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2 设计方案的确定
2.1 剪叉式液压升降平台功能特点分析求解
剪叉式液压升降平台的原理是通过液压缸的举升带动剪叉机构的变幅来推动平台稳定升降。根据这个原理可以设计出多种的剪叉式液压升降平台，它具有承载量大、稳定性好、通过性强和操控性好的特点，是一种适用范围广的货物举升设备。它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。因此它在现代物流、航空装卸、大型设备的制造与维护等场合中得到广泛应用。
2.2 确定设计方案的原则
该课题属于横向课题。该升降平台作业区域属于易燃、易爆等场所。要求安全、可靠，自动化程度高。为保证仓储区域管理人员的人身安全和提高升降物品的安全性，采用无人化作业方式，安全装置及各种电器保护装置齐全、可靠，便于操作和维修。 2.3设计方案的确定
剪叉式液压升降平台的设计，从以下四个方面进行设计:一是升降平台剪叉起升机构的关键参数设计；二是剪叉式起升机构各构件材料的确定；三是对起升机构进行运动学分析；四是升降平台的液压系统设计。升降平台的剪叉起升机构是整个平台的骨架，承受和传递整个平台所负担的载重量及其自身的重量。 2.3.1总体设计方案的确定
2t升降平台主要要求及技术参数：
1）为保证操作物品及周围环境的安全，要求该平台运行平稳、可靠性好；； 2）平台外形尺寸为4900×1300×700；升降高度1500mm；
3）操作物品参考尺寸为1500×1100×1350mm，重量500Kg；物品数量3只； 4）升降速度<5m/min。
剪叉式液压升降平台具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便于维修保养等特点。在民航、交通运输、冶金、汽车制造等行业逐渐得到广泛应用。
根据液压油缸位置的不同设定，可以得到不同形式的升降平台，下面以固定单剪叉来说明，用长度相等的两根支撑杆AC和BD铰接与两杆的中心点E，两杆的A、D端分别铰接于平板和机架上，两杆的B、C端分别于两滚轮铰接，并可在上平板和机架上的导向槽内
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滚动。如图2.1所示的三种结构形式示意图，它们的不同之处在于驱动气液压缸的安装位置不同。
(a)直立固定剪叉式 (b)水平固定剪叉式
(c)双铰接剪叉式 图2.1 结构形式示意图
图 2.1(a)中的驱动液压缸的下部固定在机架上,上部的活塞杆以球头与上平板球窝接触。液压缸通过活塞杆使上平台铅直升降。
图 2.1(b)中的卧式液压缸活塞杆与支撑杆BD铰接于B处。液压缸驱动活塞杆控制平台铅直升降。
图 2.1(c)中的液压缸缸体尾部与支撑杆BD铰接，活塞头部与支撑杆AC铰接。液压缸活塞杆可控制平台铅直升降。
按照液压缸的安装形式，本文称图2.1(a)的形式为直立固定剪叉式结构，图2.1(b)的形式为水平固定剪叉式结构，图2.1 (c)的形式为双铰接剪叉式结构。
直立固定剪叉式结构，液压缸的行程等于平台的升降行程，整体结构尺寸庞大，且铰链加工复杂，在实际中应用较少。
水平固定剪叉式结构，通过分析可知，平台的升降行程大于液压缸的行程，但不足
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之处是活塞杆受横向力作用，影响密封件的使用寿命。
双铰接剪叉式结构避免了上述缺点。结构比较合理，平台的升降行程可到达液压缸行程的二倍以上。故选用双铰接式的基本形式设计制造升降平台。 2.3.2 主要技术参数的确定 (1)当升降平台处于最低位置时
O|ΘO' 图2.2 升降平台处于最低位置
'βα 当升降平台处于最低位置时，如图2.2所示，AD=h=700mm、AB=3900mm、OE=1000mm 在?ABD中，??arctanAD700?arctan?10.180 AB3900剪叉AC、BD的长度为：AC=BD=AB2?AD2?39002?7002?3962mm 在?ABE中，AO=
