精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上摘要 剪叉式升降平臺作為作為一種平面升降機械，主要用于抬升重物，在很多領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結構比較簡單、舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡便，并可以停留在升降范圍內的任意位置上的一種廣泛應用的升降平臺。它目前廣泛的應用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領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動和控制部分，通過液壓缸驅動剪叉改變幅度，完成升降任務，通過平衡閥、調速閥和溢流閥的控制作用，完成調速、保壓、制動、平衡的功能。 本次設計主要進行了升降平臺功能特點分析求解，升降平臺總體布局方案和主要性能參數(shù)確定，各機構和各部分的結構方案設計，主要控制方案設計，上、下臺架機構、剪叉機構設計計算，整機穩(wěn)定性、可靠性驗算。 該課題屬于橫向課題。為保證倉儲區(qū)域屬于易燃、易爆等場所。要求安全、可靠，自動化程度高。為保證倉儲區(qū)域管理人員的人身安全和提高升降物品的安全性，采用無人化作業(yè)方式，安全裝置及各種電器保護裝置齊全、可靠、，便于操作和維修。關鍵詞：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,mainly 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 force,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 the area more desirable and reasonable take-off and landing platform.Hydraulic system is the scissors-tape hydraulic lifting platform for the drive and control of the hydraulic cylinders driven lifting tasks,through balance valve,relief valve and the governor valve control the governor completed,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 programs and identify key performance parameters,agencies and parts of the structure of the program design,the main control program 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 places.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 kings of electrical protection device complete,reliable and easy to operate and maintenance.Key words:hydraulic lifting platform;scissors;hydraulic cylinder;on the platform base. 專心-專注-專業(yè)一、前言在這個科技大發(fā)展的時代下，許多企業(yè)為了提高生產速度，想法設計了可以減少人力物力并且能夠更好完成任務的設備，其中就有許多地方用的雙剪式液壓升降平臺。 雙剪式液壓升降平臺是一種升降性能好，適用范圍廣的舉升機構。它的剪叉式機械結構，使升降臺起升有較高的穩(wěn)定性，可用于倉庫裝卸貨物、機場裝卸貨物 、與叉車配套使用等。雙剪式液壓升降平臺有很多優(yōu)點： 1.首先液壓式升降平臺成本低，大部分的液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化，可以直接從市場上買質量可靠的標準件。 2.液壓裝置相對來說體積小，重量輕，慣性小，結構緊湊，反應快，運行平穩(wěn)。 