升降平臺(tái)畢業(yè)論文.doc

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1 緒論 目前，升降平臺(tái)廣泛用于汽車(chē)、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類(lèi)工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時(shí)可配裝各類(lèi)臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類(lèi)升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。 如今的主要幾種升降機(jī)構(gòu)： 按照升降平臺(tái)構(gòu)的不同分：剪叉式升降平臺(tái)、升縮式升降平臺(tái)、套筒式升降平臺(tái)、升縮臂式升降平臺(tái)、折臂式升降平臺(tái)。 按移動(dòng)的方法不同分：固定式升降平臺(tái)、拖拉式升降平臺(tái)、自行式升降平臺(tái)、車(chē)載式升降平臺(tái)、可駕駛式升降平臺(tái)。 其中液壓升降臺(tái)，采用液壓技術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。垂直絲杠升降臺(tái)采用絲杠傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)雙層臺(tái)面的升降，根據(jù)需要可多塊組成升降臺(tái)群，能在行程范圍內(nèi)組成不同的臺(tái)階，滿足會(huì)議和演出的需要，是舞臺(tái)上搭設(shè)亭、臺(tái)、樓的理想道具。水平絲杠升降臺(tái)，該結(jié)構(gòu)的升降臺(tái)具有土建量小、所需基坑淺、行程大，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低定位準(zhǔn)確、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，采用水平絲杠傳動(dòng)，通過(guò)剪叉結(jié)構(gòu)實(shí)線臺(tái)面的升降運(yùn)動(dòng)，在行程范圍內(nèi)可任意停止。鏈條式升降臺(tái)具有良好的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)傾斜。齒輪齒條式升降臺(tái),傳動(dòng)精確，造價(jià)高。 螺旋器升降臺(tái)具有普通升降臺(tái)的全部功能，主要特點(diǎn)是設(shè)備占用基坑小，行程大。設(shè)備高度僅200～500mm，行程可達(dá)14m。當(dāng)舞臺(tái)建在2層以上的建筑物時(shí)，因空間受到限制時(shí)尤為適合。 本次設(shè)計(jì)的升降臺(tái)是采用液壓的驅(qū)動(dòng)方式，它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，升降平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等特點(diǎn)。適用于倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、工廠等需要搬運(yùn)、裝卸和高空作業(yè)的場(chǎng)所。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是： （1）利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合剪叉式液壓升降臺(tái)的具體使用要求，用最少的液壓元件來(lái)實(shí)現(xiàn)單叉式液壓升降臺(tái)應(yīng)具備的各種動(dòng)作（如：起動(dòng)、上升、下降、快降、停止等）。 （2）設(shè)計(jì)采用兩片剪叉式機(jī)構(gòu)，升降平穩(wěn)，升降行程放大作用突出，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。 1.1升降臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀 升降臺(tái)是一種當(dāng)前應(yīng)用廣泛，發(fā)展良好的將人或貨物升降到某一高度的設(shè)備。我國(guó)目前正處于建設(shè)的發(fā)展階段，升降臺(tái)的研制，開(kāi)發(fā)雖然在一定的程度上得到發(fā)展成熟，但是有些地方還需要完善和改進(jìn)，還需要進(jìn)一步的研究。升降臺(tái)種類(lèi)豐富，類(lèi)型繁多，總的來(lái)講，按照升降結(jié)構(gòu)的不同，可分為剪叉式升降臺(tái)、升縮式升降臺(tái)、套筒式升降臺(tái)、升縮臂式升降臺(tái)及折臂式升降臺(tái)等。按移動(dòng)的方法不同分：固定式升降臺(tái)、拖拉式升降臺(tái)、車(chē)載式升降臺(tái)、可駕駛式升降臺(tái)等。根據(jù)液壓升降臺(tái)的工作原理可分為：剪式舉升臺(tái)（非叉式）、移動(dòng)式液壓舉升臺(tái)、剪叉式固定液壓升降臺(tái)以及直桶式液壓升降臺(tái)等。剪叉式升降臺(tái)又可以分為電動(dòng)剪叉式和液壓剪叉式。根據(jù)其傳動(dòng)系統(tǒng)的不同又可分為：液壓傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條驅(qū)動(dòng)、大螺旋驅(qū)動(dòng)等。車(chē)載式升降臺(tái)是為了提高升降臺(tái)的機(jī)動(dòng)性，將升降臺(tái)固定在電瓶搬運(yùn)車(chē)或貨車(chē)上，它接取汽車(chē)引擎動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)車(chē)載式升降臺(tái)的升降功能，以適應(yīng)廠區(qū)內(nèi)外的高空作業(yè)。車(chē)載式升降臺(tái)適用范圍廣泛應(yīng)用賓館，大廈，機(jī)場(chǎng)，車(chē)站，車(chē)間，倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所的高空作業(yè)等，也可作為臨時(shí)性的高空照明，廣告宣傳等。 液壓傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展最快的技術(shù)之一，特別是近年來(lái)隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，液壓與氣壓傳動(dòng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度也成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，如發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械，90%的數(shù)控加工中心，95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。 目前使用比較成熟，效果較好的液壓缸斜置驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降臺(tái)，具有機(jī)構(gòu)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)。但在實(shí)際使用中也存在一些不足，比如負(fù)載不能太大、起重動(dòng)力矩與負(fù)載的比偏大，起始高度較高，有時(shí)液壓升降平臺(tái)還會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的負(fù)載而引起漏油，有些升降臺(tái)體積較大，占用空間等。 （1）升降臺(tái)的發(fā)展前景 升降臺(tái)是現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)不可缺少的基本設(shè)備，為了滿足不同的升降高度，升降臺(tái)分為單級(jí)，雙級(jí)以及多級(jí)；為了滿足不同的功能要求，臺(tái)面有棍道式，旋轉(zhuǎn)式和翻轉(zhuǎn)式等。 隨著科技的發(fā)展，為了更好的控制升降臺(tái)的升降速度，引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)代替開(kāi)關(guān)液壓閥的形式控制液壓系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的智能處理能力，根據(jù)需要同時(shí)控制升降臺(tái)的位置和速度，既能保證速度均勻穩(wěn)定，又能更準(zhǔn)確的定位。