剪叉式高空作业平台.doc

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1、绪论1.1 概述高空作业平台是一种将作业人员、工具、材料等通过作业平台举升到空中指定位置进行各种安装、维修等作业的专用的高空作业机械。高空作业平台相关产品主要有：剪叉式高空作业平台、车载式高空作业平台、曲臂式高空作业平台、自行式高空作业平台、铝合金高空作业平台、套缸式高空作业平台六大类。用高空作业车进行高空作业时一种先进的登高作业方式，其发展与国民经济的发展水平密切相关，据国外高空作业机械专业杂志Access International报道，经济越发达，高空作业车的需求量就越大，并且单位GDP需求量也越大。与发达国家和地区相比，我国不仅单位GDP需求量小，而且单位GDP需求量与GDP的比例也低

2、这说明高空作业车的市场需求量既与经济规模有关，又与经济发达程度有关，这样表明了高空作业车在我国有非常广阔的发展前景。剪叉式高空作业平台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。剪叉式高空作业平台分固定剪叉式，移动剪叉式，自行剪叉式，车载剪叉式 。1.2 国内情况我国高空作业车行业起步较晚，自20世纪60年代开始研制，70年代才推出商业样机，随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品，开始在市政、园林、电力等行业推广使用，但最大作业高度只有35m，且

3、功能单一。在高空作业车产品中，目前只有杭州爱知、徐州海伦哲等30家企业生产。最大作业高度只有杭州爱知和徐州海伦哲达到35m，与欧美的差距较大。限制这一行业发展的主要因素是大高度复杂截面混合臂架技术、安全技术、智能化高效控制技术、可靠性等，缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度发展的技术支撑。中国高空作业机械设备行业发展很快，但也存在一些值得关注的问题。主要是部分企业技术创新能力较差。一部分企业不重视产品的更新和新产品的开发，产品品种规格单一、市场经营范围窄，产量逐年下降，企业效益不佳。大高度产品和特殊产品依然以进口为主，如高空绝缘作业车、蜘蛛式大高空作业平台、自行式高空作业平台等，国内产品还有很多空白

4、 另外，国内高空作业机械设备的基础零部件配套水平较差，产品的基础零部件配套生产厂家少，规格品种少，电气元件、液压元件、动力部件的性能和使用可靠性还不高，这也影响了国内产品的开发。 1.3 国外情况欧美等发达国家和地区，高空作业车发展起步较早，从20世纪20年代就开始研制，已有近百年的发展历史。产品技术水平高，作业高度大，规格齐全，结构形式丰富，功能多样。总体上看，技术和市场均已很成熟，典型产品具有高空作业、抢险、救援、消防等功能，最大高度已经超过100m，具有各种安全保护措施，适应在各种场地作业。高空作业车的主要制造商欧洲以RUTHMANN、BRONTO、CTE、OIL&STEEL等厂家为代

5、表，美国以TEREX、ALTEC、TIME等厂家为代表，日本以AICHI、TADANO等为代表，其产品主要特点有：（1）控制系统普遍智能化（2）采用高强度材料和轻质金属材料。（3）安全装置齐全。（4）做工精良。（5）应用成熟。1.4 发展趋势未来主要向多功能、大高度和智能化、轻量化和小型化方向发展。随着城市发展、道路照明、建筑物维护等要求高空作业车能够达到的作业高度越来越高，超过50m后，一般只有靠多功能高空作业车解决，因此大高度、多功能将是高空作业车的主要发展方向之一；由于城市空间和场地狭窄、地面承重能力差异大，要求高空作业车具有外形尺寸小、总重量轻的特点，因此高空作业车必须朝着轻量化、小型

