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摘 要
此設(shè)計(jì)內(nèi)容是組裝式儲(chǔ)液塔半自動(dòng)噴涂機(jī)的升降部分，其主要功能是帶動(dòng)載有人和噴槍座的平臺(tái)對(duì)大型儲(chǔ)液罐的內(nèi)壁進(jìn)行全方位噴涂，以提高噴涂效率和減低人工成本。
本文把剪叉式升降機(jī)構(gòu)作為整體設(shè)計(jì)的升降部分。選擇雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)的液壓缸布置方式，確定液壓缸和剪叉機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系，然后通過虛位移原理求出液壓活塞桿的推力，并對(duì)各個(gè)剪叉桿受力分析后，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核，確保升降部分的可靠性和安全。最后進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括液壓缸、泵等元件的計(jì)算設(shè)計(jì)，并且按需求查標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的規(guī)格型號(hào)后，完成液壓系統(tǒng)原理圖。此設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的上部和噴槍座平臺(tái)連接，下部和移動(dòng)機(jī)架連接，組成組裝式儲(chǔ)液罐半自動(dòng)噴涂機(jī)。剪叉結(jié)構(gòu)其升高可達(dá)八米左右，并可以承受較重的載荷，可以與不同的平臺(tái)改裝和組合，在不同的工作環(huán)境下完成不同的工作內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：噴涂機(jī)； 剪叉式升降機(jī)構(gòu)； 液壓驅(qū)動(dòng)
I
ABSTRACT
This design content is the assembly type liquid storage tower semi-automatic spraying machine's lifting part, its main function is to drive the person and the gun seat platform to carry on the omni-directional spraying to the large liquid storage tank's interior wall, in order to raise the spraying efficiency and reduces the labor cost.
In this paper, the scissor-type lifting mechanism is used as the lifting part of the whole design. Choose the arrangement of hydraulic cylinder with double hinged scissor-type structure, the position relation between the hydraulic cylinder and the shearing fork mechanism is determined, then the thrust of the hydraulic piston rod is obtained by the virtual displacement principle, and the strength and rigidity are checked to ensure the reliability and safety of the lifting part after the force analysis of each shear fork rod. Finally, the hydraulic system design, including hydraulic cylinder, pump and other components of the calculation and design, and check the "Mechanical design Manual" according to the standard selection of the corresponding specifications model, complete the hydraulic system schematic diagram. The upper part of the design mechanism is connected with the gun seat platform, the lower part and the movable frame are connected, and the semi-automatic spraying machine of the assembled liquid storage tank is formed.The shear fork structure can rise up to eight meters, and can withstand heavier load, can be modified and combined with different platforms, in different working environment to complete different work content.
Key Words：Spraying machine；Shear fork lift mechanism；Hydraulic drive
IV
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 - 3 -
1.1 國(guó)內(nèi)噴涂機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史 - 3 -
1.2 國(guó)內(nèi)升降機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史 - 3 -
1.3 升降機(jī)構(gòu)分類 - 4 -
1.4 升降機(jī)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì) - 5 -
2 方案設(shè)計(jì) - 6 -
2.1 升降機(jī)構(gòu)選擇 - 6 -
2.2 剪叉式結(jié)構(gòu)形式選擇 - 6 -
2.3 噴涂機(jī)整體方案設(shè)計(jì) - 7 -
2.4 剪叉式升降方案設(shè)計(jì) - 8 -
3 零件設(shè)計(jì) - 10 -
3.1 臺(tái)板設(shè)計(jì) - 10 -
3.2 剪叉機(jī)構(gòu)和臺(tái)板連接塊設(shè)計(jì) - 11 -
3.3 剪叉桿初步設(shè)計(jì) - 11 -
3.4 銷的選擇 - 12 -
4 剪叉式機(jī)構(gòu)計(jì)算校核 - 13 -
4.1 液壓缸推力計(jì)算 - 13 -
4.2 計(jì)算剪叉臂鉸點(diǎn)力 - 15 -