液壓升降臺(tái)正朝著人體化，智能化、集成型和環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展，逐漸運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域。 1.2幾種典型的升降機(jī) 固定式升降機(jī)是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(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(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車(chē)等搬運(yùn)車(chē)輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。 根據(jù)使用要求，可配置附屬裝置，進(jìn)行任意組合，如固定式升降機(jī)的安全防護(hù)裝置；電器控制方式；工作平臺(tái)形式；動(dòng)力形式等。各種配置的正確選擇，可最大限度地發(fā)揮升降機(jī)的功能，取得最佳的使用效果。 固定式升降機(jī)的可選配置有人工液壓動(dòng)力、方便與周邊設(shè)施搭接的活動(dòng)翻板、滾動(dòng)或機(jī)動(dòng)輥道、防止軋腳的安全觸條、風(fēng)琴式安全防護(hù)罩、人動(dòng)或機(jī)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、液動(dòng)翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)、防止升降機(jī)下落的安全支撐桿、不銹鋼安全護(hù)網(wǎng)、電動(dòng)或液動(dòng)升降機(jī)行走動(dòng)力系統(tǒng)、萬(wàn)向滾珠臺(tái)面。　　 液壓升降機(jī)廣泛適用于汽車(chē)、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類(lèi)工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時(shí)可配裝各類(lèi)臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類(lèi)升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。 1.3液壓升降機(jī)的原理 液壓升降機(jī)由行走機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)，電動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)組成的一種升降機(jī)設(shè)備。液壓油由葉片泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，提升重物，液缸上端回油經(jīng)隔爆型電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過(guò)溢流閥進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)壓力表觀察壓力表讀數(shù)值。 液缸的活塞向下運(yùn)動(dòng)（既重物下降）。液壓油經(jīng)防爆型電磁換向閥進(jìn)入液缸上端，液缸下端回油經(jīng)平衡閥、液控單向閥、節(jié)流閥、隔爆型電磁換向閥回到油箱。為使重物下降平穩(wěn)，制動(dòng)安全可靠，在回油路上設(shè)置平衡閥，平衡回路、保持壓力，使下降速度不受重物而變化，由節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，控制升降速度。 為使制動(dòng)安全可靠，防止意外，增加液控單向閥，即液壓鎖，保證在液壓管線意外爆裂時(shí)能安全自鎖。安裝了超載聲控報(bào)警器，用以區(qū)別超載或設(shè)備故障。電器控制系統(tǒng)通過(guò)防爆按鈕SB1—SB6來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，隔爆型電磁換向閥的換向，以保持載荷提升或下降，且通過(guò)“LOGO”程序調(diào)整時(shí)間延遲量，避免電機(jī)頻繁起動(dòng)而影響使用壽命。 a）結(jié)構(gòu)示意 b）液壓控制回路 圖1-1 兩套剪式升降機(jī)構(gòu) 目前我國(guó)的升降臺(tái)一般分為液壓升降臺(tái)和機(jī)械升降臺(tái)兩種類(lèi)型：液壓升降臺(tái)主要是油缸斜置結(jié)構(gòu)的單刀撐式升降臺(tái)以及油缸垂直直頂結(jié)構(gòu)的油缸直頂式升降臺(tái)，油缸直頂式升降臺(tái)由于其要求基坑深度特別深且油缸太長(zhǎng)、成本高，在國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有廠家生產(chǎn)這種類(lèi)型的升降臺(tái)：國(guó)內(nèi)液壓升降臺(tái)普遍采用單刀撐式升降臺(tái)，這種類(lèi)型的液壓升降臺(tái)占用基坑淺，是中小型升降臺(tái)優(yōu)先選用的一種驅(qū)動(dòng)形式，但由于其結(jié)構(gòu)上固有的一些原因，特別在大行程要求下受到較大的限制，無(wú)法滿足現(xiàn)代機(jī)械高速、重載、大行程的要求。另外，液升降臺(tái)由于受?chē)?guó)產(chǎn)液壓元件可靠性、穩(wěn)定性的限制也影響到該類(lèi)設(shè)備的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)的機(jī)械升降臺(tái)通常都是采用一臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)通過(guò)長(zhǎng)地軸至減速器一絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)或齒輪齒條傳動(dòng)、鏈條鏈輪傳統(tǒng)、鋼絲繩牽引等來(lái)實(shí)現(xiàn)升降臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械升降臺(tái)相對(duì)于液壓升降臺(tái)而言，總的說(shuō)來(lái)，它彌補(bǔ)了液壓升降臺(tái)的主要缺陷，但機(jī)械升降臺(tái)設(shè)備要求基坑較深，而且由于這種傳動(dòng)形式的傳動(dòng)。鏈較長(zhǎng)，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)功率大、效率較低，在安裝、調(diào)試過(guò)程中要求精度較高，最主要的是一般在臺(tái)面形狀為矩形、圓形等規(guī)則形狀的場(chǎng)合使用，不便于在不規(guī)則臺(tái)面形狀的場(chǎng)合下布置傳動(dòng)。 在國(guó)際上目前己有先進(jìn)的螺旋升降器為驅(qū)動(dòng)單元，多驅(qū)動(dòng)單元組成大型升降臺(tái)升降驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。但其驅(qū)動(dòng)單元的造價(jià)昂貴，而且驅(qū)動(dòng)單元的核心部件所用材料目前在國(guó)內(nèi)還無(wú)法制造、加工。故在機(jī)械升降臺(tái)中，要推出多種能滿足各種不同臺(tái)面形狀要求、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、定位精度高的新型升降臺(tái)就顯得格外的重要和必要。 本次設(shè)計(jì)的20英尺雙叉式升降臺(tái)主要用于倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)、碼頭、車(chē)站等地。該裝卸平臺(tái)為自行式單升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)滾輪采用橫向傳送方式；結(jié)構(gòu)緊湊，在機(jī)場(chǎng)上可作短距離移動(dòng)。采用從飛機(jī)后艙門(mén)裝卸貨物，對(duì)飛機(jī)裝卸時(shí)，裝卸平臺(tái)由飛機(jī)尾部橫向移動(dòng)自行接近，并與機(jī)內(nèi)輸送裝置接軌，對(duì)接方便快捷。與其他縱向傳送平臺(tái)相比，極大地節(jié)省了與飛機(jī)的對(duì)接時(shí)間，提高了作業(yè)效率。平臺(tái)主要由機(jī)架及行走裝置、貨物輸送裝置、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力單元和電氣控制系統(tǒng)五大部分組成。