6、化方向发展。1.5 剪叉式作业平台简介剪叉式液压升降平台的结构形式多种多样，从低起升到高起升，组成剪叉臂杆的数目多，油缸的布置形式多；移动方式有牵引式、自动式、助力式等。从组成方式看，剪叉式液压升降台主要由底座、剪臂结构、工作平台三部分组成。剪叉式液压升降台的底座一般有三种：一是适合很少移动的固定式底座，如图1-1所示。这种升降台稳定性好，一般起升高度较低，承载较大并工作在室内，主要用于生产流水线高度差之间货物运送。根据使用要求，可以配置附属装置，尽最大限度的发挥升降台的功能，取得最佳的使用效果。 图1-1 固定式底座 图1-2 拖动式底座 图1-3 车载式底座 图1-4 自行式底座二是拖动式

7、底座，如图1-2所示。这种底座有轮胎，可以进行拖动，方便户外操作，具有灵活方便的特点，但承载一般不大。三是车载式，如1-3图所示。车载式是为提高升降台的机动性，将升降台固定在电瓶搬运车或货车上，直接取汽车引擎动力。车载式的升降台移动方便，工作高度空间也较大，能适应厂区内外的高空作业。广泛应用于宾馆、大厦、机场、车间、仓库等场所的高空作业，也可作为临时性的高空照明、广告宣传等。四是自行式，如图1-4所示。适合于机场候机楼、飞机抢修,车站、码头、商场、体育场馆、小区物业、厂矿车间等较大范围的高空连续作业。具有自动行走的功能，能够在不同工作状态下，快速、慢速行走，只需一个人在空中便可操作机器连续完成

8、上下、前进、后退、转向等动作。机器处于停止状态时，车轮始终处于制动状态，并能在6度坡时可靠制动。大直径超宽优质橡胶车轮使得用户地面得到有效保护的同时，增大了制动的摩擦力。 第2章 作业平台的总体设计2.1 设计参数和要求基本参数：额定载荷为300kg，自重250kg，升降台最大工作平台高度为8m，收藏高度为1m，平台尺寸为2600mm1100mm。具体尺寸如图2-1。 图2-1 外形示意图A最大工作平台高度 B工作平台外侧长度，延伸长度 C工作平台宽度外侧 D收藏高度 E收藏长度 F宽度 G轴距 最大工作高度(m)8最大工作平台高度(m)6收藏长度(m)2.6收藏宽度(m)1.1收藏高度(m)

9、1工作平台长度(mm)2600工作平台宽度(mm)1100工作平台护栏高度（m）1.2轴距(m)1.8整机质量（kg）250承载能力(kg)300上升/下降速度(m/s)0.5电机功率（kW）1.5电机转速(r/min)1400交流电压(V)220 表2-1参数表要求升降台通过电动液压泵升降，设置过载安全阀，确保操作者安全，刹车可靠，可在升程内任意位置停止升降。2.2剪叉式升降台的应用及其受力分析的讨论2.2.1剪叉式高空作业平台的三种结构形式本讨论的目的通过分析液动类的剪叉式升降平台机构特点，论述了设计时应注意的问题及其应用范围。液动剪叉式升降平台具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便于维修保

10、养等特点。在民航、交通运输、冶金、汽车制造等行业逐渐得到广泛应用。本设计中主要侧重于小型家用液压式的升降平台。在设计气液动剪叉式升降平台的过程中，一般我们会考虑如下三种设计方案，如简图2-1所示： 图2-2 结构简图图中表示气液动剪叉式升降平台的三种结构形式。长度相等的两根支撑杆AB和MN铰接于二杆的中点E，两杆的M、A端分别铰接于平板和机架上，两杆的B、N端分别与两滚轮铰接，并可在上平板和机架上的导向槽内滚动。图中的三种结构形式的不同之处在于驱动件液压缸的安装位置不同。图a中的驱动液压缸的下不固定在机架上，上部的活塞杆以球头与上平板球窝接触。液压缸通过活塞杆使上平板铅直升降。图b中的卧式液压

