整車熱平衡升降臺結構分析

杜文文

摘要：在我們的日常生活中，升降臺應用的比較多，已經成為生活中必備的工具之一。今天我就整車熱平衡升降臺的機構進行詳細的分析，揭開其神秘的面紗，讓整車熱平衡升降臺更加易于理解，更好的證明整車熱平衡的優點，即升降臺運行能力強，功率小以及噪聲小。

關鍵詞：升降臺；熱平衡；虛擬樣機

中圖分類號：U467 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）031-000-01

隨著科技的發展，現代工業也以迅雷不及掩耳之勢快速的發展，越來越多的機械開始出現在大眾眼中，而本文所提出的升降臺也是機械的一種。首先，我想提出本文在設計整車熱平衡時的設計理念。在設計時采用分部減壓的方法，將不同的液壓缸分布在不同的杠桿上以達到最大負荷的目標。

一、整車熱平衡升降臺的設計

在當前的社會背景下，中國制造的整車熱平衡升降臺很少，原創理念遠遠不夠。大多數的國內整車熱平衡設計都來源于國外的設計。究其緣由，還是由于我國目前的硬實力不夠，即能夠用于整車熱平衡設計的軟件較少。當前我國用于機械設計的軟件主要是CAD。但是卻很少有人能夠利用CAD設計整車熱平衡升降臺的模型。所以這一軟件限制，使得我國目前在升降臺上的設計水平有限制。遠遠不能夠滿足整車熱平衡升降臺設計的需求。

1.技術指標

技術指標對液壓剪叉式升降臺的設計有至關重要的影響。圖1是新型整車熱平衡試驗臺升降平臺結構簡圖，根據對于模型的分析，不能發現完工后的升降臺能夠具有多重優點，比如機械易于控制，設計機構簡單等。

同時要滿足以下幾點要求：

（1）升降機構設計和選型應符合買方文件規定的工作級別或國家規范標準的定。

（2）升降機構的驅動裝置一般設置在機器內，各部件安裝在具有足夠強度和剛性的共用的底架上。底架再與機器房鋼結構固定。

（3）驅動裝置的各傳動軸同心度應是可調的，當軸同心度出現很小的偏差時可通過底盤和機座之間的調整墊片進行適當調整。

（4）傳動裝置的支座應有足夠的傾向剛度，以承受因鋼絲繩偏斜產生的側向力，保證盤式制動器正常工作。

2.整車熱平衡升降臺的設計原理

簡單來說，升降臺主要是通過液缸的活塞運動來提升重物的，經過物理原理我們可以知道，在升降臺的使用過程中，通過液壓油對葉片泵產生的壓力來控制活塞的運動，同時，通過油量的多少，我們可以設置壓力表來讀出壓力的大小，這樣有利于升降臺的使用。經過對升降臺的分析我們不能發現升降臺的實質就是一種升降機設備。

3.零部件設計及三維建模

說完設計原理后就是模型建立了，當然在模型建立之前，我們需要對升降臺的零部件進行仔細的考慮和分析，然后利用建模軟件Pro/e建立模型，要對原理有一個深層次的理解才能根據設計理念建立一個合理的模型。要綜合考慮建立最優模型。

（1）輥道的設計

現在，我就升降臺中一個比較重要的部件就是輥道談談我的設計理念。輥道的設計有點類似于我們平時生活中接觸到的鐵路軌道。不過是豎立的軌道。輥軸的設計參照臺階的形式。通過墊片對軸的左右進行定位，再通過螺釘對墊片固定。通過合理的定位能夠使得輥道更加結實，能夠方便升降臺的穩定運行。

（2）平臺與銷軸連接設計

其次，再來分析一下整車熱平衡升降臺的核心部門，也就是平臺和連接之間的處理。為了使得升降臺的穩定運行，我們采用鋼板作為平臺的設計材料。然后利用螺栓來與輥軸相連接。而銷軸的設計主要是利用杠桿原理。為了增加升降臺的使用壽命，我們還是采用鋼板來設計銷軸支架，利用套筒上的孔進行連接，能夠保護剪叉桿支架。

二、有限元分析

在有限元分析之前，我先解釋一下有限元分析的軟件ANSYS，這個是目前應用于有限元分析的強大的軟件。在這個軟件進行分析中，主要可以分為三個部分，第一個是分析模型前的劃分工具就是前處理模塊，第二個就是模型分析中為了合理分析而提出的分析計算模塊，顧名思義可知，該模塊能夠有助于模塊的分析。最后就是關于模型輸出方面，ANSYS軟件的后處理模塊能夠通過圖表等形式更加直觀的將模型效果顯示出來。

而本文主要利用ANSYS軟件進行模型設計中靜力分析模塊的分析。在我們實際利用ANSYS軟件分析時，主要是通過ANSYS軟件的三個模塊分步處理再集中分析的方法。主要分析活塞運動中的拉力和重力問題的有限元分析。

1.受拉時的強度校核

通過對于剪叉桿的受力分析可知，有向下的集中力和平臺等提供的支撐力F，根據鋼板的材質和規格可以知道。鋼板的寬度為50mm，厚度為13mm，選用45鋼，由，求解后的連桿最大拉應力為115.4MPa，由于σ<[σ]，驗證了剪叉桿拉伸強度滿足設計需求。

2.受壓時的強度校核

在活塞運動中油量回升，會給剪叉桿一個重力作用，受力分析可得：

求解后的剪叉桿所受最大壓應力為17.4MPa，剪叉桿的許用壓應力[σ]=177MPa，σ<[σ]，通過數據，我們可以發現，升降臺是能夠承受一定的沖擊力并正常運行的。

3.裝配體的參數化設計

再說說在模型設計中常常應該考慮的模型約束問題。我們可以將模型約束中遇到的問題分為幾何約束和工程設計約束兩個方面。幾何約束主要是指模型設計中的幾何關系，結構主要是考慮模型設立的合理性。而且其中熱平衡系統的組成由防墜、上下層門互動連鎖看，可以實現多樓層的控制；同時設有溢流閥、手動泵、管路破裂閥等安全裝置使得設備的安全性能有極大的保障。對于導軌式升降機的臺面設計，臺面以防滑紋鋼板材料，臺面平整且防滑耐用。

最后，在本文設計的整車熱平衡模型設計中，還應該考慮裝置約束，主要是指升降臺受力的大小之間的分析。

三、結論

綜上所述，該整車熱平衡升降臺是符合設計要求的。

基金項目：本文為安徽機電職業技術學院項目，項目名稱：整車熱平衡試驗臺架升降平臺的研發與應用，項目編號：2015yjzr021。