剪叉式高空作业平台力学分析与油缸安装铰点位置优化

剪叉式高空作业平台力学分析与油缸安装铰点位置优化

剪叉式高空作业平台是用途十分普遍的高空作业设备。它独特的剪叉机械结构,能使提供给工作人员施工作业的平台始终与地面保持水平,且承载能力强,稳定性较高。随着剪叉式平台向着节能、提高能量利用率方面发展, 因此对降低油缸工作时的最大推力、减少剪叉机构受力的研究显得尤为关键。

本文研究在液压缸的布置不发生干涉的前提下, 对油缸的铰点安装位置进行

优化并进行实物试验验证, 从而减少油缸的最大推力和提高工作平台举升时的上升平稳性。主要研究内容及成果如下:(1) 通过对剪叉式平台进行运动学分析, 得到了工作平台上升速度的参数表达式, 在驱动液压缸速度为恒速的条件下,掌握了影响平台上升平稳性的相关参数。对剪叉式平台的油缸进行力学分析, 得到影响油缸推力的油缸位置安装参数;对剪叉机构各铰点位置进行受力分析, 得出各组剪叉杆各铰接孔受力情况。

⑵根据剪叉机构基于AMESin软件建立其仿真模型,得到剪叉机构动态举升过程, 运行仿真后剪叉结构的性能参数以及某些参数的变化曲线, 包括平台的上升速度变化曲线、油缸举升推力曲线等。(3) 通过理论推导与仿真分析分别在液压油缸不发生干涉的情况下, 以减少油缸最大推力为目标对油缸安装铰点位置进行优化, 得到合理的油缸安装位置参数; 通过液压测试仪测量油缸活塞在优化前后的推力变化曲线,对优化所得曲线进行验证,吻合良好,证明了优化方案的合理性。⑷采用ANSYS Workbenc软件对优化后的改变油缸安装铰点位置的剪叉臂组进行静力学与疲劳寿命分析, 确定了结构应力集中和最大疲劳损伤的发生区域对剪叉臂的疲劳寿命进行估算, 针对于剪叉臂疲劳寿命薄弱区域进行了结构改进为剪叉臂的设计提供了参考依据

以上研究成果已成功取得优化方案的预期效果, 并在实物测试试验进行验证此方案将为结构更复杂的双油缸剪叉式平台优化提供参考依据。