance parameters, agencies and parts of the str

10、ucture of the programme design, the main control programme design, on-step down, scissors mechanism design and calculation With two stability, reliability checking. The topic of cross-cutting issues. The take-off and landing platform for regional operations are flammable, explosive, and other place

11、s. Require safe, reliable, high degree of automation. In order to ensure regional warehouse management and improve the personal safety of movements of goods safety, use of unmanned operations, security installations and all kinds of electrical protection device plete, reliable and easy to operate an

12、d maintenance. Key words: hydraulic lifting platform; scissors; hydraulic cylinder; on the platform; base / 、八 1 前言 1.1 剪叉式液壓升降平臺概述 剪叉式液壓升降平臺開展?fàn)顩r 剪叉式液壓升降平臺是一種構(gòu)造比擬簡單，但舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作 方便、維修簡便。并可以停留在升降圍的任意位置上的一種升降平臺。它目前廣泛地應(yīng) 用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想合理的新穎機(jī)具。 當(dāng)前國外生產(chǎn)升降平臺的國家比擬多，如日本、德國、美國、英國等國家。升降平 臺在

13、國外有的國家生產(chǎn)已有幾十年的歷史了，有多節(jié)和單節(jié)升降平臺，有移動式、固定 式、超低式等各種型式，絕大多數(shù)采用液壓驅(qū)動。并廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、航空、造船、 商業(yè)、倉庫、碼頭等場所，特別在商業(yè)系統(tǒng)貨物裝卸作業(yè)中已形成系列化的。如英國 uK 起重，他們生產(chǎn)多種形式的升降平臺來適應(yīng)商業(yè)系統(tǒng)方面各類倉庫的裝卸需求，而且絕 大多數(shù)配套籠車搬運(yùn)裝卸是一種先進(jìn)的裝卸作業(yè)。在日本大多數(shù)升降平臺應(yīng)用在倉庫中 高站臺運(yùn)送叉車上下站用。所以說在國外應(yīng)用升降平臺是很普及的。 從國情況來看，生產(chǎn)升降平臺比國外起步晚．主要分二大類：一類是生產(chǎn)多節(jié)剪叉 或液壓升降平臺。主要應(yīng)用在高空作業(yè)中：如清冼、安裝、維修等方面。另一類生

14、產(chǎn)單 節(jié)剪叉式液壓升降平臺，主要應(yīng)用在生產(chǎn)流水線中配套使用、當(dāng)然也有應(yīng)用在其它方面 的。目前生產(chǎn)升降平臺的單位較多．但應(yīng)用在商業(yè)系統(tǒng)倉庫裝卸貨物作業(yè)方面的，據(jù)不 完全了解還沒有一家專業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造廠家。 目前，剪式升降平臺的國廠家主要有高昌、強(qiáng)倫、序達(dá)、漢麥克森等；國外品牌主 要有美國的杰奔〔JohnBearl、德國的好富滿〔Hofmann〕。其中，2006年8月下線的 杰奔牌48109B型和好富滿BLA9144型超薄型剪式舉升機(jī)是同類型產(chǎn)品的技術(shù)佼佼者， 其產(chǎn)品在流水線上生產(chǎn)，鋼材薄且強(qiáng)度大、造型美觀、平安性能良好，將有更好的市場 前景。 升降平臺分類及各自優(yōu)缺點(diǎn) 在物流系統(tǒng)中，應(yīng)用于升

15、降設(shè)備的類型眾多，如：手動升降、氣動升降、電動升降 等，各有利弊。 手動升降對一般較小量的物品垂直吊運(yùn)。 如在建筑工地上運(yùn)輸泥瓦工具、 泥灰桶等。氣動升降和電動升降，一般采用減速電機(jī)帶動絲杠螺母，并靠設(shè)置絲杠螺母 一端的擠壓塊，利用杠桿原理擠壓升降叉的方式實現(xiàn)升降，由于其扭力大，可使絲杠螺 母易損壞，從而降低了設(shè)備使用年限。而且上述設(shè)備只能單一使用，沒有通容性。 剪叉升降臺是常用的升降機(jī)械設(shè)備，由剪叉機(jī)構(gòu)、傳動裝置、升降平臺和機(jī)座等部 件構(gòu)成。 剪叉機(jī)構(gòu)起著傳力和導(dǎo)向的作用， 在傳動裝置的推動下， 使升降平臺平穩(wěn)升降 目前，我國的升降平臺的種類比擬多，按傳動裝置的形式，可分為液壓剪叉升降臺和

