【正文】 management and improve the personal safety of movements of goods safety, use of unmanned operations, security installations and all kinds of electrical protection device plete, reliable and easy to operate and maintenance. Key words: hydraulic lifting platform。 scissors。 hydraulic cylinder。 on the platform。 base . . 1 前 言 剪叉式液壓升降平臺(tái) 概述 剪叉式液壓升降平臺(tái) 發(fā)展?fàn)顩r 剪叉式液壓升降平臺(tái)是一種結(jié)構(gòu) 比較簡(jiǎn)單，但舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡(jiǎn)便。 并可以停留在升降范圍內(nèi)的任意位置上 的一種升降平臺(tái)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)， 是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想合理的新穎機(jī)具。 當(dāng)前國(guó)外生產(chǎn)升降平臺(tái)的國(guó)家比較多，如日本、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家。升降平臺(tái)在國(guó)外有的國(guó)家生產(chǎn)已有幾十年的歷史了，有多節(jié)和單節(jié)升降平臺(tái)，有移動(dòng)式、固定式、超低式等各種型式，絕大多數(shù)采用液壓驅(qū)動(dòng)。并廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、航空 、造船、商業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、碼頭等場(chǎng)所，特別在商業(yè)系統(tǒng)貨物裝卸作業(yè)中已形成系列化的。如英國(guó) uK起重有限公司，他們生產(chǎn)多種形式的升降平臺(tái)來(lái)適應(yīng)商業(yè)系統(tǒng)方面各類倉(cāng)庫(kù)的裝卸需求，而且絕大多數(shù)配套籠車搬運(yùn)裝卸是一種先進(jìn)的裝卸作業(yè)。在日本大多數(shù)升降平臺(tái)應(yīng)用在倉(cāng)庫(kù)中高站臺(tái)運(yùn)送叉車上下站用。所以說在國(guó)外應(yīng)用升降平臺(tái)是很普及的。 從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，生產(chǎn)升降平臺(tái)比國(guó)外起步晚．主要分二大類：一類是生產(chǎn)多節(jié)剪叉或液壓升降平臺(tái)。主要應(yīng)用在高空作業(yè)中： 如清冼、安裝、維修等方面。另一類生產(chǎn)單節(jié)剪叉式液壓升降平臺(tái)，主要應(yīng)用在生產(chǎn)流水線中配套使用 、當(dāng)然也有應(yīng)用在其它方面的。目前生產(chǎn)升降平臺(tái)的單位較多．但應(yīng)用在商業(yè)系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)裝卸貨物作業(yè)方面的，據(jù)不完全了解還沒有一家專業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造廠家。 目前，剪式升降平臺(tái)的國(guó)內(nèi)廠家主要有廣州高昌、福州強(qiáng)倫、上海序達(dá)、漢麥克森等；國(guó)外品牌主要有美國(guó)的杰奔（ JohnBean）、德國(guó)的好富滿（ Hofmann）。其中， 2021 年 8 月下線的杰奔牌 48109B 型和好富滿 BLA9144 型超薄型剪式舉升機(jī)是同類型產(chǎn)品的技術(shù)佼佼者，其產(chǎn)品在流水線上生產(chǎn)，鋼材薄且強(qiáng)度大、造型美觀、安全性能良好，將有更好的市場(chǎng)前景。 升降 平臺(tái) 分類及各自優(yōu)缺點(diǎn) 在物流系統(tǒng)中，應(yīng)用于升降設(shè)備的類型眾多，如：手動(dòng)升降、氣動(dòng)升降、電動(dòng)升降等，各有利弊。手動(dòng)升降對(duì)一般較小量的物品垂直吊運(yùn)。如在建筑工地上運(yùn)輸泥瓦工具、泥灰桶等。氣動(dòng)升降和電動(dòng)升降，一般采用減速電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母，并靠設(shè)置絲杠螺母一端的擠壓塊，利用杠桿原理擠壓升降叉的方式實(shí)現(xiàn)升降，由于其扭力大，可使絲杠螺母易損壞，從而降低了設(shè)備使用年限。而且上述設(shè)備只能單一使用，沒有通容性。 . . 剪叉升降臺(tái)是常用的升降機(jī)械設(shè)備，由剪叉機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、升降平臺(tái)和機(jī)座等部件構(gòu)成。剪叉機(jī)構(gòu)起著傳力和導(dǎo)向的作用，在傳 動(dòng)裝置的推動(dòng)下，使升降平臺(tái)平穩(wěn)升降。目前，我國(guó)的升降平臺(tái)的種類比較多， 按傳動(dòng)裝置的形式，可分為液壓剪叉升降臺(tái)和電動(dòng)剪叉升降臺(tái)兩類，這兩種不同形式的剪叉升降臺(tái)都得到 了 廣泛使用。 