4.3 剪叉桿強(qiáng)度和剛度校核 - 17 -
5 液壓系統(tǒng) - 21 -
5.1 設(shè)計(jì)要求 - 21 -
5.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 21 -
5.3 確定系統(tǒng)工作壓力 - 23 -
5.4 液壓缸選擇和尺寸計(jì)算 - 23 -
5.5 確定液壓泵規(guī)格和電機(jī)功率 - 24 -
5.6 液壓系統(tǒng)元件選擇 - 26 -
5.7 液壓系統(tǒng)特點(diǎn) - 27 -
6 結(jié) 論 - 28 -
參考文獻(xiàn) - 29 -
附錄1：外文翻譯 - 30 -
附錄2：外文原文 - 38 -
致 謝 - 46 -
1 緒論
目前，大型儲(chǔ)液罐應(yīng)用比較廣泛，主要在應(yīng)用在石油及其衍生產(chǎn)品等類似的化工行業(yè)中，用于儲(chǔ)存原油及其化工產(chǎn)品。在儲(chǔ)液罐建成以后，一般都需要在其內(nèi)壁表面進(jìn)行噴涂保護(hù)，其可以有效的起到防止燃燒、爆炸和腐蝕等作用。我國(guó)是世界石油需求大國(guó)，需要大量的儲(chǔ)液塔來儲(chǔ)存石油。但目前我國(guó)對(duì)大型的儲(chǔ)液罐內(nèi)壁的噴涂基本都是人工完成的，需要人工爬梯或搭腳手架來涂刷，缺少自動(dòng)化和機(jī)械化的裝置，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。此次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要為此而設(shè)計(jì)一種對(duì)儲(chǔ)液罐內(nèi)壁進(jìn)行特殊涂料噴涂的組裝式半自動(dòng)噴涂機(jī)，具有很好的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
噴涂機(jī)應(yīng)有三部分組成，分別為噴槍座、升降機(jī)構(gòu)和可移動(dòng)機(jī)架。其中升降機(jī)構(gòu)主要功能是帶動(dòng)載重平臺(tái)到達(dá)指定的高度并且保持穩(wěn)定。目前升降機(jī)構(gòu)類型有很多種，其中液動(dòng)剪叉式升降機(jī)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛，其具有行程大、升力大、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟。
1.1 國(guó)內(nèi)噴涂機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史
自動(dòng)噴涂機(jī)的主要功能是將需要的涂料在一定程度的自動(dòng)化下，對(duì)需要噴涂的物體表面進(jìn)行均勻的噴涂，達(dá)到高質(zhì)量效果涂層。相比人工涂刷，它不僅使涂層更加均勻，而且提高了噴涂工作效率，降低了成本，同時(shí)還降低了涂料產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體對(duì)工作人員的傷害。
相比于國(guó)外，國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化噴涂設(shè)備起步比較晚，目前主要應(yīng)用在汽車生產(chǎn)線上。上個(gè)世紀(jì)九十年代前后，北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所機(jī)器人中心首先開始進(jìn)行對(duì)噴涂機(jī)器人的研究，其主要是在國(guó)外的研究基礎(chǔ)上展開的，隨著研究的進(jìn)行，相關(guān)技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。2000 以年來由于國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展迅速，許多制造公司也在設(shè)計(jì)制造我國(guó)自己的噴涂機(jī)器人，在此同時(shí)國(guó)外的 MOTOMAN 公司與我國(guó)北京首鋼集團(tuán)合作，瑞士 ABB 公司在京滬建立分公司，以銷售噴涂機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人為主【1】。目前，我國(guó)對(duì)噴涂機(jī)器人的需求量較大，但在這方面技術(shù)還是相對(duì)落后，大部分噴涂機(jī)器人還是要從國(guó)外進(jìn)口，在后期還存在維修和保養(yǎng)的問題。因此，現(xiàn)在我們應(yīng)當(dāng)加快研發(fā)，要盡快設(shè)計(jì)制造出高質(zhì)量的噴涂機(jī)器人。
1.2 國(guó)內(nèi)升降機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史
升降機(jī)，主要功能是提升重物和運(yùn)送貨物，在工程施工方面應(yīng)用較多。自1973年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)齒輪齒條式施工升降機(jī)誕生以來，歷經(jīng)30多年的不斷發(fā)展，升降機(jī)在結(jié)構(gòu)形式、功能、用途、安全裝置等多個(gè)方面都有了很大的變化和發(fā)展【2】。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)階段我國(guó)在升降機(jī)的設(shè)計(jì)、制造及使用維護(hù)方面還有一定的差距。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升降平臺(tái)設(shè)備零部件的廠家較少，且規(guī)格型號(hào)少，液壓驅(qū)動(dòng)元件、電氣控制元件等相關(guān)附件元件的可靠性和性能還不夠高，導(dǎo)致了升降設(shè)備的基礎(chǔ)部件配套水平差，使國(guó)內(nèi)升降機(jī)的研發(fā)受到了一定的阻力。這些廠家中大多都是小型企業(yè)，在生產(chǎn)工藝和專業(yè)化方面水平較低，生產(chǎn)效率不高，且缺少研發(fā)能力。
國(guó)產(chǎn)升降設(shè)備科技含量較低，品質(zhì)一般，現(xiàn)在大多數(shù)還處于中低端設(shè)備，高端設(shè)備比較少，在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力還不夠大。在研發(fā)方面，核心技術(shù)的研發(fā)投入力度還不夠，動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)技術(shù)等相比國(guó)際先進(jìn)水平，還有一定的差距。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)升降機(jī)的同時(shí)，借助中國(guó)智造2025，伴隨國(guó)內(nèi)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在順應(yīng)世界升降機(jī)發(fā)展方向的同時(shí)，增加創(chuàng)新和研發(fā)力度，使國(guó)產(chǎn)升降機(jī)向系列化、復(fù)合化和模塊化方向不斷發(fā)展。
