【正文】 以打開(kāi)安全防護(hù)門，這是十分危險(xiǎn)的，應(yīng)引起重視。有相當(dāng)多施工升降機(jī)，在吊籠接近圍欄門時(shí)，吊籠底部壓住一根橫梁向下運(yùn)行，通過(guò)換向滑輪鋼絲繩帶動(dòng)圍欄門向上開(kāi)啟，這是不允許的，很容易給圍欄外附近的人造成傷害。在使用吊籠頂部控制盒時(shí)，其它操作裝置均起不到作用。吊籠頂部 9 控制應(yīng)采用恒定壓力按鈕或雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，吊籠頂部應(yīng)安裝非自行復(fù)位急停開(kāi)關(guān)，任何時(shí)候均可切斷電路，停止吊籠的動(dòng)作”。不滿足這五項(xiàng)規(guī)定，有什么壞處呢？有可能由于安裝、維護(hù)人員的誤操作，而造成安 全事故。 （ 9）過(guò)壓、欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù) 過(guò)壓、欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù)裝置是在當(dāng)出現(xiàn)電壓降、過(guò)電壓、電氣線路出現(xiàn)錯(cuò)相和斷相故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，施工升降機(jī)停止運(yùn)行。施工升降機(jī)應(yīng)在過(guò)欠壓、錯(cuò)斷相保護(hù)裝置可靠有效的情況下方可載人運(yùn)物。近年來(lái)不少國(guó)家還制定了專門性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度?，F(xiàn)分別說(shuō)明于后。以下僅列舉多數(shù)升降臺(tái)普遍采用的安全措施。 （ 2）所有的操作控制機(jī)構(gòu)均采用 “ 雙重保險(xiǎn) ” ，以防誤操作，即升降臺(tái)運(yùn) 10 行前必需操作兩個(gè)控制機(jī)構(gòu) (或按鈕開(kāi)關(guān) )后才能驅(qū)動(dòng)。 （ 4）所有的升降臺(tái)器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。 （ 5）所有的柔性提升手段，如鋼絲繩，鏈條等，均應(yīng)有足夠的安全系數(shù)，并在制造廠設(shè)置的保護(hù)罩內(nèi)傳動(dòng)。 （ 7）所有升降臺(tái)的設(shè)計(jì)均應(yīng)把舉升重物滑移的可能性降低到最低限度。雖然升降臺(tái)已有 70 年的歷史，其設(shè)計(jì)原理并無(wú)多大改變；但如果忽視安全要求，超載使用，疏忽大意，仍然會(huì)造成嚴(yán)重事故，甚至發(fā)生人身傷亡。首先，應(yīng)選購(gòu)那些安全性能良好的升降臺(tái)，另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)安全注意事項(xiàng)并認(rèn)真貫切執(zhí)行。 （ 1）使用中的升降臺(tái)每天都應(yīng)進(jìn)行檢查。維修時(shí)應(yīng)采用該升降 臺(tái)的制造廠所提供的配件，不得隨意代替或自制。每臺(tái)升降臺(tái)的額定載荷均注明在設(shè)備的銘牌上。故欲舉升那些前后軸載荷嚴(yán)重分配不均的汽車時(shí)應(yīng)特別注意，能滿足要求的才能裝載使用。 （ 4）升降臺(tái)升降和使用時(shí)，顧客和無(wú)關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離升降臺(tái)。 11 注意 :如欲在升降臺(tái)下面進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)將升降臺(tái)提升到足夠的高度 ，以便鎖緊裝置嚙合。 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；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型 集裝箱 上 載 、下 載 ；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。 基本參數(shù)： 額定載荷 24000kg，最低高度 986mm，升降行程 1920mm，最大高度 2906mm，平臺(tái)尺寸 7200 2500mm，上升時(shí)間 15s。 任務(wù)分析 該任務(wù)要求設(shè)計(jì)固定式的雙套剪叉式結(jié)構(gòu)的升降臺(tái)。整個(gè)工作臺(tái)可大致分為兩個(gè)部分：機(jī)械部分和液壓部分。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要選擇設(shè)計(jì)機(jī)械部分的材料與結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行受力分析與校核，以便經(jīng)驗(yàn)其是否滿足，強(qiáng)度剛度的要求。如何設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，使之滿足要求，并且在最大高度時(shí)，有一定的保壓功能？液壓缸的位置如何安裝，各有什么優(yōu)缺點(diǎn) ? 總體方案的確定 液壓缸安裝位置的設(shè)計(jì) 本討論的目的通過(guò)分析氣液動(dòng)類的雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，論述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及其應(yīng)用范圍。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。 方案 a、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。 圖 21 直立固定雙叉式結(jié)構(gòu) 方案 b、臥式液壓缸活塞桿鉸接于支撐桿滾動(dòng)輪與底框架滑軌處。 