剪刀式液压升降平台的设计与仿真讲解

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 原稿题目： Design and Simulation Based on Pro/E for a Hydraulic Lift Platform in Scissors Type 原稿出处： Beijing Union University, Beijing Chaowai baijiazhuang, Beijing 100020, China
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1 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1800×9002mm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*9002mm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。
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2 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 仿真设计过程 2 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*9002mm； ?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。
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3 图2 速度分析 表1平台速度比较 角度 20° 30° 40° 50° 60° 气缸速度： 1米∕分钟 0.51米∕分钟 0.75米∕分钟 0.96米∕分钟 1.15米∕分钟 1.30米∕分钟 气缸速度： 5米∕分钟 9.6米∕分钟 6.6米∕分钟 5.13米∕分钟 4.31米∕分钟 3.81米∕分钟 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。
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4 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。
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5 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。
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6 dddcdNffGNTfT2/sincosc 平台受力分析如图7所示 图7 平台的受力分析 cos2/sin2/sincoscxlTpGNTNTGTTNffTTcydcdcyccyddc 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*252mm空心心柱进行焊接，该平台是由尺寸为800*9002mm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
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7 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。
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8 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。