16、電 動剪叉升降臺兩類，這兩種不同形式的剪叉升降臺都得到了廣泛使用。 電動剪叉升降臺其工作原理是置于升降臺的電動機(jī)、減速器傳動系統(tǒng)，推動剪叉機(jī) 構(gòu)使升降平臺做升降運(yùn)動。電動剪叉升降臺有著構(gòu)造緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)速性能好、組 合靈活、安裝工程量小、易于操作與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在劇場、會堂、多功能廳、展覽館等 處，人們可以按自己需要的方式，使用單臺或數(shù)臺電動剪叉升降臺進(jìn)展任意組合。 液壓剪叉升降臺的工作原理是電動機(jī)直接帶動液壓泵，輸出壓力油經(jīng)控制閥直接推 動液壓缸，帶動剪叉機(jī)構(gòu)使升降平臺做升降運(yùn)動。液壓剪叉升降臺有著構(gòu)造緊湊、運(yùn)行 平穩(wěn)、噪聲小、頻響快、傳遞功率大、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。電動機(jī)、液壓泵、油箱等

17、構(gòu)成 的液壓站，使用時噪聲大，但可以遠(yuǎn)離主機(jī)安裝，單獨(dú)進(jìn)展隔聲降噪處理。由于有多種 液壓控制閥件、復(fù)雜的油路系統(tǒng)，安裝和清理管路難度大，對液壓油介質(zhì)質(zhì)量要求高， 以及油路系統(tǒng)較容易漏油〔因使用質(zhì)次廉價的液壓元件加上缺少維護(hù)，常見液壓站附近 到處是油污〕和制造本錢高等因素的影響。 目前，我國的升降平臺的種類比擬多，按動力傳遞形式，主要可以按電動機(jī)機(jī)械傳 動和液壓傳動兩種方式來劃分，它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺乏之處。 電動機(jī)機(jī)械傳動方式的特點(diǎn)是零件加工相對要求不高、構(gòu)造較簡單、加工容易、維 修方便、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗沖擊性能好、可實現(xiàn)準(zhǔn)確到位，并有自鎖功能、不污染環(huán) 境，缺乏之處在于它的機(jī)械間的磨

18、損很難克制，振動較大。其中以電機(jī)為動力源來提升 平臺又可分為以下幾種： 〔1〕鋼絲繩式和齒輪齒條式 兩者都是目前應(yīng)用最廣的施工升降機(jī)，是垂直運(yùn)送人員及物料的提升機(jī)械。隨著我 國建筑行業(yè)的蓬勃開展，各種大型建筑物不斷增多，施工升降機(jī)的應(yīng)用市場也在不斷地 擴(kuò)大。特別是在 1992年以來，施工升降機(jī)的開展最為迅猛。施工升降機(jī)不但可以應(yīng)用在 這些場合，它還可以應(yīng)用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、電視播送塔、大型橋式 起重機(jī)及煤礦等位置。施工升降機(jī)己成為各行業(yè)建立中一種必不可少的建筑機(jī)械。 〔2〕蝸輪絲杠直頂式升降平臺 作為根底起重部件，它具有構(gòu)造緊湊、體積小、重量輕、無噪音、安裝方便、能自

19、鎖、可靠性高的特點(diǎn)。對于大面積平臺，采用多點(diǎn)提升，即每個頂點(diǎn)都安裝一組蝸輪絲 杠。其好處在于： (1)可以減少臺板主梁斷面尺寸及應(yīng)力，減小其撓度，增加平臺自身剛 度，提高運(yùn)行平穩(wěn)性。 (2)可以減少每個支點(diǎn)的受力，從而減小蝸輪絲杠的提升力，增強(qiáng) 壓桿穩(wěn)定性，并能減輕設(shè)備重量。 液壓傳動方式的特點(diǎn)是構(gòu)造緊湊、工作較平穩(wěn)、磨損小、布局靈活、易于控制。但 液壓件加工精度要求較高，密封泄漏難以控制，工作介質(zhì)適應(yīng)溫度受限。液壓傳動是后 來才開展起來的，以它為動力源來帶動的升降平臺又可分為以下幾種： 〔1〕鏈輪—承重鏈條機(jī)構(gòu)的升降平臺 該機(jī)構(gòu)是由一個動滑輪和假設(shè)干定滑輪以及承重鏈條組成的，根據(jù)動滑輪

20、的特點(diǎn)， 利用較短的液壓行程來獲得大的平臺升降高度，該平臺根據(jù)環(huán)境條件可以用在地下車庫 等有較大的提升高度以及寬闊空間的場合。 〔2〕自行剪叉式高空作業(yè)平臺 它是一種輕型的升降平臺，廣泛用于高空作業(yè)專用設(shè)備，可以移動。它的剪叉式機(jī) 械構(gòu)造，使升降臺起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺和較高的承載能力，使高空 作業(yè)圍更大，并適合多人同時作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，更平安。 〔3〕固定液壓剪叉式升降平臺 它也是一種剪叉式構(gòu)造，承載量較大，升降穩(wěn)定性好，適用圍廣的貨物舉升設(shè)備。 主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送 :物料上線、下線；工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度； 高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時部

