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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)-物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)完整圖紙(編輯修改稿)

2025-01-07 10:50 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分別與兩滾輪鉸接 ,并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。圖中的三種結(jié)構(gòu)形式的不同之處在于驅(qū)動(dòng)件液壓缸的安裝位置不同。 圖 a 中的驅(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。 圖 b 中的臥式液壓缸活塞 桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。 圖 c 中的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。 按照液壓缸的安裝形式 ,稱圖 a 的形式為直立固定剪叉式結(jié)構(gòu) ,圖 b 的形式為水平固定剪叉式 ,圖 c 的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。 直立固定剪叉式結(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。 水平固定剪叉式機(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。 雙鉸接剪叉式結(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)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算 由圖 22 可知 圖 22 位置參數(shù)示意圖 (1) (2) 上式中 : H??任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度 。 C??任意位置時(shí)鉸接點(diǎn) F 到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離 。 L??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 。 T??機(jī)架長(zhǎng)度 (A 到 G 點(diǎn)的距離 )。 ??活塞桿與水平線的夾角。 以下相同。 將 (2)式代入 (1)式 ,并整理得 。 (3) 設(shè)代入 (3)式得 。 (4) 在 (4)式中 , ??升降平臺(tái)的初始高度 。 ??液壓缸初始長(zhǎng)度。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 : 圖 23 運(yùn) 動(dòng)參數(shù)示意圖 圖中 ,是 F 點(diǎn)的絕對(duì)速度 。是 B 點(diǎn)絕對(duì)速度 。是 AB 支撐桿的速度 。 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 3 可知 : (5) 在 (5)式中 , ??液壓缸活塞平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 。 ??升降平臺(tái)升降速度 。 ??支撐桿與水平線的夾角。 以下相同。 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 圖 24 動(dòng)力參數(shù)示意圖 圖中 ,P 是由液壓缸作用于活塞桿上的推力 ,Q 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) 。 (6) 升降平臺(tái)下降時(shí) (6)、 (7)式中 , P??液壓缸作用于活塞桿的推力 。 Q??升降平臺(tái)所承受的重力載荷 。 f??滾動(dòng)摩擦系數(shù) 。 b??載荷 Q 的作用線到上平板左鉸支點(diǎn) M 的水平距離。 由于滾動(dòng)輪與導(dǎo)向槽之間為滾動(dòng)摩擦 ,摩擦系數(shù)很小 (),為簡(jiǎn)化計(jì)算 ,或忽略不計(jì) ,由 (6)、 (7)式簡(jiǎn)化為 : 。 (8) 剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 由式 (5)和 (8)可知 :當(dāng)、增大時(shí) ,值隨之減 小 。當(dāng)、減小時(shí) ,P/Q 值隨之增大。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減小 。當(dāng)、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)減小 。反之 ,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、初始值。而且在整個(gè)機(jī)構(gòu)中 AB 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)。 針對(duì)性比較小實(shí)例 : 如某自動(dòng)生產(chǎn)線上 , 需設(shè)計(jì)一種升降平臺(tái) ,要求升降平臺(tái)最大升降行程應(yīng)大于 620mm,升降平臺(tái)面最低高度應(yīng)小于 300mm,最大承重載荷 0050kg 根據(jù)實(shí)際使用要求 ,我們選取了單作用柱塞缸式液壓缸。液壓缸初始長(zhǎng)度595mm。最大行程 320mm。升降太機(jī)構(gòu)尺寸 :升降臺(tái)面最低高度 281mm。機(jī)架長(zhǎng)度 T1 200。支撐桿長(zhǎng)度 L1 . 按照上述尺寸 ,結(jié)合以上公式分別對(duì)雙鉸接剪叉式和水平固定剪叉式兩種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 表 2 和統(tǒng)計(jì)圖 (其中滾動(dòng)摩擦忽略不計(jì) )。水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)公式如下 : 其中 ,S??液壓缸的實(shí)際行程 ,T??機(jī)架長(zhǎng)度 (A 點(diǎn)到 G 點(diǎn)的距離 )。 從計(jì)算結(jié)果可以看出 :在整體結(jié)構(gòu)尺寸相同、液壓缸行程相同的前提下 ,作用在液壓缸活塞桿上的最大推力 ,水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)大于雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu) 。