圖 22 水平固定雙叉式結(jié)構(gòu) 方案 c、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。 圖 23 雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu) 方案的比較與選擇： 13 按照液壓缸的安裝形式，稱方案 a的形式為直立固定雙叉式結(jié)構(gòu)，方案 b的形式為水平固定雙叉式，方案 c 的形式為雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu)。 水平固定雙叉式機(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。所以實(shí)際 也很少采用。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。本設(shè)計(jì)就重點(diǎn)對(duì)雙鉸接雙叉式結(jié)構(gòu)形式加以分析、論述。為解決液壓缸活塞桿過(guò)細(xì)剛度問(wèn)題，為使平臺(tái)升降時(shí)平穩(wěn) ，采用兩個(gè)雙液壓缸并聯(lián)。依照任務(wù)，需要設(shè)計(jì)的內(nèi) 容有： 液壓升降臺(tái)機(jī)架的設(shè)計(jì)。 3 20英尺雙叉式液壓升降臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臺(tái)面框架的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)臺(tái)面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臺(tái)架位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。常在工作臺(tái)是主要與載荷接觸的臺(tái)面，因此要求有足夠的剛度和強(qiáng)度，考慮到輕便，工作臺(tái)采用的結(jié)構(gòu)鋼骨架焊接而成，焊接件長(zhǎng)寬尺寸為： 7200 2500 mm? ，如圖 31， 32所示。對(duì)于內(nèi)叉架鉸接點(diǎn)，因?yàn)橐竽車@一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并與叉架一個(gè)支點(diǎn)連接，所以采用兩個(gè)耳狀法蘭與上平臺(tái)的耳座板用螺栓連接，如圖 33 所示。 圖 34 筋結(jié)構(gòu) 上平臺(tái)的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上平臺(tái)的主要作用是支撐載荷及連接叉桿，但是當(dāng)升降維修時(shí)，為了固定上臺(tái)面 ,需要有一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)支撐維修桿，并且可以用于下限位支撐桿，以防止最低位置時(shí)與底座及剪叉桿發(fā)生干涉，所以這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是有必要的。 16 圖 35 維修支撐座 與剪叉架連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到剪叉桿的結(jié)構(gòu)，并且本著設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠的原則，對(duì)于與剪叉架的連接，只需與剪叉架相應(yīng)即可，這里采用 法蘭座的形式，如圖 36 所示。設(shè)計(jì)中采用了兩根鋼管作為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。 17 圖 37 外剪叉架 與滑軌墊板接觸的結(jié)構(gòu)用軸套軸承結(jié)構(gòu)，采用圓柱輥?zhàn)虞S承，規(guī)格為NUP2308，此處軸受到載荷較大，磨損嚴(yán)重，選用材料 40Cr，如圖 38所示。 18 圖 39 叉架與軸承結(jié)構(gòu)連接點(diǎn) 圖 310 叉架與支座連接點(diǎn) 考慮到剪叉臂與液壓缸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的干涉在其中一根加強(qiáng)矩形鋼管的結(jié)構(gòu)，如圖 311 所示。因?yàn)橐簤焊撞荒苤苯庸潭ㄔ诩舨鏃U上，所以需要在內(nèi)剪叉臂的兩剪叉桿之 間加一個(gè)橫梁。本次設(shè)計(jì)的雙剪叉式的機(jī)構(gòu)與一般的有點(diǎn)不一樣，液壓缸的鉸接點(diǎn)不是直接連在桿上，拐點(diǎn)在桿的上方，這樣設(shè)計(jì)有利于液壓缸的擺動(dòng)及平臺(tái)的平穩(wěn)性，如圖 312 所示。 20 圖 313 液壓缸橫梁連接支座 底框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 底座的是整個(gè)升降臺(tái)的主要部分，與其裝配的機(jī)構(gòu)有內(nèi)、外剪叉臂及液壓缸。綜合考慮，設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)如圖 314所示。 21 圖 315 內(nèi)叉架固定連接點(diǎn)支座 與液壓缸尾部裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以參照底框架與外剪叉臂固定端連接的結(jié)構(gòu)形式，如圖 316所示。 22 圖 317 腳架結(jié)構(gòu) 圖 318 地腳板 底框架滑軌設(shè)計(jì) 底框架滑軌主要由槽鋼與滑軌板，滑軌墊板構(gòu)成材料可參照，臺(tái)面框架的滑軌，具體結(jié)構(gòu)如圖 319， 320所示 。 圖 321 銷軸 24 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)軸套的結(jié)構(gòu)，與連桿配合，起保護(hù)作用，如圖 322 所示 。 圖 323 維修支撐桿 下限位支撐桿主要用于在支撐在下限位位置時(shí)的臺(tái)面框架，如圖 321 所示。 