1.3升降機(jī)構(gòu)分類
升降平臺(tái)主要作為一種運(yùn)輸和起重裝置，在物流、城市停車、裝配、海上石油開采和工程建造等領(lǐng)域有十分廣泛的用途。其主要功能是將載重平臺(tái)升舉到不同高度，并可保持穩(wěn)定完成工作。升降機(jī)構(gòu)可以分為剛性和柔性兩種，其中剛性機(jī)構(gòu)有齒輪齒條式、絲桿式、柱塞式和剪叉式幾種，柔性機(jī)構(gòu)有鋼絲繩式和鏈條式。下面幾種機(jī)構(gòu)可以作為此設(shè)計(jì)的升降部分。
（1）剪叉式升降機(jī)構(gòu)
剪叉式升降機(jī)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的起重設(shè)備，經(jīng)常作為高空作業(yè)平臺(tái)的升降部分，在生活中隨處可見。其主要作用是把載有人的平臺(tái)運(yùn)送到指定高度進(jìn)行作業(yè)，也可以用來運(yùn)送貨物。這種結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、升舉力大、運(yùn)行平穩(wěn)、停位安全可靠、成本低等，且技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛。目前廣泛應(yīng)用在工廠設(shè)備檢測(cè)、工程建設(shè)、電力維修和船舶制造等領(lǐng)域。其工作過程即在液壓缸驅(qū)動(dòng)下剪叉機(jī)構(gòu)伸展和壓縮，當(dāng)剪叉平臺(tái)處于最低位置時(shí)，剪叉機(jī)構(gòu)壓縮便于移動(dòng)和存儲(chǔ)；當(dāng)平臺(tái)工作時(shí)，剪叉機(jī)構(gòu)能快速展開且速度平穩(wěn)，擁有較高的工作效率【3】。目前廣泛應(yīng)用在工廠設(shè)備檢測(cè)、工程建設(shè)、電力維修和船舶制造等領(lǐng)域
（2）柱塞式升降機(jī)構(gòu)
柱塞式升降機(jī)構(gòu)以液壓驅(qū)動(dòng)，需要與液壓系統(tǒng)相配合。工作原理是液壓泵將液壓油從油箱抽出，經(jīng)過管道和各種閥之后進(jìn)入液壓缸，在油壓的作用下，活塞桿推動(dòng)升降平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上升，下降則可以通過平臺(tái)的自重來進(jìn)行。其具有運(yùn)動(dòng)精確度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平穩(wěn)性好、運(yùn)行安全可靠和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)是使用時(shí)需要定期潤(rùn)滑，需保持液壓油清潔，且能耗較大，升高有限，運(yùn)動(dòng)同步進(jìn)度較差。所以柱塞式升降機(jī)構(gòu)通常用在較低的作業(yè)場(chǎng)所，不適合應(yīng)用在高度過高的作業(yè)平臺(tái)方面，因此應(yīng)用比較少。
（3）齒輪齒條式升降機(jī)構(gòu)
齒輪齒條機(jī)構(gòu)由齒條部分和齒輪部分組成，其將降旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)升降平臺(tái)的上升和下降。它具有運(yùn)動(dòng)速度快、操作簡(jiǎn)單、工作連續(xù)、精度高和同步性好等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪聲大，加工制造和安裝困難，齒輪磨損快，需要定期更換，且成本較高。一般應(yīng)用在大型設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，如深海鉆井平臺(tái)、核電建設(shè)等領(lǐng)域。
（4）絲桿式升降機(jī)構(gòu)
絲桿升降機(jī)構(gòu)和齒輪齒條一樣，都是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，它是將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行升降。絲桿升降機(jī)構(gòu)一般與電驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)配套使用。滾珠絲桿升降機(jī)是一種利用蝸桿副帶動(dòng)滾珠絲杠副進(jìn)行升降的精密起重部件，具有傳動(dòng)效率高、體積小、安裝方便、壽命長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，并且可在一定條件下實(shí)現(xiàn)自鎖，具備小動(dòng)力大推力傳動(dòng)特點(diǎn)【4】。
1.4 升降機(jī)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)
通過對(duì)2017年3月在美國(guó)舉辦的拉斯維加斯工程機(jī)械展會(huì)上其他國(guó)家展出的升降設(shè)備實(shí)物來看，未來升降設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：
（1） 模塊化；
（2） 數(shù)字化；
（3） 智能化；
（4） 人性化；
（5） 高效環(huán)保；
（6） 安全可靠；
2 方案設(shè)計(jì)
2.1 升降機(jī)構(gòu)選擇
設(shè)計(jì)要求為升降高度8m左右，并能夠從直徑1m儲(chǔ)液塔入口進(jìn)入，所以需要設(shè)計(jì)為可拆卸型的。為了保證噴涂效果和作業(yè)人員安全，需要較良好的穩(wěn)定性。因?yàn)樵趦?chǔ)液罐內(nèi)部工作，所以需要控制其噪音的大小，防止對(duì)作業(yè)人員的聽力造成損傷。在升降機(jī)構(gòu)頂端，需要搭載噴槍座和工作人員，要求具有一定的搭載面積。綜合高度、工作環(huán)境等各方面因素，此升降機(jī)構(gòu)選擇剪叉式升降機(jī)構(gòu)。剪叉式升降機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程范圍廣、剛度高、穩(wěn)定性、升力大、噪聲小、可靠性高，并且可停在舉升范圍內(nèi)的任意高度。剪叉式目前在高空作業(yè)平臺(tái)方面應(yīng)用比較普及，且技術(shù)也比較成熟，在加工組裝方面也較為方便，因此此設(shè)計(jì)的升降結(jié)構(gòu)選擇為剪叉式。
2.2 剪叉式結(jié)構(gòu)形式選擇
首先選用液動(dòng)剪叉式升降機(jī)構(gòu)，其制造容易，成本低，可靠性高，容易維修保養(yǎng)，已在各種高空作業(yè)平臺(tái)中大范圍使用。此剪叉式平臺(tái)設(shè)計(jì)需具有一定承載量和較大范圍的升降，且結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，整體尺寸要符合實(shí)際情況，能從1m直徑的入口進(jìn)入，目前相對(duì)于此設(shè)計(jì)普遍有兩種結(jié)構(gòu)方案選擇。一種為水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)，另一種為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。
