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剪叉式液压升降机设计

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由此可知,强度符合要求。

升降台升到最高位置时,分析过程如下: 与前述相同:N?1850N 弯矩如下: FA段: M(x)?q2x (0?x?1.7m) 22 =925x AB段:M(x)?N(x?0.9)?q2x2 (0.9?x?1.7m)

2 =1850x?1665?925x BC段: M(x)?N(x?0.9)?N(x?1.7)?2q2x (1.7?x?2.3m) 2 =3700x?4810?925x CD段与AB段对称,AF段和DE段对称.

由弯矩图可知该过程中的最大弯矩为 :?max?1193.5Nm 根据弯曲强度理论:

?max?Mmax??????s Wn3

即梁的最大弯曲应力应小于其许用弯曲应力。 式中: W 抗弯截面系数 单位m

沿长度方向为16号热轧槽钢

W?117?10?6m3

?S 钢的屈服极限 ?s?255MPa

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n 安全系数 n=3 代入数据: ?max??s1193.25?10.2MPa?117?10?6n =85MPa

由计算可知,沿平台长度方向上4根16 号热轧槽钢完全可以保证升降台的强度要求。

同样分析沿宽度方向的强度要求: 均布载荷强度为: q?F l F 钢板及16号槽钢与载荷重力 l 载荷作用长度 2x6=12m 带入相关数据,q?2307N/m 受力图和弯矩图如下所示:

M(x)?Nx?qx (0?x?2m) 22 =1850?1153.5x

由弯矩图知:Mmax?696.5Nm 最大弯曲应力为:?max?Mmax?17.6MPa???? W故宽度方向也满足强度要求。

3.2.2.3支架的结构

支架由8根形状基本相同的截面为矩形的钢柱组成,在支架的顶端和末端分别加工出圆柱状的短轴,以便支架的安装。支架在升降机结构中的主要功能为载荷支撑和运动转化,将液压缸的伸缩运动,通过与其铰合的支点转化为平台的升降运动,支架的结构除应满足安装要求外,还应保证有足够的刚度和强度,一时期在升降运动中能够平稳安全运行。

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每根支架的上顶端承受的作用力设为N.则有等式: 8N?(m1?m2?m3)g?G额载 求得:N=3848N

分析支架的运动形式和受力情况,发现支架在运动过程中受力情况比较复杂,它与另一支架铰合点给予底座的固定点的受里均为大小和方向为未知的矢量,故该问题为超静定理论问题,已经超出本文的讨论围,本着定性分析和提高效率的原则,再次宜简化处理,简化的原则时去次留主,即将主要的力和重要的力在计算中保留,而将对梁的变形没有很大影响的力忽略不计,再不改变其原有性质的情况下可以这样处理。根据甘原则,再次对制假所收的力进行分析,可以看出与液压缸顶杆联结点的力为之家所受到的最主要的力,它不仅受液压缸的推力,而且还将受到上顶班所传递的作用力,因此,与液压缸顶杆相连接的支架所厚道的上顶板的力为它所受到的最主要的力,在此,将其他的力忽略,只计算上顶板承受的由载荷和自重所传递的载荷力。

计算简图如下所示:

图3.11

N?所产生的弯矩为:M??N?L

N? 每个支架的支点对上顶板的作用力 单位N

L 液压缸与支架铰合点距支点之间的距离 单位m 代入数据:M?3848?0.53?2039Nm

假定改支架为截面为长为a,宽为b的长方形,则其强度应满足的要:

?max???? ?max?

?M?????s Wn- 13 -

式中: M 支架上所受到的弯矩 单位Nm

a2b3m W 截面分别为a,b的长方形抗弯截面系数W?6 ?????sn n?1.5

?s 所选材料为碳素结构钢 Q235 ?S?235MPa将数据代入有:ab?229?2035 235323求得: ab?78cm

上式表明:只要截面为a,b的长方形满足条件ab?78cm,则可以满足强度要求,取a?5cm,b?3.5cm,则其 ab?87.5cm?78cm233 符合强度要求。

?43这些钢柱的质量为:m4?8abh??8?3.5?5?10?7.9?10?1.7?188Kg

支架的结构还应该考虑装配要求,液压缸活塞杆顶端与支架采用耳轴结构连接,因此应在两支架之间加装支板,以满足动力传递要求。

3.2.2.4 升降机底座的设计和校核

升降机底座在整个机构中支撑着平台的全部重量,并将其传递到地基上,他的设计重点是满足强度要求即可,保证在升降机升降过程中不会被压溃即可,不会发生过大大变形,其具体参数见装配图。

4.升降机系统的设计要求

液压系统的设计在本升降台的设计中主要是液压传动系统的设计,它与主机的设计是紧密相关的,往往要同时进行,所设计的液压系统应符合主机的拖动、循环要求。还应满足组成结构简单,工作安全可靠,操纵维护方便,经济性好等条件。

本升降台对液压系统的设计要求可以总结如下:

升降台的升降运动采用液压传动,可选用远程或无线控制,升降机的升降运动由液压缸的伸缩运动经转化而成为平台的起降,其工作负载变化围为0~~~2500Kg,负载平稳,工作过程中无冲击载荷作用,运行速度较低,液压执行元件有四组液压缸实现同步运动,要求其工作平稳,结构合理,安全性优良,使用于各种不同场合,工作精度要求一般.

5.执行元件速度和载荷

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5.1执行元件类型、数量和安装位置

类型选择:

表5.1 执行元件类型的选择

运动形式 往复直线运动 短行程 活塞缸 长行程 柱塞缸 液压马达和丝杠螺母机构

根据上表选择执行元件类型为活塞缸,再根据其运动要求进一步选择液压缸类型为双作用单活塞杆无缓冲式液压缸,其符号为:

回转运动 高速 高速液压马达 低速 低速液压马达 摆动液压马达 往复摆动 执行元件的类型

图5.1

数量:该升降平台为双单叉结构,故其采用的液压缸数量为4个完全相同的液压缸,其运动完全是同步的,但其精度要求不是很高。

安装位置:液压缸的安装方式为耳环型,尾部单耳环,气缸体可以在垂直面摆动,安装的位置为图3.6 所示的前后两固定支架之间的横梁之上,横梁和支架组成为一体,通过横梁活塞的推力逐次向外传递,使升降机升降。

5.2速度和载荷计算

5.2.1 速度计算及速度变化规律

参考国升降台类产品的技术参数可知。最大起升高度为1500mm时,其平均起升时间

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剪叉式液压升降机设计

由此可知,强度符合要求。升降台升到最高位置时,分析过程如下:与前述相同:N?1850N弯矩如下:FA段:M(x)?q2x(0?x?1.7m)22=925xAB段:M(x)?N(x?0.9)?q2x2(0.9?x?1.7m)2=185
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