1 绪论
1.1 课题意义
升降机是一种升降性能好,适用范围广的货物举升机构,可用于生产流水线高度差 设备之间的货物运送,物料上线,下线,共件装配时部件的举升,大型机库上料,下 料,仓储装卸等场所,与叉车等车辆配套使用,以及货物的快速装卸等。它采用全液压 系统控制,采用液压系统有以下特点:
( 1 )在同等的体积下,液压装置能比其他装置产生更多的动力,在同等的功率 下,液压装置的体积小,重量轻,功率密度大,结构紧凑,液压马达的体积和重量只有 同等功率电机的 12% 。
( 2 )液压装置工作比较平稳,由于重量轻,惯性小,反应快,液压装置易于实现 快速启动,制动和频繁的换向。
( 3 )液压装置可在大范围内实现无级调速,(调速范围可达到2000 ) 还可以在 ,运行的过程中实现调速。
( 4 )液压传动易于实现自动化,他对液体压力,流量和流动方向易于进行调解或控制。
( 5 )液压装置易于实现过载保护。
( 6 )液压元件以实现了标准化,系列化,通用化,压也系统的设计制造和使用都 比较方便。当然液压技术还存在许多缺点,例如,液压在传动过程中有较多的能量损失,液压 传动易泄露,不仅污染工作场地,限制其应用范围,可能引起失火事故,而且影响执行 部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感,液压元件制造精度要求较高,造价昂贵,出现故障不易找到原因,但在实际的应用中,可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。
液压传动能在运动过程中实现无级调速、调速方便。液压传动简化了机器结构,减少了零件的数目。由于系统充满了油液,对各液压件有润滑、冷却和防锈的作用,使之不易磨损,又由于容易实现过载保护,因而寿命长。液压传动易于实现标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和推广。
液压升降平台由于升降平稳、安全可靠、操作简单,经济实用,被广泛应用于生
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产流水线和仓库、造纸、医药等行业,主要用于生产流水线高度差之间货物运送;物料上线、下线;工件装配时调节工件高度;高处给料机送料;大型设备装配时部件举升;大型机床上料、下料;仓储装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等。因此,对于液压升降平台的设计与研究具有重要意义。
课题研究的升降台是钢铁公司中板厂重要的辅助设备,设计他的目的在于使其能够更好的配合推钢机将板坯送上炉前辊道,从而满足重庆钢铁股份有限公司中板厂的生产要求。升降台的完成的是上下两个动作,但是对升降台上升多少的精度要求高。所以设计出好的升降台意义就是能够使其更好的配合推钢机完成既定动作,提高升降台的安全系数、寿命,使操作更加简单以及在维护维修方面能够更加方便。
1.2课题背景
液压升降机制造业中的联合之风与汽 车业很相似,在汽车行业中,通用汽车、福特、雷诺、宝马、梅赛德斯、大众等大公司都走上了联合之路,这两个行业的世界市场已日趋一体 化。欲在成熟的世界市场获取市场份额并保持增长,捷径是购买竞争对手,其长期目标是争夺世界市场的支配地位。在升降机行业,某种意义 上,打入世界市场即意味着进入北美、日本(亚洲)和欧洲三大市场。 世界顶级公司都对世界市场具有强大影响力,但迄今还没有一 家公司在上述三大市场取得主导地位。有4家公司已在两大市场建立了根据地:格鲁夫和特雷克斯在北美与欧洲;多田野在亚洲和欧洲;住友建机在亚洲及北美。 格鲁夫、特雷克斯和多田野公司是通过收购竞争对手进入欧洲市场的。格鲁夫先是在1984年吞并了英国柯尔斯,而后在1995年购入德国克虏伯。特雷克斯公司于1995年兼并了法国PPM和意大利Bendini公司之后,近几年又收购了其他一些欧美公司。多田野在 1990年吞并了德国法恩公司。住友公司在 1986年收购了美国林克?贝
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利勃海尔和德马泰克公司都向美洲和亚洲出口升降机,加藤公司也将产品出售到欧洲。但升降机升降平台生产本地化要比依赖当地代理商创造更多机会,多田野和加藤这两家公司产品相似,汽车升降台机底盘也相同,但多田野海外投资多于加藤公司,因而在增加出口、改善国内市场萎缩带来的困境方面处于更有利的位置。