11、缸活塞杆与支撑杆MN铰接于N处。液压缸驱动活塞杆控制平台铅直升降。图c中的液压缸缸体尾部与机架铰接于G处，活塞杆头部与支撑杆AB铰接于F处。液压缸驱动活塞杆可控制平台铅直升降。按照液压缸的安装形式，称图a的形式为直立固定剪叉式结构，图b的形式为水平固定剪叉式，图c的形式为双铰接剪叉式结构。直立固定剪叉式结构，液压缸的行程等于平台的升降行程，整体结构尺寸庞大，且球铰链加工负载，在实际种应用较少。水平固定剪叉式机构，通过分析计算可知，平台的升降行程大于液压缸的行程，在应用过程中可以实现快速控制升降的目的，但不足之处是活塞杆受到横向力的作用，影响密封件的使用寿命。而且活塞杆所承受的载荷力要比实际平台

12、上的载荷力要大的多。所以实际也很少采用。双铰接剪叉式结构避免了上述缺点。结构比较合理，平台的升降行程可以达到液压缸行程的二倍以上。因此，在工程实际中逐渐得到广泛的应用。本设计就重点对双铰接剪叉式结构形式加以分析、论述。2.2.2 双铰接剪叉式升降平台机构的位置参数计算由图2-2可知图2-3 位置参数示意图 （1） （2）上式中：H任意位置时升降平台的高度；C任意位置时铰接点F到液压铰接点G的距离；L支撑杆的长度；支撑杆固定铰支点A到铰接点F的距离；T机架长度（A到G点的距离）；活塞杆与水平线的夹角。以下相同。将（2）式代入（1）式，并整理得。 （3）设代入（3）式得。 （4）在（4）式中，升降

13、平台的初始高度；液压缸初始长度。双铰接剪叉式升降平台机构的运动参数计算：图2-4 运动参数示意图图中，是F点的绝对速度；是B点绝对速度；是AB支撑杆的速度；是液压缸活塞平均相对速度；是升降平台升降速度。由图3可知： （5）在（5）式中，液压缸活塞平均相对运动速度；升降平台升降速度；支撑杆与水平线的夹角。以下相同。2.2.3 双铰接剪叉式升降平台机构的动力参数计算图2-5 动力参数示意图图中，P是由液压缸作用于活塞杆上的推力，Q是升降平台所承受的重力载荷。通过分析机构受力情况并进行计算（过程省略）得出：升降平台上升时； （6）升降平台下降时 ； （7）（6）、（7）式中，P液压缸作用于活塞杆的推

14、力；Q升降平台所承受的重力载荷；f滚动摩擦系数；b载荷Q的作用线到上平板左铰支点M的水平距离。由于滚动轮与导向槽之间为滚动摩擦，摩擦系数很小（f=0.01）,为简化计算，或忽略不计，由（6）、（7）式简化为：。 （8）2.2.4 剪叉式升降平台机构设计时应注意的问题由式（5）和（8）可知：当、增大时，值随之减小；当、减小时，P/Q值随之增大。在确定整体结构值随之减小；当、减小时，P/Q值随之增大，在液压缸行程不变的情况下，升降平台升降行程会减小；反之，则会使液压缸行程受力增大。因此设计时应综合考虑升降行程与液压缸受力两个因素。在满足升降行程及整体结构尺寸的前提下，选取较高的、初始值。而且在整个

15、机构中AB支撑杆是主要受力杆件，承受有最大的弯矩，所以应重点对其进行强度校核。液压缸可采用单作用缸也可以采用双作用缸，不过要看具体情况。这里我们选用双作用柱塞缸，以便于在平台下降时可以控制速度。2.2.5双铰接剪叉式升降平台机构中两种液压缸布置方式的分析比较液压缸驱动的剪叉机构再各种升降台中广泛应用，因安装的空间不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液压缸在剪叉机构内的布置要受到折合后高度的约束。根据文献甘肃工业大学学报的有关液压缸驱动剪叉机构的运动学及动力学分析一章，得知在这种布置方式的情况下，如图：图2-6 液压缸布置在左侧液压缸活塞运动速度与台面升降速度的关系式为 （1） 活塞推力与台面