3.液壓裝置可以實現(xiàn)自動化，可以平穩(wěn)的停在其范圍內的任意高度。 4.由于液壓裝置的體積小、重量輕，雙剪式液壓升降平臺便于使用和移動。液壓傳動雖然存在許多優(yōu)點，但也存在一些缺點: 1、液壓傳動以液體作為工作介質，在液壓元件相對運動中無法避免泄漏，再加上液體壓縮性，難以實現(xiàn)嚴格的傳動比。 2、液體傳動的工作和溫度有關，液壓系統(tǒng)不宜在很高和很低的溫度下工作。 3、液壓系統(tǒng)的工作目前還不如電力和機械傳動穩(wěn)定。 4、液壓元件的制造精度要求高，使用、維護要求有一定的專業(yè)知識和較高的技術水平，成本較高，故障原因較難確定。近年來，我國的科技水平不斷提高，但與世界上的水平還有一定差距，每年還要進口很多儀器。新中國成立以后，我國的液壓技術才開始發(fā)展起來，1952年，試制出我國第一個液壓元件-齒輪泵，目前，我國已經可以為機械部門提供比較齊全的液壓產品，但與國際水平還有不少差距。在國外應用升降平臺是很普及的，如日本、德國、美國、英國等國家已經有幾十年的升降平臺史。在英國uk起重有限公司生產的配套籠車搬運裝卸是一種先進的升降技術；在日本大多數(shù)升降平臺應用在倉庫中高站臺運送叉車上下站用。國內的升降平臺起步比外國晚，主要用于高空作業(yè)和生產流水線中配套使用等。國內生產剪式液壓升降平臺的廠家主要有廣州高昌、福州強倫、漢麥克森等。雖然升降平臺的生產單位較多，但應用在商業(yè)系統(tǒng)裝卸貨物方面，據(jù)不完全了解還沒有一家專業(yè)生產創(chuàng)造廠家。所以，國內的升降平臺還有很大的市場。二、升降機的設計要求1.剪叉式液壓升降機的工作環(huán)境要求相對較高，其工作臺面必須與地面保持相對水平，因此，所有的機場，碼頭都是平整的地面。2.傳動方式的選擇。 傳動方式分為機械傳動和液壓驅動。純機械的升降方式成本太高，液壓傳動相對來說便宜，液壓傳動的大部分零件都可以在市場上買到，當然，必須買質量可靠的。機械傳動和液壓傳動相比，安全性更高，但是機械傳動需要更多的動力，各類固定零件損壞很嚴重，而且不好買。當然，液壓傳動的液壓升降機的研發(fā)難度相對較大。3、升降機的安全保障 在這個現(xiàn)代化的快節(jié)奏中，各種運輸裝卸越來越多，飛機也越來越多，升降機的市場需求也越來越大。升降機的安全受很多國家關注，有的國家還設定了專門的規(guī)章制度來預防此類事件的發(fā)生，或至少使此類安全事件發(fā)生的可能性降到最低。該升降平臺作業(yè)區(qū)域屬于機場、碼頭、等場所。要求安全、可靠，自動化程度高。為保證倉儲區(qū)域管理人員的人身安全和提高升降物品的安全性，安全裝置及各種電器保護裝置齊全、可靠，便于操作和維修。為保證操作物品及周圍環(huán)境的安全，要求該平臺運行平穩(wěn)、可靠性好。該設計要在保證可靠性的前提下，盡量減輕機構重量和提高機構剛性為原則；在具體機構設計上貫徹標準化、通用化的原則。在現(xiàn)代，有很多劣質產品，但升降機大部分都涉及到人身安全，所以我們要設計出更安全可靠的升降機。以下列舉了最重要的幾項設計時應考慮的問題。（1） 升降機應能承受過載實驗，我們設計的升降機在最大承載能力150%的載荷下，升降機無任何永久變形和損壞。（2） 升降機運行應采用兩種控制機制，采用雙保險，為了防止誤操作，需設置總開關。（3） 所有的控制電路都采取保護裝置，避免一個元件失效，升降機發(fā)生事故的危險。（4） 升降機的零件都裝備上鎖緊裝置，避免零件損壞發(fā)生事故的危險。4、液壓系統(tǒng)的運行分析；（1） 查閱資料和調研，確定液壓升降平臺的總體方案設計；（2）升降平臺的結構和主要性能參數(shù)的確定；（3）液壓升降平臺各個結構的設計；（4）剪叉機構、液壓機構的計算；（5）安全性驗證。5、本課題的難點（1） 計算液壓缸的最大推力和液壓缸的位置；（2） 計算在極限載荷下剪叉和上平臺的變形，校核它們的強度；（3） 為平臺設計一個合格的、液壓性能好的液壓系統(tǒng)；（4） 選擇材料及加工工藝。6、本次設計技術參數(shù)如下：雙剪叉式，額定載重量1000kg，最低高度500mm，最高高度2000mm，工作臺長1200mm，寬800mm。三、設計安排3.1整體分析該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。剪叉式液壓升降機采的動力系統(tǒng)是電動機液壓泵，電動機在通電情況下帶動液壓泵向外做功，液壓缸和剪叉結構組成了傳動系統(tǒng)，其主要作用是將液壓泵做的功傳到升降平臺上?？