多数厂商在争夺上述市场的同时,还努力扩大产品系列。格鲁夫公司的汽车升降机和RT产品具有竞争优势,购买克虏伯公司后,在AT产品方面也颇具实力,该公司
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还准备生产履带式升降机。马尼突沃克公司已在履带式升降机行业 居支配地位,但也希望在其他升降机 产品领域取得相同影响力。
中国液压升降机产业发展研究报告阐述了世界液压升降机产业的发展历程,分析了中国液压升降机产业发展现状与差距,开创性地提出了“新型液压升降机产业” 及替代品产业概念,在此基础上,从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型液压升降机产业” 及替代产品的内涵。根据“新型液压升降机产业” 及替代品的评价体系和量化指标体系,从全新的角度对中国液压升降机产业发展进行了推演和精准预测,在此基础上,对中国的行政区划和四大都市圈的液压升降机产业发展进行了全面的研究。
世界顶级公司都对世界市场具有强大影响力,但迄今还没有一 家公司在上述三大市场取得主导地位。有4家公司已在两大市场建立了根据地:格鲁夫和特雷克斯在北美与欧洲;多田野在亚洲和欧洲;住友建机在亚洲及北美。
我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步,但与主机发展需求,以及和世界先进水平相比,还存在不少差距,主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例,产品品种只有国外的1/3,寿命为国外的1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要,每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析,1998年液压、气动和密封件产品的进口额约2亿美元,其中液压约1.4亿美元,气动近0.3亿美元,密封约0.3亿美元,比1997年稍有下降。按金额计,目前进口产品的国内市场占有率约为30%。1998年国内市场液压件需求总量约600万件,销售总额近40亿元;气动件需求总量约500万件,销售总额7亿多元;密封件需求总量约11亿件,销售总额约13亿元。
近20年世界工程升降机行业发生了很大变化。 RT(越野轮胎升降机)和AT(全地面升降机)产品的迅速发展,打破了原有产品与市场格局,在 经济发展及市场激烈竞争冲击下,导致世界工程升降机市场进一步趋向一体化。目前世界工程升降机年销售额已达75亿美元左右。主要生产国 为美国、日本、德国、法国、意大利等,世界顶级公司有10多家,主要集中在北美、日本(亚洲)和欧洲。 美国既是工程升降机的主 要生产国,又是最大的世界市场之一。但由于日本、德国升降机工业的迅速发展及RT和AT产品的兴起,美国厂商曾在20世纪60~70年代世界市 场中占有的主导地位正逐步受到削弱,从而形成美国、日本和德国三足鼎立之势。近几年美国经济回
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升,市场活跃,外国厂商纷纷参与竞争。美国制造商的实力也有所增强,特雷克斯升降机公司的崛起即是例证。特雷克斯升降机公司前身是美国科林升降机厂。
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2 方案论证
2.1机械式升降台设计
2.1.1机械式升降台构件运动分析
30t升降台剖视图如图2.1所示
图2.1 30t升降台剖视图
1-台架;2-弹簧罩;3-碟形弹簧;4-滚动轴承;5-左、右螺杆;6-箱盖; 7-箱座;8-底座;9-左旋涡轮;10-蜗杆;11-右旋涡轮;12-螺栓联结
系统由电机传动(15KW,750r/min)通过齿接手动蜗杆、蜗轮做水平旋转运动(一个蜗杆带动左、右各二个蜗轮),每个蜗轮同时和相啮合螺杆组成螺旋垂直传力运动, 从而实现台面的垂直升降运动, 要求螺旋运动能够实现连续慢速进给并随机自锁,
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