【文章內(nèi)容簡介】 解得 K2=*K2+K6=0 K5=K5K1+K5=F3 K6=*K5 分析計(jì)算結(jié)果，我們可以看到，k1,k2,k6三個(gè)未知量都與k5有關(guān)，只要確定出k5，其他就都能解出。觀察圖31 力學(xué)方案示意圖，我們能夠很快分析出，舉升重量全部作用在平臺(tái)上，在舉升機(jī)起升瞬間，k5鉸接孔處豎直方向分力很小，幾乎為零，對(duì)桿件只起連接作用，我們將k5取0 N。 舉升機(jī)舉升到最高位置時(shí)，各臂受力情況，舉升機(jī)向內(nèi)滑動(dòng)260mm。上下兩滑輪之間的距離為1160mm。舉升臂與水平方向夾角為α=、液壓缸與水平方向夾角為，液壓缸推力P=。 分析和計(jì)算方法同上。解得F3=F3*1350+F5*1350=K6*580 K1=F3*1350+K2*580=K1*1350 解得 K2= *K2+K6=0 K5=K5K1+K5=F3 K6=*K5 ，舉升臂與水平方向夾角為α=，所以豎直方向力和水平方向力應(yīng)近似相等。取。則K1= K2= 剪刀式舉升機(jī)構(gòu)主要受力桿件強(qiáng)度校核計(jì)算位于上端的滑輪軸的強(qiáng)度校核滑輪軸通過滑輪與平臺(tái)接觸，作用在滑動(dòng)端的力F3均勻作用在兩個(gè)滑動(dòng)輪上?；瑒?dòng)的兩輪之間距離為405mm?；瑒?dòng)輪外側(cè)與舉升臂接觸。舉升機(jī)最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)于滑輪軸而言，與舉升臂接觸處，相當(dāng)于固定支點(diǎn)，即被約束。、剪力圖、彎矩圖。由圖可知，滑輪軸只受豎直方向力，沒有水平方向的力，所以滑輪軸不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。我們從剪力圖和彎矩圖中還可分析出，在長度為405mm的線段內(nèi)橫街面上的剪力FQ=0，而彎矩M為一常數(shù)，這種只有彎矩的的情況，稱為純彎曲。所以長度為405mm的線段內(nèi)只發(fā)生彎曲變形，而沒有發(fā)生剪切變形。是彎曲理論中最簡單的一種情況。由上面的計(jì)算可以知道，受力最大，F(xiàn)3=。 滑輪軸的剪力圖與彎矩圖 對(duì)滑輪軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，軸的材料為45鋼，抗拉強(qiáng)度 彈性模量E為 ， 一般取 。軸的直徑d=24mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》。（1）。由圖可知 ，最大正彎矩 M=（2）軸的強(qiáng)度校核式中：M——為橫截面上的彎矩W——軸的抗彎截面系數(shù)經(jīng)校核可以看出，軸的截面強(qiáng)度足夠。2位于下端的滑輪軸的強(qiáng)度校核最下端軸的校核和最上端軸的校核方法一樣，下端滑輪軸最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)受力情況一樣。受力圖、剪力圖、。 下滑輪軸的剪力圖與彎矩 下滑輪軸的材料也是45鋼，抗拉強(qiáng)度。下滑輪軸受的力為：F5/2= ，軸的直徑d=24mm。（1）由圖可知 最大彎矩 (2 )下滑輪軸的強(qiáng)度校核校核后可得出軸的強(qiáng)度足夠。對(duì)舉升臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 舉升臂1的剪力圖與彎矩圖 因舉升臂為板材，近似梁。所以分析過程中，我們按梁的強(qiáng)度校核方法來分析舉升臂。，舉升臂既有水平方向的力，又有豎直方向的力，并且兩個(gè)方向的力在同一平面， 屬拉伸（壓縮）與彎曲組合變形[11]。我們將力進(jìn)行分解，沿舉升臂軸線方向和垂直軸線方向。舉升臂的受力圖、剪力圖、彎矩圖、。由圖所知，舉升臂在中間截面組合變形最大[11]。舉升臂的材料為Q275鋼 ,抗拉強(qiáng)度 , 彈性模量 E=200~220GPa ，L為舉升臂長L=2700mm 。舉升臂在最低狀態(tài)時(shí)（），校核過程如下： 1）舉升臂最大負(fù)彎矩 2）確定舉升臂1中性軸的位置截面形心距底邊為 因舉升臂1結(jié)構(gòu)可近似一方鋼，所以通過截面中心的中心線Z即為中性軸 3）截面對(duì)中性軸的慣鉅4）舉升臂的最大彎曲應(yīng)力為5）最大軸向正應(yīng)力截面積為，則正應(yīng)力為6）校核舉升臂的強(qiáng)度兩種變形產(chǎn)生的總應(yīng)力結(jié)果表明最大彎矩處截面強(qiáng)度足夠。：（α=）最大彎曲應(yīng)力為軸力為：最大正應(yīng)力為 總應(yīng)力為強(qiáng)度充分滿足條件（3）主推力軸校核 活塞桿推力軸彎矩圖和剪力圖因此軸只承受液壓缸推力，推力垂直于軸線方向，為示圖方便，我們將力豎直作用到軸上，兩端固定處為支座處。因軸只受推力作用，屬于純彎曲情況，所以軸只發(fā)生彎曲變形。: 軸的材料為40Cr，抗拉強(qiáng)度 ，軸徑為60mm。舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí),推力最大只校核此刻強(qiáng)度即可。（1）。由圖可知 ，最大正彎矩 M= (2) 軸的強(qiáng)度校核經(jīng)校核軸的強(qiáng)度足夠，加工加強(qiáng)肋合理。 連接螺栓的校核螺栓在舉升機(jī)中起連接作用，主要承受剪切變形。校核時(shí)只考慮剪切變形就可以。、4處的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。螺栓材料為Q235A鋼，許用剪切應(yīng)力[]=98MPa。 