1、. . 本科毕业设计说明书 题 目 ： 2t 剪叉式升降平台设计 院 （部） ：机电工程学院 专 业 ：机械工程及自动化 班 级 ： 机 职 042班 姓 名 ：程菲菲 学 号 ： 2004075371 指导教师 ：王晓伟 完成日期 ： 2008 年 6月 22日 . . 目 录 摘 要 . III ABSTRACT . IV 1 前 言 . - 1 - 1.1 剪叉式液压升降平台概述 .- 1 - 1.1.1 剪叉式液压升降平台发展状况 . - 1 - 1.1.2 升降平台分类及各自优缺点 . - 1 - 1.1.3 升降平台的选用 . - 3 - 1.2 课题任务 .- 4 - 1.2.1
2、 课题背景和研究意义 . - 4 - 1.2.2 本课题主要研究的内容 . - 4 - 1.2.3 课题关键问题及难点 ： . - 4 - 2 设计方案的确定 . - 6 - 2.1 剪叉式液压升降平台功能特点分析求解 .- 6 - 2.2 确定设计方案的原则 .- 6 - 2.3 设计方案的确定 .- 6 - 2.3.1 总体设计方案的确定 . - 6 - 2.3.2 主要技术参数的确定 . - 8 - 2.3.3 各机构和各部件的结构方案设计 . - 9 - 2.3.4 主要控制方案设计 . - 10 - 3 上平台及各剪叉的设计计算 . - 12 - 3.1 升降平台的参数 .- 12
3、- 3.2 重物集中作用于升降平台中央位置时的受力分析 .- 12 - 3.2.1 升降平台处于最低位置时的力学模型及受力分析 . - 12 - 3.2.2 升降平台处于最高位置时的力学模型及受力分析 .- 17 - 3.3 重物偏载于升降平台铰接处（即 D端）时的受力分析 .- 22 - 3.3.1 升降平台处于最低位置时的力学模型及受力分析 . - 22 - 3.3.2 升降平台处于最高位置时的力学模型及受力分析 . - 27 - . . 3.4 重物偏载于升降平台滚轮处（即 C端）时的受力分析 .- 33 - 3.4.1 升降平台处于最低位置时的力学模型及受力分析 . - 33 - 3.
4、4.2 升降平台处于最高位置时的力学模型及受力分析 . - 38 - 3.5 剪叉的校核 .- 43 - 3.5.1 剪叉 BD 的强度校核 . - 43 - 3.5.2 剪叉 AC 的强度校核 . - 43 - 总 结 . - 44 - 谢 辞 . - 45 - 参考文献 . - 46 - . . 摘 要 剪叉式升降平台作为一种平面升降机械，主要用于抬升重物，在很多领域都有着广泛的用途，如用作货场装卸货物的升降台、各种工程中操作人员的工作平台等等。剪叉式液压升降平台是一种结构比较简单、举升力大、升降平稳、噪音低、操作 方便、维修简便，并可以停留在升降范围内的任意位置上的一种广泛应用的升降平台
5、。它目前广泛地应用在各行各业，是一种货物装卸流通领域中较为理想合理的升降平台。 液压系统是剪叉式液压升降平台的驱动和控制部分，通过液压缸驱动剪叉改变幅度，完成升降任务，通过平衡阀、调速阀和溢流阀的控制作用，完成调速、保压、制动、平衡的功能。 本次设计主要进行了 升降平台功能特点分析求解，升降平台总体布局方案和主要性能参数确定，各机构和各部件的结构方案设计，主要控制方案设计，上、下台架机构、剪叉机构设计计算，整机稳定性、可靠性验算。 该课 题属于横向课题。该升降平台作业区域属于易燃、易爆等场所。要求安全、可靠，自动化程度高。为保证仓储区域管理人员的人身安全和提高升降物品的安全性，采用无人化作业方
6、式， 安全装置及各种电器保护装置齐全、可靠，便于操作和维修 。 关键词 ： 液压升降平台；剪叉；液压缸；上平台；底座 . . ABSTRACT Scissors-style take-off and landing platform as a plane movements machinery, mainly used for lifting heavy objects, in many fields have a wide range of uses, such as loading and unloading cargo freight yard for the lifting platf
7、orm, operating in various projects of the work platform, and so on. Scissors hydraulic lifting platform is a relatively simple structure, the lifting force, a smooth take-off and landing, low noise, easy to operate, maintenance is simple, and can remain in the take-off and landing anywhere within th