21、件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉儲裝卸場所與叉 車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)展貨物快速裝卸等。剪式升降平臺作為一種平面升降機(jī)械，主要用 于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場裝卸貨物的升降臺、各種工程 中操作人員的工作平臺等等。 總之，隨著經(jīng)濟(jì)的開展，目前出現(xiàn)了不同類型的升降平臺，傳動方式由以前單一的 靠機(jī)械電力傳動轉(zhuǎn)向液壓傳動，升降平臺的特點(diǎn)是根據(jù)不同的使用環(huán)境和所想到達(dá)不同 的目的來進(jìn)展設(shè)計的。 1.1.3 升降平臺的選用 本次設(shè)計技術(shù)參數(shù)如下，額定承載量：2000kg長:4900mm,寬:1300mm,平臺最低高 度:700mm,升降高度:1500mm= 根據(jù)所需平臺的設(shè)計要求

22、和技術(shù)參數(shù),在額定承載量給定的情況下,齒輪齒條式和 鋼絲繩式的升降平臺盡管構(gòu)造簡單,經(jīng)濟(jì)性好,但由于受到承載能力、爬坡度、使用壽 命以及空間位置的影響，它們不能滿足實際要求，故不能采納； 蝸輪絲杠直頂式升降平臺對于平臺面積大，一般采用多點(diǎn)提升，即每個頂點(diǎn)都用一 組蝸輪絲杠。從使用圍來考慮，它主要使用于大面積微動平臺，升降高度受到限制；從 加工本錢來考慮，絲杠加工起來比擬復(fù)雜，造價比擬高，而且在升降高度比擬大時，穩(wěn) 定性要求會更高，使其本錢很高，故也不予采納。 經(jīng)過比擬分析， 選用剪叉式還是比擬適宜的。 剪叉式升降平臺是一種構(gòu)造比擬簡單、 舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡便，并

23、可以停留在升降圍的任意位置 上的舉升機(jī)構(gòu)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想臺 理的新穎機(jī)具。它的剪叉式機(jī)械構(gòu)造，使升降臺起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平 臺和較高的承載能力，使高空作業(yè)圍更大，效率更高，更平安。 1.2 課題任務(wù) 課題背景和研究意義 背景：隨著經(jīng)濟(jì)的開展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在市場經(jīng)濟(jì)的競爭大潮中，為了提高企 業(yè)生產(chǎn)速度，人們想法設(shè)計了可以減少人力物力并且能夠出色完成任務(wù)的設(shè)備，這其中 之一就是人們現(xiàn)在經(jīng)常會用到的升降平臺。 升降平臺的種類比擬繁多， 根據(jù)不同的用途， 升降平臺的構(gòu)造、動力傳遞形式以及規(guī)格會有不同的選擇和設(shè)計。 意義 ：剪叉式升

24、降平臺具有構(gòu)造緊湊、承載量大、通過性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn) , 因 此在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場合中得到廣泛應(yīng)用。剪式升降平 臺作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作 貨場裝卸貨物的升降臺、各種工程中操作人員的工作平臺等等。 因此，這次的設(shè)計是非常有用的，也是非常必要的。在這次的設(shè)計中，不僅要考 慮到其構(gòu)造的合理布置性，還要考慮材料的節(jié)省即經(jīng)濟(jì)性問題 。 1.2.2 本課題主要研究的容 〔1〕升降平臺功能特點(diǎn)分析求解； 〔2〕升降平臺總體布局方案和主要性能參數(shù)確定； 〔3〕各機(jī)構(gòu)和各部件的構(gòu)造方案設(shè)計； 〔4〕主要控制方案設(shè)計；

25、 〔5〕上、下臺架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計計算； 〔6〕整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性驗算。 課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)： 本課題要求通過對升降平臺功能特點(diǎn)分析求解，確定升降平臺的總體布局方案， 然后對其上下臺架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)進(jìn)展設(shè)計計算，并進(jìn)展整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性的驗算。 難點(diǎn)： 1、正確計算一個油缸所需的最大推力及油缸的布置位置； 2、計算上平臺及外叉臂在極限載荷下的變形，校核它們的強(qiáng)度； 3、為平臺設(shè)計一個合格的、保壓性能好的液壓系統(tǒng)。 4、材料的選擇及熱處理方法。 關(guān)鍵問題： 該升降平臺作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹?、易爆等場所。要求平安、可靠，自動?程度高。為保證倉儲區(qū)域管理人員的人身平安和提高升降物品的平安