刂葡到y(tǒng)是整個升降機的控制部分，實現(xiàn)電動機的開關，控制升降平臺的高低位置，使升降機便于工作人員方便安全使用。升降平臺用于載物或載人，在剪叉機構及控制系統(tǒng)的作用下，實現(xiàn)舉升，下降或翻轉，以完成其功能。機架是整個升降機的框架，起支撐作用，用于支撐安裝在上面的所有系統(tǒng)，從而構成一個完整的升降機。還有的將液壓升降機分為機械結構，液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三個部分組成，機械結構由底座，架臂和工作臺組成，而液壓系統(tǒng)按其安裝的方式又可分為內置和外置形式。如圖是雙剪叉式液壓升降平臺的整體結構。其中1是臺面框架，2是上平臺，3是剪叉，4是活動鉸鏈，5是固定鉸鏈，6為底座，7是液壓缸。在2和6的活動鉸鏈處設有滑道，3和5主要起支撐作用和運動轉化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸接將液壓缸的伸縮運動轉化為平臺的升降運動，2與載荷直接接觸，將載荷轉化為均布載荷，從而增強局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔著整個升降機的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過這些機構的相互配合，實現(xiàn)升降機的穩(wěn)定和可靠運行。3.2設計步驟（1） 臺面框架的設計；（2） 上平臺的設計；（3） 剪叉的設計和受力分析；（4） 液壓系統(tǒng)的選擇，液壓泵的安裝位置；（5） 下平臺的設計；（6） 安全校檢。3.3工作原理液壓升降機的工作原理是：在控制系統(tǒng)的控制下，電動機帶動液壓泵的工作，液壓泵將電動機轉化的機械能轉化為液體的壓力能。通過液體作用在液壓缸上，然后由液壓缸轉化為機械能作用在剪叉機構上。通過剪叉機構將機械能作用在升降平臺上，最終轉化為物體的勢能或動能，實現(xiàn)將人或重物舉升或下放的功能。其特點是：工作運動快速平穩(wěn)，安全系數(shù)大，結構輕便、噪音比較小，性能良好，便于維修，載重能力較大，適應范圍廣泛，能實現(xiàn)點動控制等3。但是同時由于采用液壓系統(tǒng)，安裝時有不少的控制閥件，油路布局較復雜，在高壓作用下油路有時還容易泄露等，使得生產成本較高。四升降臺的結構設計和計算4.1上平臺框架的設計 上平臺框架是升降臺平面的必不可少的一部分，主要用來保證工作人員的安全。臺面框架采用鋁合金結構，這種結構具有重量輕，剛性好的特點。鋁合金臺面由標準焊接而成,要求框架整齊。臺面框架的尺寸應與上平臺相匹配，上平臺的尺寸為1200mm*800mm，由于安全考慮臺面寬架的尺寸應比臺面小一點，所以臺面框架的尺寸為1100mm*700mm。4.2上平臺的設計 平臺應保證臺面的平整性，對此，臺面框架機械規(guī)范中對升降臺平面的變形作了明確的規(guī)定:升降臺臺面滿載時，在長度方向的變形不得大于L/1OOOmm (L為長度尺寸)，且其絕對變形量不大于12mm。因此在設計平臺時，首先應滿足以上要求。此外，平臺的自身重量和高度也是必須考慮的因素。為了減小驅動機功率，降低成本，盡量減輕平臺自身重量就顯得較為重要。 上平臺采用1200mm*800mm*2mm的優(yōu)質碳素結構熱軋鋼板，這種鋼板具有重量輕，剛性好的特點。本設備根據(jù)使用要求采用臺面鋼架結構。上平臺和框架由標準焊接而成,要求外框整齊,臺面平整,臺面對角線尺寸誤差小于3mm。用80mm×43mm×5mm的槽鋼焊接成1100mm*700mm的框架，并將其點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度及其抗彎能力，避免上平臺因重物太重而發(fā)生彎曲或變形。要求鋼結構臺面連接叉架平衡桿系銷軸孔的同軸度0.6mm。鋼結構臺面上的叉架平衡桿系導輪軌道應加工，平面度0.1mm。滑道的作用就是使滑輪在滑道內來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作，下底板也如此。叉架鋼結構平衡桿系，由鋼板焊成的箱型結構的桿系與銷軸組裝而成。叉架鋼結構平衡桿系銷軸孔的同軸度允差為0.6mm，平行度0.5 mm，兩端銷軸孔對中間銷軸孔的對稱度小于0.5mm。