剪叉式液压升降平台设计的研究

薛万浩

摘要：本研发的主要目标是剪叉式液压下降平台总体设计，剪叉式液压下降平台主要由以下三个方面所构成：剪叉臂和液压杆以及液压缸，机械部分工程设计，剪叉式的构造方法，以及液压控制系统的工程设计，液压回路的设计。本次设计中对剪叉式机构和液压配合的方案研究为重点，通过液压回路实现各种功能为目的的研究。

通过对现有产品的了解和资料收集进行改善和优化其装配组合结构，通过查阅资料做出剪叉式液压升降平台的具体机构简图和运动方案。本此研究设计的方向为剪叉式液压升降平台的运动形式，其大致包含了三个组成部分的具体内容：主剪叉式臂结构的总体设计，液压系统与剪叉臂的连接，以及运动机构形式的分析。

关键字：升降机；液压系统；执行元件

引言

液压提升板的基本结构是一个升降特性强，适用性较高的货物举升结构，主要用作工业流水线内不同设备间的物流搬运，货物在上行，下线，共件组装等重要部位的举升，在大型机库上料，下料，货物搬运等场合中，与叉车等交通工具配合运用，以及物流的快速搬运等。它是全液压的控制系统，但采用液压控制系统具有如下优点：

（1）在同样的容积下，液压设备比其他设备可以产生更多的动能，在同样的输出功率下，由于液压设备的尺寸小，材质较轻，功率密度大，构造更致密，因此液压电机的容积和重量都只是同样功率电机的百分之十二。

（2）液压设备运行得相对稳定，因体重轻，惯量小，反应速度快，液压设备很容易进行迅速起步，刹车和不断地换向。

（3）液压设备可在最大范围内进行无级调压，（调压幅度可超过两千次），并能够在正常工作的过程中进行调压。

（4）液压传动容易达到智能化，并对液体的压强，流量大小和流动方向都容易实现协调或控制。

（5）液压装置，易于进行超载保险。

（6）液压单元以达到了规范化，系统化，通用化，压也控制系统地设计生产与使用都更加便捷。

综上所述，液压产品在国民经济中的比例是较大的，他和气动产品可用来反映一个国民经济的机械化程度。

一、工艺参数及工况分析

1.1

本文设计的剪叉式液压升降平台采用液压传动，初步设定升降平台：

额定负载：3吨

初始高度：1.2米

升降行程：1.5米

工作时的最大高度：2.7米

平台尺寸：4000x2000mm

1.2 工况分析

本升降机是一款升降稳定性好，适用性广泛的物流举升机构，设计和用于工业生产流水线中高度落差设备间的物流搬运，物料上线、下线。工件安装时调整刀具位置，高出给料机运送，主要工件安装时的将刀具举升，在大型机库中上料、下料。仓库，搬运场地，与叉车等装载车辆配合运用，即物流的快速搬运等。

该提升台主体有二个部门构成：机器控制系统和液压控制系统。机械机构一般起传动系统和支承的功能，而液压系统一般起到助力，他们二者可以联合作用完成升降机的功能。

二、升降机机械机构的设计和计算

2.1 升降机机械结构形式和运动机理

假设的平台尺寸，按照提升机的平台规格，以及参考了国外同类制品的技术参数可知，该提升机应采取单双叉机构形式：即有二个单叉机构与提升板结合而成，由四只相同的液压缸作同时动作，以实现提升机起落的目的。其具体结构样式如图1：

                         图1结构样式

图1所示即是该升降机的基本构造型式，其中有支架，主要有支承作用与平衡运动转换方式的功能，一方面支承上顶部的负荷，另一方面利用其铰接使液压缸的绳缩移动运动转变为水平的升降移动，上顶部则与负荷直接碰撞，使负荷运动转变为均布载荷，进而提升整体的承载能力。下底架主要有支承和载荷的功能，它不但承载了整体起重机的载荷，同时还把受力传导到地板上。利用这种构件的配合，实现起重机的平稳和安全工作。

2.2升降机的运动机理

剪叉式液压升降平台的基本运动原理如图显示：

   

                           图2基本运动原理图

如图3所示，二个支撑在o处铰接，支撑一的下端分别安装在上、下板边上，利用活塞杆的伸缩和铰接处与o的作用力完成货物的举升。

根据以上分解，下降机的运动流程可描述以下：支撑2、3是下降机组织中的稳定支撑，他在底板中间的铰合点做不完全的圆周运动，而支撑1、4则是活动支撑，他在液压缸的作用力下从原来的近乎水平状况逐步地向后来的斜面方位运动，并利用在支撑中间的绞合点同时推动2、3也继续地向斜面方位运动，以使下降机稳定下降。

       

                          图3运动原理图

初态下，上下底板保持在合闭位置，而支撑的1、2、3、4可大致看为在水平位置，但由于液压装置不断的进入到液压缸内，活塞杆外伸，使支撑二顶起，当支撑二上升时，由于绞合点o的作用使支撑一移动，1与液压缸连接，因此液压缸就开始进行移动，经过不断的相互移动和作用，使上顶板上升，当上升到规定高程后，液压缸就停止了移动，压力也便超过规定高程。

三、结语

剪叉式液压升降平台的基本结构构成和机械的传动原理，对此机构的初步运动方式让我有了初步的设计理念，特别是对这个机器的选择运动方式，让我明白了他可通过剪叉式的运动来实现升降的功能。通过对剪叉式结构简图的初步认识和剪叉式液压升降平台的运动简图的初步分析，使我确定了剪叉式液压升降平台的基本构成。经过对剪叉式液压升降平台的机械组成，液压缸的供能方式和液压缸对剪叉臂的传动效果，通过机构简图的分析，确定了其运动实施的可能性，然而剪叉臂和液压缸的配合效果仍有不足之处需要我们详细研究计算。比如剪叉臂的大小和液压缸的行程具体选取多少，这些都需要我们根据实际情况，具体计算。本文的这次研究初步确定了剪叉式液压升降平台的结构组成和运动形式，我以后将详细计算他们的最优配合方式，使其更好发挥其功能，优化传动效果。

参考文献

[01]何雪浤,殷其阵,鲁文佳,胡智勇.剪叉式升降平台液压缸推力与铰点力的计算[J].机电工程，2017(02)

[02]马国恺.剪叉式液压升降台优化及技术改造[J].起重运输机械,2017(01)

[03]刘治文.剪叉式升降台液压缸布置的运动学及动力学分析[J].山东交通学院学报，2014(03)

[04]周旭升,陈亚文,陈家斌.流动式起重机损伤模式的探讨[J].建设机械技术与管理，2013(12)

作者简介：

薛万浩，男，汉族，河南省开封市兰考县，1998年4月，本科学历，学士，机械设计。