26、性，采用無人化作 業(yè)方式，平安裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。為保證操作物品 及周圍環(huán)境的平安， 要求該平臺運(yùn)行平穩(wěn)、 可靠性好。 該設(shè)計要在保證可靠性的前提下， 盡量減輕機(jī)構(gòu)重量和提高機(jī)構(gòu)剛性為原那么；在具體機(jī)構(gòu)設(shè)計上貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的 原那么。 2 設(shè)計方案確實定 2.1 剪叉式液壓升降平臺功能特點(diǎn)分析求解 剪叉式液壓升降平臺的原理是通過液壓缸的舉升帶動剪叉機(jī)構(gòu)的變幅來推動平臺穩(wěn)定升 降。根據(jù)這個原理可以設(shè)計出多種的剪叉式液壓升降平臺， 它具有承載量大、 穩(wěn)定性好、 通過性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn)，是一種適用圍廣的貨物舉升設(shè)備。它主要用于生產(chǎn)流水線 高度差之間貨物運(yùn)送 ;

27、物料上線、下線 ;工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度 ;高處給料機(jī)送料 ;大型設(shè) 備裝配時部件舉升 ;大型機(jī)床上料、下料 :倉儲裝卸場所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)展貨物快 速裝卸等。因此它在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場合中得到廣泛應(yīng) 2.2 確定設(shè)計方案的原那么 該課題屬于橫向課題。該升降平臺作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹?、易爆等場所。要求平安、?靠，自動化程度高。為保證倉儲區(qū)域管理人員的人身平安和提高升降物品的平安性，采 用無人化作業(yè)方式，平安裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。 2.3設(shè)計方案確實定 剪叉式液壓升降平臺的設(shè)計， 從以下四個方面進(jìn)展設(shè)計 :一是升降平臺剪叉起升機(jī)構(gòu) 的

28、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計；二是剪叉式起升機(jī)構(gòu)各構(gòu)件材料確實定；三是對起升機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動學(xué) 分析；四是升降平臺的液壓系統(tǒng)設(shè)計。升降平臺的剪叉起升機(jī)構(gòu)是整個平臺的骨架，承 受和傳遞整個平臺所負(fù)擔(dān)的載重量及其自身的重量。 總體設(shè)計方案確實定 2t 升降平臺主要要求及技術(shù)參數(shù)： 1〕為保證操作物品及周圍環(huán)境的平安，要求該平臺運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好； ； 2〕平臺外形尺寸為4900X 1300X 700;升降高度1500mm； 3〕操作物品參考尺寸為1500X 1100X 1350mm,重量500Kg;物品數(shù)量3只； 4〕升降速度 <5m/min 。 剪叉式液壓升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于

29、維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。 在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)液壓油缸位置的不同設(shè)定，可以得到不同形式的升降平臺，下面以固定單剪叉 來說明，用長度相等的兩根支撐桿 AC和BD鉸接與兩桿的中心點(diǎn)E，兩桿的A、D端分別 鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的B、C端分別于兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向 槽滾動。如圖 2.1所示的三種構(gòu)造形式示意圖，它們的不同之處在于驅(qū)動氣液壓缸的安裝 位置不同 (a)直立固定剪叉式 (b)水平固定剪叉式 (c)雙鉸接剪叉式 圖2.1構(gòu)造形式示意圖 圖2.1(a中的驅(qū)動液壓缸的下部固定在機(jī)架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接 觸

30、。液壓缸通過活塞桿使上平臺鉛直升降。 圖2.1(b)中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿BD鉸接于B處。液壓缸驅(qū)動活塞桿控制平臺 鉛直升降。 圖2.1(c)中的液壓缸缸體尾部與支撐桿BD鉸接，活塞頭部與支撐桿AC鉸接。液壓缸 活塞桿可控制平臺鉛直升降。 按照液壓缸的安裝形式，本文稱圖2.1(a的形式為直立固定剪叉式構(gòu)造，圖2.1(b)的形 式為水平固定剪叉式構(gòu)造，圖2.1 (c)的形式為雙鉸接剪叉式構(gòu)造。 直立固定剪叉式構(gòu)造，液壓缸的行程等于平臺的升降行程，整體構(gòu)造尺寸龐大，且 鉸鏈加工復(fù)雜，在實際中應(yīng)用較少。 水平固定剪叉式構(gòu)造，通過分析可知，平臺的升降行程大于液壓缸的行程，但缺乏 之處

31、是活塞桿受橫向力作用，影響密封件的使用壽命。 雙鉸接剪叉式構(gòu)造防止了上述缺點(diǎn)。構(gòu)造比擬合理，平臺的升降行程可到達(dá)液壓缸 行程的二倍以上。應(yīng)選用雙鉸接式的根本形式設(shè)計制造升降平臺。 主要技術(shù)參數(shù)確實定 (1)當(dāng)升降平臺處于最低位置時 I C 圖2.2 升降平臺處于最低位置 O' -' 當(dāng)升降平臺處于最低位置時，如圖2.2所示，AD=h=700mm、AB=3900mm、OE=1000mm AD 700 0 在 ABD 中， arctan arctan 10.18 AB 3900 剪叉 AC、BD 的長度為：AC=BD= AB2 AD2 .39002 7002 39