升降臺在整個升降運行中，上平臺水平方向偏移小于3mm。4.3剪叉的設計 在機械傳動單元中，叉架機構是一個十分重要的機構，它的作用是將叉架的上下運動轉化為升降臺升降的直線運動。從液壓驅動升降臺的整體結構可以看出，升降臺的全部載荷是由叉架承擔，臺面升降時，叉架不僅要傳遞很大的轉矩，而且還要起到導向作用。4.31剪叉數(shù)的確定1.液壓升降平臺的載荷P=1000kg；臺面尺寸1200mm*800mm垂直行程2000mm最低高度500mm起升速度5米/分下降速度5米/分2.鉸臂的計算摘自機械工程手冊剪叉式升降平臺的設計。（1） 根據(jù)臺面長度選鉸臂中心距。根據(jù)平臺長度選臂叉中心距。臂叉最大中心距L中=A-(C1+C2);C1為固定鉸耳側距離；C2為滾輪側距離。（2） 根據(jù)垂直行程確定叉數(shù)叉數(shù)n=(L行+L低)/Lsin55（n為整數(shù)）。已知A=1200mm，C1=100mm，C2=100mm-500mm。由公式可知L中=600mm-1000mm。L行=2000mm，L低=500mm，L中=1000mm時，由公式計算可得n=2.048>2，故取n=3。（3） 因上平臺尺寸為1200mm*800mm，所以剪叉臂的長度不大于1100mm，為了使液壓缸的行程和受力達到最優(yōu)經反復選取最后選擇鉸臂的尺寸為1000mm.受力分析假設最大載荷1000kg集中在上平臺中間，對上平臺的受力分析（摩擦力忽落不計）Fx=0 4.32剪叉和液壓泵的連接方式方案一如圖所示液壓伸縮臂連接在最下層剪叉臂上方案二如圖所示液壓伸縮臂連接在中間的剪叉臂上方案三如圖所示液壓伸縮臂連接在最上層剪叉臂上方案分析本次設計選用方案二，方案二比方案一能夠更加有效的使用液壓泵，方案二比方案一和三更加穩(wěn)定、安全。4.33剪叉臂的選材與設計 剪叉臂的材料選用1000mm*100mm*8mm空心矩形鋼管，為了避免剪叉臂在起升和下降過程中與上平臺或底座發(fā)生干涉，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100mm*48mm*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，為了增加其強度及剛度，應在剪叉臂各鉸接連接孔處均增加軸套。 底座采用80mm*43mm*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80mm*43mm*5mm*700mm的槽鋼做成的立柱。加立柱的目的是： （1）當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致人員的傷亡。 根據(jù)所需的最大液壓缸推力選擇合適的液壓缸，在中間的內剪叉臂之間位置安裝油缸。在內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，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質處理的45鋼制成。4.4液壓設計4.41液壓控制原理升降平臺的升降是依靠液壓缸的伸縮來實現(xiàn)的，下面是液壓控制系統(tǒng)原理說一下。 如圖為液壓控制系統(tǒng)的原理圖 圖 1-液壓缸 2-平衡閥 3-調速閥 4-三位四通換向閥 5、9、10-單向閥 6-液壓泵 7-過濾器 8-溢流閥設液壓泵的額定壓力為10MPa（1） 當系統(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） 當系統(tǒng)壓力不超過液壓泵額定壓力時若要實現(xiàn)升降平臺的上升過程，其液壓回路為：油箱過濾器液壓泵單向閥5三位四通電池換向閥的左位單向閥9單向閥10液壓缸三位四通電池換向閥的左位油箱（3） 若要實現(xiàn)升降平臺的下降，液壓回路為：油箱過濾器液壓泵單向閥5三位四通電池換向閥左位單向閥9單向閥10液壓缸三位四通電池換向閥的右位油箱（4） 若使升降臺處于靜止狀態(tài)，液壓回路為：油箱過濾器液壓泵單向閥5三位四通電池換向閥的中位油箱 4.42液壓要求升降臺的升降運動采用液壓傳動，可選用遠程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運動經轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為0-1500Kg，負載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件又四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結構合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般。