裝貨時(shí)，裝卸平臺(tái)自行至飛機(jī)后艙門(mén)，將運(yùn)輸車(chē)上的集裝貨物滾至平臺(tái)上，液壓舉升裝置將集裝貨物舉升至飛機(jī)后艙機(jī)內(nèi)傳送裝置高度，由螺旋式萬(wàn)向滾輪傳送系統(tǒng)將集裝貨物輸送至機(jī)艙內(nèi)。卸貨程序相反。 1.3.1基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)多年的研究，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，研制開(kāi)發(fā)的重型升降臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)，選用大功率、大排量的液壓泵站，滿足重型載荷的要求；采用液壓雙鎖結(jié)構(gòu)，使自鎖性更可靠；采用滾輪導(dǎo)軌，使升降臺(tái)升降有導(dǎo)向，減少水平偏擺量；采用重型撐梁、單片剪刀撐結(jié)構(gòu)，焊接式底座和臺(tái)面梁，保證臺(tái)面垂直升降，運(yùn)行平穩(wěn)，行程大。剪刀撐結(jié)構(gòu)將內(nèi)外支架體連接成剪刀叉狀，剪刀叉開(kāi)合撐起或降下臺(tái)面梁，該結(jié)構(gòu)是單層升降臺(tái)中最常用、最可靠、也最容易實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu),它通過(guò)選用不同功率不同流量的泵站，布置不同數(shù)量的液壓缸，設(shè)計(jì)不同大小的內(nèi)外支架撐梁體，采用不同片數(shù)的支撐等，可實(shí)現(xiàn)不同載荷、不同行程、不同臺(tái)面規(guī)格的任意單層升降臺(tái)如1-2所示。 圖1-2 雙跨液壓升降臺(tái)剪刀撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 內(nèi)支架由2根重型撐梁體，兩端各由1根端梁管連接成矩形框架，中間連接1根中梁管，作為液壓缸的支撐梁。外支架是2根重型撐梁體，兩端各由一個(gè)端梁管連接成矩形框架。內(nèi)、外支架套在一起由中間軸連接成剪刀叉狀。內(nèi)支架撐梁體的一端以鉸鏈形式聯(lián)結(jié)于上臺(tái)梁，另一端安裝走輪，以便在底座軌道上行走。外支架的一端以鉸鏈形式聯(lián)結(jié)于底座，另一端安裝走輪，以便在上臺(tái)梁下平面的軌道上行走。4根液壓油缸通過(guò)油缸支耳并排安裝在外支架固定在底座一端的端梁管上，油缸的另一端通過(guò)活塞桿支耳安裝在內(nèi)支架中梁管上。底座上和上臺(tái)梁下平面裝有水平導(dǎo)軌，當(dāng)液壓油缸伸縮時(shí)，拉動(dòng)兩剪刀叉內(nèi)外支架撐梁體上下2組走輪在軌道上水平運(yùn)動(dòng)，撐起或降下臺(tái)面梁，既起導(dǎo)向作用，也實(shí)現(xiàn)了升降臺(tái)上升和下降的目的。 1.3.2剪刀撐升降原理 液壓缸驅(qū)動(dòng)的剪刀撐機(jī)構(gòu)具有噪聲小(易于控制隔離)、行程大、舉升力大、落下后自身高度小、工作平穩(wěn)可靠等優(yōu)點(diǎn)。在理論上充分考慮最小起升角，及重載條件下，剛度、穩(wěn)定度等重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題研究。 1.4 升降機(jī)的安全使用注意事項(xiàng) （1）防墜安全器 防墜安全器是施工升降機(jī)上重要的一個(gè)部件，要依靠它來(lái)消除吊籠墜落事故的發(fā)生，保證乘員的生命安全。因此防墜安全器出廠試驗(yàn)非常嚴(yán)格的，出廠前由法定的檢驗(yàn)單位對(duì)它進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，臨界轉(zhuǎn)速時(shí)測(cè)量，彈簧壓縮量的測(cè)量，每臺(tái)都附有測(cè)試報(bào)告，組裝到施工升降機(jī)上后進(jìn)行額定載荷下的墜落試驗(yàn)，而工地上使用中的升降機(jī)都必須每三個(gè)月就要進(jìn)行一次墜落試驗(yàn)。對(duì)出廠兩年的防墜安全器（防墜安全器上出廠日期），還必須送到法定的檢驗(yàn)單位進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn),以后每年檢測(cè)一次。到目前為止很少有人送檢，有些工地甚至連每三個(gè)月檢測(cè)一次墜落試驗(yàn)都不做，都認(rèn)為自己的防墜安全器沒(méi)有問(wèn)題，可是一旦出了事故就后悔莫及。為什么不按制度定期試驗(yàn)和送檢呢？使用單位盲目認(rèn)為不壞就算好。實(shí)際上防墜安全器好壞只能通過(guò)試驗(yàn)和送檢才能判斷好壞，日常運(yùn)行中是無(wú)法確定其是否好壞的，對(duì)那些超期服役的防墜安全器，建議還是早些送檢和定期試驗(yàn)為好，只有做到心中有數(shù)，才能將惡性事故防患于未然。 （2）安全開(kāi)關(guān) 升降機(jī)的安全開(kāi)關(guān)都是根據(jù)安全需要設(shè)計(jì)的，有圍欄門(mén)限位、吊籠門(mén)限位、頂門(mén)限位、極限位開(kāi)關(guān)、上下限位開(kāi)關(guān)、對(duì)重防斷繩保護(hù)開(kāi)關(guān)等。一些工地上為了省事將一些限位開(kāi)關(guān)人為取消和短接或損壞后不及時(shí)修復(fù)，就等于取消了這幾道安全防線，種下了事故隱患。例：吊籠要裝載長(zhǎng)東西，吊籠內(nèi)放不下需伸出吊籠外，而人為取消門(mén)限位或頂門(mén)限位，在上述安全設(shè)施不完善或不完好的情況下，照樣載人載物，這種違章作業(yè)是拿人生命開(kāi)玩笑的，為了避免事故隱患的發(fā)生，希望使用單位領(lǐng)導(dǎo)加強(qiáng)管理，嚴(yán)格要求升降機(jī)維護(hù)和操作人員定期檢查各種安全開(kāi)關(guān)的安全可靠性，杜絕事故的發(fā)生。 （3）齒輪、齒條的磨損更換 工地上的施工，作業(yè)環(huán)境條件惡劣，水泥、砂漿、塵土不可能消除干凈，齒輪與齒條的相互研磨，齒都磨尖了仍然還在使用，應(yīng)當(dāng)引起重視。眾所周知，齒形應(yīng)如同一個(gè)懸臂梁，當(dāng)磨損到一定尺寸時(shí)，必須更換齒輪（或齒條）。磨損到什么程度就要停止使用更換新的呢？可以采用25-50mm公法線千分尺進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)齒輪的公法線長(zhǎng)度由37.1mm磨損到小于35.1mm尺寸時(shí)（2個(gè)齒）就必須要更換新齒輪。當(dāng)齒條磨損后，由齒厚卡尺測(cè)量，弦高為8mm時(shí)齒厚從12.56mm磨損到小于10.6mm時(shí)，齒條一定要更換了，然而工地上很多“老掉牙”的齒輪、齒條的升降機(jī)仍然在超期服役使用，為了安全起見(jiàn)，必須更換新配件。 （4）暫載率的定義 工地上的升降機(jī)頻繁作業(yè)，利用率高，但不得不考慮電機(jī)的間斷工作制問(wèn)題，也就是常說(shuō)的暫載率的問(wèn)題（有時(shí)叫負(fù)載持續(xù)率）它的定義是FC=工作周期時(shí)間/負(fù)載時(shí)間100%，其中工作周期時(shí)間為負(fù)載時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。有的工地上升降機(jī)是租賃公司租來(lái)的，總想充分利用，而電機(jī)的的暫載率（FC=40%或25%）就完全不顧，電機(jī)怎么不發(fā)熱呢？有的甚至于冒出焦糊味還在使用，這是很不正常的操作使用。如果傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑不良或運(yùn)行阻力過(guò)大，超載使用，或作頻繁的啟動(dòng)，那就更是小馬拉大車(chē)了。因此工地上的每個(gè)司機(jī)都必須明白暫載率的概念，按科學(xué)規(guī)律辦事，這種電機(jī)本身就是按間斷作業(yè)設(shè)計(jì)的。　 （5）緩沖器 施工升降機(jī)上的緩沖器的施工升降機(jī)安全的最后一道防線，第一，它必須設(shè)置，第二，它必須有一定的強(qiáng)度，能承受升降機(jī)額定載荷的沖擊，且起到緩沖的作用。而現(xiàn)在很多工地，有的雖有設(shè)置，但不足以起到緩沖的作用，有地工地上就完全沒(méi)有緩沖器，這是極端錯(cuò)誤的，希望使用單位注意進(jìn)行檢查，不要輕視這最后一道防線。 （6）樓層停靠安全防護(hù)門(mén) 施工升降機(jī)各?？繉討?yīng)設(shè)置?？堪踩雷o(hù)門(mén)。