8、e scope of a wider application of the take-off and landing platform. It is currently widely used in various trades and industries, is a cargo flow in the area more desirable and reasonable take-off and landing platform. Hydraulic system is the scissors-type hydraulic lifting platform for the drive a
9、nd control of the hydraulic cylinders driven by changes in the rate scissors, complete lifting tasks, through balance valve, relief valve and the governor valve control, the governor completed , Packing, braking and balance function. The design for the main features of the take-off and landing platf
10、orm for analysis, the take-off and landing platform for the general layout programmes and identify key performance parameters, agencies and parts of the structure of the programme design, the main control programme design, on-step down, scissors mechanism design and calculation With two stability, r
11、eliability checking. The topic of cross-cutting issues. The take-off and landing platform for regional operations are flammable, explosive, and other places. Require safe, reliable, high degree of automation. In order to ensure regional warehouse management and improve the personal safety of movemen
12、ts of goods safety, use of unmanned operations, security installations and all kinds of electrical protection device complete, reliable and easy to operate and maintenance. Key words: hydraulic lifting platform; scissors; hydraulic cylinder; on the platform; base . . 1 前 言 1.1 剪叉式液压升降平台概述 1.1.1 剪叉式液
13、压升降平台发展状况 剪叉式液压升降平台是一种结构比较简单，但举升力大、升降平稳、噪音低、操作方便、维修简便。并可以停留在升降范围内的任意位置上的一种升降平台。它目前广泛地应用在各行各业，是一种货物装卸流通领域中较为理想合理的新颖机具。 当前国外生产升降平台的国家比较多，如日本、德国、美国、英国等国家。升降平台在国外有的国家生产已有几十年的历史了，有多节和单节升降平台，有移动式、固定式、超低式等各种型式，绝大多数采用液压驱动。并广泛地应用在工业、 航空、造船、商业、仓库、码头等场所，特别在商业系统货物装卸作业中已形成系列化的。如英国 uK起重有限公司，他们生产多种形式的升降平台来适应商业系统方面