16、荷重的关系式为 （2） 式中，以上两式的推导基于工程中常用的液压缸布置方式，即液压缸下支点与剪叉机构的固定支点在同一侧，如上图。这种布置方式的优点是液压缸的有效行程比较短，这在台面升程范围比较大的场合较为适用。存在的问题是在剪叉机构折合后的高度h较小的情况下（即角较小），所需液压缸的推力将大大增加。在液压缸最高工作压力限定的情况下，这将使得所用的液压缸的直径增大，以致在折合后的剪叉机构中难以布置；或采用两个直径较小的液压缸取代一个大直径的液压缸，不过这将增加一对液压缸的支座，同时带来机械加工、液压缸安装以及液压系统的复杂性，加大了整个装置的成本。为了解决以上提出的问题，可考虑将液压缸反向布置（

17、即采用第一种设计方案），计算一下该方案的有关参数再将两者作以比较。如图：图2-7 液压缸布置在右侧这里仍用瞬时速度中心法来求解活塞运动速度。杆上点、点的瞬时转动中心为F点，D点、A点的速度为：台面升降速度：点的运动速度：活塞运动速度：（）式中，依据虚位移原理有：（）由图分析可得：经变分后：代入式（），整理后得活塞推力：（）式（）和式（）的正确性可以用机械能守恒原理来证明，即将式（）与式（）进行比较，在各参数都相同的条件下，显然，液压缸布置在右侧时的推力较液压缸布置在左侧时小；而式（）与式（）比较，则液压缸布置在右侧时的活塞速度较液压缸布置在左侧时高。可见，活塞推力的减小是以活塞速度的提高为代价

18、换来的。液压缸布置在剪叉机构的右侧，使得液压缸的活塞推力减小，这就可以选用直径较小的液压缸，有利于液压缸在剪叉机构中的布置；带来的问题是液压缸的有效行程较长，如果台面升程范围不大，液压缸行程的增加也是有限的。第3章 升降台的受力分析计算3.1 实例分析3.1.1 升降平台的结构简化根据升降台台面尺寸和升降行程计算叉臂中心距 图3-1 叉臂计算图叉臂最大中心距 带入数值计算取为2.1m固定铰耳侧距离滚轮侧距离根据垂直行程确定叉臂级数级数 带入数值计算取n为整数为4 垂直行程 最低高度剪叉式升降平台的简化结构如下：图3-2 平台简化图升降台k、b两点为固定铰支座，j、a为活动铰支座，分别可沿底座和

19、工作台滑到移动。j、a两点为相同的连接装置，摩擦系数皆为f。所有杆件长度为L，且设为无重杆。升降台所载重物和工作台重量为G。其作用线距k点距离为P，显然升降过程中P值不变。3.1.2升降台受力分析由于液压缸安装在第一级叉臂上，所以作受力分析时，可以把工作台和二三四级叉臂作为一个整体，然后作受力分析。以整体为研究对象如下图所示： 图3-3 受力分析图将载荷G/2分解到a、b两端，则有分别以aed和ceb为研究对象 图3-4 ceb杆受力图图3-5 aed杆受力图列平衡方程式，有当d点力矩平衡，即，则当b点力矩平衡时，即，则又aed和ceb杆水平和竖直方向上受力平衡，则有和，当时，有 当时，有 整

20、理解得 式中：T液压缸推力3.1.3 受力分析结论（1） 各铰点的受力（包括油缸力）均与载荷G成正比；（2） 值随的值增大而增大，在l值确定时，这 些值又随P值成正比；而随的值增大而减小，在l值确定时，它们随P 值减小而增大；（3） l值成反比；（4） 力随T值增大而增大。（5）第4章 各部件参数和结构设计4.1升降台主要零部件材料的选择4.1.1底架材料的选择底架主要用作支撑作用，在其上面固定着轮子和滚道等装置。参照参考文献1，底架梁选用热轧普通槽钢，型号为6.3。底架两头横梁选用热轧不等边角钢，型号为12.58 。底架结构如图：图4-14.1.2工作台材料的选择工作台分为固定平台和移动平台