很明顯如果不按要求設(shè)置，在高處等候的施工人員很容易發(fā)生意外墜落事故。在設(shè)置?？堪踩雷o(hù)門(mén)時(shí)，應(yīng)保證安全防護(hù)門(mén)的高度不小于1.8m，且層門(mén)應(yīng)有聯(lián)鎖裝置，在吊籠未到停層位置，防護(hù)門(mén)無(wú)法打開(kāi)，保證作業(yè)人員安全。而目前工地上普遍存在著等候施工電梯的人員隨時(shí)可以打開(kāi)安全防護(hù)門(mén)，這是十分危險(xiǎn)的，應(yīng)引起重視。 （7）基礎(chǔ)圍欄 根據(jù)GB10055之規(guī)定“基礎(chǔ)圍欄應(yīng)裝有機(jī)械聯(lián)鎖或電氣聯(lián)鎖，機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖應(yīng)使吊籠只能位于底部所規(guī)定的位置時(shí)，基礎(chǔ)圍欄門(mén)才能開(kāi)啟，電氣聯(lián)鎖應(yīng)使防護(hù)圍欄開(kāi)啟后吊籠停車(chē)且不能起動(dòng)”。有相當(dāng)多施工升降機(jī)，在吊籠接近圍欄門(mén)時(shí)，吊籠底部壓住一根橫梁向下運(yùn)行，通過(guò)換向滑輪鋼絲繩帶動(dòng)圍欄門(mén)向上開(kāi)啟，這是不允許的，很容易給圍欄外附近的人造成傷害。 （8）吊籠頂部控制盒 GB10055之規(guī)定“吊籠頂部應(yīng)設(shè)有檢修或拆裝時(shí)使用的控制盒，并具有在多種速度的情況下只允許以不高于0.65m/s的速度運(yùn)行。在使用吊籠頂部控制盒時(shí)，其它操作裝置均起不到作用。此時(shí)吊籠的安全裝置仍起保護(hù)作用。吊籠頂部控制應(yīng)采用恒定壓力按鈕或雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，吊籠頂部應(yīng)安裝非自行復(fù)位急停開(kāi)關(guān)，任何時(shí)候均可切斷電路，停止吊籠的動(dòng)作”。這一條主要針對(duì)SC型施工升降機(jī)，很少企業(yè)的產(chǎn)品能同時(shí)滿足該條的五項(xiàng)規(guī)定：包括一些有名的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。不滿足這五項(xiàng)規(guī)定，有什么壞處呢？有可能由于安裝、維護(hù)人員的誤操作，而造成安全事故。希望有關(guān)使用單位對(duì)施工升降機(jī)進(jìn)行對(duì)照檢查，尤其是老產(chǎn)品，如不符合上述規(guī)定的應(yīng)積極采取措施進(jìn)行改造。 （9）過(guò)壓、欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù) 過(guò)壓、欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù)裝置是在當(dāng)出現(xiàn)電壓降、過(guò)電壓、電氣線路出現(xiàn)錯(cuò)相和斷相故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，施工升降機(jī)停止運(yùn)行。有些工地上施工升降機(jī)維修人員，不及時(shí)排除引起過(guò)欠壓錯(cuò)斷相保護(hù)裝置動(dòng)作的故障，而是把保護(hù)裝置取消或短接，使其不起作用，給設(shè)備留下事故隱患，有一些早期產(chǎn)品根本沒(méi)有該保護(hù)裝置，建議應(yīng)予以配備。施工升降機(jī)應(yīng)在過(guò)欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù)裝置可靠有效的情況下方可載人運(yùn)物。 1.4.1液壓升降臺(tái)的安全保證措施 今天全世界都對(duì)在危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境下工作的人們的安全寄予極大的關(guān)注，液壓升降臺(tái)具有潛在的危險(xiǎn)，因?yàn)槿藗円谄湎旅婀ぷ鳎划?dāng)其升降時(shí)如不小心，也會(huì)碰傷手足。近年來(lái)不少?lài)?guó)家還制定了專(zhuān)門(mén)性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。 液壓升降臺(tái)的安全保證措施主要從兩方面著手：一方面從設(shè)計(jì)制造方面采取措施，好提高汽車(chē)升降臺(tái)的安全技術(shù)特性；另一方面則應(yīng)在使用維修過(guò)程中遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證汽車(chē)升降臺(tái)能在良好的技術(shù)狀態(tài)下正確地運(yùn)行?，F(xiàn)分別說(shuō)明于后。 1.4.2設(shè)計(jì)制造方面的安全保證措施 當(dāng)今世界上的許多先進(jìn)技術(shù)，如自動(dòng)控制光電開(kāi)關(guān)等，已廣泛應(yīng)用到各種安全裝置的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，因而在設(shè)計(jì)制造升降臺(tái)時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，積極采用先進(jìn)可靠實(shí)用的現(xiàn)代安全技術(shù)。以下僅列舉多數(shù)升降臺(tái)普遍采用的安全措施。 （1）升降臺(tái)應(yīng)能經(jīng)受超負(fù)荷試驗(yàn)(包括舉升和支撐)，一般應(yīng)為最大舉升能力的125%此時(shí)升降臺(tái)的構(gòu)件不得有任何永久性的變形和損壞。 （2）所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用“雙重保險(xiǎn)”，以防誤操作，即升降臺(tái)運(yùn)行前必需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)(或按鈕開(kāi)關(guān))后才能驅(qū)動(dòng)。 （3）所有的控制電路均采用失效保護(hù)，即任何單個(gè)元件失效，也不會(huì)使升降臺(tái)墜或上升所造成非常危險(xiǎn)的局面。 （4）所有的升降臺(tái)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。原有的提升系統(tǒng)失效時(shí)，它能自動(dòng)進(jìn)行有效的支撐。 （5）所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應(yīng)有足夠的安全系數(shù)，并在制造廠設(shè)置的保護(hù)罩內(nèi)傳動(dòng)。 （6）所有的運(yùn)動(dòng)零件均應(yīng)有防護(hù)裝置，以免撞擊操作人員的任何部位，特別是手，足，衣服等。 （7）所有升降臺(tái)的設(shè)計(jì)均應(yīng)把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。 1.4.3適用維護(hù)方面的安全保證措施 使用維護(hù)方面的安全保證措施涉及的范圍很廣，包括升降臺(tái)有使用前的準(zhǔn)備工作，舉升物體時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)，承載時(shí)的穩(wěn)定性，降下物體時(shí)的注意事項(xiàng)，日常和定期維修檢查工作等。雖然升降臺(tái)已有70年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無(wú)多大改變；但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會(huì)造成嚴(yán)重事故，甚至發(fā)生人身傷亡。因此安全問(wèn)題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。首先，應(yīng)選購(gòu)那些安全性能良好的升降臺(tái)，另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)安全注意事項(xiàng)并認(rèn)真貫切執(zhí)行。這里僅就使用維護(hù)升降臺(tái)時(shí)普遍應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)說(shuō)明于后。 （1）使用中的升降臺(tái)每天都應(yīng)進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)有效故障或零部件損壞時(shí)，不得再使用。