圖2.1 剪叉式兩種結(jié)構(gòu)方案
水平固定剪叉式升降機(jī)構(gòu)，如圖2.1 a所示，其作業(yè)平臺(tái)的升降距離范圍遠(yuǎn)大于液壓缸的行程，并且在工作過程中能夠?qū)崿F(xiàn)快速升降，可以節(jié)省到一定的時(shí)間。但其缺點(diǎn)是活塞桿在升降過程中會(huì)承受到一定的橫向力，對(duì)密封件的使用壽命會(huì)有影響。且液壓活塞桿承受的實(shí)際載荷力要超出平臺(tái)上的總載荷，所以實(shí)際應(yīng)用中采用很少【5】。
雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)，如圖2.1 b所示，其平臺(tái)的升降范圍可以是液壓缸行程的二倍以上，且避免了水平固定式升降機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較合理，因此，目前在各領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用十分的廣泛。所以選擇雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)為此噴涂機(jī)的升降機(jī)構(gòu)。
2.3 噴涂機(jī)整體方案設(shè)計(jì)
此次設(shè)計(jì)為組裝式儲(chǔ)液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動(dòng)噴涂機(jī)，主要有噴槍座和載人平臺(tái)、升降機(jī)構(gòu)、可移動(dòng)機(jī)架三部分組成，如圖2.2，分別有三位同學(xué)完成。三部分通過臺(tái)板由螺栓相連接，因?yàn)閮?chǔ)液塔進(jìn)口尺寸的限制，所以只能在進(jìn)入儲(chǔ)液塔內(nèi)以后再進(jìn)行組裝，噴涂完成后拆卸再搬運(yùn)。
上部為噴槍座平臺(tái)，其主要設(shè)計(jì)有臺(tái)板、座椅、噴槍座和圍欄組成，通過不同直徑的螺栓連接。臺(tái)板主要用來固定安放座椅和噴槍座，在臺(tái)板的四周布置有圍欄，防止人從高空墜落。臺(tái)板下面安裝有橫梁框架，目的是為了增加臺(tái)板的承重能力，并且減低平臺(tái)的重量。噴槍座主要是用來支撐噴槍，并且可以控制噴射角度，以方便噴涂。
中部為升降機(jī)構(gòu)，選擇用液動(dòng)剪叉式結(jié)構(gòu)。單組剪叉結(jié)構(gòu)到不到要求噴涂的高度，所以由兩組相同的結(jié)構(gòu)由螺栓連接組合。其升高高度可以達(dá)到7.5~8m左右。其主要零件包括液壓缸、剪叉桿、臺(tái)板及剪叉機(jī)構(gòu)和臺(tái)板之間的連接塊。液壓缸為驅(qū)動(dòng)源，活塞桿推動(dòng)剪叉桿上升或下降，剪叉桿是主要的受力機(jī)構(gòu)，剪叉桿之間用銷連接。
下部為可移動(dòng)基架，其主要有壓桿、支腿、臺(tái)板和輪胎組成。機(jī)架高度有1m多，所以壓桿和臺(tái)板之間用鉸鏈連接，以方便其進(jìn)入儲(chǔ)液塔內(nèi)。支腿主要作用是增加機(jī)架的承載能力，設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)收縮式，在進(jìn)入時(shí)收縮，組裝好后再打開。
圖2.2 噴涂機(jī)整體結(jié)構(gòu)
2.4 剪叉式升降方案設(shè)計(jì)
按照基本要求，設(shè)計(jì)選擇合適的布置方案?；疽鬄樯叽蠹s在8m左右，且能夠從直徑1m的入口進(jìn)入。為了滿足基本要求，設(shè)計(jì)方案如圖2.3所示：
通過計(jì)算后，所需升高應(yīng)在7.5左右，如果只有一組三級(jí)剪叉式升降機(jī)構(gòu)則不滿足所需要的升降高度，所以用兩組來達(dá)到需要的升高范圍。兩組機(jī)構(gòu)通過螺栓來連接，在升降時(shí)，可以同時(shí)升降或者一組一組先后升降，這樣可以縮短升降所需要的時(shí)間。而且選用兩組對(duì)噴涂機(jī)整體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度有很大的提升。
此方案既可以滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的基本要求，且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便。在計(jì)算時(shí)，只需要對(duì)承受載荷大的下面一組進(jìn)行穩(wěn)定性校核即可。
圖2.3 升降方案設(shè)計(jì)
3 零件設(shè)計(jì)
3.1 臺(tái)板設(shè)計(jì)
臺(tái)板位于剪叉機(jī)構(gòu)的上部和下部，主要起到支撐及連接噴槍座平臺(tái)和移動(dòng)機(jī)架的作用。根據(jù)剪叉機(jī)構(gòu)和噴槍座平臺(tái)的尺寸，確定臺(tái)板的長(zhǎng)度為1800mm，寬度為800mm，臺(tái)板材料采用35號(hào)鋼。
圖3.1 臺(tái)板
臺(tái)板形狀如圖3.1，大孔直徑為30mm，通過螺栓來連接兩臺(tái)板；小孔直徑為10mm，用來連接鉸鏈和臺(tái)板。在臺(tái)板上面需要有剪叉機(jī)構(gòu)的滑道，用來限制滑輪在臺(tái)板上的運(yùn)動(dòng)軌跡，使噴槍座平臺(tái)能夠平穩(wěn)上升和下降。臺(tái)板在整個(gè)方案中只起到連接和承重的作用，所以對(duì)其加工精度要求不需要太高，鑄造完成即可。滑道相對(duì)來說對(duì)升降運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)有影響，其加工精度要求較高，可以通過加工中心來加工。最后臺(tái)板和滑道可以通過焊接連接在一起。因?yàn)橐还灿袃山M剪叉機(jī)構(gòu)，所以整體一共需要4塊這樣的臺(tái)板。
3.2 剪叉機(jī)構(gòu)和臺(tái)板連接塊設(shè)計(jì)
此連接塊作用為連接剪叉機(jī)構(gòu)或液壓缸和臺(tái)板，在其上面鉆鉸孔，用銷來連接。其結(jié)構(gòu)形狀如圖3.2所示。因外表面需求精度低，所以可以先通過鑄造得到毛胚，然后再進(jìn)行鉸孔，孔的精度要求較高。
圖3.2 連接塊
3.3 剪叉桿初步設(shè)計(jì)
剪叉桿是此設(shè)計(jì)重要的部件，主要的受力構(gòu)件。在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)它加以重視。剪叉桿的強(qiáng)度和剛度，影響著噴涂機(jī)整體的安全可靠性和穩(wěn)定性，因此需要需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算校核，對(duì)其校核在下一章中。