32、62mm 在 ABE 中，AO=也 3962=1981mm 2 2 AE=A0+0E=1981+1000=2981mm =10.18° 因此，EE'= AE sin 2981 sin 10.180 527mm AE EE tan 527 tan 10.180 2934mm BE AB AE 3900 2934 966 mm 液壓缸與水平面夾角 arcta 527 28.610 BE 966 此時液壓缸長度總體長度 BE . EE' BE' , 5272 9662 1100mm 〔2〕當(dāng)升降平臺處于最高位置時 當(dāng)升降平臺處于最高位置時，如圖2.3所示。

33、BD' AC' 3962mm , OE=1000mm, ad' H 2200mm II T O' / 圖2-3 圖2.3 在 ABD'中，AB .2 BD AD'2 39622 22002 3295mm arcta n AD BD arctan2200 33.73。 3295 在 abe' 中，AO 1981mm，AE =2981mm, 33.730 因此：E E AE sin 2981 sin 33.730 1655mm AE AE cta n 2981 cta n33.730 2479mm BE AB AE 3295 2479

34、 816mm 液壓缸與水平面夾角 E E 1655 arcta n B E 815 0 63.78 -2 此時液壓缸長度B'e' . E'E _ B .16552 8162 1844 mm 因此，液壓缸的伸縮長度：L= B E -BE=1844-1100=744mm 各機(jī)構(gòu)和各部件的構(gòu)造方案設(shè)計 上平臺臺面選用一塊4900mmX 1300mmX 2mm的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造熱軋鋼板，然后用 80mmX 43mmx 5mm的槽鋼焊接成長4900mm寬1300mm的框架，并將其點(diǎn)焊在上平 臺臺面的下方，增加槽鋼焊接框架是為了增加上平臺強(qiáng)度及其抗彎能力，防止上平臺 因

35、重物太重而發(fā)生彎曲或變形。 剪叉臂的材料選用 200mmx 100mmx 8mm 空心矩形鋼管，為了防止剪叉臂在起升和下 降過程中與上平臺或底座發(fā)生干預(yù)，因此要將空心矩形鋼管的頭部做一下處理。剪叉 臂的一端通過支座與上平臺和底座鉸接在一起，另一端通過滾輪軸安裝滾輪，以便在 以100mmx 48mmx 5.3mm做成的軌道上行走，從而完成剪叉臂的變幅。因剪叉臂要與 上平臺和底座鉸接，為了增加其強(qiáng)度及剛度，應(yīng)在剪叉臂各鉸接連接孔處均增加軸套。 底座采用80mmx 43mmx 5mm的槽鋼焊接成所需的框架即可。 在底座的四個角上加四 個由80mmx 43mmx 5mmx 700mm的槽鋼做成的

36、立柱。加立柱的目的是：〔1〕當(dāng)升降 平臺處于最低位置時，液壓缸卸荷，不再提供推力來支撐升降平臺，這時立柱就起了 支撐升降平臺的作用。 〔 2〕在升降平臺工作過程中，液壓缸損壞突然卸荷，升降平臺 的上平臺就可以直接落在立柱上，既起到支撐作用，也防止了液壓原件或升降平臺各 部件的損壞。〔3〕在工作人員檢修過程中，立柱還可以防止升降平臺突然落下而導(dǎo)致 人員的傷亡。 根據(jù)所需的最大液壓缸推力選擇適宜的液壓缸， 在兩個剪叉臂之間位置安裝油缸。 在剪叉臂和外剪叉臂之間分別焊接一根無縫鋼管，在鋼管的中間部位分別連接兩個連 接板，作為液壓缸的支撐，通過液壓缸的舉升與伸縮帶動與剪叉臂連接的滾輪在軌道 上行走，

37、從而改變剪叉臂的變幅，從而完成升降平臺的升降。 各銷軸和滾輪均采用調(diào)質(zhì)處理的 45鋼制成。 2.3.4 主要控制方案設(shè)計 升降平臺的起升與下降是依靠液壓缸的伸縮實現(xiàn)的，下面就將液壓控制系統(tǒng)原理 圖〔圖2.4〕做一下簡要說明。 rS UJ lL 圖2.4液壓控制系統(tǒng)原理圖 1 —液壓缸 2—平衡閥 3—調(diào)速閥 4—三位四通電磁換向閥 5、9、10-單向閥 6—液壓泵 7—過濾器 8—溢流閥 設(shè)液壓泵的額定壓力為10MPa 〔1〕、當(dāng)系統(tǒng)壓力過高時 液壓回路為：油箱——過濾器——液壓泵——溢流閥——油箱 〔2〕當(dāng)系統(tǒng)壓力不超過液壓