維修時(shí)應(yīng)采用該升降臺(tái)的制造廠所提供的配件，不得隨意代替或自制。 （2）升降臺(tái)不得超載使用。每臺(tái)升降臺(tái)的額定載荷均注明在設(shè)備的銘牌上。特別要注意防止偏載，即整機(jī)雖未超載而某一舉升臂確已超過(guò)允許的額定載荷。故欲舉升那些前后軸載荷嚴(yán)重分配不均的汽車(chē)時(shí)應(yīng)特別注意，能滿足要求的才能裝載使用。 （3）安置物體和使用升降臺(tái)均應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并經(jīng)考核合格的人員操作。 （4）升降臺(tái)升降和使用時(shí)，顧客和無(wú)關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離升降臺(tái)。 （5）升降臺(tái)區(qū)域內(nèi)不得有任何障礙物，如油脂、廢物、瓦礫等。 注意:如欲在升降臺(tái)下面進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)將升降臺(tái)提升到足夠的高度，以便鎖緊裝置嚙合。 2 20英尺雙叉式液壓升降臺(tái)的方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 固定式雙剪叉液壓升降臺(tái)是一種升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(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(shí)調(diào)節(jié)工件高度；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型集裝箱上載、下載；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車(chē)等搬運(yùn)車(chē)輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。整機(jī)由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成。 基本參數(shù)：額定載荷24000kg，最低高度986mm，升降行程1920mm，最大高度2906mm，平臺(tái)尺寸72002500mm，上升時(shí)間15s。 主機(jī)采用雙套剪叉式結(jié)構(gòu)，普通工作臺(tái)面，整機(jī)用鋼結(jié)構(gòu)件焊接。 2.2 任務(wù)分析 該任務(wù)要求設(shè)計(jì)固定式的雙套剪叉式結(jié)構(gòu)的升降臺(tái)。該套裝置主要用于舉升重物，舉升重量為24噸，其動(dòng)作主要由四個(gè)同步液壓缸推動(dòng)四個(gè)剪叉架，帶動(dòng)上平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)工作臺(tái)可大致分為兩個(gè)部分：機(jī)械部分和液壓部分。其中，機(jī)架的設(shè)計(jì)包括工作臺(tái)面的設(shè)計(jì)，底框架的設(shè)計(jì)，剪叉的設(shè)計(jì)，以及各零部件連接的設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要選擇設(shè)計(jì)機(jī)械部分的材料與結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行受力分析與校核，以便經(jīng)驗(yàn)其是否滿足，強(qiáng)度剛度的要求。 2.3 方案的分析 該升降臺(tái)整體采用液壓系統(tǒng)，要求是升降臺(tái)先從最低處平穩(wěn)升起，達(dá)到最大高度后，升降臺(tái)面穩(wěn)定。如何設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，使之滿足要求，并且在最大高度時(shí)，有一定的保壓功能？液壓缸的位置如何安裝，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)? 2.4 總體方案的確定 2.4.1液壓缸安裝位置的設(shè)計(jì) 本討論的目的通過(guò)分析氣液動(dòng)類(lèi)的雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及其應(yīng)用范圍。氣液動(dòng)雙叉式升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車(chē)制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)氣液動(dòng)雙叉式升降平臺(tái)的過(guò)程中，一般我們會(huì)考慮如下三種設(shè)計(jì)方案。 方案a、驅(qū)動(dòng)液壓缸的下不固定在機(jī)架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過(guò)活塞桿使上平板鉛直升降，如圖2-1所示。 圖2-1 直立固定雙叉式結(jié)構(gòu) 方案b、臥式液壓缸活塞桿鉸接于支撐桿滾動(dòng)輪與底框架滑軌處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降，如圖2-2所示。 圖2-2 水平固定雙叉式結(jié)構(gòu) 方案c、液壓缸缸體尾部與機(jī)架鉸接于G處，活塞桿頭部與支撐桿AB鉸接于F處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿可控制平臺(tái)鉛直升降，如圖2-3所示。 圖2-3 雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu) 方案的比較與選擇： 按照液壓缸的安裝形式，稱(chēng)方案a的形式為直立固定雙叉式結(jié)構(gòu)，方案b的形式為水平固定雙叉式，方案c的形式為雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu)。 直立固定雙叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺(tái)的升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且球鉸鏈加工負(fù)載，在實(shí)際種應(yīng)用較少。 水平固定雙叉式機(jī)構(gòu)，通過(guò)分析計(jì)算可知，平臺(tái)的升降行程大于液壓缸的行程，在應(yīng)用過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。而且活塞桿所承受的載荷力要比實(shí)際平臺(tái)上的載荷力要大的多。所以實(shí)際也很少采用。 雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可以達(dá)到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實(shí)際中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。 2.4.2方案的確定 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)任務(wù)要求：升降凈行程1920mm，綜合考慮比較，確定方案c為最佳方案。為解決液壓缸活塞桿過(guò)細(xì)剛度問(wèn)題，為使平臺(tái)升降時(shí)平穩(wěn)，采用兩個(gè)雙液壓缸并聯(lián)。 2.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容分析 設(shè)計(jì)本著在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的原則，從設(shè)計(jì)方案出發(fā)，做出最佳的設(shè)計(jì)。依照任務(wù)，需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有： 液壓升降臺(tái)機(jī)架的設(shè)計(jì)。包括各零部件的尺寸，液壓缸安裝具體位置參數(shù)工作臺(tái)如何升降，各零部件的連接方式，并對(duì)各部分重要零件校核。 3 20英尺雙叉式液壓升降臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1臺(tái)面框架的設(shè)計(jì) 3.1.1工作臺(tái)臺(tái)面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臺(tái)架位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。