14、各类仓库的装卸需求，而且绝大多数配套笼车搬运装卸是一种先进的装卸作业。在日本大多数升降平台应用在仓库中高站台运送叉车上下站用。所以说在国外应用升降平台是很普及的。 从国内情况来看，生产升降平台比国外起步晚主要分二大类：一类是生产多节剪叉或液压升降平台。主要应用在高空作业中： 如清冼、安装、维修等方面。另一类生产单节剪叉式液压升降平台，主要应用在生产流水线中配套 使用、当然也有应用在其它方面的。目前生产升降平台的单位较多但应用在商业系统仓库装卸货物作业方面的，据不完全了解还没有一家专业生产创造厂家。 目前，剪式升降平台的国内厂家主要有广州高昌、福州强伦、上海序达、汉麦克森等；国外品牌主要有美国的
15、杰奔（ JohnBean）、德国的好富满（ Hofmann）。其中， 2006 年 8 月下线的杰奔牌 48109B 型和好富满 BLA9144 型超薄型剪式举升机是同类型产品的技术佼佼者，其产品在流水线上生产，钢材薄且强度大、造型美观、安全性能良好，将有更好的市场前景。 1.1.2 升降平台分类及各自优缺点 在物流系统中，应用于升降设备的类型众多，如：手动升降、气动升降、电动升降等，各有利弊。手动升降对一般较小量的物品垂直吊运。如在建筑工地上运输泥瓦工具、泥灰桶等。气动升降和电动升降，一般采用减速电机带动丝杠螺母，并靠设置丝杠螺母一端的挤压块，利用杠杆原理挤压升降叉的方式实现升降，由于其扭力
16、大，可使丝杠螺母易损坏，从而降低了设备使用年限。而且上述设备只能单一使用，没有通容性。 . . 剪叉升降台是常用的升降机械设备，由剪叉机构、传动装置、升降平台和机座等部件构成。剪叉机构起着传力和导向的作用， 在传动装置的推动下，使升降平台平稳升降。目前，我国的升降平台的种类比较多， 按传动装置的形式，可分为液压剪叉升降台和电动剪叉升降台两类，这两种不同形式的剪叉升降台都得到了广泛使用。 电动剪叉升降台其工作原理是置于升降台内的电动机、减速器传动系统，推动剪叉机构使升降平台做升降运动。电动剪叉升降台有着结构紧凑、运行平稳、调速性能好、组合灵活、安装工程量小、易于操作与维护等优点。在剧场、会堂、多
17、功能厅、展览馆等处，人们可以按自己需要的方式，使用单台或数台电动剪叉升降台进行任意组合。 液压剪叉升降台的工作原理是电动机 直接带动液压泵，输出压力油经控制阀直接推动液压缸，带动剪叉机构使升降平台做升降运动。液压剪叉升降台有着结构紧凑、运行平稳、噪声小、频响快、传递功率大、易于操作等优点。电动机、液压泵、油箱等构成的液压站，使用时噪声大，但可以远离主机安装，单独进行隔声降噪处理。由于有多种液压控制阀件、复杂的油路系统，安装和清理管路难度大，对液压油介质质量要求高，以及油路系统较容易漏油（因使用质次廉价的液压元件加上缺少维护，常见液压站附近到处是油污）和制造成本高等因素的影响。 目前，我国的升降
18、平台的种类比较多，按动力传递形式，主 要可以按电动机机械传动和液压传动两种方式来划分，它们都有各自的优点和不足之处。 电动机机械传动方式的特点是零件加工相对要求不高、结构较简单、加工容易、维修方便、适应环境能力强、抗冲击性能好、可实现准确到位，并有自锁功能、不污染环境，不足之处在于它的机械间的磨损很难克服，振动较大。其中以电机为动力源来提升平台又可分为以下几种： （ 1）钢丝绳式和齿轮齿条式 两者都是目前应用最广的施工升降机，是垂直运送人员及物料的提升机械。随着我国建筑行业的蓬勃发展，各种大型建筑物不断增多，施工升降机的应用市场也在不断地扩大。特 别是在 1992年以来，施工升降机的发展最为迅
19、猛。施工升降机不但可以应用在这些场合，它还可以应用在大型化工厂冷却塔、发电厂的烟囱、电视广播塔、大型桥式起重机及煤矿等位置。施工升降机己成为各行业建设中一种必不可少的建筑机械。 （ 2）蜗轮丝杠直顶式升降平台 作为基础起重部件，它具有结构紧凑、体积小、重量轻、无噪音、安装方便、能自锁、可靠性高的特点。对于大面积平台，采用多点提升，即每个顶点都安装一组蜗轮丝. . 杠。其好处在于： (1)可以减少台板主梁断面尺寸及应力，减小其挠度，增加平台自身刚度，提高运行平稳性。 (2)可以减 少每个支点的受力，从而减小蜗轮丝杠的提升力，增强压杆稳定性，并能减轻设备重量。 液压传动方式的特点是结构紧凑、工作较
20、平稳、磨损小、布局灵活、易于控制。但液压件加工精度要求较高，密封泄漏难以控制，工作介质适应温度受限。液压传动是后来才发展起来的，以它为动力源来带动的升降平台又可分为以下几种： （ 1）链轮 承重链条机构的升降平台 该机构是由一个动滑轮和若干定滑轮以及承重链条组成的，根据动滑轮的特点，利用较短的液压行程来获得大的平台升降高度，该平台根据环境条件可以用在地下车库等有较大的提升高度以及宽敞空间的场合。 （ 2）自行剪叉式高空作业平台 它是一种轻型的升降平台，广泛用于高空作业专用设备，可以移动。它的剪叉式机械结构，使升降台起升后有较高的稳定性，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