21、固定平台有四根长横梁、两根短横梁和台面构成。长横梁起支撑作用，下面固定有滚道和铰链，材料选用热轧方钢型号为60。图4-24.1.3叉杆的材料选择 叉杆是升降台最主要的举升部件，是主要的受力机构。对其设计的成功与否关系到整个设计工作的成败，选材45号钢，热轧钢板。叉杆的外形图如图所示。 图4-3 叉杆外形图图4-4 叉杆造型图4.2 内外剪叉臂与底架连接的销轴结构设计设计销轴时除了要满足连接功能外，还要考虑润滑等，销轴的结构如下图：图4-5 销轴结构图4.3滚轮的设计 滑动叉臂与底架和工作平台连接时，要用到滚轮，考虑到滚轮垂直导轨面的径向载荷很大，而轴向受力较小，则采用两个深沟球的宽滚轮。4.

22、4脚轮的选型 根据设计要求，本高空作业平台的额定载重为200kg，包括升降台自身重量，总共有四个脚轮，每个脚轮最少载重100kg。脚轮的轮面材料选择为聚氨酯，其中万向转向轮和固定轮各两个，万向轮刹车方式为单轮杀擎。万向轮选择型号为42-40170-31450，固定轮选择型号为42-40010-31450，轮宽为。标准配置：精密钢球 耐腐蚀蓝锌 支架厚6mm，底板厚6mm 标准重型底板，102mm114mm 16mm螺丝结构中心钉 轮子材料：高耐磨聚酯 适用温度范围：-40至+80 支架选配：1.热处理-双珠道热处理，持久耐用 2.空心轴螺丝方便为轮子注油 3.尼龙螺母轮子直径（D）：100轮宽

23、W）：50载重：250KG安装高度（H）：143旋转半径（R）：90底板尺寸（AxB）：114x102安装孔（XxY）：92x76孔径（d）：11.2第5章 液压系统的设计5.1液压缸位置参数计算由图5-1知： （1） （2）上式中：H任意位置时升降平台的高度；C任意位置时铰接点F到液压铰接点G的距离；L支撑杆的长度；支撑杆固定铰支点A到铰接点F的距离；T机架长度（A到G点的距离）；活塞杆与水平线的夹角。以下相同。将（2）式代入（1）式，并整理得。 图5-1位置参数示意图5.1.1 参数初设 T=2600mm L=2100mm H0=1000mm Hmax=6000mm l=1100mm5.

24、1.2 确定液压缸初始长度C0、剪叉安装初始角度0和液压缸安装初始角0初设剪叉与机架的原始角0=5，则由0=得液压缸初长度C0=1507mm，取C0=1507mm，则得0=5.20。同理可求液压缸与机架的初始角度0=6.29。5.1.3 求出液压缸的最大行程Smax由前面计算知升降台的叉数n=4，而每一对剪叉所升高的行程是相同的，所以为达到升降台最大工作平台高度Hmax=6000mm，则每个剪叉的高度H1=1500mm E=750mm F=AF=785.71mm =0.748 =0.663=可得Smax=536mm5.1.4 结构计算结构如下S/(mm)/()/()H/(mm)h/(mm)04

25、923.59100006716,2111,252344.91344.913422.6914.993240.32240.320127.9517.573937.12937.126832.5919.504524.43524.433536.85 20.995037.74037.740240.8622.155495.44495.446944.7023.055908.54908.553648.4723.756288.35288.3表5-1计算结果 5.2确定液压执行元件的形式液压执行元件大体分为液压缸或液压泵。前者实现直线运动，后者完成回转运动，二者的特点及适用场合见下表。名 称特 点适 用 场 合双活

26、塞杆液压缸双向对称双作用往复运动单活塞杆液压缸有效工作面积大、双向不对称往返不对称的直线运动，差动连接可实现快进，A1=2A2往返速度相等柱塞缸结构简单单向工作，靠重力或其他外力返回摆动缸单叶片式转角小于360度双叶片式转角小于180度小于360度的摆动小于180度的摆动齿轮泵结构简单，价格便宜高转速低扭矩的回转运动叶片泵体积小，转动惯量小高转速低扭矩动作灵敏的回转运动摆线齿轮泵体积小，输出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回转运动轴向柱塞泵运动平稳、扭矩大、转速范围宽大扭矩的回转运动径向柱塞泵转速低，结构复杂，输出大扭矩低速大扭矩的回转运动注：A1无杆腔的活塞面积 A2有无杆腔的活塞面积表5-2

