剪叉式升降平台结构参数及剪叉臂的优化设计

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1、文章编号:1004-4280(2012)02-0058-04剪叉式升降平台结构参数及剪叉臂的优化设计张荣敏，周莎莎，王仁人*(山东轻工业学院机械与汽车工程学院，山东济南250353)摘要:本文介绍了剪叉式升降平台的结构特点，分析了剪叉式升降平台的结构参数。并且利用ANSYS有限元分析软件，对剪叉式升降平台的剪叉臂进行了优化分析，得到了最佳的剪叉臂尺寸。在满足工程要求的前提下，提高了材料的利用率。关键词:剪叉式升降平台;有限元;剪叉臂;优化中图分类号:TH11文献标识码:AStructuralParameterOfS

2、cissor-TypeLiftingPlatformAndItsScissorArmOptimizationZHANGRong-min，ZHOUSha-sha，WANGRen-ren*(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，ShandongPolytechnicUniversity，Jinan250353，China)Abstract:Inthispaper，thestructuralfeatureofscissor-typeliftingplatformisintr

3、oduced，anditsstructuralparametersisanalyzed．ByusingfiniteelementsoftwareANSYS，thescissorarmofscissor－typeliftingplatformisoptimized，andthemostreasonabledimensionisgot．Onthepremiseofmeetingengineeringrequirement，theutilizationratioofmaterialisimproved．Keywords:

4、scissor-typeliftingplatform;finiteelement;scissorarm;optimize但是，剪叉式升降平台也存在一定的不足之处，例如粗大笨重，造价较高，造成使用上的不便。一般起升高度在10m左右的剪叉式升降平台其重量往往超过1t，这样的重量在施工现场很难灵活移动，用专车配合使用成本高，也会降低工作效率。剪叉式升降平台含有大量的钢结构，其结构特点和力学性能会对平台的质量和性能产生直接影响。因此，应该对其优化，使得升降平台构造科学，减少耗材，使用方便。本文介绍了剪叉式升降平台的结构特

5、点，分析了液压缸的最大推力等重要参数，然后优化了剪叉臂的结构尺寸。0引言剪叉式升降平台是一种将人或者货物升降到某一高度的设备，其起升高度从1m至20m不等，由于一般采用液压驱动，又被称为液压升降平台［1］。剪叉式升降平台是应用非常广泛的一种升降装置。剪叉式升降平台的结构决定了其功能和特点，具有结构稳固、运行可靠、安全高效、故障率低、维护方便等一系列优点，因此广泛用于车站、码头、桥梁、大厅、厂房、室内外机械安装、设备维修、建筑保养等场合。收稿日期:2012-03-27基金项目:济南市高校自主创新项目(05010201

6、)作者简介:张荣敏，(1986-)，男，山东省莱芜市人，山东轻工业学院在读硕士研究生，研究方向:动力机械计算机辅助工程．*通讯作者:王仁人，男，山东轻工业学院教授，博士，研究方向:动力机械计算机辅助工程，E-mail:wrr@spu．edu．cn．59第2期张荣敏，等:剪叉式升降平台结构参数及剪叉臂的优化设计度为L，h1为液压缸活塞杆的铰接点高出剪叉臂EN的距离，h2而为液压缸的铰接点高出剪叉臂AD的距离，f是液压缸活塞杆的铰接点与剪叉臂EN中心销孔之间的平行距离，s则为液压缸下铰接点与剪叉杆AD中心销孔的平行距离

7、。剪叉臂与水平方向的夹角为α，液压缸相对于水平方向的倾斜角θ，则剪叉式起升机构中心点与固定铰链的水平距离e为:1剪叉式升降平台的结构特点剪叉式升降平台通常由底座、剪叉式起升机构和平台三个部分组成。底座位于最下面，其上附有支腿，轮胎，油箱等部件。平台位于最上面，主要是承受载荷，供工作人员进行各种高空作业。剪叉式起升机构是升降平台的关键组成部分，不同型号的升降平台有各自的剪叉式起升机构，从低起升到高起升，组成剪叉杆的数目增多，液压缸的布置形式也各不相同，剪叉式起升机构的臂杆数和液压缸的布置形式由起升高度而定。典型的剪叉

8、式起升机构有两种，一种是由3组剪叉臂杆和单个起升液压缸组成，其起升高度大约为6m，另一种由4组剪叉臂杆和双起升液压缸组成，起升高度大约8m［2］。(1)e=L/2·cosα液压缸倾斜角θ与剪叉臂倾斜角α之间的关系为:(L+s－f)×sinα+(h1+h2)×cosαtanθ=(2)(f+s)×cosα+(h1－h2)×sinα同时可以推导出液压缸的最大长度(