1、 昆明学院毕业设计 小型剪叉式液压升降机 武汉纺织大学 2015 届毕业设计（论文） 设计（论文）题目 可控自行走式小型升降机 姓 名 学 号 院 系 机械工程与自动化学院 专业 机械设计制造及其自动化 指导教师 周星元 1 摘 要 在设计机械结构时，采用剪叉式结构。剪叉式机械结构，使 升降机 起升有较高的稳定性，宽大的作业平台，使高空作业范围更大。它使高空作业效率更高，安全更保障。 在设计液压系统时，为了能使升降机在任何情况下工作，采用双电机带动液压泵，一个直流电机，工作电压为 48V；一个交流电机，工作电压为 220V。液压泵采用柱塞泵，电磁换向阀采用三位三通阀，上升动力来源于液压液压泵，
2、下降动力来源 于工作人员和升降机自身的压力。 在设计控制电路时，要有限位和自锁装置，并设计交直流换向开关和充电开关。 关键词：剪叉式，液压系统，控制开关。 2 Abstract In the design of mechanical structure, the scissor structure. Scissor mechanical structure, make elevator lifting a higher stability, wide operation platform, make more aerial work scope. It makes aerial work mo
3、re efficient, safe and more security. In the design of hydraulic system, in order to enable elevator in any case work, the two motor drive hydraulic pump, a dc motor, working voltage of 48 V; A ac motor, working voltage of 220 V. Hydraulic pump the piston pump, electromagnetic reversing valves using
4、 three three-way valve, rising power comes from the hydraulic pump, drop power comes from the staff and lift their stress. In the design the control circuit, a limited and lock device since, and design ac/dc reversing switch and charging switch. Keywords: scissor, hydraulic system, control switch. 3
5、 目 录 摘 要 . 1 第一章 概 述 . 5 1.1 升降机概述 . 5 1.1.1 什么是升降机 . 5 1.1.2 升降机的发展历史 . 5 1.2 液压升降机的作用和特点 . 6 1.2.1 液压升降机的作用 . 6 1.2.2 液压升降机的特点 . 6 1.3 铝合金液压升降机 . 6 1.3.1 铝合金液压升降机的特点 . 6 1.3.3 本设计的基本参数 . 7 1.3.4 剪叉式铝合金液压升降机 . 7 第二章 受力分析 . 9 2.1 结构分析 . 9 2.1.1 第四层剪叉臂受力分析 .10 2.1.2 第三层剪叉臂受力分析 . 11 2.1.3 第二层剪叉臂受力分析 .
6、12 2.1.3 第一层剪叉臂受力分析 .13 第三章 结构设计 .15 3.1 材料的选用 .15 3.1.1 选用材料的性能系数 .15 3.2 强度校核计算 .15 3.2.1 剪叉臂的抗弯强度校核计算 .15 3.2.2 连接螺栓的抗剪强度计算 .18 3.3 工作平台的设计 .19 3.3.1 结构设计 .19 3.3.2 强度校核设计 .19 3.4 底座的设计 .20 3.4.1 底座的框架设计 .20 3.4.2 轮子的设计 .21 3.4.3 支撑架的设计 .22 3.5 导轨的设计 .24 3.6 工作状态的锁紧装置 .26 第四章 液压系统设计 .27 4.1 液压传动简
7、介 .27 4.2 液压传动的组成及工作原理 .27 4.3 液压泵的设计 .28 4.3.1 液压泵站的选用 .28 4.4 液压油管的选用 .32 4.4.1 高压钢丝编织胶管介绍 .33 4.5 液压控制阀 .34 4.6 液压缸的设计 .35 4 4.6.1 液压缸压力计算（单作用柱塞缸的计算） .35 4.6.2 液压缸的行程计算 .37 4.6.3 液压缸的选用 .38 4.7 升降机上升速度的计算 .38 第五章 电 路设计 .40 5.1 总电路图 .40 5.2 48V 充电电路图 .40 参考文献 .42 致 谢 .43 附 图 .44 5 第一章 概 述 1.1 升降机概
8、述 1.1.1 什么是升降机 升降机是一种将人或者货物升降到 某一高度的升降设备。在工厂、自动仓库等物流系统中进行垂直输送时，升降机上往往还装有各种平面输送设备，作为不同高度输送线的连接装置。一般采用液压驱动，故称液压升降机。除作为不同高度的货物输送外，广泛应用于高空的安装、维修等作业。升降机包括：固定升降机、牵引式升降机、车载式升降机、 导轨式 升降机和特殊形式的升降机等。 1.1.2 升降机的发展历史 对垂直运送的需求与人类的文明一样久远，最早的升降机使用人力、蓄力和水力来提升重量。升降装置直到 工业革命前一直依靠这些基本的动力方式。 古希腊时，阿基米德开发了经过改进的用绳子和滑轮操作的升
9、降装置，它用绞盘和杠杆把提升绳缠绕在绕线柱上。公元 80 年，角斗士和野生动物乘坐原始的 升降机 到达罗马大剧场中竞技场的高度。中世纪的纪录包括无数拉升升降装置的人和为孤立地点进行供给的图案。其中最著名的是位于希腊的圣巴拉姆修道院的升降机。这个修道院位于距离地面大约 61 米高的山顶上，提升机使用篮子或者货物网，运送人员与 货物上下。 在近代我们用来升降货物的是一种木质梯子，用起来很不方便，攀登时比较危险。中国首个安装 液压升降机 的城市是上海。 1907 年，六层高的汇中饭店安装了两台奥的斯液压升降机。台湾第一部商用液压升降机则在日治时期 1932 年安装，位于台北市 菊元百货 ，当时称为流