此設(shè)計(jì)的剪叉結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)人和噴槍座平臺(tái)的重量，其承重載荷相對(duì)較輕。因?yàn)閲娡繖C(jī)工作環(huán)境在儲(chǔ)液罐內(nèi)，而且是組裝式的，因此不僅要限制其尺寸，而且還要對(duì)其質(zhì)量加以控制，以免過重而導(dǎo)致搬運(yùn)困難和下部的移動(dòng)基架強(qiáng)度不夠。為了減輕剪叉桿的質(zhì)量，可以將其做為橫截面為矩形的空心管類型。如圖3.3所示。
圖3.3 剪叉桿
設(shè)計(jì)要求儲(chǔ)液塔高度為10m，除去上部噴槍座和下部移動(dòng)基架的高度可得兩組剪叉升降結(jié)構(gòu)打開后高度大約為7.5左右，所以由此可得每個(gè)剪叉桿的長(zhǎng)度。經(jīng)過初步設(shè)定剪叉桿的兩端鉸接孔之間的距離為1.5m。
查閱剪叉升降機(jī)構(gòu)的相關(guān)資料，根據(jù)受到載荷的大小和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以初步選定剪叉桿的橫截面尺寸如圖3.4所示，在下一章按初步選定的剪叉桿尺寸進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核，看是否能夠滿足要求，如果不滿足要求則對(duì)剪叉桿尺寸再進(jìn)行改變?cè)O(shè)計(jì)。
圖3.4 剪叉桿橫截面
3.4 銷的選擇
根據(jù)剪叉桿的初步設(shè)計(jì)需求，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷（王文斌主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版）表6.3—48選擇直徑為30mm的GB/T 119.1型圓柱銷，其材料為不淬硬鋼。
4 剪叉式機(jī)構(gòu)計(jì)算校核
4.1 液壓缸推力計(jì)算
液壓缸推力可以通過虛位移原理來計(jì)算。虛位移原理是指對(duì)于具有理想約束的質(zhì)點(diǎn)系，其平衡的充分條件是：作用于質(zhì)點(diǎn)系的所有主動(dòng)力在任何虛位移中所作虛功的和等于零【6】。其公式是：
Fixδxi+Fiyδxy+Fizδxz=0 (1)
式中：Xi 、Y i 、Z i 是力在 x，y，z 方向上的分量；δxi 、δyi 、δzi 是質(zhì)點(diǎn)系在 x，y，z 方向的虛位移；
在剪叉機(jī)構(gòu)中，外載荷W為剪叉機(jī)構(gòu)所受的一個(gè)外力，設(shè)其虛位移為δW,液壓缸對(duì)剪叉臂的推力為F，其虛位移為δF，根據(jù)虛位移原理可得：
W×δw+F×δF=0 (2)
式中載荷 W 為已知量，只要知道外載荷的虛位移 δW 和液壓缸推力的虛位移 δF，便可根據(jù)公式（2）求出液壓缸推力 F。
剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4-1所示：
圖4.1 剪叉式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
如圖所示，建立直角坐標(biāo)系，其中載荷P作用于W點(diǎn)，W點(diǎn)在y方向的坐標(biāo)分析得：
Wy=2Lsinα
式中：L—剪叉臂兩端銷孔中心距；
α—剪叉桿與水平面夾角；
經(jīng)變分運(yùn)算的：
δWy=2Lcosαδα 3
液壓桿作用點(diǎn)坐標(biāo)表達(dá)式如下：
Xs=0.5L-acosα
Ys=(1.5L+a)sinα
經(jīng)變分運(yùn)算的：
δxs=0.5L-acosαδα 4
δys=(1.5L+a)sinαδα 5
根據(jù)式（2）對(duì)剪叉式平臺(tái)使用虛位原理可得：
Fcosθδxs+Fsinθδys-Pδwy=0 (6)
式中：θ—液壓缸軸線與水平面方向的夾角；
由式（6）可得到液壓缸推力表達(dá)式：
F=Pδywcosθδxs+sinθδys (7)
將θ=35°，α=5°，a=0.375m，P=5KN帶入公式7，計(jì)算得液壓缸推力為8.5KN。
4.2 計(jì)算剪叉臂鉸點(diǎn)力
由經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)剪叉臂α角最小時(shí)，液壓缸推力F最大。當(dāng)F最大時(shí)，各剪叉桿受力分析如圖4.2所示：
圖4.2 剪叉桿受力分析
由于各剪叉桿處于平衡狀態(tài)，所以各桿所受合力和合力矩都為零。根據(jù)受力分析，列出力和力矩平衡方程如下：
對(duì)AD桿受力分析：
Fx=0: FOx+FDx-FAx=0 (8)
Fy=0: FAy+FOy-FDy=0 (9)
MO=0: -FAyL2cosα+FAxL2sinα+FDyL2cosα-FDxL2sinα=0 (10)
MA=0: FOyL2cosα+FOxL2sinα-FDyLcosα+FDxLsinα=0 (11)
對(duì)BC桿受力分析：
Fx=0: P'- FOx-FCx=0 (8)
Fy=0: FB-FOy+FCy=0 (9)
MO=0: -FCyL2cosα-FCxL2sinα+FBL2cosα-P'L2sinα=0 (10)
MC=0: -FOyL2cosα+FOxL2sinα+FBLcosα-P'Lsinα=0 (11)
對(duì)CF桿受力分析：
Fx=0: FCx-FPx-FFx=0 (12)
Fy=0: -FCy+FPy-FFy=0 (13)
MP=0: FCyL2cosα-FCxL2sinα-FFyL2cosα-FFxL2sinα=0 (14)
MC=0: FPyL2cosα-FPxL2sinα-FFyLcosα-FFxLsinα=0 (15)
對(duì)ED桿受力分析：
Fx=0: FEx+FPx-FDx-FX=0 (16)
Fy=0: - FEy-FPy+FDy+Fy=0 (17)
MP=0: FEyL2cosα+FExL2sinα+FDyL2cosα+FDxL2sinα-Fyacosθ-Fxasinθ=0 (18)
ME=0: -FPyL2cosα-FPxL2sinα+FDyLcosα+FDxLsinα+FyL2-acosθ+FxL2-asinθ =0 (19)
對(duì)EH桿受力分析：
Fx=0: -FEx+FQx+P''=0 (20)
Fy=0: FEy+FPy-FH=0 (21)
MQ=0: -FEyL2cosα+FExL2sinα-FHL2cosα+P''L2sinα=0 (22)
ME=0: FQyL2cosα-FQxL2sinα-FHLcosα+P''Lsinα=0 (23)
對(duì)GF桿受力分析：
Fx=0: FFx-FGx-FQx=0 (24)
Fy=0: -Fgy-FQy+FFy=0 (25)
MQ=0: FGyL2cosα-FGxL2sinα-FFyL2cosα+FFxL2sinα=0 (26)
MG=0: -FQyL2cosα+FQxL2sinα+FFyLcosα-FFXLsinα=0 (27)
以上式子中：
Fx=Fcos?; Fy=Fsin? (28)
FH=P4 (29)
FGx=P4cosα; FGy=P4sinα (30)
其中，液壓缸推力F和載荷P都已知，聯(lián)立方程8—30，即可求出各支反力的大小。在對(duì)剪叉桿校核時(shí)，只需要對(duì)受力最大的一根桿進(jìn)行校核即可。
4.3 剪叉桿強(qiáng)度和剛度校核
