剪刀式液压升降平台的设计与仿真讲解

发布时间:2020-07-06 00:56
 

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  毕业设计(论文) 译文及原稿 译文题目: 剪刀式液压升降平台的设计与仿真 Design and Simulation Based on Pro/E for a Hydraulic Lift 原稿题目: Platform in Scissors Type Beijing Union University, Beijing Chaowai baijiazhuang, 原稿出处: Beijing 100020, China 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 剪刀式液压升降平台的设计与仿真 剪式升降平台具有很广的运用范围,它由主平台、升降机构和底部三部分组成。 从低到高升起,剪刀撑起,装有多个液压缸,它的移动方式有牵引、自行式、升压等。 剪刀升降机构升降高度的剪刀撑柱和气缸布置。本文讲述的是一个基于三维软件 Pro/E 设计的高 8m,平台尺寸为 1800×900 mm 2 的剪式升降平台。这个产品具有一个 额定负载的功能,使整个平台可以建立 2 对剪刀。该平台的设计是折叠门,以节省更 多的空间,方便存储。升降平台采用液压驱动,运行平稳、稳定、精度高。 1 简介 升降平台是一种垂直升降设备,可用于室内或室外,具有相当大的应用空间。它 可以应用在机械行业、自动化生产线、地下室和物流线路等。剪式升降平台是升降平 台中应用最广泛的一种类型。剪式举升机执行部分采用剪式叠杆形式,电力驱动机械 传动结构,目前广泛应用于大型车辆维修。 剪式举升机的举升速度适中且不占用车 坑位置,对于一些车型相对固定,工作强度大的修理领域无疑是最好的选择,而且由 于结构简单,同步性好,一般常用作四轮定位仪的平台。剪式举升机分为大剪,小剪 举升机,超薄系列剪式举升机等几种类型。小剪举升机主要用于汽车维修保养,安全 性高,操作方便,挖槽后与地面相平。大剪举升机涌出比较多,是配合四轮定位仪的 最佳设备,并可以作为汽车维修,轮胎,底盘检修用。可以挖槽,也可以直接安装在 地面上。超薄系列剪式举升机无需挖槽,适用于任何修理厂,有一些楼板上不合适安 装二柱举升机一级普通四柱举升机,而本机器与楼板接触面广,这样可以安装在任何 可以开车的楼板上面,解决客户场地问题,这类机器是今后的主流产品,国外大规模 使用本产品。 为了满足越来越多的使用领域, 剪式升降平台必须给予较高的承载能力, 更快的速度和更稳定的开始和停止的平台。 剪式举机构是剪式升降平台的重要组成部分, 其受力特性直接影响整个设备的性 能。因此,最重要的问题是解决设计平台的主要结构尺寸,如剪柱、底板、上平台、 液压控制部分和驱动液压缸。 剪式升降平台有多种结构形式,但典型的升降平台的主要结构通常是上平台、剪 柱和底板。剪柱的数量和液压缸的位置的不同,决定了平台的升降高度。在本文中, 我们给出了升降平台高度为 8m,尺寸为 1800*900 mm 2 的上平台和一个更大的额定负 载能力用来举起足够的物体。 有三种方式的底部车移动, 拖动, 自动运行和力量帮助。 整个平台的设计,有一个剪式的机制,这是在底部汽车上的两个对称部分。每一把剪 刀机构有四对来满足高度要求。 1 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 我们利用三维仿真软件对剪式升降平台的机械结构设计和仿真, 可以进行类似的 结构描述。 我们对整个零件进行三维建模, 并通过仿真软件对装配和机构进行了仿真。 在这些模拟过程中,检查组件之间的干扰可以完美地避免可能发生的问题,这可以提 高我们所做的机械设计的可靠性。 我们给出了该机构的仿真设计过程,其中有以下几个步骤,见图 1 [1 ] 图 1 仿线 主要参数确定和方案设计 在该设计中,提出了一种自动升降平台,具有灵活移动、升降平稳、操作方便、承载能力强 等优点。 2.1 主要参数确定 电梯平台的主要参数如下。 ?额定承载能力为 500kg; ?工作高度 8m; ?平台高度 6.2m; ?平台区域面积 1800*900 mm 2 ; ?额定的移动速度向上与 6~9 米/分钟; ?额定运动速度下降,不超过 6 米/分钟。 移动速度分析。参见图 2 当驱动缸速度为 1 米/分或 5 米/分钟时,由于平台运动 速度的不同,我们可以得出结论:气缸速度越快,平台的运动速度越快。 2 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 图 2 速度分析 表 1 平台速度比较 角度 气缸速度: 1 米∕分钟 气缸速度: 5 米∕分钟 钟 9.6 米∕分 钟 20° 0.51 米∕分 钟 6.6 米∕分 钟 30° 0.75 米∕分 钟 5.13 米∕分 钟 40° 0.96 米∕分 钟 4.31 米∕分 钟 50° 1.15 米∕分 钟 3.81 米∕分 钟 60° 1.30 米∕分 当固定平台速度时,气缸将获得一个变速。由于平台的向上速度的限制,我们可以选择固定 的液压缸速度,并获得一个简单的设计变量的平台速度。