2.3.1四种方案优劣分析
方案一:这种布置方式的优点是液压缸的有效行程比较短, 这在台面升程范围较大的场合较为适用. 存在的问题是在剪叉机构折合后的高度较小的情况下所需液压缸的推力将大大增加. 在液压缸最高工作压力限定的情况下, 这将使得所用液压缸的直径增大, 以至在折合后的剪叉机构中难以布置
方案二:液压缸布置在剪叉机构的右侧, 使得液压缸的活塞推力减小, 这就可以选用直径较小的液压缸, 有利于液压缸在剪叉机构中的布置; 带来的问题是液压缸的有效行程较长, 如果台面升程范围不大, 液压缸行程的增加也是有限的.
方案三:该方案明显可看出比一、二号方案的行程要长,更据本方案的设计参数,初步计算发现采用这种设计时在液压缸的选型上会出现矛盾即因为行程较大,所以所选液压缸要达到该行程就必须具有较大的缸径,而缸径越大推力就越大,但是本设计并不需要这么大的推力即推力浪费现象严重。
方案四:该设计存在的问题和方案三基本相同。 综合以上分析就可发现本设计选用方案二最为合适。 3参数设计
1.1剪叉臂长度的确定
因为台面尺寸为2000*1500,所以剪叉臂的长度不大于1900为好。这里初选剪叉臂长度为1700mm。根据设计要求,升降机的最高高度为2900mm,最低为500mm,根据上述已知条件,我们可以分别计算出当升降机处于最低高度状态时剪叉臂与水平面之间的夹角?min,以及当升降机台面处于最高高度状态时剪叉臂与水平面的夹角?max。依照几何关系得到: 最低高度时: sin?min? 最高高度时:
5001??0.1471,则 amin?8.46?…………………………(1) 17002sin?min?29001??0.8529,则 amax?58.53?……………………….(2) 170021.2升降台的受力分析
因结构对称, 故可对其中一铰板组进行受力分析[],所以取载荷为G/2。降台受力如图:
ycG/2dlgekjiaαf图 1
abβmx
升降机a、c点为固定铰链连接,d、b两点分别可沿机架底座轨道及升降台面下方轨道水平移动,应为其摩擦系数很于0.01[],所以摩擦力可忽略不计。aik、eib、egd、cgk,为剪叉臂,臂长皆为l,且设都设为无重杆件。油缸头部与aik肩膀铰
接与j。jm为油缸推力作用线,jm 与水平面夹角为β,jm长度为a。各剪叉臂与水平面夹角皆为α。
1.2.1上平台的受力分析
假设载荷G/2作用在cd的中点,对上平台的受力分析如图。
FcycFcxG/2图 2
Fdyd
因为摩擦力忽略不计,所以得到:
?F?Fx?0 Fcx?0 …………………………(3) ?0 Fcy?Fdy?G/2?0 ……………(4)
Gcd??0 ………… (5) 22y?Mc?0 Fdy?cd?由式(4)(5)导出 Fdy?Fcy?G/4 ……………(6)
1.2.2剪臂egd、cgk的受力分析
因为液压缸的运动是平稳的,在运动过程中的每一点可认为是静平衡【】,忽略滚动摩擦的影响,可近似认该平衡是理想状态的。
以剪臂egd、cgk整体为研究对象做受力分析,受力情况如图:
cFcyFeyegα图 3
dFdyFkyk
设水平向右为正,竖直向上为正,列平衡方程:
竖直方向
?F
y?0
?Fcy?Fey?Fky?Fdy?0 ………… (7)
以g点为中心,列力偶平衡方程
?Mg?0
Fcx?12lco?s?Fky?12lco?s?Fey?12lco?s?Fdy?12lcoas?0…… (8)
由(6)(7)(8)得
Fey?G/4 ……………………………………..(9)
Fky?G/4 ……………………………………..(10)
1.2.3外剪臂eib的受力分析
外剪臂eib的受力情况如图
eFeyFiyiαFby图 4
b
设水平向右为正,竖直向上为正,列平衡方程: 竖直方向
?F
y ?0 ?Fey?Fiy?Fby?0 ……………… (11)
以b点为中心,列力偶平衡方程
?Mbs?Fey?lco?s?0…… (12) ?0 ?Fiy?12lco?由(9)(11)(12)得
Fiy?G2 …………(13)
Fby?G/4 ……………………………………..(14)
1.2.3内剪臂aik的受力分析
内剪臂aik的受力情况如图:
βFaya水平方向
TkFkyiFaxαFiy
图 4
?F?Fxs?0 (15) ?0 Fax?Tco?竖直方向
y??Fky?0 (16) ?0 Fay?Fiy?Tsin以a为中心,由?Ma?0
?Fiy?12lcos??F'ky?lcos??Tsin??acos??Tcos??asin??0 …………………………………………………. (17) 由(4.9)(4.10)(4.11)(4.12)(4.13)得
Fax?Tcos? …………………….(18) Fay?Tsin??Fiy?Fky?Tsin??3G/4 ………………………(19)
1.3油缸推力的计算
由(17)得到:
T?Glcosa …………………(20)
2asin(???)