剪叉式液压升降机设计

液压升降台设计

1.前言

1.1课题研究的目的和意义

升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点：

（1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。

（2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。

（3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。

（4）液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制。

（5）液压装置易于实现过载保护。

（6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。

当然液压技术还存在许多缺点，例如，液压在传动过程中有较多的能量损失，液压传动易泄露，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感，液压元件制造精度要求较高，造价昂贵，出现故障不易找到原因，但在实际的应用中，可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。

1.2国内研究状况及发展前景

我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的。自从1952年试制出我国第一个液压元件——齿轮泵起，迄今大致经历了仿制外国产品，自行设计开发和引进消化提高等几个阶段。

进年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到了提高，研制和生产出了一些

- 1 -

液压升降台设计

具先进水平的产品。

目前，我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品。

但是，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水平上，与国际水品以及主机行业的要求还有不少差距，每年还需要进口大量的液压元件。

今后，液压技术的发展将向着一下方向：

（1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。 （2）高度的组合化，集成化，模块化。 （3）和微电子技术结合，走向智能化。

总之，液压工业在国民经济中的比重是很大的，他和气动技术常用来衡量一个国家的工业化水平。

2.工艺参数及工况分析

2.1 升降机的工艺参数

本设计升降机为全液压系统，相关工艺参数为：

额定载荷：2500kg 最低高度：500 mm 最大起升高度：1500mm 最大高度：1700mm 平台尺寸：4000x2000mm 电源：380v,50Hz

2.2工况分析

本升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，和用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线、下线。工件装配时调节工件高度，高出给料机运送，大型部件装配时的部件举升，大型机库上料、下料 。仓储，装卸场所，与叉车等装运车辆配套使用，即货物的快速装卸等。

该升降台主要有两部分组成：机械系统和液压系统。机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，他们两者共同作用实现升降机的功能。

3.升降机机械机构的设计和计算

- 2 -

液压升降台设计

3.1 升降机机械结构形式和运动机理

根据升降机的平台尺寸4000?2000mm，参考国内外同类产品的工艺参数可知，该升降机宜采用单双叉机构形式：即有两个单叉机构升降台合并而成，有四个同步液压缸做同步运动，以达到升降机升降的目的。其具体结构形式

1230465ab 图3.1

图3.1所示即为该升降机的基本结构形式，其中1是工作平台，2是活动铰链，3为固定铰链，4为支架，5是液压缸，6为底座。在1和6的活动铰链处设有滑道。4主要起支撑作用和运动转化形式的作用，一方面支撑上顶板的载荷，一方面通过其铰接将液压缸的伸缩运动转化为平台的升降运动，1与载荷直接接触，将载荷转化为均布载荷，从而增强局部承载能力。下底架主要起支撑和载荷传递作用，它不仅承担着整个升降机的重量，而且能将作用力传递到地基上。通过这些机构的相互配合，实现升降机的稳定和可靠运行。

两支架在0点铰接，支架4上下端分别固定在平台和底座上，通过活塞杆的伸缩和铰接点0的作用实现货物的举升。

3.2 升降机的机械结构和零件设计

3.2.1 升降机结构参数的选择和确定

根据升降台的工艺参数和他的基本运动机理来确定支架4的长度和截面形状,升降台达要求高度时铰链a、b的距离其液压缸的工作行程。

- 3 -

液压升降台设计

设ab=x (0?x?1m)，则4支架的长度可以确定为h?2?架和地板垂直时的高度应大于1.5mx,(h?1.5m)2,即支

,这样才能保证其最大升降高度达到1.5m，其运

动过程中任意两个位置的示意图表示如下：

N1 M1O1 NMB1BO2C1CA

图3.4

设支架都在其中点处绞合，液压缸顶端与支架绞合点距离中点为t ,根据其水平位置的几何位置关系可得：0?t?4?x . 4下面根据几何关系求解上述最佳组合值：

初步分析：x值范围为0?x?1 x,取值偏小，则工作平台ab点承力过大，还会使支架的长度过长，造成受力情况不均匀。X值偏小，则会使液压缸的行程偏大，并且会造成整个机构受力情况不均匀。在该设计中，可以选择几个特殊值：x=0.4m,

x=0.6m, x=0.8m，分别根据数学关系计算出h和t。然后分析上下顶板的受力情

况。选取最佳组合值便可以满足设计要求。 （1）

x=0.4

支架长度为h=2-x/2=1.8m

O2C=h/2=0.9m

- 4 -

液压升降台设计

液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9

升降台完全升起时，有几何关系可得到：

1.82?0.9952?1.52cos??2?1.8?0.995联合上述方程求得： t=0.355m l=0.545m

(0.9?t)2?0.9552?(2l)2=

2?(0.9?t)?2l即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.355m.活塞行程为0.545m （2）

x=0.6

支架长度为=2-x/2=1.7m

O2C=h/2=0.85m

液压缸的行程设为l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到： l+t=0.9

升降台完全升起时，有几何关系可得到：

1.72?0.82?1.52cos??2?1.7?0.8联合上述方程求得： t=0.32m l=0.53m

(0.85?t)2?0.82?(2l)2=

2?0.8?(0.85?t)即液压缸活塞杆与2 杆绞合点与2 杆中心距为0.32m.活塞行程为0.53m （3）

x=0.8

支架长度为=2-x/2=1.6m

- 5 -