双级剪叉式液压缸升降台
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1文献综述
进入21 世纪以后, 随着经济的发展和需求的提高, 对物流行业提出越来越高的要求。剪叉式举升机构具有结构紧凑、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中得到广泛应用[1]。升降机通常采用液压驱动,所以又叫液压升降机,整机由主机、液压系统、电气系统组成。液压升降机是一种相对简单,且适应能力很强的起重机械。与其他起升设备相比,它速度低,能精确定位在各种高度,适合于不需要经常性提升货物的场所。按功能来分,液压升降平台可分为起重平台及维修安装平台。最新的液压升降平台还装备了行走机构,可在轨道上行驶,在仓库中被广泛用作拣货设备。升降机种类丰富,类型繁多,总的来讲,按照升降结构的不同,可分为剪叉式升降机、升缩式升降机、套筒式升降机、升缩臂式升降机及折臂式升降机等。其中剪式又分为单剪支臂液压机和双剪支臂液压机两种型式。单剪支臂液压机的起重能力为500—10000kg;双剪支臂液压机有两种,一种是两个剪式支臂平行布置,另一种是两个剪式支臂垂直串联。平行布置的剪式支臂液压机用来提升车辆或长大件货物,垂直布置支臂的液压机用在提升高度较大的场合[2]。本次根据任务内容,着重介绍剪叉式液压升降机。
1.1世界升降机发展现状和升降机发展趋向
近20年世界工程升降机行业发生了很大变化。RT(越野轮胎升降机)和AT(全地面升降机)产品的迅速发展,打破了原有产品与市场格局,在经济发展及市场激烈竞争冲击下,导致世界工程升降机市场进一步趋向一体化。目前世界工程升降机年销售额已达75亿美元左右。主要生产国为美国、日本、德国、法国、意大利等,世界顶级公司有10多家,主要集中在北美、日本(亚洲)和欧洲。
美国既是工程升降机的主要生产国,又是最大的世界市场之一。但由于日本、德国升降机工业的迅速发展及RT和AT产品的兴起,美国厂商在20世纪60~70年代世界市场中占有的主导地位正逐步受到削弱,从而形成美国、日本和德国三足鼎立之势。
日本从20世纪70年代起成为升降机生产大国,产品质量和数量提高很快,
已出口到欧美市场,年总产量居世界第一。自1992年以来,由于受日元升值、国内基建投资下降和亚洲金融危机影响,年产量呈下降趋势。目前日本市场年需求量为3000台左右。
欧洲是潜力很大的市场,欧洲各工业国既是工程升降机的出口国,也是重要的进口国。德国是最大的欧洲市场,其次为英国、法国、意大利等国。在德国AT产品市场份额中,利勃海尔占53%,格鲁夫占16%,德马泰克占14%,多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。
1.2我国升降机设计研究概况
根据相关资料分析,我国升降机产业目前正处于建设和发展阶段,虽然很多厂家都在研制升降机,但是普遍做工比较粗糙,大部分的升降机都是结构简单功能单一。模仿国外升降机设计的现象极为普遍,核心零部件和重要零部件都是依靠进口,这对自主创新极为不利。在升降机设计方面要赶上日美等国家,还需要设计人员继续努力。
2固定式液压升降机设计背景及意义
固定式液压升降机是一种升降稳定性良好,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,除此之外,还用于高空的维修与安装等作业。固定式液压升降机形式灵活,可以根据不同的使用要求进行合理的选择附属装置,如安全防护装置,电器控制方式,工作平台形式,动力形式等。正确地选择附属装置,进行合理的组合,可以最大限度地发挥升降机的功能,达到最佳的使用效果。此外,固定式液压升降机还有一些可选配置,比如安全防护罩,人动或机动旋转工作台,液压翻转工作台,防止升降机下落的安全支撑杆,滚动或激动辊道,防止轧脚的安全触条,风琴式安全防护网等。当然,也有一些不足之处,比如负载不能太大、起重动力矩与负载的比偏大,起始高度较高,有时液压升降平台还会因为长时间的负载而引起漏油,有些升降机体积较大,占用空间等,这些都是要重点研究和解决的问题。
3升降机要实现的功能及研究方法和目标
3.1剪叉式升降机的基本结构组成及功能
一般升降机可大致分为:动力系统,传动系统,控制系统和升降平台(执行)系统,机架等几个部分。剪叉式液压升降机采的动力系统是电动机—液压泵,电动机在通电情况下带动液压泵向外做功,液压缸和剪叉结构组成了传动系统,其主要作用是将液压泵做的功传到升降平台上。控制系统是整个升降机的控制部分,实现电动机的开关,控制升降平台的高低位置,使升降机便于工作人员方便安全使用。升降平台用于载物或载人,在剪叉机构及控制系统的作用下,实现举升,下降或翻转,以完成其功能。机架是整个升降机的框架,起支撑作用,用于支撑安装在上面的所有系统,从而构成一个完整的升降机。还有的将液压升降机分为机械结构,液压系统和电气系统三个部分组成,机械结构由底座,架臂和工作台组成,而液压系统按其安装的方式又可分为内置和外置形式。
3.2剪叉式升降机的工作原理及特点。
液压升降机的工作原理是:在控制系统的控制下,电动机带动液压泵的工作,液压泵将电动机转化的机械能转化为液体的压力能。通过液体作用在液压缸上,然后由液压缸转化为机械能作用在剪叉机构上。通过剪叉机构将机械能作用在升降平台上,最终转化为物体的势能或动能,实现将人或重物举升或下放的功能。其特点是:工作运动快速平稳,安全系数大,结构轻便、噪音比较小,性能良好,便于维修,载重能力较大,适应范围广泛,能实现点动控制等[3]。但是同时由于采用液压系统,安装时有不少的控制阀件,油路布局较复杂,在高压作用下油路有时还容易泄露等,使得生产成本较高。
2.1 设计任务及要求
固定式液压升降台是一种升降稳定性好,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。整机由主机、液压系统、电气系统组成。
基本参数:额定载荷1500kg,最低高度500mm,升降行程2400mm,最大