38、泵額定壓力時 假設(shè)要實現(xiàn)升降平臺的上升過程，其液壓回路為：油箱一一過濾器一一液壓泵一 —單向閥5——三位四通電磁換向閥的左位——單向閥 9——單向閥10 ——液壓缸一 —三位四通電磁換向閥的左位——油箱 假設(shè)要實現(xiàn)升降平臺的下降過程，其液壓回路為：油箱一一過濾器一一液壓泵一 —單向閥5――三位四通電磁換向閥的右位一一液壓缸一一平衡閥一一調(diào)速閥一一三 位四通電磁換向閥的右位——油箱 假設(shè)要使升降平臺處于靜止?fàn)顟B(tài)，其液壓回路為：油箱一一過濾器一一液壓泵一 —單向閥5——三位四通電磁換向閥的中位——油箱 3上平臺及各剪叉的設(shè)計計算 3.1升降平臺的參數(shù) 主要參數(shù)： 本文所研究升

39、降平臺的主要技術(shù)參數(shù)如下: 1〕升降平臺最低高度為700mm； 2〕升降平臺最高高度為2200mm； 3〕最大起升重量為2000kg 4〕上平臺重力為：G=290.952X 9.8N=2851.33N; 5〕重物重力為： W=2000X 9.8N=19600N; 6〕兩剪叉重力分別為：G AC= Gbd= 134.64X 9.8N=1319.472N; 7〕升降平臺處于最高位置時， a=1950mm,a+b=3295mm a=33.73°,p=63.78°; 8）升降平臺處于最低位置時，a=1950mm,a+b=3900mm a=10.18°,p=28.61°; 3.2重物集

40、中作用于升降平臺中央位置時的受力分析 升降平臺處于最低位置時的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺處于最低位置時：a=1950mm, a+b=3900mm,o=10.18°,B=28.61°。 1、總體受力 總體受力模型如圖3.1所示。 圖3.1 總體受力 模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為: Fx 0 F3 0 G W Fy 0 2 GAC G BD F1 F2 G W a b MA 0 a GAC Gbd F1 a b 2 2 〔3— 1〕 將各數(shù)據(jù)代入公式〔3— 1〕，得

41、 F3 0 2851.33 19600 2 2851.33 19600 2 1319.472 2 F1 F2 1950 1319.472 2 3900 2 F1 3900 解得： F1 6932.305N F2 6932.305N 2、上平臺的力學(xué)模型及受力分析 上平臺受力模型如圖3.2所示。 g+w c V'-/ a -a kt b — - F6 F4 F5 圖3.2 上平臺受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為: Fx 0 F6 0 Fy 0 F4 F5 〔3—2〕 MA 0 F5 a b 將各

42、數(shù)據(jù)代入公式〔3—2〕，得 F6 0 F4 F5 1950 F5 3900 2851.33 19600 2 2851.33 19600 2 解得：F4 5612.833N F5 5612.833N 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.3所示 F1 I ""—| Ty卩 Tx T 圖3.3 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為: Fx 0 F7 Tx Fy 0 1 F 4 T y G bd F 8 F1 M0 0 1 F4 F1 Tx Ty Ty Tx tan 將各數(shù)據(jù)代入公式〔

43、3—3〕，得 〔3— 3〕 F7 Tx 5612.833N Ty 1319.472N F* 6932.305N 5612.833N 6932.305N Tx Ty Ty Tx tan 28.610 注：F4為F4的反作用力，故F4' F4 Tx 27877.082 N 解得： Ty 15331.945 N F7 27877.082 N F8 15331.945 N 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力 對剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.4所示 F4 y' F$y I Fw+T xy o F7

44、y+G y Tyy 圖3.4剪叉BD的簡力圖 F4y' F4 COS 5612.833( cos10.18 5524.472N F8y F8 cos 15331.945 cos10.18 15090.580N F7y F7 sin 27877.08 sin 10.18 4927.028N 其中GBDy G BD COS 1319.472 cos10.18 1298.7N F 1y F1 COS 6932.305 cos10.18 6823.172N T xy Tx sin 27877.082 si n10.18 4927

45、.028N Tyy Ty cos 15331.945 cos10.18 15090.58N 在B0段，剪力方程和彎矩方程分別為: Fs(x) Tyy Fly Txy 16986.724N Ms(x) Tyy Fiy Txy x(0 x 1981mm) 0~ 33650700.24N ? mm 在OD段，剪力方程為: Fs(x) F4y' 5524.472N 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.5所示 F2 D O B 33650700.24 DOB 圖3.5剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受

46、力模型如圖3.6所示。 -Ty Tx 3 O F7' _ — 一 a F3 F8' Gac 圖3.6 剪叉AC的 受力模型 其各力大小分別為: F2 6932.305N F3 0 F5' 5612.833N F7' 27877.082N Gac 1319.472N Tx 27877.082N Ty 15331.945N F*' 15331.945N 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對 剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.7所示 Txy+T yy r" F2 y O E 一一 ： ' F5 y

