液壓升降作業(yè)平臺(tái)自主設(shè)計(jì)與分析

房慶君 范浩 劉志成 陳富振 查明彥 李自軒

摘? ?要：本文介紹了一種大噸位液壓升降平臺(tái)工藝裝備的原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其作用，此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：承載能力強(qiáng)，安全系數(shù)高，工作性能可靠，對(duì)工作臺(tái)面、支撐點(diǎn)、剪刀式舉升臂進(jìn)行了有限元受力分析，并得到了其可行性的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，提供了其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的尺寸確定的依據(jù)，改進(jìn)后的液壓和電器元件，與制作的機(jī)械部分的匹配性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)得以驗(yàn)證，完全滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。

關(guān)鍵詞：大噸位? 液壓升降平臺(tái)? 液壓系統(tǒng)

1? 制作背景

隨著市場(chǎng)的需求、客戶的要求，產(chǎn)品的升級(jí)換代，推土機(jī)的功率由原來(lái)的SD13/SD16/SD22/SD32系列到現(xiàn)在的SD52系列.再到SD90系列，原來(lái)推土機(jī)事業(yè)部整備車(chē)間4#裝配升降平臺(tái)原設(shè)計(jì)承重為60t，在裝配大功率推土機(jī)裝SD52系列時(shí)，原有的液壓升級(jí)平臺(tái)托舉最大重量為60t，因SD90推土機(jī)自重達(dá)86t，為滿足生產(chǎn)需求，現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)額定噸位100t的液壓升降平臺(tái)，該液壓升降平臺(tái)是推土機(jī)事業(yè)部針對(duì)裝配SD90大功率推土機(jī)的得力助手，該裝置主要用于大功率推土機(jī)裝配過(guò)程中的舉升，便于裝配其他部件（履帶的安裝、驅(qū)動(dòng)橋、作業(yè)臺(tái)車(chē)）的作用。

2? 裝置的構(gòu)成

該裝置的組成部分有三大部分：機(jī)械部分、液壓部分、電控部分總的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

3? 機(jī)械系統(tǒng)部分

首先對(duì)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，參照公司原有的60t液壓升降平臺(tái)的工作臺(tái)面進(jìn)行受力分析、剪叉支撐架依據(jù)有限元分析的基本流程進(jìn)行分析。

3.1 工作臺(tái)受力分析

發(fā)現(xiàn)原工作臺(tái)的強(qiáng)度薄弱帶在四周，對(duì)原工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)平行四邊形機(jī)構(gòu)其支撐點(diǎn)的位置放置的確定，對(duì)其重新設(shè)計(jì)加固到達(dá)整個(gè)工作臺(tái)的承載能力的均衡性和一致性，通過(guò)創(chuàng)新性地優(yōu)化平臺(tái)主體機(jī)（見(jiàn)圖1）。

3.2 支撐舉升臂受力分析

對(duì)油缸支撐點(diǎn)到折臂段進(jìn)行了設(shè)計(jì)并對(duì)其進(jìn)行有限元分析見(jiàn)圖2，和60t的相比較整體機(jī)構(gòu)由單一板式改為方箱式，浮動(dòng)輪由原來(lái)的軸承滾輪改為純滾輪支撐，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，增加了安全鎖緊機(jī)構(gòu)，機(jī)械固定檔位可阻止突然下降，提高了安全系數(shù)。

3.3 機(jī)械部分材質(zhì)板厚的確定

經(jīng)過(guò)對(duì)整體機(jī)構(gòu)多次進(jìn)行改進(jìn)分析確定材料由原來(lái)的Q235改用Q460C，舉升折疊臂的厚度由原來(lái)的T20更改T40，在施工設(shè)計(jì)中所有焊接采用加工坡口多層多道大焊縫焊接，優(yōu)化受力的局部結(jié)構(gòu)，平臺(tái)整體及局部強(qiáng)度都有了大幅的提高。

4? 液壓系統(tǒng)部分

4.1 液壓安全的控制

液壓油經(jīng)葉片式液壓泵提供動(dòng)力從油箱內(nèi)經(jīng)液壓管路、濾油器、防爆電磁換向閥、節(jié)流閥、液壓?jiǎn)蜗蚩刂崎y、平衡閥進(jìn)入液壓油缸的下端，液壓油頂著活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞推動(dòng)活塞桿向外伸出帶動(dòng)支架向上運(yùn)動(dòng)，從而提升重物。液壓油缸上端回油經(jīng)防爆電磁閥換向回到油箱，其額定壓力的調(diào)整由溢流閥控制。重物的下降通過(guò)液壓油經(jīng)電磁換向閥進(jìn)入油缸的上端，液壓油推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞帶動(dòng)活塞桿向里收縮帶動(dòng)支架向下運(yùn)動(dòng)，活塞下端的液壓油經(jīng)平衡閥、液壓?jiǎn)蜗蚩刂崎y、節(jié)流閥、防爆電磁換向閥回到液壓油箱。平衡閥的作用是保證平衡回路的壓力緩慢變化不至于因重物自身重力驟然下降：節(jié)流閥的作用調(diào)節(jié)油路中的流量，起到控制升降的速度之作用。液控單向閥是為了保證制動(dòng)安全可靠，防止發(fā)生意外增加了液壓閥（起到液壓鎖的作用）保證液壓管路意外爆裂時(shí)能安全自鎖。

4.2 液壓系統(tǒng)

經(jīng)核算采用四個(gè)直徑200的液壓油缸滿足舉升的重力要求，液壓電磁閥選用的規(guī)格型號(hào)為Rexroth MNR R900517812（Z2FS10-5-3X/N）和Rexroth MNR R9803060696（Z2FS10-1-3X）。

5? 電器系統(tǒng)

液壓電動(dòng)機(jī)采用高效率三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：YX3-180L-4，額定功率為22kV，電流為42.9A。

6? 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)一系列的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，該設(shè)備達(dá)到了額定的要求噸位，滿足了生產(chǎn)實(shí)際需求，提高了裝配和維修大馬力的作業(yè)效率，為實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);分析了液壓升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理和過(guò)程，利用了有限元分析的工具確定了連接點(diǎn)的位置和結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，為以后更好地設(shè)計(jì)小噸位的液壓升降平臺(tái)提供了參考的方法和思路。

參考文獻(xiàn)

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