根據(jù)已知的參數(shù)，載重為5KN，剪叉桿起始角度為5°，液壓缸軸線與水平面夾角為55°帶入各桿件力平衡方程8~30中，利用MATLAB進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果，CD桿受力最大，所以只對(duì)其進(jìn)行抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核。CD桿的MATLAB計(jì)算程序如圖4.3，計(jì)算結(jié)果如圖4.4。
圖4.3 CD桿的MATLAB計(jì)算程序
圖4.4 CD桿的MATLAB計(jì)算結(jié)果
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一卷表3—1—6選擇Q235號(hào)鋼，其抗拉強(qiáng)度為σb=370~500Mpa，抗彎強(qiáng)度為σs=235Mpa。
4.3.1 剪叉桿ED桿抗拉強(qiáng)度校核
因剪叉桿剛開始與水平面的夾角較小，則可以直接把求得X軸方向的力直接作為軸向力，其各點(diǎn)的拉應(yīng)力大小如下：
FEx=-7.75KN
FPx=21.64KN
FDx=-9.02KN
Fx=-4.87KN
根據(jù)軸向力做做軸力圖如圖4.5所示：
圖4.5 ED桿軸力圖
由軸力圖可以看出SP段的軸向力最大，軸的橫截面積為A=2160mm2 。
則最大拉應(yīng)力為：
σb=FNA=216402160×10-6=10Mpa<[σb]
因材料抗拉強(qiáng)度為370Mpa，取安全系數(shù)為2后，ED桿也可以滿足抗拉強(qiáng)度，所以符合強(qiáng)度要求。
4.3.2 剪叉桿ED抗彎強(qiáng)度校核
ED桿所受的y方向的力即為徑向力，由MATLAB求得的ED桿各點(diǎn)的徑向力如下：
FEy=7.75KN
FPy=-21.60KN
FDy=9.06KN
Fy=6.97KN
由徑向力計(jì)算彎矩：
ES段彎矩：
M=FEya=2600N?m
SP段彎矩：
M=Fya-FPyL2=-13600N?m
則剪叉桿ED彎矩圖如圖4.6
圖4.6 ED桿彎矩圖
由圖可知，P點(diǎn)為最大彎矩點(diǎn)：Mmax=13600N·m
P點(diǎn)出抗彎截面系數(shù)為：
W=Iyy=4.06×10-3 m3
則最大彎曲應(yīng)力為：
σs=MW=3.35Mpa<[σs]
因材料抗彎強(qiáng)度為235Mpa，取安全系數(shù)為2， ED桿也可以滿足抗彎強(qiáng)度，所以符合剛度要求。
因?yàn)镋D桿滿足強(qiáng)度和剛度要求，所以其他剪叉桿也滿足要求，即初步選定剪叉桿的尺寸可以滿足要求。
5 液壓系統(tǒng)
5.1 設(shè)計(jì)要求
首先列出產(chǎn)品基本情況，對(duì)液壓系統(tǒng)的基本要求如下：
1) 主要用于較輕載荷平臺(tái)的起升，尺寸要小；
2) 工作時(shí)速度較緩慢，液壓沖擊小；
3) 最大推力定位16KN；
4) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要好好；
5) 升起時(shí)穩(wěn)定性要好；
7) 性能可靠，便于移動(dòng)，價(jià)格低廉；
在工廠生產(chǎn)及生活中，通常需要用到升降式的工作臺(tái)。大多數(shù)升降式工作臺(tái)用來作輸送和定位的裝置，而其驅(qū)動(dòng)裝置一般時(shí)候都選用液壓缸，因?yàn)橐簤焊卓煽啃愿摺⑦\(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、構(gòu)造簡(jiǎn)單，且成本較低，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
5.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.2.1 繪制液壓系統(tǒng)圖
液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)中比較重要的一部分，目前液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要依靠經(jīng)驗(yàn)法。設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，除了滿足安全可靠的工作外，還需要有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用、效率高和維護(hù)方便等特性。此升降部分由兩組相同的剪叉式結(jié)構(gòu)組成，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以利用對(duì)稱性對(duì)其中一組進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。
1.油箱 2.過濾器 3.液壓泵 4.單向閥 5.溢流閥 6.調(diào)速閥
7.兩位四通換向閥 8.11.三位四通換向閥 9.12.單向調(diào)速閥 10.13.液壓缸
圖5.1 液壓系統(tǒng)圖
5.2.2 液壓系統(tǒng)工作原理
如圖5.1所示，剪叉式升降臺(tái)在液壓桿的活塞桿的作用下上升或下降。兩組升降平臺(tái)由一個(gè)液壓泵來提供動(dòng)力，通過調(diào)節(jié)8、11換向閥的置位，可以控制兩組升降平臺(tái)的上升和下降，在工作時(shí)可以讓兩組液壓系統(tǒng)同時(shí)升降或按順序分開升降。
工作時(shí)，電機(jī)在起動(dòng)后，液壓泵3開始供油。油箱1內(nèi)的液壓油通過過濾器2和溢流閥5后調(diào)整為需要的壓力，此時(shí)換向閥7置左位，液壓油會(huì)流回油箱，升降平臺(tái)無動(dòng)作。
要想使平臺(tái)上升時(shí)，則使換向閥6置右位，換向閥8置左位，換向閥11置右位，則液壓油通過三個(gè)換向閥和兩個(gè)單向調(diào)速閥9、12進(jìn)入液壓缸10、13，活塞桿則會(huì)推動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)上升。當(dāng)平臺(tái)上升到一定位置，需要其保持其高度時(shí)，則需將換向閥6置左位，換向閥8、11置中位，液壓泵抽出的油流回油箱，液壓缸內(nèi)停止供油，并保持一定的壓力，是平臺(tái)高度保持不變。當(dāng)平臺(tái)需要下降時(shí)，則使換向閥置7位，換向閥8置右位，換向閥11置左位即可。
5.3 確定系統(tǒng)工作壓力
選擇液壓缸時(shí)需要考慮系統(tǒng)壓力的大小，而設(shè)備類型、結(jié)構(gòu)要求、載荷大小和技術(shù)水平?jīng)Q定了液壓系統(tǒng)的工作壓力。當(dāng)載荷一定時(shí)，系統(tǒng)的工作壓力低，會(huì)使執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸增大，而且也不夠經(jīng)濟(jì)。對(duì)于此設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)要求較高，所以壓力相對(duì)不能太低。如果壓力選擇太高，則會(huì)使液壓泵、液壓閥、液壓缸等元件的制造精度和密封性要求較高，所以壓力選擇不能夠太高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》表20 —2—11（各類設(shè)備常用工作壓力）選擇中壓一般系統(tǒng)，初步選擇為15Mpa。