27、液压缸和液压泵对于本设计实现单纯并且简单直线及回转运动的机构，可以采用齿轮式液压泵及单活塞杆液压缸，这样不仅简化液压系统降低设备成本，而且能改善运动机构的性能和液压执行元件的载荷状况。5.3压缸类型及安装方式根据运动要求，按机械工程手册表34.3-1选择单活塞杆双作用液压缸。由于本设计中液压缸在作用过程中是一端固定，一端在垂直面上自由摆动的，因此按机械工程手册表34.3-2选择液压缸的安装方式为：尾部耳环联接。5.4 缸盖联接类型缸体的联接方式，可分为外螺纹联接式、内卡键联接式及法兰联接式三种。这里采用法兰联接。5.5 液压缸的推力计算根据机械工程手册第二版2-214知，剪叉式臂杆带铰斜置液压

28、缸(图3.4)的举升力的计算公式为： F= m = 式中 额定起重量 （t）； 工作台质量 （t）； 升降机构质量 （t）； N升降机构的级数。 图5-2 剪叉式臂杆带铰斜置液压缸举升力计算图根据分析知，当液压缸与地面夹角为最小值是，即剪叉支撑杆与地面夹角为最小值时，液压缸的工作压力最大根据上述计算及图2-1计算可得: N=4 L=900mm AB=910mm AO=1106.7mm BO=200mm对于m 初选则 m =0.28t F = = =112027.27 N5.6 系统压力的初选液压缸的选择要遵循系统压力的大小，要根据载荷的大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及

29、元件供应情况等限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不是很经济；反之，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定尺寸不太受限的设备，压力可选低一些，行走机械重载设备压力要选的高一些。由机械工程手册表34.7-4各类机械常用的系统压力（表3.5），初选系统压力为10MPa。机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压机大中型挖掘机重型机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力MPa0.80.2352881010182032表5-3 各类机械常用的系统压力5.7

30、确定缸的主要尺寸5.7.1 确定液压缸的内外径 图5-3 液压缸图（a）为液压缸活塞杆工作在受压状态；图（b）为液压缸活塞杆工作在受拉状态；活塞杆受压时F=活塞杆受拉时F=-其中： 无杆腔活塞有效工作面积 有杆腔活塞有效工作面积 液压缸工作腔压力 Pa液压缸回油腔压力 Pa，其值根据回路的具体情况而定，一般可以按照下表估算D活塞直径 mmd活塞杆直径 mm根据机械工程手册表34.7-17液压缸背压力表（下表），选择背压值为 =0.2MPa。表5-4执行元件背压力表系 统 类 型背 压 力 MPa简单系统或轻载节流调速系统0.20.5回油带调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51

31、5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23回油路较短，可直接回油路可忽略不计因为在本设计中，液压缸不存在受拉的状态，所以只考虑其受压状态。在活塞杆受压时，=10MPa =0.2MPa现在需要确定D和d的关系，令杆径比=d/D，其比值可按机械工程手册表34.7-19 工程机械液压系统活塞杆直径的推荐值（下表）选取。 表5-5工程机械液压系统活塞杆直径的推荐值表往返速比（）1.331.460.1612活塞杆直径d0.5D0.55D0.62D0.7D选择活塞杆直径d=0.7 D F=代入数据可得 D=120.08 mm根据机械工程手册表34.7-21液压缸内径系列参数表，选取