電動(dòng)剪叉升降臺(tái)其工作原理是 置于升降臺(tái)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)、減速器傳動(dòng)系統(tǒng)，推動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)使升降平臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)剪叉升降臺(tái)有著結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)速性能好、組合靈活、安裝工程量小、易于操作與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在劇場(chǎng)、會(huì)堂、多功能廳、展覽館等處，人們可以按自己需要的方式，使用單臺(tái)或數(shù)臺(tái)電動(dòng)剪叉升降臺(tái)進(jìn)行任意組合。 液壓剪叉升降臺(tái)的 工作原理是 電動(dòng)機(jī)直接 帶動(dòng)液壓泵，輸出壓力油經(jīng)控制閥直接推動(dòng)液壓缸，帶動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)使升降平臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。液壓剪叉升降臺(tái)有著結(jié)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)。電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱等構(gòu)成的液壓站，使用時(shí)噪聲大，但可以遠(yuǎn)離主機(jī)安裝，單獨(dú)進(jìn)行隔聲降噪處理。由于有多種液壓控制閥件、復(fù)雜的油路系統(tǒng)，安裝和清理管路難度大，對(duì)液壓油介質(zhì)質(zhì)量要求高，以及油路系統(tǒng)較容易漏油（因使用質(zhì)次廉價(jià)的液壓元件加上缺少維護(hù)，常見液壓站附近到處是油污）和制造成本高等因素的影響。 目前，我國(guó)的升降平臺(tái)的種類比較多，按動(dòng)力傳遞形式，主要可 以按電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種方式來(lái)劃分，它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。 電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是零件加工相對(duì)要求不高、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、加工容易、維修方便、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗沖擊性能好、可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確到位，并有自鎖功能、不污染環(huán)境，不足之處在于它的機(jī)械間的磨損很難克服，振動(dòng)較大。其中以電機(jī)為動(dòng)力源來(lái)提升平臺(tái)又可分為以下幾種： （ 1） 鋼絲繩式和齒輪齒條式 兩者都是目前應(yīng)用最廣的施工升降機(jī)，是垂直運(yùn)送人員及物料的提升機(jī)械。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種大型建筑物不斷增多，施工升降機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)也在不斷地?cái)U(kuò)大。特別是 在 1992年以來(lái)，施工升降機(jī)的發(fā)展最為迅猛。施工升降機(jī)不但可以應(yīng)用在這些場(chǎng)合，它還可以應(yīng)用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、電視廣播塔、大型橋式起重機(jī)及煤礦等位置。施工升降機(jī)己成為各行業(yè)建設(shè)中一種必不可少的建筑機(jī)械。 （ 2） 蝸輪絲杠直頂式升降平臺(tái) 作為基礎(chǔ)起重部件，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、無(wú)噪音、安裝方便、能自鎖、可靠性高的特點(diǎn)。對(duì)于大面積平臺(tái)，采用多點(diǎn)提升，即每個(gè)頂點(diǎn)都安裝一組蝸輪絲. . 杠。其好處在于： (1)可以減少臺(tái)板主梁斷面尺寸及應(yīng)力，減小其撓度，增加平臺(tái)自身剛度，提高運(yùn)行平穩(wěn)性。 (2)可以減少每 個(gè)支點(diǎn)的受力，從而減小蝸輪絲杠的提升力，增強(qiáng)壓桿穩(wěn)定性，并能減輕設(shè)備重量。 液壓傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、工作較平穩(wěn)、磨損小、布局靈活、易于控制。但液壓件加工精度要求較高，密封泄漏難以控制，工作介質(zhì)適應(yīng)溫度受限。液壓傳動(dòng)是后來(lái)才發(fā)展起來(lái)的，以它為動(dòng)力源來(lái)帶動(dòng)的升降平臺(tái)又可分為以下幾種： （ 1） 鏈輪 — 承重鏈條機(jī)構(gòu)的升降平臺(tái) 該機(jī)構(gòu)是由一個(gè)動(dòng)滑輪和若干定滑輪以及承重鏈條組成的，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，利用較短的液壓行程來(lái)獲得大的平臺(tái)升降高度，該平臺(tái)根據(jù)環(huán)境條件可以用在地下車庫(kù)等有較大的提升高度以及寬敞空間的場(chǎng)合。 （ 2） 自行剪叉式高空作業(yè)平臺(tái) 它是一種輕型的升降平臺(tái)，廣泛用于高空作業(yè)專用設(shè)備，可以移動(dòng)。它的剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，并適合多人同時(shí)作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，更安全。 （ 3） 固定液壓剪叉式升降平臺(tái) 它也是一種剪叉式結(jié)構(gòu)，承載量較大，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)所與叉車等搬運(yùn)車輛 配套進(jìn)行貨物快速裝卸等 。 剪式升降平臺(tái)作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場(chǎng)裝卸貨物的升降臺(tái)、各種工程中操作人員的工作平臺(tái)等等。 總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前出現(xiàn)了不同類型的升降平臺(tái)，傳動(dòng)方式由以前單一的 靠機(jī)械電力傳動(dòng)轉(zhuǎn)向液壓傳動(dòng)，升降平臺(tái)的特點(diǎn)是根據(jù)不同的使用環(huán)境和所想達(dá)到不同 的目的來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 升降平臺(tái)的選用 本次設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下，額定承載量 :2021kg，長(zhǎng) :4900mm，寬 :1300mm，平臺(tái)最低高度 :700mm，升降高度 :1500mm。 根據(jù)所 需平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù)，在額定承載量給定的情況下，齒輪齒條式和鋼絲繩式的升降平臺(tái)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，但由于受到承載能力、爬坡度、使用壽命以及空間位置的影響，它們不能滿足實(shí)際要求，故不能采納； . . 蝸輪絲杠直頂式升降平臺(tái)對(duì)于平臺(tái)面積大，一般采用多點(diǎn)提升，即每個(gè)頂點(diǎn)都用一組蝸輪絲杠。從使用范圍來(lái)考慮，它主要使用于大面積微動(dòng)平臺(tái)，升降高度受到限制；從加工成本來(lái)考慮，絲杠加工起來(lái)比較復(fù)雜，造價(jià)比較高，而且在升降高度比較大時(shí)，穩(wěn)定性要求會(huì)更高，使其成本很高，故也不予采納。 經(jīng)過比較分析，選用剪叉式還是比較合適的。 剪叉式升降平臺(tái)是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡(jiǎn)便，并可以停留在升降范圍內(nèi)的任意位置上 的舉升機(jī)構(gòu)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)， 是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想臺(tái)理的新穎機(jī)具。 它的剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，效率更高，更安全。 課題任務(wù) 課題背景和研究意義 背景 ：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)大潮中，為了提高企業(yè)生產(chǎn)速度，人們想法設(shè)計(jì)了可以減少人力物力并且能夠出色完成任務(wù)的 設(shè)備，這其中之一就是人們現(xiàn)在經(jīng)常會(huì)用到的升降平臺(tái)。升降平臺(tái)的種類比較繁多，根據(jù)不同的用途，升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力傳遞形式以及規(guī)格會(huì)有不同的選擇和設(shè)計(jì)。 意義 ：剪叉式升降平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載量大、通過性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn) , 因此在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。剪式升降平臺(tái)作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場(chǎng)裝卸貨物的升降臺(tái)、各種工程中操作人員的工作平臺(tái)等等。 因此，這次的設(shè)計(jì)是非常有用的，也是非常必要的。在這次的設(shè)計(jì)中，不僅要考慮到其結(jié) 構(gòu)的合理布置性，還要考慮材料的節(jié)省即經(jīng)濟(jì)性問題 。 本課題主要研究的內(nèi)容 （ 1）升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解； （ 2）升降平臺(tái)總體布局方案和主要性能參數(shù)確定； （ 3）各機(jī)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)； （ 4）主要控制方案設(shè)計(jì)； （ 5）上、下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 6）整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性驗(yàn)算。 課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)： 本課題要求通過對(duì)升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解，確定升降平臺(tái)的總體布局方案，. . 然后對(duì)其上下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性的驗(yàn)算。 