1處螺栓所受剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論 =滿足強(qiáng)度要求。（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求 3處螺栓所受剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求。 5處螺栓所受的剪切力圖（1）舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)螺栓剪切力強(qiáng)度計(jì)算水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求（2）水平方向承受的應(yīng)力為豎直方向承受的應(yīng)力為根據(jù)第三強(qiáng)度理論經(jīng)計(jì)算滿足強(qiáng)度要求。校核后的結(jié)果表明螺栓材料為Q235鋼是符合要求的。 結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施由前面的力學(xué)模型中，我們能夠看到，舉升臂鉸接孔處都受水平和豎直方向的力，這些力將對(duì)舉升臂的強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響。因舉升臂無論是在最低位置還是在最高位置，都與水平方向成一定角度。分析時(shí)，我們沿舉升臂軸線方向和垂直舉升臂軸線方向進(jìn)行力的分解，垂直舉升臂軸線方向的力使舉升臂產(chǎn)生彎矩變形（正應(yīng)力）沿舉升臂軸線方向的力使舉升臂產(chǎn)生拉伸或壓縮變形（拉或壓）。兩種應(yīng)力變形使舉升臂的彎曲強(qiáng)度受到嚴(yán)重影響。通過結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施提高舉升臂的彎曲強(qiáng)度。經(jīng)前面的計(jì)算可知，舉升臂鉸接點(diǎn)處彎曲強(qiáng)度較集中，磨損嚴(yán)重，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。（1）可以在載荷作用點(diǎn)處，加一厚度為3mm的青銅襯套，套在鉸接軸上，可有效地減小最大彎矩值，提高鉸接點(diǎn)的強(qiáng)度，減小摩擦； （2）在鉸接孔處加工凸臺(tái)，使舉升臂厚度加厚，增大舉升臂的橫截面積，減小舉升臂壓縮變形或拉伸變形。提高彎曲強(qiáng)度；（3）液壓缸作用處不直接作用到舉升臂上，中間通過焊接加強(qiáng)肋進(jìn)行補(bǔ)償。液壓缸下端固定處軸上放有套筒，這樣可以減小軸的磨損；（4）放置軸處的舉升臂加工凸臺(tái)，加厚舉升臂尺寸，增大承載面積，并加工加強(qiáng)肋 本章小結(jié)通過分析剪刀式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立剪刀舉升機(jī)機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型,并通過該模型對(duì)決定起升油缸最大推力的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究,得到合理的結(jié)果。本章還通過對(duì)各舉升臂、主受力軸的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算，來校核設(shè)計(jì)內(nèi)容是否合理。并提出一些加強(qiáng)措施，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度充分滿足條件。以上的計(jì)算與分析對(duì)提高剪刀式舉升機(jī)系列化設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量有明顯的效果。 第4章 液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的選擇 液壓系統(tǒng)組成液壓系統(tǒng)是舉升機(jī)的動(dòng)力裝置。它具有傳遞動(dòng)力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。液壓系統(tǒng)主要由液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和輔助裝置等四大部分組成。液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)—液壓泵它是由液壓系統(tǒng)中供給有壓力油的裝置和壓力傳動(dòng)的機(jī)械動(dòng)力。它的作用是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流動(dòng)液體的壓力能。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)—液壓缸液壓缸主要有缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置[8]。它是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)又稱液壓機(jī)，其作用是將液能變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置有兩種。此剪式舉升機(jī)所采用的是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的單作用推力油缸。它既能節(jié)省動(dòng)力、又能頻繁地進(jìn)行換向。