47、 t F7y'+F8y'+G9 圖3.7剪叉AC的簡力圖 F2y F2 cos 6932.305 cos10.18 6823.172N 1 F 8y 1 F8 cos 15331.945 cos10.18 15090.580N F7y' 1 F7 sin 27877.08 sin10.18 4927.028N 其中GACy Gac cos 1319.472 cos10.18 1298.7 N 1 F5y F5 cos 5612.833 cos10.18 5524.472N Txy Tx sin 27877.082 sin 10.18

48、4927.028N T yy Ty cos 15331.945 cos10.18 15090.58N 在CE段，剪力方程和彎矩方程分別為: Fs(x) F5y' 5524.472N Ms(x) F5yx(0 x 981mm) 0~ 5419507.032N 在EO段，剪力方程和彎矩方程分別為: Fs(x) F5y' TXy Tyy 25542.08N MS(x) F5y' x 981 Txy Tyy x(0 x 1000mm) 5419507.032 ~ 30961587.03N 在OA段，剪力方程為： FS(x) F2y 6823.172N 由此可以得到剪叉AC

49、的剪力圖和彎矩圖，如圖3.8所示 30961587、］ ? | E A O -5419507.032 訐? 圖3.8剪叉AC的簡力圖 升降平臺處于最高位置時的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺處于最高位置時：a=1950mm, a+b=3295mm,o=33.73°，B=84.75° 1、總體受力 總體受力模型如圖3.9所示。 G+W E O 圖3.9總體受力模型 Ga G 從圖中可以得出力學(xué)公式為: Fx F3 0 Fy Ma G W l GaC G BD F1 2 G W 小 -

50、a gac gbd 2 〔3—4〕 F1 a 將各數(shù)據(jù)代入公式〔3— 4〕，得: F3 0 285「33 19600 1319.472 2 Fi 2 2851.33 19600 1950 1319.472 F2 3295 Fi 3295 解得: Fi 7962.885N F2 5901.724N 2、上平臺的力學(xué)模型及受力分析 上平臺受力模型如圖3.10所示。 1: G+W ( \\ r~- a b F6 F4 F5 圖3.10 上平臺受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： Fx 0 F

51、6 0 G W Fy 0 F4 F5 2 〔 3—5〕 G W Ma 0 a F5 a b 2 5 將各數(shù)據(jù)代入公式〔3—5〕，得: F6 0 2851.33 19600 2 2851.33 19600 2 F4 F5 1950 F5 3295 解得： F4 4582.252N F5 6643.413N 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.11所示 F4' F6' F8 F7 Gii Tx F1 圖3.11 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為: Fx 0 F7 Tx I 〔3— 6

52、〕 Fy 0 F 4 Ty Gbd F 8 F1 M 0 0 F 4 F1 T x T y Ty Tx tan 將各數(shù)據(jù)代入公式〔3—6〕，得 F7 Tx 4582.252N Ty 1319.472N F8 7962.885N 4582.252N 7962.885N Tx Ty Ty Tx tan 84.750 注：F4為F4的反作用力，故F4' F4 Tx 12179.745N Ty 24724.882 N 解得：y F7 12179.745N F8 22663.721 N 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力 對剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影

53、響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.12所示。 I r F8y F4y' O Txy + F1y * G - F^y ■ / Tyy 圖3.12 剪叉BD的受力圖 F4y' F4 cos 4582.25 cos33.73 3810.89N F8y F8 cos 22663.721 cos33.73 18848.589N F7y F7： y 6763.168N 其中GBDy G BD COS 1319.472 cos33.73 1097.357N F1 y F1 cos 6932.3055 cos33.73 5765.345N T

54、xy Tx sin 12179.745 si n33.73 6763.168N Tyy Ty cos 20562.782N 在BO段，剪力方程和彎矩方程分別為： Fs(x) Tyy Fly Tyy 8034.269N M s(x) Tyy F1y Tyy x(0 x 1981mm) 0 ~ 15915886.89N ?mm 在OD段，剪力方程為： Fs(x) F4y' 3810.89N 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.13所示。 D O B -15915886.89 , 圖3.13剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)

55、模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.14所示。 O /Or T i iTy l\ I Tx卩 E F5' F7 F8' Gc F3 圖 3.14 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為: F2 5901.742N F3 0 F5 6643.413N F7 12179.745N Gac=1319.472N Tx 12179.745N Ty 24724.882N F8 22663.721N 注：F5為F5的反作用力, F7為F7的反作用力，F(xiàn)8為F8的反作用力。 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力

56、對 剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.15所示。 Txy+T F5y' GAcy+F7y'+F 8y'  F2y F2 COS 5901.724 cos33.73 4908.248N 1 F 8y Fs' cos 22663721 cos33.73 18848.589N F7y' F7 sin 12179.745 si n33.73 6763.168N 其中GACy G AC COS 1319.472 cos33.73 1097.357N 1 F5y F5 COS 6643.413 cos33.73 55