21、多人同时作业。它使高空作业效率更高，更安全。 （ 3）固定液压剪叉式升降平台 它也是一种剪叉式结构，承载量较大，升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备。主要用于生产流水线高度差之间货物运送 :物料上线、下线；工件装配时调节工件高度；高处给料机送料；大型设备装配时部件举升；大型机床上料、下料；仓储装卸场所与叉车等搬运 车辆配套进行货物快速装卸等。 剪式升降平台作为一种平面升降机械，主要用于抬升重物，在很多领域都有着广泛的用途，如用作货场装卸货物的升降台、各种工程中操作人员的工作平台等等。 总之，随着经济的发展，目前出现了不同类型的升降平台，传动方式由以前单一的 靠机械电力传动转向液压传动，升降平
22、台的特点是根据不同的使用环境和所想达到不同 的目的来进行设计的。 1.1.3 升降平台的选用 本次设计技术参数如下，额定承载量 :2000kg，长 :4900mm，宽 :1300mm，平台最低高度 :700mm，升降高度 :1500mm。 根 据所需平台的设计要求和技术参数，在额定承载量给定的情况下，齿轮齿条式和钢丝绳式的升降平台尽管结构简单，经济性好，但由于受到承载能力、爬坡度、使用寿命以及空间位置的影响，它们不能满足实际要求，故不能采纳； . . 蜗轮丝杠直顶式升降平台对于平台面积大，一般采用多点提升，即每个顶点都用一组蜗轮丝杠。从使用范围来考虑，它主要使用于大面积微动平台，升降高度受到限
23、制；从加工成本来考虑，丝杠加工起来比较复杂，造价比较高，而且在升降高度比较大时，稳定性要求会更高，使其成本很高，故也不予采纳。 经过比较分析，选用剪叉式还是比较合适 的。 剪叉式升降平台是一种结构比较简单、举升力大、升降平稳、噪音低、操作方便、维修简便，并可以停留在升降范围内的任意位置上的举升机构。它目前广泛地应用在各行各业，是一种货物装卸流通领域中较为理想台理的新颖机具。 它的剪叉式机械结构，使升降台起升后有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大，效率更高，更安全。 1.2 课题任务 1.2.1 课题背景和研究意义 背景 ：随着经济的发展，科学技术的进步，在市场经济
24、的竞争大潮中，为了提高企业生产速度，人们想法设计了可以减少人力物力并且能够出色完成任 务的设备，这其中之一就是人们现在经常会用到的升降平台。升降平台的种类比较繁多，根据不同的用途，升降平台的结构、动力传递形式以及规格会有不同的选择和设计。 意义 ：剪叉式升降平台具有结构紧凑、承载量大、通过性强和操控性好的特点 , 因此在现代物流、航空装卸、大型设备的制造与维护等场合中得到广泛应用。剪式升降平台作为一种平面升降机械，主要用于抬升重物，在很多领域都有着广泛的用途，如用作货场装卸货物的升降台、各种工程中操作人员的工作平台等等。 因此，这次的设计是非常有用的，也是非常必要的。在这次的设计中，不仅要考虑
25、到 其结构的合理布置性，还要考虑材料的节省即经济性问题 。 1.2.2 本课题主要研究的内容 （ 1）升降平台功能特点分析求解； （ 2）升降平台总体布局方案和主要性能参数确定； （ 3）各机构和各部件的结构方案设计； （ 4）主要控制方案设计； （ 5）上、下台架机构、剪叉机构设计计算； （ 6）整机稳定性、可靠性验算。 1.2.3 课题关键问题及难点： 本课题要求通过对升降平台功能特点分析求解，确定升降平台的总体布局方案，. . 然后对其上下台架机构、剪叉机构进行设计计算，并进行整机稳定性、可靠性的验算。 难点： 1、正确计算一个油缸所需的最大推力及油缸的布置位置； 2、计算上平台及外叉臂在极限载荷下的变形，校核它们的强度； 3、为平台设计一个合格的、保压性能好的液压系统。 4、材料的选择及热处理方法。 关键问题： 该升降平台作业区域属于易燃、易爆等场所。要求安全、可靠，自动化程度高。为保证仓储区域管理人员的人身安全和提高升降物品的安全性，采用无人化作业方式， 安全装置及各种电器保护装置齐全、可靠，便于操作和维修 。为保证操作物品及周围环境的安全，要求该平台运行平稳、可靠性好。 该设计要在保证可靠性的前提下，尽量减轻机构重 量和提高机构刚性为原则；在具体机构设计上贯彻标准化、通用化的原则。