32、D=125 mm d = 0.7D =87.5 mm5.7.2 液压缸的厚度计算 一般按薄壁筒公式计算： t cm式中 工作压力 MPa ； 额定压力16 MPa时，=150%；MPa时， =125%； D 缸内径 mm ； 钢材料许用拉应力 MPa， =，其中为刚材料抗拉强度MPa，n为安全系数，取n=5。 缸体材料选择45号钢，由机械设计手册查得45号钢的抗拉强度。 其许用拉应力 = 120 MPa 工作压力=150% =15 MPa 按薄壁筒公式计算 t = 15125/(2120) =7.81 mm 缸外径 mm按机械工程手册表34.3-6 工程机械用标准液压缸缸体外径，选择缸体外径=

33、146 mm 。5.7.3确定液压泵的参数（1）确定液压泵的最大工作压力式中 液压缸最大工作压力； 据F=求得 =9.2 MPa 从液压泵出口到执行元件入口之间总的压力损失；该值较为准确的计算需要管路和元件的布置图确定后才能进行，初步计算时可按经验数据选取。对简单系统流速较小时，取 =0.20.5 MPa,对复杂的系统流速较大时，取=0.51.5 MPa。这里取=0.5 MPa。 = 9.2 + 0.5 =9.7 MPa（2）确定液压泵的最大供油量 液压泵的最大供油量为: 式中：系统的泄漏修正系数，一般取1.11.3，大流量取小值，小流量取大值，这里取=1.2。 同时的动作各执行元件所需流量之

34、和的最大值，对于工作中始终需溢流的系统，尚需加上溢流阀的最小溢流量，溢流阀的最小溢流量可取其额定流量的10%,一般取 /s。 初设升降台上升速度=0.15 m/s，即=0.15m/s（图2.5），在台面刚起升时，。此时 . 液压缸最大溢流量 q = + （3）选择液压泵的规格型号 考虑一定的压力储备，应使所选泵的额定压力高出计算所得的最大工作压力25%60%，其余数值应与以上计算的数值相当。根据机械设计手册.液压传动单行本表20-5-6选择CB-FA型齿轮泵其参数如下： 表5-6 齿轮泵参数型号排量压 力转 速特点生产厂额定最高额定最高CB-1040162018002400铝合金壳体，可作双联

35、泵榆次液压件厂（4）选择驱动液压泵的电动机 驱动泵的电动机功率 P= 式中： 液压泵的最高供油压力； 液压泵的实际输出流量； 液压泵的总效率，参考下表选择=0.7。 表5-7 液压泵效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.60.70.650.800.600.750.800.85 P =5.8 绘制液压系统图及其说明（1）上升 将三位四通阀10中的电磁铁1YA通电，使换向阀切换到位，启动液压泵电机4，液压泵5经单向阀3、过滤器2从油箱1吸油，经单向阀6、三位四通阀10的左位、可调节流阀11向液压缸12供油，从而实现上升运动，速度可由节流阀或改变泵的排量进行调整，当系统压力超过溢流阀7的设

36、定压力时，压力油经过溢流阀7进行溢流，从而保证系统工作在安全的压力之中。 （2）停留 工作台到达预定位置后，将三位四通阀10中的电磁铁1YA断电，使换向阀切换到中位，关闭液压泵电机，液压泵停止供油，工作台可长时间停留在工作位置。 （3）下降 将三位四通阀10中的电磁铁2YA通电，使其切换到右位，进而实现下降动作。 1、8、9油箱 2.过滤器 3、6.单向阀 4.电机 5.液压泵 7.溢流阀 10.三位四通阀 11节流阀 12.液压缸 1YA、2YA.电磁铁 图5-4 液压系统图第 6 章 作业平台的三维建模6.1 绘制叉杆图6-1 叉杆图绘制支撑杆草图,退出草图,拉伸。在拉伸实体上绘制草图销柱