5.4 液壓缸選擇和尺寸計(jì)算
5.4.1 液壓缸選擇
液壓缸在液壓系統(tǒng)中的作用是將液壓能變?yōu)闄C(jī)械能。根據(jù)設(shè)計(jì)需求狀況，只需要活塞做單向運(yùn)動(dòng)，并且在外載荷的作用下反向返回。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》表20—6—1(液壓缸的分類)選擇單作用活塞液壓缸。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4.2所示：
圖5.2 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.4.2 液壓缸尺寸計(jì)算
此設(shè)計(jì)中，活塞桿一直是受壓的狀態(tài)，無受拉的狀態(tài)，由此可以得出公式：
F=P1A1-P2A2
式中：—無桿腔活塞有效工作面積
—有桿腔活塞有效工作面積
—液壓缸工作腔壓力 Pa
—液壓缸回油腔壓力 Pa，
D—活塞直徑 m
d—活塞桿直徑 m
為了避免因活塞桿太細(xì)而造成穩(wěn)定性不好，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》表20—6—3（液壓缸主要技術(shù)性能參數(shù)的計(jì)算）選擇活塞桿往返運(yùn)動(dòng)的速度之比為2，即
活塞兩側(cè)無桿腔有效面積和有桿腔有效面積之比為2。為了防止升降平臺(tái)下降時(shí)突然發(fā)生前沖現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)有一定的背壓力，選背壓力為0.2Mpa。
計(jì)算無桿腔工作面積得：
A1=FP1-0.5P2=1141mm2
則活塞直徑：
D=4A1Π=38mm
活塞桿直徑：
d=4A2Π=27mm
通過液壓缸的直徑D和活塞桿徑d和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸產(chǎn)品進(jìn)行比較，選擇液壓缸，避免了自己設(shè)計(jì)加工。根據(jù)計(jì)算得結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整后，按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》單行本第五版液壓傳動(dòng)（化學(xué)工業(yè)出版社出版）表21—6—31(HSG型工程用液壓缸技術(shù)參數(shù))選?。焊讖?0mm，活塞桿32mm，速度比2，工作壓力16Mpa，推力31.42KN的液壓缸。
5.5 確定液壓泵規(guī)格和電機(jī)功率
5.5.1 確定液壓泵最大工作壓力
液壓泵最大工作壓力為：
+Pe
式中：—液壓缸最大工作壓力， P1=F+0.2A2A1=15Mpa
—液壓泵出口到液壓缸入口之間的總壓力管路損失。因采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取進(jìn)油路壓力損失為0.5Mpa。所以計(jì)算最大工作壓力為15.5Mpa。
5.5.2 計(jì)算液壓泵流量
液壓泵的流量公式：
qp≥Kqmax
式中：K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取1.1~1.3，此設(shè)計(jì)取1.2；
qmax—液壓缸最大流量
目前初步設(shè)定平臺(tái)的速度為0.16m/s
作運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖如圖5.3所示：
圖5.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)示意圖
由圖可知：
VE=V2cosα
ω=VEL
VS=ω(L2+a)
V1=Vscos(π2-α-θ)
通過以上計(jì)算公式，可得活塞桿速度：
V1=0.051m/s
則單個(gè)液壓缸的流量為：
qp=V1A1=5.82×10-4m3/s
則需選取泵的流量為：
Q=2Kqp=13.97×10-4m3/s
5.5.3 液壓泵的選擇
在選取液壓泵的時(shí)候，根據(jù)系統(tǒng)的工作狀況來選擇，其需要一定的壓力儲(chǔ)備，為保證系統(tǒng)正常工作運(yùn)行，一般選取工作壓力是額定壓力的80%左右。因齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、工藝性好、好維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在此設(shè)計(jì)中選擇用內(nèi)嚙合齒輪泵為液壓泵。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》表20—5—6（液壓泵部分產(chǎn)品參數(shù)）選擇CB—Fc型號(hào)的齒輪泵。其排量為10~40mL/r，額定壓力為16Mpa，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。
選取齒輪泵的效率為0.7，計(jì)算液壓泵的功率：
P=Q×pη=12.5Kw
由此功率為依據(jù)可以選則電機(jī)型號(hào)。
5.6 液壓系統(tǒng)元件選擇
5.6.1 確定油管尺寸
油管的直徑尺寸為：
d=2qπv=18.8mm
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》表20—8—4選擇公稱內(nèi)徑為19mm的軟管，其具有脈沖性能好、管體柔軟等優(yōu)點(diǎn)。
5.6.2 液壓閥的選擇：
根據(jù)液壓系統(tǒng)的最大的實(shí)際流量和最大的工作壓力，按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)》選出合適規(guī)格型號(hào)的液壓閥，見表5—1：
表5—1 液壓元件型號(hào)
序號(hào)
液壓件名稱
型號(hào)
規(guī)格
數(shù)量
1
過濾器
XU—80×200
80 L/min
1
2
單向閥
CRT—06—※—50
流量：85 /min
最大額定壓力：25Mpa
3
3
溢流閥
YF3—20B
流量：120L/min
通經(jīng)：20mm
1
4
調(diào)速閥
F—SRC T—03—50
流量：100L/min
通徑：20mm
3
5
兩位四通換線閥
DSG—03—2D2—※—50
最大流量：120L/min
最高工作壓力：25Mp
1
6
三位四通換向閥
DSG—01—2D2—※—50
最大流量：63L/min
最高工作壓力：25Mp
2
5.7 液壓系統(tǒng)特點(diǎn)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此液壓系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn):
1）具有良好的密封性；
2）上部平臺(tái)下降時(shí),回路采用單向調(diào)速閥調(diào)速；
3) 系統(tǒng)噪音應(yīng)?。?
