升降机设计计算过程优化

升降机设计计算过程优化

摘要：升降机在汽车生产线行业，食品加工行业，农用机械生产行业都有广泛应用。小行程升降机在输送线之间完成转接，是工业生产中不可缺少的设备。但要设计一款满足生产要求的升降机并非易事，本文通过对四连杆机构的分析，通过VB开发软件描绘出四连杆机构相对运动位置的关系，找到输出扭矩最小时的连杆之间相对角度。根据升降载荷大小，倒推选取电机最大输出扭矩，从而计算出按扭矩计算时电机减速器的举升功率。

[关键词]升降机，四连杆机构，VB，扭矩，电机减速器，功率。

本文针对已有的一台升降机进行计算优化。此升降机技术参数为如下，载荷12300（Kg）（工件7000Kg+滚床3300Kg+滑撬2000Kg）、升降速度：0.8m/min、升降行程：80mm、升降时间：6s、减速机转速：2.5rpm。首先将升降机结构转换成普通四连杆机构，转换成对四连杆机构的分析。然后对现有升降机为例，根据给定参数计算电机减速器输出满足要求的最小举升功率。

1.升降机机构图：

结构部件：①驱动曲柄;②做工摇杆;③举升平台;④机架。

驱动机构是由电机、减速器、曲柄组成，与做工摇杆、机架组成一个简单的四连杆机构。

2.升降机工作原理数模转换

2.1建立坐标系

2.2设定系统参数如下：

G：载荷重力（N）

Fv：提升时导向装置摩擦阻力（N）

Fμ：摆臂轮与辊床相对运动的摩擦阻力（N）

μl：提升导向阻力系数=0.15

μF：摆臂轮与辊床运动摩擦阻力系数=0.15

Sv：提升阻力力臂（mm）

Sl：水平阻力力臂（mm）

Sd：减速电机驱动力臂（mm）

Sj：驱动杆摆臂力臂（mm）

Nv：提升阻力力矩=（G+Fl）*Sg/1000--（N.m）

Nl：水平阻力力矩=Fμ*Sl/1000--（N.m）

∑N：阻力力矩和=Nv+Nl--（N.m）

Nd：电机反力矩=∑N*Sd/Sj--（N.m）

n：减速机转速=2.5rpm

P：电机举升功率=1.25*2.5rpm*Nd/9550--（kW）

3.曲柄摇杆四连杆机构分析

4.基于VB的四连杆运动曲线程序设计

4.1程序界面设计

4.2程序简码：

根据图像分析，得出θ1，θ2，θ3大小关系，确定四连杆每个时刻的相对位置。由于升降机举升速度较低，角加速度与加速度变化可以忽略，不计入电机功率计算当中。举升载荷与机架方向角为α，α设计时确定具体角度。杆DE长度为L5.θ`为载荷输入角度。的大小，从而确定机构旋转位置。根据本文给出公式可以算出任意时刻的电机反力矩，电机举升功率=1.25*2.5rpm*Nd/9550--（kW），选出所需最大的电机功率。升降机电机选取时，要满足大于等于计算出的电机最大输出功率。

参考文献：

[1]运输机械设计选型手册，ISBN7-5025-2000-7，化学工业出版社.

[2]机械设计手册，ISBN978-7-122-01409-2，化学工业出版社.

[3]孙恒，陈作模，葛文杰等。机械原理（第七版）[M].高等教育出版社，2006

[4]杨章伟等。VisualBasic从入门到精通[M]。化学工业出版社，2009，8