37、孔直径20mm，退出草图，拉伸切除，得到支撑杆零件。6.2 上平台栏杆图6-2 栏杆绘制横杆草图，退出草图，拉伸。在拉伸实体的端面上绘制一个圆，退出草图，反侧拉伸切除，得到上平台栏杆零件。6.3 液压缸图6-3 液压缸绘制液压缸草图，退出草图，绕图中底线旋转，选择截面得液压缸截面视图在x-y平面插入草图，绘制草图，拉伸，方向1和方向2均为10mm，得到液压缸造型。6.4 活塞杆绘制活塞草图,退出草图,旋转。在x-y平面插入草图，绘制草图，拉伸切除，方向1和方向2均完全贯穿。得到活塞造型。 图6-4 活塞杆6.5 平台图6-6 平台新建装配体，插入叉臂连接装置，形成平台部件。6.7 底盘图6-7

38、 底盘新建装配体，将画好的零件，如轮子，支腿，滑道，叉臂连接座等插入其中，选择配合方式，组成底盘模型。6.8 整体装配图6-8 收藏时的整体图图6-9 工作时的整体图建立一个新模型文件，以文件名“装配图”保存该文件。打开装配应用模块，开始装配。 （1）选择添加组件，插入机座和支撑杆；选择对齐和中心对称，同理将其它支撑杆装配上。 （2）选择添加组件，插入长横杆；选择中心装配，使长横杆与支撑杆同心装配；然后再选择对齐装配，使长横杆端面与支撑杆配合。 （3)选择添加组件，插入液压缸；选择中心装配；选择配对装配，使其与机座上的支撑同轴心配合以及与侧面重合配合。 （4）选择添加组件，插入活塞；选择中心装

39、配，分别使其与液压缸同心轴配合，与长横杆同轴心配合。（5）右键选择机座使机座显示其草图、基准平面等所有对象，在装配菜单中选择镜像装配。在镜像装配向导中选择下一步，选择四个支撑杆作为要镜像的组件，选择机座中显示的基准面作为镜像面，最后单击完成，完成镜像装配。（6）插入平台，选择中心装配；选择配对装配选择平行装配。完成装配图如图。第 7 章 主要零件强度校核7.1确定叉杆的结构材料及尺寸对支撑叉杆进行受力分析首先定义每根杆的名称编号，如图：图7-1 叉臂标号对于杆3、杆4的活动铰联接在水平方向上除了摩擦力没有其它外力，所以可以忽略不计，现在只考虑其竖直方向上的受力就可以了。经过分析杆3的受力情况如

40、图：图7-2 杆3的受力图计算其最大弯矩及轴向力：经力学分析，当升降台处于最低位置，时，所受弯矩最大，如图。图7-3 弯矩图当升降台处于最高位置，时，轴向力最大，如图图7-4 轴向力图，（正值为拉力，负值为压力）。杆4受力情况同杆3。下面再分析一下杆1,对杆1作受力分析，如图图7-5 杆1受力图对D点做力矩分析：，可得= -110.1N。计算弯矩，由上图可转化成下图来分析： 图7-6 受力图根据以上条件画弯矩图，如下：图7-7 弯矩图由此图可知，杆1的最大弯矩在C点。经计算当时，有最大值，即拥有最大弯矩，同样此时也拥有最大的轴向力。首先将，W=9800N，P=11.6W（P与W的关系值根据上述

41、的公式求得）代入以上各式，求得的值如下图： 图7-8 受力图则。计算轴向力，同样将杆1的受力分析图再转化为轴向力图分析，如图：图7-9 轴向力图经分析计算，CD段受到的轴向压缩力最大，。由于刚刚计算出的杆3与杆4的最大弯矩和最大轴向力都小于杆1的值，故不对杆3杆4计算工作应力。计算杆1该状态下的工作应力，设叉杆横截面积A=bh,如图： 图7-10 叉杆横截面则该状态下的工作应力为 其中， 叉杆实际工作应力,材料许用应力， 材料的极限应力，对于45号钢，为340Mpa n安全系数,一般为大于1的值，这里取n=2。根据经验初选h=0.1m。由此式可以看出弯矩对工作应力的影响较轴向力要显著的多，所以在计算时应以最大弯矩为主要计算对象。杆1所承受的最大工作应力。杆1的C截面拥有最大弯矩，即可以认为C截面拥有最大的工作应力。我们按照最大工