所以我们把杰克气缸作为执行设计液压 系统,因为它能提供一个高强度和合适的速度,且不超过国家标准规定的速度限制。由于平台向 下移动,速度控制阀可以保证平台速度的值未 5 米/分钟,然后给缸 3.8 米/分钟速度。 2.2 方案设计 计划 1:双液压缸驱动型 为了保持平台的平稳运行,我们可以采用 2 个液压缸式升降平台。见图 3A。气 缸垂直放置,从而节省了人力,给剪刀平等力量。对于液压系统来说,使用该类型, 泵的工作压力较小。这种类型的缺点是它需要更平滑的地板,因为当剪刀的柱子折叠 起来的时候钢瓶有接触地面或其他部件的可能。 计划 2:一个液压缸驱动型 在这种类型的液压缸(图 3b)中,将液压缸所带的主要的后臂和其他部位通过 力学原理进行铰链连接。在剪刀上没有平等的力量,设备需要超过两个相同类型液压 缸的驱动力。 该类型的优点是当该平台不用时可以折叠, 通过折叠可以节省大量空间。 但是,当机器开始时,液压缸必须给予更大的力量,以提供更大的垂直力。因此,使 用这种类型的平台,必须提供泵更大的工作压力以推动液压缸延伸。 3 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 图 3 (一)双液压缸驱动型平台; (二)一液压缸驱动型平台 我们出于流行的风格和节省空间方面的考虑,把一个液压缸驱动型平台确定为最佳方案。采 用这一方案,节省的成本可以用来增加气瓶的使用数量。 3 平台结构设计 根据所需的参数,这两个数字已被确定为四,我们可以给出整个机构的原理图, 见图 4。 图4 平台机构示意图 针对液压系统的位置和装置的空间,我们根据计算的数量进行计算,采用倾斜式 液压缸结构。参见图 5。 4 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 图 5 斜液压缸结构 在平台中,C 点是固定铰支,点 B 和 D 分别在滑动铰支架底部和上部平台。当 使用相同的结构时,该参数的摩擦力是相同的,并表示为 Ff,所有的剪刀都有相同 的长度表示为 l,进行力的分析时,它们的重量是被忽略的。液压缸固定在两剪刀的 中间点,如图 5。 假定气缸的工作线和底部的夹角是β ,α 是从倾斜的剪刀的底部的角度,平台本 身的权重和平台的负载增加了 G,与重心有一段距离,这段距离用 P 表示。当整个机 器上升和下降时,不改变 P 的距离,参见图 6。 图 6 剪刀力分析 剪刀受力分析的第一步是对剪刀平台的分析,重量 G 是分布式的两把剪刀机构 的总重量,所以单把剪刀机构的重量是 0.5G,以下是我们对剪刀平台的相关的受力 分析。 5 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 Tc ? cos ? ? fd Tc ? sin ? ? N d ? G / 2 fd ? f ? N d 平台受力分析如图 7 所示 图 7 平台的受力分析 Tcx ? Tcy ? G /2 G /2 Tc ? cos ? ? fd ? f ? N d Tc ? sin ? ? Tcy ? N d ? Tc ? sin ? ? N d ? p ? Tcy ? l cos ? 通过力分析和计算,得到所要求的力。 4 基于专业软件的建模 在传统的机械设计中,在受力分析后,机械图纸的设计是一项艰难的工作,将花 费大量的时间来设计。但现随着计算机技术的发展,我们的设计可以在电脑上完成, 在原型诞生之前,可以看到该机构的仿真模型。使用三维软件,如临/电子,整个时 间将缩短,设计更加科学、可行性高。 考虑到平台的布局,设计了一个可以在需要时折叠的平台。该平台的外壳与 25*25 mm 2 空心心柱进行焊接,该平台是由尺寸为 800*900 mm 2 的厚度为 16mm 的钢板 构成,如图 8 所示。 图 8 平台模型 当上平台的门打开,最大角度是 270 度,从而获得更宽敞的空间,见图 9 6 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 图 9 侧门模型 两个主要的外壳和两个侧门可以折叠在一起,更大的空间,见图 10。 图 10 折叠外壳模型 整个升降平台是是通过软件设计的,通过它可以模拟出一个机构,见图 11。 7 浙江工业大学之江学院毕业设计(论文) 外文翻译 图 11 整体升降平台模型 5 总结 通过调整包括驱动电机参数、运动时间和运动顺序在内的运动参数,通过软件的 计算,可以得到完美的和令人满意的仿真运动模型 在播放界面上选择干扰检查, 并设置整体检查模式。 仿真模型中没有任何干扰区。 这个结果是理想的。 在本文中,提出了一种基于专业/软件的剪刀式升降平台的设计,主要包括三维 建模,视觉装配,干涉检查等,这有助于设计师在二维设计中发现问题。从三维软件 中建立的模型充分地表达了设计师的思想。 设计技术面从传统的生产设计、制造方式和装配过程中改变了很多,这种技术使 得在制造过程中的装配和使用性能分析变成可行,它会在问题发生之前,通过样品机 发现问题。该技术还可通过设计优化、缩短设计周期、降低开发成本、响应市场容量 等方面进行研究。 8

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