57、25.084N Txy Tx sin 12179.745 sin 33.73 6763.168N Tyy Ty cos 24724.882 cos33.73 20562.782N 在CE段，剪力方程和彎矩方程分別為： Fs(x) F5y 5525.084N Ms(x) F5y x(0 x 981mm) 0~ 5420107.804N ?mm 在EO段，剪力方程和彎矩方程分別為： Fs(x) F5y' TXy Tyy 21800.866N Ms(x) (Txy Tyy)x F5y'(x 981)(0 x 1000mm) 5420107.804 ~ 1638

58、07586N ?mm 在AO段，剪力方程為: Fs(x) F2y 4908.248N 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.16所示 16380758.6 -5420107.404 3.3重物偏載于升降平臺鉸接處〔即 D端〕時的受力分析 升降平臺處于最低位置時的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺處于最低位置時：a=1950mm, a+b=39OOmm,o=1O.18°,B=28.61° 1、總體受力 總體受力模型如圖3.17所示 W g 1 ./ a b F2 F3 Gac g F1 圖3.17 總

59、 體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為: Fx 0 F3 0 Fy 0 2 G a 2 Gac Gac 將各數(shù)據(jù)代入公式 GbD G bd F1 F2 F1 a 〔3—7〕 〔3— 7〕，得 F3 0 2851.33 19600 2 2851.33 1319.472 F1 1950 1319.472 3900 F1 3900 解得: F1 2032.305N F2 11832.304N 2、上平臺的力學(xué)模型及受力分析 a b 〔 F6 F4 F5 平臺受力模型 圖 3.18 從

60、圖中可以得出力學(xué)公式為: Fx 0 F6 0 Fy 0 Md 0 G W 2 G a 2 F5 F4 〔3—8〕 將各數(shù)據(jù)代入公式〔 F6 0 2851.33 19600 2 2851.33 解得: F4 F5 F5 a 3-8〕，得 F4 F5 1950 F5 3900 712.833N 10512.833N 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.19所示。 F7 F1 ]TX Ty t 圖3.19剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為:

61、 Fx 0 F7 Tx Fy 0 1 F4 T y G BD F 8 F1 M 0 0 1 F4 F1 Tx Ty Ty Tx tan 將各數(shù)據(jù)代入公式〔3—9〕，得 F7 Tx 〔3— 9〕 10512.832N 1319.472N Ty F8 2032.305N 10512.832N 2032.305N Tx Ty Ty

62、Tx tan63.780 注：F4'為F4的反作用力，故F4' F4 Tx 27877.082N Ty 解得：y 15331.945N F7 27877.082N F8 5531.946 N 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力 對剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.20所示 F8y 1 b 1 1 O F7y+G y F4 y' Fiy+Txy Tyy 圖 3.20 剪叉BD的簡力圖 F4y' F4' COS 10512.832 cos10.1

63、8 10347.332N F8y F8 cos 5531.946 cos10.18 5444.859N F7y F7 sin 27877.08 sin 10.18 4927.028N 其中GBDy G BD COS 1319.472 cos10.18 1298.7N F 1y F1 cos 2035.305 cos10.18 2000.311N Txy Tx sin 27877.082 si n10.18 4927.028N Tyy Ty cos 15331.945 cos10.18 15090.58N  在BO段，

64、剪力方程和彎矩方程分別為： Fs(x) Tyy Fly Txy 12163.863N Ms(x) Tyy F1y Txy x(0 x 1981mm) 0~ 24096612.6N 在DO段，剪力方程為： Fs(x) F4y 10347.332N 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.21所示 O -12163.863N 24096612.6 忖 1 1 D B O 圖3.21 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖 3.22所示。 F2 Tx 注: F2 a—F3 FV

65、F7' Gc AC的受力模型 其各力大小分別為: 11832.304N 27877.082N Ty F5 712.833N 15331.945N F8 F5為F5的反作用力, F7 圖3.22剪叉 27877.082N GAC =1319.472N 25131.946N F7為F7的反作用力，F(xiàn)8為F8的反作用力 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對 剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡力圖，如圖 3.23所示。 T xy +

66、T yy i O E t F5 y' F7y' + F 8y'+ Gc 圖3.23 剪叉AC的簡力圖 F2y F2 cos 11832.304 cos10. 18 11646.032N 1 F 8y 1 F8 cos 25131.946 cos10. 18 24736.303N F7y' 1 F7 sin 27877.08 sin 10.18 4927.028N 其中GACy Gac cos 1319.472 cos10.18 1298.7 N 1 F5y F5 cos 712.833 cos10.18 701.611N Txy Tx sin 27877.082 sin 10.18 4927.028N Tyy Ty cos 15331.945 cos10.18 15090.58N 在CE段，剪力方程和彎矩方程分別為： Fs(x) F5y' 701.611N Ms(x) F5y x(0 x 981mm) 0 ~ 688279.41N ?mm 在EO段，剪力方程和彎矩方程分別為： 21407499.39