物體能夠在升降臺(tái)上平穩(wěn)的停放就是臺(tái)板起了關(guān)鍵的作用。常在工作臺(tái)是主要與載荷接觸的臺(tái)面，因此要求有足夠的剛度和強(qiáng)度，考慮到輕便，工作臺(tái)采用的結(jié)構(gòu)鋼骨架焊接而成，焊接件長(zhǎng)寬尺寸為：，如圖3-1，3-2所示。 圖3-1 上平臺(tái)鋼骨架 圖3-2 上平臺(tái)焊接件 3.1.2 升降工作臺(tái)裝配的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)的裝配有兩個(gè)部分組成，一是內(nèi)叉架鉸接點(diǎn)，二是滑軌板。對(duì)于內(nèi)叉架鉸接點(diǎn)，因?yàn)橐竽車(chē)@一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并與叉架一個(gè)支點(diǎn)連接，所以采用兩個(gè)耳狀法蘭與上平臺(tái)的耳座板用螺栓連接，如圖3-3所示。 圖3-3 內(nèi)叉架固定端鉸接座 剪叉桿滑動(dòng)端采用的是滾輪的形式，所以在此只需提供滾輪滾動(dòng)的軌道即可由于支撐力較大，并為主要磨損點(diǎn)，故用角鋼，材料為Q235-A，長(zhǎng)度規(guī)格為3550mm，不在其上布置滑軌墊板，采用1Cr13,在側(cè)面加加強(qiáng)筋，如圖3-4所示。 圖3-4 筋結(jié)構(gòu) 3.2 上平臺(tái)的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上平臺(tái)的主要作用是支撐載荷及連接叉桿，但是當(dāng)升降維修時(shí)，為了固定上臺(tái)面,需要有一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)支撐維修桿，并且可以用于下限位支撐桿，以防止最低位置時(shí)與底座及剪叉桿發(fā)生干涉，所以這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是有必要的。用Q235-AF,規(guī)格200x100x10mm，結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。 圖3-5 維修支撐座 3.2.1與剪叉架連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到剪叉桿的結(jié)構(gòu)，并且本著設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠的原則，對(duì)于與剪叉架的連接，只需與剪叉架相應(yīng)即可，這里采用法蘭座的形式，如圖3-6所示。 圖3-6 法蘭座 3.2.2 外剪叉臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 剪叉外臂的固定端是與底框架連接的，滑動(dòng)端是與滾動(dòng)軸連接的。設(shè)計(jì)中采用了兩根鋼管作為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。結(jié)合上平臺(tái)的設(shè)計(jì)及滾輪的結(jié)構(gòu)并考慮到配合，設(shè)計(jì)此剪叉外臂結(jié)構(gòu)，如圖3-7所示。 圖 3-7 外剪叉架 與滑軌墊板接觸的結(jié)構(gòu)用軸套軸承結(jié)構(gòu)，采用圓柱輥?zhàn)虞S承，規(guī)格為NUP2308，此處軸受到載荷較大，磨損嚴(yán)重，選用材料40Cr，如圖3-8所示。 圖3-8 滾輪 底框架連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到剪叉桿的結(jié)構(gòu)，并且本著設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠的原則，對(duì)于與剪叉架的連接，只需與底框架支座與軸相應(yīng)即可，故這里采用雙耳環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖3-9，3-10所示。 圖3-9 叉架與軸承結(jié)構(gòu)連接點(diǎn) 圖3-10 叉架與支座連接點(diǎn) 考慮到剪叉臂與液壓缸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的干涉在其中一根加強(qiáng)矩形鋼管的結(jié)構(gòu)，如圖3-11所示。 圖3-11 加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 3.3內(nèi)剪叉臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 內(nèi)剪叉臂的結(jié)構(gòu)其實(shí)和外剪叉的結(jié)構(gòu)完全相同，但是值得注意的是內(nèi)剪叉臂同時(shí)還是液壓缸頭部的固定支撐座，所以?xún)?nèi)剪叉臂又與外剪叉臂稍有不同。因?yàn)橐簤焊撞荒苤苯庸潭ㄔ诩舨鏃U上，所以需要在內(nèi)剪叉臂的兩剪叉桿之間加一個(gè)橫梁。與液壓缸裝配處采用耳座的形式。本次設(shè)計(jì)的雙剪叉式的機(jī)構(gòu)與一般的有點(diǎn)不一樣，液壓缸的鉸接點(diǎn)不是直接連在桿上，拐點(diǎn)在桿的上方，這樣設(shè)計(jì)有利于液壓缸的擺動(dòng)及平臺(tái)的平穩(wěn)性，如圖3-12所示。 圖3-12 內(nèi)叉架 耳座連接板固定在矩形的鋼板結(jié)構(gòu)中，液壓缸是標(biāo)準(zhǔn)件，所以與液壓缸的裝配只需兩個(gè)耳座即可，如圖3-13所示。 圖3-13 液壓缸橫梁連接支座 3.4底框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 底座的是整個(gè)升降臺(tái)的主要部分，與其裝配的機(jī)構(gòu)有內(nèi)、外剪叉臂及液壓缸。另外，因?yàn)檎麄€(gè)升降臺(tái)是固定式的，所以還要考慮固定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。綜合考慮，設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)如圖3-14所示。 圖3-14 底框架 3.4.1 與外剪叉桿固定端裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本著簡(jiǎn)單可靠原則，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以?xún)蓚€(gè)耳座的結(jié)構(gòu)形式，耳座固定在底框架端梁上，如圖3-15所示。 圖3-15 內(nèi)叉架固定連接點(diǎn)支座 3.4.2 與液壓缸尾部裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以參照底框架與外剪叉臂固定端連接的結(jié)構(gòu)形式，如圖3-16所示。 圖3-16底框架液壓缸支座 3.4.3 固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 固定結(jié)構(gòu)主要采用腳架結(jié)構(gòu)形式，在長(zhǎng)部和寬部采用兩種不同的結(jié)構(gòu)，有鋼板與筋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，總共7對(duì)14個(gè)，結(jié)構(gòu)如圖3-17，3-18所示。 圖3-17 腳架結(jié)構(gòu) 圖3-18 地腳板 3.4.4底框架滑軌設(shè)計(jì) 底框架滑軌主要由槽鋼與滑軌板，滑軌墊板構(gòu)成材料可參照，臺(tái)面框架的滑軌，具體結(jié)構(gòu)如圖3-19，3-20所示。 圖3-19 底框架槽鋼 圖3-20 框架滾道 3.5 內(nèi)外剪叉臂連接銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸時(shí)，除了滿足連接功能外，還應(yīng)該考慮到潤(rùn)滑等，銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)如圖3-21所示。 圖3-21 銷(xiāo)軸 3.6軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)軸套的結(jié)構(gòu)，與連桿配合，起保護(hù)作用，如圖3-22所示。 圖3-22 軸套 3.7 維修支撐桿與下限位支撐桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 維修支撐桿主要用于維修時(shí)，固定上臺(tái)面，可用一方鋼管，用一銷(xiāo)軸連接在底框架上，使其具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，如圖3-23所示。 