難點(diǎn)： 正確計(jì)算一個(gè)油缸所需的最大推力及油缸的布置位置； 計(jì)算上平臺(tái)及外叉臂在極限載荷下的變形，校核它們的 強(qiáng) 度； 為平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)合格的、保壓性能好的液壓系統(tǒng)。 材料的選擇及熱處理方法。 關(guān)鍵問題： 該升降平臺(tái)作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹?、易爆等?chǎng)所。要求安全、可靠，自動(dòng)化程度高。為保證倉(cāng)儲(chǔ)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(wú)人化作業(yè)方式， 安全裝置及各種電器保護(hù)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(tái)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好。 該設(shè)計(jì)要在保證可靠性的前提下，盡量減輕機(jī)構(gòu)重量和 提高機(jī)構(gòu)剛性為原則；在具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的原則。 . . 2 設(shè)計(jì)方案的確定 剪叉式液壓 升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解 剪叉式液壓升降平臺(tái)的原理是通過液壓缸的舉升帶動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的變幅來(lái)推動(dòng)平臺(tái)穩(wěn)定升降。根據(jù)這個(gè)原理可以設(shè)計(jì)出多種的剪叉式 液壓 升降平臺(tái)，它具有承載量大、穩(wěn)定性好、通過性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn)，是一種適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備。它主要用于生產(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)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。因此它在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。 確定設(shè)計(jì)方案的原則 該課題屬于橫向課題。該升降平臺(tái)作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹?、易爆等?chǎng)所。要求安全、可靠，自動(dòng)化程度高。為保證倉(cāng)儲(chǔ)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(wú)人化作業(yè)方式， 安全裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修 。 設(shè)計(jì)方案的確定 剪叉式液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，從以下四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì) :一是升降平臺(tái)剪叉起升機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)；二是剪叉式起升機(jī)構(gòu) 各構(gòu)件材料的確定；三是對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；四是升降平臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。升降平臺(tái)的剪叉起升機(jī)構(gòu)是整個(gè)平臺(tái)的骨架，承受和傳遞整個(gè)平臺(tái)所負(fù)擔(dān)的載重量及其自身的重量。 2t 升降平臺(tái)主要要求及技術(shù)參數(shù)： 1）為保證操作物品及周圍環(huán)境的安全，要求該平臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好；； 2）平臺(tái)外形尺寸為 4900 1300 700；升降高度 1500mm； 3）操作物品參考尺寸為 1500 1100 1350mm，重量 500Kg；物品數(shù)量 3 只； 4）升降速度 5m/min。 剪叉式液壓升降平臺(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、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)液壓油缸位置的不同設(shè)定，可以得到不同形式的升降平臺(tái)，下面以固定單剪叉來(lái)說明，用長(zhǎng)度相等的兩根支撐桿 AC和 BD鉸接與兩桿的中心點(diǎn) E，兩桿的 A、 D端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的 B、 C端分別于兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi). . 滾動(dòng)。如圖 ，它們的不同之處在于驅(qū)動(dòng)氣液壓缸的安裝位置不同。 (a)直立固定剪叉 式 (b)水平固定剪叉式 (c)雙鉸接剪叉式 圖 結(jié)構(gòu)形式示意圖 圖 (a)中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下部固定在機(jī)架上 ,上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過活塞桿使上平臺(tái)鉛直升降。 圖 (b)中的臥式液壓缸活塞桿與支