談談直頂式升降貨梯液壓系統設計工作的開展

文/廖偉華

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談談直頂式升降貨梯液壓系統設計工作的開展

文/廖偉華

歐賓機電科技（昆山）有限公司

本文分析了直頂式升降貨梯液壓系統的工作原理，并結合具體的運行要求，提出了直頂式升降貨梯液壓系統設計方案，進行建模仿真分析，結果顯示，貨梯升降過程平穩，可以滿足工況的運行要求。

直頂式升降貨梯液壓系統；設計；建模仿真

隨著社會發展與人們生活質量的提升，電梯成為了人們生活、工作中不可或缺的必需品，在曳引技術的發展下，升降貨梯的技術越來越成熟。升降貨梯屬于目前廣泛應用的升降臺，有著安裝維護簡便、安全可靠、運行平穩、承載能力大、適應范圍廣的優勢，目前常用的類型有固定式升降貨梯、剪叉式升降貨梯、移動式升降貨梯、套缸式升降貨梯等，各有優勢與適用場合。其中，直頂式是最為常用的方式。

1 直頂式升降貨梯液壓系統的工作原理

直頂式升降貨梯由液壓缸進行驅動，液壓缸采用并聯法連接在一起，進出油口之間連通起來，保證液壓缸工作伸縮的同步性，貨梯在升降時，可以保持垂直運行。隨著貨梯的上升，主工作腔為無桿腔，一級缸活塞桿伸出，并進一步帶動二級缸的上升；在貨梯下降時，液壓缸活塞桿會做出回縮動作，在這一過程中，主工作腔為有桿腔，在壓力油的影響下，活塞桿會回縮，實現了貨梯的下降。

2 直頂式升降貨梯液壓系統的設計

根據某企業直頂式升降貨梯液壓系統為例，直頂式升降活體上升與下降時間需要控制在25s內，總行程5m左右，穩態運行速度可以根據運行狀態進行調節，貨梯額定工作載荷是2500kg，假設總載荷是3200kg，那么在液壓缸中，每個缸應該承受8000N的負重，系統回油背壓為0.6MPa，根據活塞受力平衡公式：

在液壓缸流量上，根據上述工作要求可以得出，單級液壓缸行程是2.5m，若每一個缸運動時間是10s，單個缸流量計算方式為：

根據計算得出，液壓缸流量應該為0.25m/s。為了控制好液壓泵流量，在貨梯上升過程中，油缸有效面積就是有桿腔與無桿腔面積之差，在下降時，就是有桿腔面積，在計算時候，我們以一級油缸作為標準，具體流量計算結果為23.88。在液壓泵流量上，在設計時，需要考慮到油缸動作的要求，依然參考一級油缸進行計算，結果是95.52，綜合考慮油泵效率、系統動態壓力的情況，將輸出流量控制在115，排量選擇125mL/r。

在系統電路的設計上，我們需要考慮這樣的情況，為了方便一人的操作，直頂式升降貨梯液壓系統需要做到自動平層，為此，要設置好識別電路，但是由于其貨物專用，需要將選擇裝置設置在外部，內部不需要安轉選擇開關，電路設置上要做到安全可靠、簡單實用，設置安全保護裝置，線路簡單，便于后續的安裝與維護。

3 系統仿真

直頂式升降貨梯液壓系統的設計以兩級多缸系統為主，由液控單向閥、調速節流閥、連接油路、背壓平衡閥等組成，這些元件在運行的過程中，都會或多或少的影響系統性能。在設計結束之后，需要對系統開展動力學仿真分析，分析其性能是否達到系統設計要求。根據液壓系統原理圖可以調出相關的元件模型，根據系統原理圖將連線設計好，對于系統與元件模型，設置好相應的屬性，選擇好住參數，根據系統設計情況確定一級缸參數與二級缸參數。考慮到液壓缸需要豎直安裝，因此，對于水平面與液壓缸活塞桿角度，控制在90°為宜，安全法開啟壓力設置為180MPa、液壓缸排量控制在125mL/r、液壓單向閥壓力設置為1MPa、閥門等效直徑設置為7mm，額定電流與固定頻率分別為40mA與80Hz。將系統設置為滿載上升，仿真結果顯示如圖1：

圖1

根據上圖所示，貨梯上升時間共計17.9s，一級缸與二級缸伸出時間分別為10s、7.9s，在前1.5s內，貨梯加速，逐步達到穩定狀態，此后，二級缸開始動作，達到穩定狀態，完全能夠滿足設計要求。但是，系統的慣性較大，在動作時會產生沖擊，這主要是由于系統液控單元門閥門不穩定引起，但是貨梯升降過程平穩，可以滿足工況的運行要求。

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