圖 325 20英尺雙剪叉式液壓 升降臺(tái)三維實(shí)體結(jié) 構(gòu) 26 4 升降臺(tái)參數(shù)的確定及其剛度的校核 升降臺(tái)主要零部件材料的選擇 底框架材料的選擇 底框架用于支撐作用，參考文獻(xiàn) [1]，選用熱扎槽鋼，型號(hào)為 20a，材料為Q235A，基本尺寸為 20 0 73 7B b d C? ? ? ? ?mm。 液壓缸固定橫梁的材料選擇 液壓缸固定橫梁由于受到的力比較大 ，要求要有較高的剛度，參考文獻(xiàn) [1]，選擇高抗剪力 ,與抗壓的合金鋼板，材料及規(guī)格： 16Mn， T12 120 1228mm。 軌道墊板的材料選擇 軌道墊板為主要受力零件，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用材料 1Cr13， T12，規(guī)格為 3540 58mm。 剪叉臂長(zhǎng)度的確定 因?yàn)殡p叉式液壓升降臺(tái)臺(tái)面的尺寸為 7200 2500 mm? ，在最低位置時(shí)，剪叉臂與平臺(tái)的夾角又非常小，所以剪叉臂的長(zhǎng)度原則上不大于 3600mm 為好。 27 圖 41 剪叉臂 升降臺(tái)在最低處時(shí)，其剪叉臂與水平面的夾角為 ? ，則依幾何關(guān) 系 m i n 9 8 6 2 5 7 8 9s in 0 .23200? ????，則 min ? ?? （ 41） 在最高位置時(shí)則有 m a x 2 9 0 6 2 5 7 8 9s in 0 . 83200? ????, 則 max ? ?? （ 42） 軌道長(zhǎng)的確定 軌道的有效長(zhǎng)度其實(shí)是剪叉臂在最低處升到最高處滑過(guò)的距離，若用 b來(lái)表示，則有 ( 32 00 c os 11 .5 4 32 00 c os 53 .1 3 ) 2 20 53 .2b m m? ? ? ? ? ?，但是考慮到軌道有行程因素，所以設(shè)計(jì)實(shí)際軌道長(zhǎng)為 3550mm。從下圖看，我們只看了升降臺(tái)的一側(cè)，因?yàn)樯蹬_(tái)的剪叉是對(duì)稱的，所以在分析時(shí)，只取如圖 42 所示。 雙鉸接雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)計(jì)算： 28 圖 42位置參數(shù)示意圖 ?sinDCH ? ， （ 43） DFFE??sin ； ? ? DGDF FGDGDF .2c os 222 ???? ?? ； （ 44） AGDCDG ?? ?c o s ； 上式中： H 任意位置時(shí)升降平臺(tái)的高度； FG 任意位置時(shí)鉸接點(diǎn) F到液壓鉸接點(diǎn) G 的距離； DF 支撐桿的長(zhǎng)度； FE 支撐桿固定鉸支點(diǎn) A到鉸接點(diǎn) F 的距離； DA 機(jī)架長(zhǎng)度（ A 到 D 點(diǎn)的距離）； ? 剪叉與水平線的夾角。 雙鉸接雙叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算： 29 圖 43 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖 圖中， V? 是 F 點(diǎn)的相對(duì)速度； aV 是 B 點(diǎn)絕對(duì)速度； ? 是 AB支撐桿的角速度； fV 是液壓缸活塞平均相對(duì)速度； bV 是升降平臺(tái)升降速度。依虛位移原理： 0)( ???? ziizyiiyxiix FFF ??? 得 ? ?/4 0x x p y p y Y Gp p G? ? ?? ? ? ? （ 47） P 是由液壓缸作用于活塞桿上的推力， G 是升降平臺(tái)所承受的重力載荷。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減??；當(dāng) ? 、 ? 、γ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?。环粗?，則會(huì)使液壓缸行程受 力增大。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 ? 、 ? 、γ初始值。 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。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。 液壓升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 45 液壓升降臺(tái)的結(jié)構(gòu) 32 初選： max 1942FG mm? ， m in 134 mm? ?tan?ADH 行程： m a x m in G F G m m?? 已知： 65GA mm? ， 230EF mm? ， 360OE mm? ， 1600DO mm? tan EFOE DO? ? ? 得 ?? ? 22 1 9 7 3 .4 5F D E D E F? ? ? 65GD DA GA DA? ? ? ? ? ? DFGD GFDFGD .2c os 222 ???? ?? ?tan?ADH （ 49） sinDC H? ? （ 410） 由（ 49）、（ 410） 得 DCAD??cos （ 411） 由（ 41）、（ 42） 得 max 2560H mm? min 640H mm? ? 是支撐桿與水平線的夾角 ? 是支撐桿與鉸接處的夾角 臺(tái)架與支撐桿的設(shè)計(jì) 臺(tái)架位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。在進(jìn)行維修作業(yè)之前首先得駛上臺(tái)板。下底板也如此，如下圖 46 所示。其形狀見(jiàn)圖紙。 支撐桿是升降臺(tái)最主要的舉升部件，是主要的受力機(jī)構(gòu)。叉桿的外形圖如下圖47 所示。 圖 48 升降臺(tái)受力分析 34 上平臺(tái)的受力分析 假設(shè)載荷 G/4 作用在 BC 的中點(diǎn)，對(duì)上平臺(tái)的受力分析，如圖 49 所示。 39。042y G B CF B C? ? ? ? （ 413） 由式（ 412）、（ 413）導(dǎo)出 bc39。 /