圖3-23 維修支撐桿 下限位支撐桿主要用于在支撐在下限位位置時(shí)的臺(tái)面框架，如圖3-21所示。 圖3-24 下限位支撐桿 3.8 升降臺(tái)三維實(shí)體結(jié)構(gòu) 20英尺雙剪叉式液壓升降臺(tái)三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，由底面框架、內(nèi)框架、外叉架、臺(tái)面框架等組合裝配而成，如圖3-25所示。 圖3-25 20英尺雙剪叉式液壓升降臺(tái)三維實(shí)體結(jié)構(gòu) 4 升降臺(tái)參數(shù)的確定及其剛度的校核 4.1 升降臺(tái)主要零部件材料的選擇 4.1.1底框架材料的選擇 底框架用于支撐作用，參考文獻(xiàn)[1]，選用熱扎槽鋼，型號(hào)為20a，材料為Q235-A，基本尺寸為mm。 4.1.2 上平臺(tái)滑軌道的材料選擇 上平臺(tái)滑軌主要用于支撐外叉架滾輪的，參考文獻(xiàn)[1]，選擇型號(hào)為9的熱扎角鋼，Q235-A，基本尺寸為mm。 4.1.3 液壓缸固定橫梁的材料選擇 液壓缸固定橫梁由于受到的力比較大，要求要有較高的剛度，參考文獻(xiàn)[1]，選擇高抗剪力,與抗壓的合金鋼板，材料及規(guī)格：16Mn，T121201228mm。 4.1.4 下平臺(tái)滾道的材料選擇 根據(jù)滾道的工作情況，并且考慮到滾輪的直徑，參考文獻(xiàn)[1]，選擇熱扎普通槽鋼，型號(hào)為20a，基本尺寸為mm。 4.1.5 軌道墊板的材料選擇 軌道墊板為主要受力零件，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用材料1Cr13， T12，規(guī)格為354058mm。 4.1.6 剪叉臂的材料選擇 剪叉臂是主要的傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)零件，承受大量動(dòng)載荷及靜載荷，本著經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單可靠原則，在此選用合金鋼管材料38CrMoAL規(guī)格為 25015012.5mm。 4.2剪叉臂長(zhǎng)度的確定 因?yàn)殡p叉式液壓升降臺(tái)臺(tái)面的尺寸為，在最低位置時(shí)，剪叉臂與平臺(tái)的夾角又非常小，所以剪叉臂的長(zhǎng)度原則上不大于3600mm為好。初選剪叉臂長(zhǎng)，則如圖4-1所示。 圖4-1 剪叉臂 升降臺(tái)在最低處時(shí)，其剪叉臂與水平面的夾角為，則依幾何關(guān)系 ，則 （4-1） 在最高位置時(shí)則有 , 則 （4-2） 4.2.1軌道長(zhǎng)的確定 軌道的有效長(zhǎng)度其實(shí)是剪叉臂在最低處升到最高處滑過(guò)的距離，若用b來(lái)表示，則有 ，但是考慮到軌道有行程因素，所以設(shè)計(jì)實(shí)際軌道長(zhǎng)為3550mm。 4.3 液壓升降臺(tái)的總體參數(shù)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的雙剪叉式的機(jī)構(gòu)與一般的有點(diǎn)不一樣，液壓缸的鉸接點(diǎn)不是直接連在桿上，拐點(diǎn)在兩桿的上方，這樣設(shè)計(jì)有利于液壓缸的擺動(dòng)及平臺(tái)的平穩(wěn)性。從下圖看，我們只看了升降臺(tái)的一側(cè)，因?yàn)樯蹬_(tái)的剪叉是對(duì)稱(chēng)的，所以在分析時(shí)，只取如圖4-2所示。以下相同。 雙鉸接雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算： 圖4-2位置參數(shù)示意圖 ， （4-3） ； ； （4-4） ； 上式中：- 任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度； -任意位置時(shí)鉸接點(diǎn)F到液壓鉸接點(diǎn)G的距離； -支撐桿的長(zhǎng)度； -支撐桿固定鉸支點(diǎn)A到鉸接點(diǎn)F的距離； -機(jī)架長(zhǎng)度（A到D點(diǎn)的距離）； - 剪叉與水平線的夾角。 以下相同。 雙鉸接雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算： 圖4-3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖 圖中，是F點(diǎn)的相對(duì)速度；是B點(diǎn)絕對(duì)速度；是AB支撐桿的角速度； 是液壓缸活塞平均相對(duì)速度；是升降平臺(tái)升降速度。由圖4-3可知： ， ， （4-5） ， ， ， （4-6） ； 雙鉸接雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算： 圖4-4動(dòng)力參數(shù)示意圖 因?yàn)橐簤焊椎倪\(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的每一點(diǎn)可認(rèn)為是靜平衡，忽略滾動(dòng)摩擦的影響，可近似認(rèn)該平衡是理想狀態(tài)的。依虛位移原理： 得 （4-7） P是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，G是升降平臺(tái)所承受的重力載荷。通過(guò)分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過(guò)程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí), 其中, ；；； ； 經(jīng)變:；； ； （4-8） 升降平臺(tái)下降時(shí), 上式中:-液壓缸作用于活塞桿的推力； -升降平臺(tái)所承受的重力載荷； 由式（4-5）和（4-6）可知：當(dāng)、增大時(shí)，值隨之減??；當(dāng)、、γ減小時(shí)，P/G值隨之增大。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減小；當(dāng)、、γ減小時(shí)，P/Q值隨之增大，在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺(tái)升降行程會(huì)減?。环粗?，則會(huì)使液壓缸行程受力增大。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個(gè)因素。在滿足升降行程及整體結(jié)構(gòu)尺寸的前提下，選取較高的、、γ初始值。而且在整個(gè)機(jī)構(gòu)中CD支撐桿是主要受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過(guò)要看具體情況。一般我們都采用單作用柱塞缸，因?yàn)椴捎眠@樣的缸比較經(jīng)濟(jì)，而且總體泄漏量少，密封件壽命長(zhǎng)。采用單作用柱塞缸時(shí)考慮到在空載荷時(shí)，上平板的自重應(yīng)能克服液壓缸活塞與缸體間的密封阻力。否則，會(huì)導(dǎo)致升降平臺(tái)降不下來(lái)。 4.4 液壓升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 圖4-5 液壓升降臺(tái)的結(jié)構(gòu) 初選：， 行程： 已知：，， ， 得 （4-9） （4-10） 由（4-9）、（4-10） 得 （4-11） 由（4-1）、（4-2） 得 是支撐桿與水平線的夾角 是支撐桿與鉸接處的夾角 4.4.1臺(tái)架與支撐桿的設(shè)計(jì) 臺(tái)架位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。物體能夠在升降臺(tái)上平穩(wěn)的停放就是臺(tái)板起了關(guān)鍵的作用。在進(jìn)行維修作業(yè)之前首先得駛上臺(tái)板。需要說(shuō)明的是臺(tái)板并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼架，而是在下面有滑道，因?yàn)樯蹬_(tái)叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。下底板也如此，如下圖4-6所示。 圖4-6 臺(tái)架與支撐桿 根據(jù)尺寸參數(shù)，確定臺(tái)架的長(zhǎng)度為7200mm，寬度2500mm，材料采用熱軋槽鋼。其形狀見(jiàn)圖紙。