10、笼。目前，国内生产的液压升降机 ,产品型号各异，提升高度有 4 米、 6 米、 10 米、 18 米甚至达百米不等。选用国内外先进液压，马达，泵站系统，液压系统防爆装置和液压自锁装置。具有设计新颖、结构 合理、升降平衡、操作简单、维修方便等其他产品不可替代的优点。广泛用于厂房维护、工业安装、设备检修物业管理、仓库、航空、机场、港口、车站、机械、化工、电子、电力等高空设备安装和检修。 6 1.2 液压升降机的作用和特点 1.2.1 液压升降机的作用 液压升降机广泛适用于汽车、集装箱、模具制造，木材加工，化工灌装等各类 工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式（如滚
11、筒、转盘、转向、倾翻、伸缩），配合各种控制方式（分动、联动、防爆），具有升降平稳准确、频繁启动、载重量大等特点，有 效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如。 要是通过液压油的压力传动从而实现升降的功能 ,它的剪叉机械结构，使 升降机 起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使 高空作业 范围更大、并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，安全更保障。 1.2.2 液压升降机的特点 升降 平台 升降系统是靠液压驱动的，所以叫做 液压升降台 。是一种多功能的装卸机械设备。它主要广泛适用于模具制造，化工罐装以及集装箱，汽车之类的各种工厂企业及生产流水线。 液压升降平台 可以
12、满足于不同作业高度的升降需求，配装各类台面形式，采用合适的控制方式，使得升降是平稳准确，可以频繁启动，且承载量大，从而能够 有效的 解决工业企业中各类升降作业时的难题，方便生产。 1.3 铝合金液压升降机 1.3.1 铝合金液压升降机的特点 铝合金液压升降机整体采用高强度铝型材精制而成，由于型材强度高，具有造型美观、体积小、重量轻、结构紧凑、移动方便、升降平台平稳、操作方便、安全可靠等优点，令高空作业更方便快捷，能够快速、慢速行走，可调速，是现代企业高效安全生产之理想高空作业设备。主要产品分为单立柱铝合金，双立柱铝合金，多柱铝合金升降机。 特点：采用高强度优质铝合金材料，具有造型美观、体积小、
13、重量轻、升降平稳、安全可靠等优点。它轻盈的外观，能在极小的空间 内发挥最高的举升能力。立柱升降系统，具有载量大，稳固性强，平台面积大，推行方便等特点。 7 1.3.2 铝合金液压升降机的用途 铝合金升降机 整体采用高强度铝型材精制而成，由于型材强度高，使升降台的偏转与摆动极小。载重量大，平台面积大，稳定性极好，运转灵活，推行方便。它轻盈的外观，能在极小的空间内发挥最高的举升能力。广泛用于厂房、宾馆、大厦、商场、车站、机场、体育场、影剧院、展览馆等。可用作电力线路、照明电器、高架管道等安装维护，高空清洁等 单人工作的高空作业。配有万向脚轮，机动灵活。两端架垂直可调，可用于一定坡度的斜面或台阶上作
14、业。 本设计与以上介绍的铝合金升降机的不同之处在于，本设计的铝合金升降机的结构是剪叉式。剪叉式铝合金液压升降机采用高强度优质铝合金材料，具有造型美观、体积小、重量轻、升降平稳、安全可靠等优点。它轻盈的外观，能在极小的空间内发挥最高的举升能力。立柱升降系统，具有载量大，稳固性强，平台面积大，推行方便等特点。 1.3.3 本设计的基本参数 外形尺寸： 1200mmX640mmX1200mm;(长、宽、高 ) 工作 尺寸： 2400mmX2400mmX4000mm;(长、宽、高 ) 承重 : 150kg; 自重： 150kg; 升降速度： 5-10m/min; 直流电压： 48V; 交流电压： 22
15、0V。 1.3.4 剪叉式铝合金液压升降机 剪叉式升降机（如图 1-1）：是用途广泛的高空作业专用设备。它的剪叉机械结构，使升降台起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围 更大、并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，安全更保障。可用作8 电力线路、照明电器、高架管道等安装维护，高空 清洁等单人工作的高空作业。 能够在不同高度工作状态下快速、慢速行走，可以在空中方便的操作平台连续完成上下、前进、后退、转向等工作。本设计采用优质结构钢，激光焊接电子机械手单面焊接双面成型工艺，航天插装阀技术，平台装有水平报警仪、平衡阀、自动安全板等警报装置，平台安全可靠耐用，作业高度可
16、达 5 米，载重 150 公斤，围栏可水平延伸极大的扩展了作业范围，适合工厂车间、广场大堂机场、园区等有高空作业需求。 9 第二章 受力分析 2.1 结构分析 由于本设计的外形尺寸为 1200mmX640mmX1200mm，因此，剪叉臂的长度为1200mm，为了保证操作人员在工作平台上更加安全，剪叉臂与水平的最大允许角度为 45 。因此，每一层上升的最大高度为 0.85m，要使升降机能够上升到 4m的高度，至少需要 4层 剪叉臂， 0.854=3.4m，再加上底座的高度和人的身高，工作人员足以对离地面 5m 高的设备进行维护。 根据设计要求，拟定了剪叉式液压升降机的基本方案。升降机主要由起升机构、驱动机构、工作平台和底座构成。在本设计中，起升机构为 4层，在底座上安装工作时的锁紧装置和限位传感器。驱动装置采用液压传动方式。在此结构 基础上，对升降机进行受力分析，以确定其结构参数。 当升降机承受最大载荷时，升降平台处于最低位置，此条件下即为升降机的极限状态。如图 2-1是 4层结构升降机的总体受力图。 图 2-1 四层升降机结构