升降臺(tái)最大行程 ,雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)大于水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)。 由于采用了雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái) ,在設(shè)備安裝時(shí)避免了挖地坑 ,不僅節(jié)省了費(fèi)用 ,還給以后了設(shè)備維護(hù)和檢修帶來(lái)方便。 綜上所述 ,氣液動(dòng)雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺(tái)整體尺寸較小 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊 ,節(jié)省投資 ??色@得缸體二倍以上的升降形成 。非常適合于空間尺寸小、升降行程大的場(chǎng)合 ,是一種值得推薦使用的升降機(jī)構(gòu)。 圖 25 兩種結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果對(duì)比 雙鉸接剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式的分析比較 剛剛我們已經(jīng)簡(jiǎn)單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)與其他兩種機(jī)構(gòu)的區(qū) 別以及在實(shí)際應(yīng)用中所存在的利和弊 ,但是在考慮各方面條件如單作用柱塞式液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺(tái)等都不改變的基礎(chǔ)之上 ,能否將設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化呢 ? 為證明這一點(diǎn) ,我們可以從該機(jī)構(gòu)的布置方式考慮 ,將結(jié)構(gòu)略改動(dòng)一下。 從直觀的角度分析考慮 ,如下圖 : 圖 26 液壓缸工作示意圖 我們可以從圖上看出 ,液壓缸的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動(dòng)的區(qū)域的 ,液壓缸的頭部是連接在桿 1 的右端 (偏向桿 1 的活動(dòng)鉸連接 )。因此 ,我們針對(duì)實(shí)際升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問(wèn)題 ,提出了另 一種相對(duì)布置方式 ,將液壓缸布置在與之相對(duì)稱的左側(cè) ,即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè) ,來(lái)進(jìn)一步分析討論。利用瞬時(shí)速度中心法和虛位移原理 ,推導(dǎo)出這兩種布置方式液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式及活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式 ,并對(duì)兩種布置方式進(jìn)行了分析比較 ,指出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合。根據(jù)升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)的工程實(shí)例做了幾何、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的對(duì)比計(jì)算和液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇。 問(wèn)題的提出 : 液壓缸驅(qū)動(dòng)的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺(tái)中廣泛應(yīng)用 ,因安裝的空間不同 ,其折合后的高度也必然就不同 ,所以液壓缸 在剪叉機(jī)構(gòu)內(nèi)的布置要受到折合后高度的約束。根據(jù)文獻(xiàn)《甘肅大學(xué)學(xué)報(bào)》的有關(guān)液壓缸驅(qū)動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析一章 ,得知在這種布置方式的情況下 ,如圖 : 圖 27 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度與臺(tái)面升降速度的關(guān)系式為 (1) 活塞推力與臺(tái)面荷重的關(guān)系式為 (2) 式中 , 以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液壓缸布置方式 ,即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè) ,如上圖。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程比較短 ,這在臺(tái)面升程范圍比較大的場(chǎng)合較為適用。存 在的問(wèn)題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度 h 較小的情況下 (即角較小 ),所需液壓缸的推力將大大增加。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下 ,這將使得所用的液壓缸的直徑增大 ,以致在折合后的剪叉機(jī)構(gòu)中難以布置 。或采用兩個(gè)直徑較小的液壓缸取代一個(gè)大直徑的液壓缸 ,不過(guò)這將增加一對(duì)液壓缸的支座 ,同時(shí)帶來(lái)機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性 ,加大了整個(gè)裝置的成本。 兩種布置方式的分析和比較 : 為了解決以上提出的問(wèn)題 ,可考慮將液壓缸反向布置 (即采用第一種設(shè)計(jì)方案 ),計(jì)算一下該方案的有關(guān)參數(shù)再將兩者作以比較。 如圖 : 圖 28 液壓缸布置在右側(cè) 這里仍用瞬時(shí)速度中心法來(lái)求解活塞運(yùn)動(dòng)速度。桿 FD 上 D 點(diǎn)、 A 點(diǎn)的瞬
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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