剪叉式节能升降机设计

《剪叉式节能升降机设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年12月矿业科学技术第37卷第3／4期剪叉式节能升降机设计张亚军，王剑，侯波，张东速(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)摘要：针对现有技术和产品能量利用率低的不足，设计了一种能实现势能回收，液压系统具有较高效率的剪叉式节能升降机。对机器的结构进行了改进和完善设计，绘制了装配图、部件图、零件图及可演示动画；所设计的新型液压系统采用容积一节流调速回路和二位三通球阀来控制液压缸(工作台)的运动速度和方向；利用蓄能器来回收工作台下降过程中释放出的势能，并重新加以利用。该机具有结构简单、优化。液压系统性能完善、工作可靠、效率高，

2、能量消耗少，工作台运动平稳的特点，在升降高度大、载荷较大、动作频繁的场合中使用，可取得明显的节能效果。关键词：剪叉；升降机；节能；蓄能器中图分类号：TH211．6文献标识码：A·和液压系统组成，总体为多层结构(见图1)。底座1技术背景(工作台)采用矩形框架结构，在其下部安装有行走由结构特点和工作方式所决定，当升降机的工车轮和转向装置，两端安装了可伸缩支腿(用以保作平台载着重物上升时，是将外部输入的机械(液证机器的工作稳定性)，它们共同组成了机器的底压)能转变成势能，下降时，又将其释放出来。这部盘；内侧剪叉臂为由前后剪叉杆和横梁焊接成的矩分能

3、量如不加以回收利用，则会造成能量浪费。虽然每个工作循环浪费的势能并不多，但对于连续、频繁工作的机型，在整个使用过程中能量浪费就很可观。如何实现这部分能量的回收及再利用是升降机设计和使用中的一个突出问题，也是一个技术难题。在现实中所使用的剪叉式升降机的液压系统仅重视功能的实现，并未过多的考虑能量的回收利用及降低能耗问题。因此，研制一种能有效的回收和利用势能、具有较高能量利用率的节能升降机顺应能源日趋紧张的国情和节能减排的迫切要求。2结构设计2．1设计参数图1升降机总体结构形框架，外侧剪叉杆为单体，剪叉杆的长度根据升举升高度Ⅳ=6m；举升速度口

4、≥60mm／s；载降高度要求确定，采用矩形截面的型钢，截面大小重w=0．3t。可根据受力分析确定；同层内、外侧剪叉杆在中心2．2总体结构转动联接成剪叉，异层两端分别铰接；两侧剪叉臂的上、下端分别与工作平台和底盘成转动和滑动联升降机主要由工作台、剪叉臂、底盘、驱动油缸接；液压缸通过U形连接杆和剪叉臂联接，连接杆收稿日期：2009—11-09作者简介；张亚军(1985一)，男，安徽阜阳人，技术员，本科，现从事生产工艺工作。3O矿业科学技术第37卷两侧板端部与横梁转动连接，横撑与液压缸缸底和2．3．3剪叉杆剪力和弯矩分析由分析可知，图1活塞杆端部

5、也采用转动联接，以使液压缸在升降过中10杆所受剪力和弯矩最大(见图3)，分别为程中始终保持垂直。F一5F一5×1500=7500N2．3剪叉杆设计一古FL一古x1500×2—2625N·m取剪叉杆的材料选用45钢，Gs：355MP。[1]，取安全系剪叉杆数量比较多，是升降机的主要结构件数，2—2得(见图2)。Eo]=一355：177．5MP由U'~--≤[]得剪叉杆的抗弯截面系数W为≥警=．789cm3图2剪叉杆10受力图2．3．4型式选择剪叉杆件一般选择型材，根据2．3．1长度胡确定由图1知，当升降机升至最对剪又杆受力分析和计算，通过查手

6、册对其进行初高位置时，为保证稳定性，根据经验一般取杆间夹步选型(冷拔矩形无缝钢管)，并按同样方法对横梁角=100。，由设计要求，升降机举升高度为H一6m，以及销轴等零件进行受力分析和计算，初步选取各则每层高度为，hi-H一导：1．2m。结构件的形状及规格尺寸，然后使用Solidworks2008软件做出各结构件的三维实体模型，通过软根据三角函数关系得剪叉杆长度为件计算出各杆件及升降平台自重约为7000N，考厶一一L0一一1．57m、sin50。一“虑到下一步校核时各结构件的尺寸可能需要增加，．刚n所以将杆件及升降平台自重定为9000N。然后

7、在实际取L一2m考虑自重的情况下，对剪叉杆、横梁及其余结构件2．3．2剪叉杆受力分析升降机额定载重为0．3t，进行校核后重新选择。在实际工作时为保证剪叉杆的安全性，假设载重全根据计算结果，选取冷轧矩形无缝钢管部位于一侧剪叉杆上，此时每根剪叉杆所承受的载(GB3O94-82)作为升降机的剪又杆口]，其结构尺荷为寸为F0一g=0．3X10。×10=3000NbXh××1—50×13O×5×2000F=寺F0=寺3000=1500N截面抗弯系数为6。blh}5×13。4×12。图1所示的杆件中，剪叉杆1O的受力最大，根韭据力平衡及力矩平衡条件，可

8、得该杆件的受力情况=h一l_13=52．218cm。(见图2)。图2中F1=F一0．3t，a、b、e点为铰支22能满足设计要求，为便于设计、制造、装配和维点，c点和d点为油缸推力