4）在液壓系統(tǒng)不需要工作時(shí),可直接卸載節(jié)約能耗；
4) 為使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,可采用疊加元件，以方便安裝和維護(hù)；
5) 需防止發(fā)生快速下降,避免損壞設(shè)備和保證人身安全。
6 結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用，是考察我們大學(xué)學(xué)習(xí)成果的一種方式。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用和實(shí)踐能力有了很大的提升，相信對(duì)以后工作有很大的幫助。
此次設(shè)計(jì)的剪叉式升降機(jī)構(gòu)在滿足要求的條件下，主要以安全可靠和經(jīng)濟(jì)為指標(biāo)，而且并具有一定的靈活搭配性。即通過改進(jìn)或改裝，可以與不同的平臺(tái)相搭配，在不同任務(wù)和工作環(huán)境下完成不同的工作。此設(shè)計(jì)過程主要有以下幾點(diǎn)：通過對(duì)剪叉式升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)位置和剪叉桿受力的簡(jiǎn)單計(jì)算，結(jié)合具體工作環(huán)境，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行一定的安全性校核。然后再通過驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算，確定液壓執(zhí)行元件液壓缸的尺寸規(guī)格和液壓泵型號(hào)。在設(shè)計(jì)的過程中，系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算十分的重要，直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所以，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)細(xì)心，并需適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來保證安全。
由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和查閱資料不足，設(shè)計(jì)內(nèi)容可能還存在一定的缺點(diǎn)，在實(shí)際制造和工作當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一定的問題，要想達(dá)到預(yù)期的效果，還需要各位老師進(jìn)行糾正。
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附錄1：外文翻譯
剪叉式升降平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式解決
M.Burián，J.Havlík，Z. Folta，M. Trochta和P.Mar?álek
摘要：剪叉平臺(tái)用于負(fù)載或人員的垂直運(yùn)輸，以將其運(yùn)達(dá)到負(fù)載設(shè)備的要求高度。 現(xiàn)在移動(dòng)和固定的升降平臺(tái)應(yīng)用十分的廣泛，例如在生產(chǎn)，存儲(chǔ)，處理（用于裝載，設(shè)備或人員運(yùn)輸）中。驅(qū)動(dòng)裝置是剪式平臺(tái)的重要組成部分。 起重裝置是一種將剪刀結(jié)構(gòu)和平臺(tái)升高到特定高度的機(jī)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：剪刀平臺(tái) 升降裝置 液壓活塞 伸縮式推鏈Serapis
1 介紹
升降平臺(tái)有很多解決方案和選項(xiàng)。根據(jù)三個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)：升降高度，舉重設(shè)備和升降設(shè)備。
M.Burian（＆）J.HavlikZ. Folta M. Trochta P.MarsalekVSB-Technical University of Ostrava，Ostrava，Czech Republic電子郵件： miroslav.burian@vsb.cz
· · · ·
J. Havlík
電子郵件： jiri.havlik@vsb.cz
Z. Folta
電子郵件： zdenek.folta@vsb.cz
M. Trochta
電子郵件： miroslav.trochta@vsb.cz
P. Mar?álek
電子郵件： petr.marsalek@vsb.cz
L.Sevcik等人。 （編輯），現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)方法， 19
機(jī)械工程講義，DOI：10.1007 / 978-3-319-05203-8_3，
?斯普林格國(guó)際出版社2014年瑞
根據(jù)（CSN EN 1494 + A1），第11頁， 驅(qū)動(dòng)器3.2使用這些驅(qū)動(dòng)器：
? 手動(dòng)—人力驅(qū)動(dòng)，
? 氣動(dòng)—壓縮氣體物質(zhì)驅(qū)動(dòng)，
? 液壓—壓縮液壓液體驅(qū)動(dòng)器，
? 電力—電能驅(qū)動(dòng)。
本文介紹了使用液壓活塞和伸縮式推鏈Serapis的最常用的起重裝置的驅(qū)動(dòng)裝置。
2 液壓活塞
大多數(shù)情況下，圖1中的液壓驅(qū)動(dòng)裝置用于剪叉平臺(tái)驅(qū)動(dòng)。
提升是基于壓力能量和液體不可壓縮性物理性質(zhì)的原理。其原理是礦物油在閉式回路中的工作液體和液壓裝置箱體中的循環(huán)。液體的壓力由液壓泵來保證。管道、連接件和壓力軟管用于連接各個(gè)部件。
在液壓機(jī)構(gòu)中，由于液體摩擦造成損失，因此必須使用短軟管和少量閥（Kopácek和Pavlok 2009).
優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，精度高，效率高。
這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是成本昂貴，維護(hù)難，出現(xiàn)故障時(shí)液體容易泄漏，需專業(yè)人員的調(diào)試。
剪叉式平臺(tái)液壓缸位置的放置可能如圖1所示。液壓缸的單獨(dú)放置會(huì)影響其整體尺寸。
3 推動(dòng)serapid電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器
這是一種機(jī)械方式的提升裝置。原理基于鎖定或解鎖連接元件。在提升載荷時(shí)，特殊形狀的鏈條連接在一起并合成一個(gè)固體柱。折疊時(shí)，鏈條逐漸解鎖并組成下部。Serapid結(jié)合了液壓機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可靠和安全，并消除了提升高度的限制。通過獲得更高的行程高度來構(gòu)造Serapid是可能的，而Serapid越高時(shí)，會(huì)以更大的機(jī)架類型面積為代價(jià)。
其他優(yōu)點(diǎn)包括，高速提升，可在高空提升10噸，施工方便，維護(hù)量少。
圖1剪刀平臺(tái)的液壓缸
圖2 液壓缸在剪叉平臺(tái)的位置的可能性
圖3剪叉平臺(tái)的位置
缺點(diǎn)是負(fù)載必須與導(dǎo)管成直角，功率單元必須水平連接到基座上。 必須確保防止軸向力作用于直線伸縮式推鏈的固定柱上。 直線伸縮式推鏈的位置在剪刀結(jié)構(gòu)處。 （Serapid 2013).
4 當(dāng)使用液壓活塞或Serapid時(shí)樞軸的負(fù)載
各種力影響液壓缸的不同位置（參見本章）。這個(gè)位置影響液壓缸的尺寸。如圖3所示，對(duì)液壓缸的放置進(jìn)行了剪式結(jié)構(gòu)的靜態(tài)分析。如圖1，用剪叉結(jié)構(gòu)單個(gè)