需要說(shuō)明的是臺(tái)架在下面有滑道，因?yàn)樯蹬_(tái)叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。 支撐桿是升降臺(tái)最主要的舉升部件，是主要的受力機(jī)構(gòu)。對(duì)其設(shè)計(jì)的成功與否關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)工作的成敗，選材45號(hào)鋼，熱軋鋼板。叉桿的外形圖如下圖4-7所示。 圖4-7 叉桿 升降臺(tái)受力分析：從下圖4-8看，我們只看了升降臺(tái)的一側(cè)，因?yàn)樯蹬_(tái)的剪叉是前后左右對(duì)稱(chēng)的，以后只取其中一側(cè)作為分析對(duì)象，這將不再說(shuō)明，所以受力分析時(shí)，載荷取G/4，升降臺(tái)受力如圖4-8所示。 圖4-8 升降臺(tái)受力分析 4.4.2上平臺(tái)的受力分析 假設(shè)載荷G/4作用在BC的中點(diǎn)，對(duì)上平臺(tái)的受力分析，如圖4-9所示。 圖4-9 上平臺(tái)的受力分析 這里不對(duì)X方向上的力求解，因?yàn)樵趯?duì)稱(chēng)側(cè)還有一個(gè)大小相等方向相反的Fcx 由 （4-12） （4-13） 由式（4-12）、（4-13）導(dǎo)出 4.4.3對(duì)內(nèi)剪叉臂的受力分析 外剪叉臂的受力情況如圖4-10所示。 圖4-10外剪叉臂的受力 設(shè)水平向右為正，豎直向上為正，列平衡方程 水平方向 （4-14） 豎直方向 （4-15） 以A點(diǎn)為中心，列力偶平衡方程 （4-16） 4.4.4對(duì)內(nèi)剪叉臂的受力分析 內(nèi)剪叉臂的受力情況，如圖4-11所示。 圖4-11 內(nèi)剪叉臂的受力分析 設(shè)水平向右為正，豎直向上為正，列平衡方程 水平方向 （4-17） 豎直方向 （4-18） 以C為中心，由 得 （4-19） 4.4.5各計(jì)算參數(shù) 已知，G=240000N，，如圖4-12所示。 圖4-12 平臺(tái)受力分析 如上圖所示，平臺(tái)在最低位置時(shí)：，，，，， 由此可得：，，， ， =2245.95mm 由此可得：，，，，，， 在最高低位置時(shí)：，，，，， 由此可得：，， ， ， =1854.80mm 由此可得：，，，，，， 4.5 強(qiáng)度校核 整個(gè)升降臺(tái)，受力較大的零部件有內(nèi)剪叉桿，液壓缸固定橫梁，銷(xiāo)軸，液壓缸固定耳座等，所以進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)這些受力較大的零件校核即可。 4.5.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核 對(duì)外叉架支撐桿的分析，對(duì)于桿AB，經(jīng)過(guò)分析桿AB的受力情況如下圖： （1）在最低支撐點(diǎn)即β=11.54時(shí)AB剪力圖及彎矩圖，如4-13所示。 圖4-13 AB最低點(diǎn)剪力圖及彎矩圖 （2）在β=53.13即在最高位置時(shí)，AB剪力圖及彎矩圖，如圖4-14所示。 圖 4-14 AB最高點(diǎn)剪力圖及彎矩圖 4.5.2 對(duì)內(nèi)叉架支撐桿的分析 由此可得：參照?qǐng)D4-13，剪叉臂所受的力都與剪叉臂有一定的夾角，受力圖如圖4-11所示。 計(jì)算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖4-15和圖4-16來(lái)分析： （1）當(dāng)CD支撐桿到最低點(diǎn)時(shí)，即β=11.54時(shí)： 圖 4-15 支撐桿最低點(diǎn)受力分析 （2）當(dāng)CD支撐桿到最高點(diǎn)時(shí)，即β=53.13時(shí)： 圖 4-16 支撐桿最高點(diǎn)受力分析 由上面4個(gè)圖可知，最大彎矩點(diǎn)在CD桿的最大彎矩在O點(diǎn)。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)時(shí)，有最大值，即擁有最大彎矩。 則，。 計(jì)算軸向力，同樣將AB，CD桿的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖4-17所示。 圖4-17 剪叉軸向力分析 經(jīng)分析計(jì)算，β=11.54時(shí)，AB桿的OA段受到的軸向拉力最大，，但此處彎矩遠(yuǎn)小于。故只需校核此CD的O處。計(jì)算桿CD該狀態(tài)下的工作應(yīng)力，設(shè)叉桿橫截面積S，抗彎截面系數(shù)W，如圖4-18所示。 圖4-18 叉桿橫截面 求得 ，截面積S=0.59875則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為， 另外由于O點(diǎn)截面與眾之不同，在此為穩(wěn)妥起見(jiàn)對(duì)普通臂叉截面進(jìn)行校核，所取截面處于O點(diǎn)右邊并離O最近，截面形狀，如圖4-19所示。 圖4-19 通臂叉截面 同樣 ，， 則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為， 其中， -叉桿實(shí)際工作應(yīng)力。 -材料許用應(yīng)力。 -材料的極限應(yīng)力，對(duì)于38CrMoAl，為375Mpa。 N-安全系數(shù)，一般為大于1的值，這里取n=2。 4.5.3 橫梁的強(qiáng)度校核 根據(jù)總體的布局，選取套在活塞桿上的橫梁的長(zhǎng)度為1228mm，而兩個(gè)液壓缸的距離為552mm，因此可以按圖4-20行受力分析： 圖4-20 橫梁受力分析 此時(shí)橫梁受到彎矩和扭矩： 由圖分析計(jì)算彎矩為： 扭矩為： 橫梁的橫截面積如下圖4-21所示。 圖4-21橫梁的橫截面 其彎曲應(yīng)力為， 其中，- 橫梁實(shí)際工作應(yīng)力。 - 材料許用應(yīng)力。 - 材料的極限應(yīng)力，對(duì)于16Mn，為345Mpa。 N - 安全系數(shù)，一般為大于1的值，這里取n=2。 單應(yīng)力。 其中，- 橫梁實(shí)際工作扭矩產(chǎn)生的應(yīng)力。 - 材料的極限應(yīng)力，對(duì)于16Mn，為345Mpa。 中間的銷(xiāo)軸也就是在O點(diǎn)的軸受力，如下圖4-22所示。 圖4-22 銷(xiāo)軸受力分析 由圖可知銷(xiāo)軸主受剪力剪切，整軸最大彎矩很小，故不予考慮，校核情況如下： ，發(fā)生在β=11.54時(shí) 因?yàn)閐=80mm 所以單應(yīng)力： 選材料35鋼，其許用應(yīng)力=100 對(duì)于其它幾個(gè)銷(xiāo)軸，如A、B、C、D由于所受的應(yīng)力都小于上述值，在不改變材料的基礎(chǔ)上適當(dāng)選擇直徑，是完全可以的，校核略。 5 結(jié)論 升降臺(tái)是一種垂直運(yùn)送人或物的起重機(jī)械，也是在工廠、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)等物流系統(tǒng)中進(jìn)行垂直輸送的設(shè)備。升降臺(tái)上往往還裝有各種平面輸送設(shè)備，作為不同高度輸送線的連接裝置，廣泛運(yùn)用于市政維修、碼頭、飛機(jī)場(chǎng)、物流中心貨物運(yùn)輸?shù)?，有自由行走、操作?jiǎn)單、作業(yè)面大、360度自由旋轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但由于其結(jié)構(gòu)上固有的一些原因，特別在大行程要求下受到較大的限制，無(wú)法滿足現(xiàn)代機(jī)械高速、重載、大行程的要求。 本次設(shè)計(jì)的液壓雙叉式升降臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊、行程大、舉升力大、工作平穩(wěn)可靠、與輸送裝置對(duì)接方便快捷，能提高作業(yè)效率。 通過(guò)對(duì)雙剪叉式液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì)，使我用液壓技術(shù)知識(shí)、機(jī)械知識(shí)、SolidWorks軟件的使用等，解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)問(wèn)題。但因?yàn)閷?duì)軟件的熟練程度不夠，對(duì)圖的編輯和運(yùn)用還是有不足的地方，在今后會(huì)努力提高各方面技術(shù)水平，以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。 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