液壓發(fā)生裝置泵液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)缸——活塞液壓控制裝置方向閥壓力閥 液壓系統(tǒng)方框圖像液壓控制調(diào)節(jié)裝置——各種液壓控制閥它是由來控制和調(diào)解液壓系統(tǒng)中液油流動(dòng)，方向、壓力、流量和滿足工況要求的裝置。根據(jù)用途和特點(diǎn)控制可分為三類。方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的油流方向和經(jīng)由路徑；根據(jù)實(shí)際情況利用單向閥或換向閥的作用來改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向和工作順序；壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥等）用來控制液壓系統(tǒng)的壓力以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的動(dòng)力或?qū)σ簤合到y(tǒng)起安全保護(hù)作用；流量控制閥（包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流和集流閥），用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的流量，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作時(shí)運(yùn)動(dòng)速度的要求。由于液壓系統(tǒng)控制閥種類很多，為使用方便和結(jié)構(gòu)緊湊，在設(shè)計(jì)時(shí)合理的將各種閥類元件組合在一起構(gòu)成組合閥。（1）單向閥單向閥是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥兩類。普通單向閥又稱止回閥，其作用是使液體只能向一個(gè)方向流動(dòng)，反向截止。液控單向閥又稱單向閉鎖閥，其作用是使液流有控制的單向流動(dòng)。液控單向閥分為普通型和卸荷型兩類。液控單向閥的主要以下兩種作用。1）保壓作用當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)完成工件的壓制任務(wù)后，液壓缸上腔仍需保持一定的高壓，此時(shí)，液控單向閥靠其良好的單向密封性短時(shí)保持缸上腔的壓力。2）支撐作用當(dāng)活塞以及所驅(qū)動(dòng)的部件向上抬起并停留時(shí)，由于重力作用，液壓缸下腔承受了因重力形成的油壓，使活塞有下降的趨勢(shì)。此時(shí)，在油路串一液控單向閥，以防止液壓缸下腔回流，使液壓缸保持在停留位置，支撐重物不致于落下。（2）溢流閥溢流閥是節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)而成的組合閥，它能補(bǔ)償因負(fù)載變化而引起的流量變化。使用溢流閥的系統(tǒng)效率較高。因?yàn)椴捎靡缌鏖y的系統(tǒng)，泵的供油壓力隨負(fù)載的增大而增加，能量損失小，系統(tǒng)發(fā)熱少。（3）節(jié)流閥流量控制閥是通過改變節(jié)流口面積的大小，改變通過閥流量的閥。在液壓系統(tǒng)中，流量閥的作用是對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。常見的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流閥等。溢流閥是結(jié)構(gòu)最為簡單的流量閥，常與其它形式的閥相結(jié)合，形成單向節(jié)流閥或行程節(jié)流閥。輔助裝置——管道、油箱、過濾器及控制儀表（1）液壓管道液壓管道是連接液壓泵和液壓動(dòng)力機(jī)的通道，它們對(duì)液壓機(jī)械的使用性能有很大的影響，在工藝安裝過程上，除了進(jìn)行細(xì)致的檢查外，對(duì)管道布局必須平行垂直正齊。對(duì)液壓系統(tǒng)中的任何一段管道或管件要求都能自由拆裝，也必須按照其工藝過程和技術(shù)要求進(jìn)行。關(guān)于壓力控制回路和速度控制回路，是由液壓元件所組成，可起到完成運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)壓力等特定作用。任何一種液壓機(jī)械，不論其結(jié)構(gòu)怎樣復(fù)雜，它都是由基本回路構(gòu)成的液壓系統(tǒng)，只要熟悉和掌握這些基本回路，才能正確的使用和分析事故及故障發(fā)生的原因。 關(guān)于液壓油的選擇，一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是選用普通液壓油。常用的是20機(jī)油，當(dāng)氣溫低于15oC時(shí)，應(yīng)采用25變壓油或有條件的可選用14稠化液壓油。（2）濾油器在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的形成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中難免會(huì)存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會(huì)加速液壓元件的磨損，而且會(huì)堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。因此，必須對(duì)液壓油中的雜質(zhì)和污染物的顆粒進(jìn)行清理。目前，控制液壓油清潔程度的最有效