本設備是小型設備，占地面積小，適用于室外，總體結構布局簡潔。 4.5底座的設計升降機底座在整個機構中支撐著平臺的全部重量，并將其傳遞到地基上，它的設計重點是滿足強度要求即可，保證在升降機升降過程中不會發(fā)生過太大變形。升降機底座的尺寸應大于上平臺尺寸，本次設計采用的底座長度為1500mm*1000mm.底部與40mm*40mm*、厚度為4mm的方形空心鋼管焊接而成。五 強度校核臂管強度校核QSF*(L中-k)/WxQS-材料屈服極限F-臂管最大受力Wx-臂管截面模量F=(P+M臺+M臂/2)/2P-載荷M臺-臺面模量M臂-臂架重量油缸受力F油計算F油=(P+M臺+M臂/2)*L行/L油*0.6F油-油缸受力L行-垂直行程L油-油缸行程呂梁學院畢業(yè)設計開題報告 題目： 雙剪叉式液壓升降平臺的結構設計 姓名: 楊凱 學院： 呂梁學院 專業(yè): 機械設計制造及其自動化 班級： 1303 學號： 指導教師： 李瑾 二零一七年三月十日一、前言（擬開展研究項目的研究目的、意義等）在這個科技大發(fā)展的時代下，許多企業(yè)為了提高生產速度，想法設計了可以減少人力物力并且能夠更好完成任務的設備，其中就有許多地方用的雙剪式液壓升降平臺。 雙剪式液壓升降平臺是一種升降性能好，適用范圍廣的舉升機構。它的剪叉式機械結構，使升降臺起升有較高的穩(wěn)定性，可用于倉庫裝卸貨物、機場裝卸貨物 、與叉車配套使用等。雙剪式液壓升降平臺有很多優(yōu)點：1. 首先液壓式升降平臺成本低，大部分的液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化，可以直接從市場上買質量可靠的標準件。2. 液壓裝置相對來說體積小，重量輕，慣性小，結構緊湊，反應快，運行平穩(wěn)。3. 液壓裝置可以實現(xiàn)自動化，可以平穩(wěn)的停在其范圍內的任意高度。4. 由于液壓裝置的體積小、重量輕，雙剪式液壓升降平臺便于使用和移動。2、 國內外同類研究或同類設計的概況綜述（在充分收集研究主題相關資料的基礎上，分析國內外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點，附主要參考文獻)近年來，我國的科技水平不斷提高，但與世界上的水平還有一定差距，每年還要進口很多儀器。新中國成立以后，我國的液壓技術才開始發(fā)展起來，1952年，試制出我國第一個液壓元件-齒輪泵，目前，我國已經可以為機械部門提供比較齊全的液壓產品，但與國際水平還有不少差距。在國外應用升降平臺是很普及的，如日本、德國、美國、英國等國家已經有幾十年的升降平臺史。在英國uk起重有限公司生產的配套籠車搬運裝卸是一種先進的升降技術；在日本大多數(shù)升降平臺應用在倉庫中高站臺運送叉車上下站用。國內的升降平臺起步比外國晚，主要用于高空作業(yè)和生產流水線中配套使用等。國內生產剪式液壓升降平臺的廠家主要有廣州高昌、福州強倫、漢麥克森等。雖然升降平臺的生產單位較多，但應用在商業(yè)系統(tǒng)裝卸貨物方面，據(jù)不完全了解還沒有一家專業(yè)生產創(chuàng)造廠家。三、研究方案(研究內容、目標、研究方法、技術路線、擬解決的問題、特色或創(chuàng)新點等)(1)液壓升降平臺的3D仿真模型或者3張以上二維圖紙（其中至少一張A0圖紙，包括裝配圖、零件圖）；(2)開題報告以及完整的設計計算說明書(3)液壓升降平臺性能要求: 雙剪叉式，額定載重量1000kg，最低高度500mm，最高高度2000mm，工作臺尺寸1200*800mm。(4)中英文摘要各200字，設計說明書不少于10000字4、 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成進度等） 2017.02.02-2017.03.10 調研與開題報告 2017.03.11-2017.03.31 設計計算與選型 2017.04.01-2017.04.15 建模及繪制圖紙 2017.04.15-2017.04.30 攥寫設計說明書 2017.05.01-2017.05.07 準備畢業(yè)設計答辯5、 導師評語 年 月 日