AC3962?=1981mm 22 AE=AO+OE=1981+1000=2981mm ???=10.180 因此，EE'=AE?sin??2981?sin10.180?527mm
EE'527AE???2934mm 0tan?tan10.18'BE'?AB?AE'?3900?2934?966mm
EE'527?28.610 液压缸与水平面夹角??arctan'?966BE此时液压缸长度总体长度BE?EE'?BE'?5272?9662?1100mm （2）当升降平台处于最高位置时
''mm，OE=1000mm，当升降平台处于最高位置时，如图2.3所示。BD?AC?396222AD'?H?2200mm
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＇＇＇O＇|Θ＇O'＇β＇α＇'＇＇
图2.3 升降平台处于最高位置 图2-3 升降平台处于最高位置mm 在?ABD'中，AB'?BD'?AD'2?39622?22002?32952AD'2200??arctan'?arctan?33.730
3295BD'mm，AE'=2981mm, ?'??'?33.730 在?ABE'中，AO'?1981mm因此：E'E''?AE'?sin?'?2981?sin33.730?1655
AE'2981??2479mm AE?'0ctan?ctan33.73''BE''?AB'?AE''?3295?2479?816mm
E'E''1655?63.780 液压缸与水平面夹角??arctan'''?815BE'此时液压缸长度B'E'?E'E''?B'E''?16552?8162?1844mm 因此，液压缸的伸缩长度：L= B'E'-BE=1844-1100=744mm 2.3.3各机构和各部件的结构方案设计
上平台台面选用一块4900mm×1300mm×2mm的优质碳素结构热轧钢板，然后用80mm×43mm×5mm的槽钢焊接成长4900mm宽1300mm的框架，并将其点焊在上平台台面的下方，增加槽钢焊接框架是为了增加上平台强度及其抗弯能力，避免上平台因重物太重而发生弯曲或变形。
剪叉臂的材料选用200mm×100mm×8mm空心矩形钢管，为了避免剪叉臂在起升和下降过程中与上平台或底座发生干涉，因此要将空心矩形钢管的头部做一下处理。剪叉臂的一端通过支座与上平台和底座铰接在一起，另一端通过滚轮轴安装滚轮，以便
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在以100mm×48mm×5.3mm做成的轨道上行走，从而完成剪叉臂的变幅。因剪叉臂要与上平台和底座铰接，为了增加其强度及刚度，应在剪叉臂各铰接连接孔处均增加轴套。 底座采用80mm×43mm×5mm的槽钢焊接成所需的框架即可。在底座的四个角上加四个由80mm×43mm×5mm×700mm的槽钢做成的立柱。加立柱的目的是：（1）当升降平台处于最低位置时，液压缸卸荷，不再提供推力来支撑升降平台，这时立柱就起了支撑升降平台的作用。（2）在升降平台工作过程中，液压缸损坏突然卸荷，升降平台的上平台就可以直接落在立柱上，既起到支撑作用，也防止了液压原件或升降平台各部件的损坏。（3）在工作人员检修过程中，立柱还可以防止升降平台突然落下而导致人员的伤亡。
根据所需的最大液压缸推力选择合适的液压缸，在两个内剪叉臂之间位置安装油缸。在内剪叉臂和外剪叉臂之间分别焊接一根无缝钢管，在钢管的中间部位分别连接两个连接板，作为液压缸的支撑，通过液压缸的举升与伸缩带动与剪叉臂连接的滚轮在轨道上行走，从而改变剪叉臂的变幅，从而完成升降平台的升降。 各销轴和滚轮均采用调质处理的45钢制成。 2.3.4 主要控制方案设计
升降平台的起升与下降是依靠液压缸的伸缩实现的，下面就将液压控制系统原理图（图2.4）做一下简要说明。
图2.4 液压控制系统原理图
1—液压缸 2—平衡阀 3—调速阀 4—三位四通电磁换向阀 5、9、10—单向阀 6—液压泵 7—过滤器 8—溢流阀 设液压泵的额定压力为10MPa
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