剪叉式液压升降台标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]目录剪叉式液压升降台1 绪论1.1升降平台的简介升降平台是一种将人或货物升降到某个高度的机械设备，一种结构相对简单的起重设备机械，它拥有举升力大、升降面积大、升降平稳、噪音低、操作方便、维修简便、并能够停在升降范围内的任意位置上。

被广泛的应用在仓库、码头、自动化生产线等多个行业，可以作为一种比较好使用在人员登高工作和货物垂直运输起重机械。

升降平台随着人类对垂直运送设备的需求而出现，与人类的发展文明一样长久，最初的升降平台采用最基本的动力方式如人力、畜力等提升重量。

在工业革命时代之前，这些动力方式常常被升降装置广泛采用。

现在升降台多采用液压式和气压式两种方式，其中液压式因为升降平稳，占体积小，提供动力大等优势被广泛使用，使用该设备多采用剪叉式升降臂，设备占体积小，移动方便，工作环境限制小，如今的升降台更加添加了许多辅助设备，如安全防护装置目前世界升降台的最高成就应该是非瑞士格劳宾登州正在建设的“圣哥达隧道”上的一部大型升降平台莫属了。

“圣哥达隧道”是一条从阿尔卑斯山滑雪胜地通往欧洲其他国家的地下较长的铁路隧道，总长57公里。

位于距离地面大约在八百米的“阿尔卑斯”高速列车站，打算要建设一部直接到达地面上的升降台。

建成完工后，将会成为现今世界上升降总距离最长的一台升降平台设备了。

游客登上升降平台后利用升降台到达地面，时间更短，更加方便，就可以登上阿尔卑斯冰河观光快速列车，在经过两个时辰后就能够到达山顶的度假村了，就可以享受舒适的生活了。

1.2 升降平台分类按照移动的方方式分为：、拖拉式、自行式、车载式、可驾驶式。

固定式：这种方式是盛机械升降稳定性好，适用范围的产品，他主要用在车间生产线的高度差之间货物，运输货物，材料，装配线，工件使用装配时候调节工件与设备高度等。

车载式：是为提高升降平台的机动移动性，将升降平台固定车上，由汽车引擎提供动力，无需外接额外动力设备，实现车载式升降平台的升降功能。

这种方式可以适应工厂区内外的高空作业任务。

液压式：液压式是广泛应用于汽车制造，集装箱装卸，模具制造等各种场合和工厂的生产线，可以用在不同的海拔高度，同时，可配备各种类型的表面形式，具有多种控制方式，具有升降平稳，准确，频繁启动的优点，承载能力大和其他应用程序，可以有效地解决工业工厂中各种困难的升降工作。

曲臂式高空作业平台：曲柄能悬，工作臂可伸缩，可以在多点起吊点跨越一定高度的障碍物或工作；在这个平台上，承载能力大，可以同时提供两个以上的人的工作，并会带来一定的设备，可在一个360度旋转一定的半径，升降平台是移动方便。

筒式：套筒液压升降平台广泛应用于多级液压缸垂直升降，高强度的材料和材料的机械性能的高标准的使用，塔体壮结构的使用，可使升降平台具有较高的稳定性。

可驾驶式：又名车载式，由升降平台和汽车两部分配套改装组成的。

它使用汽车引擎动力，实现升降平台的升降功能。

液压升降台的工作原理升降机由行走机构，液压机构，电动控制机构，支撑机构组成的一种升降机设备。

液压油由叶片泵形成一定的压力，经过滤油器、隔爆型电磁换向阀、节流阀、液控单向阀、平衡阀进入液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物，液缸上端回油经隔爆型电磁换向阀回到油箱，其额定压力通过溢流阀进行调整，通过压力的表观察压力表的读数值。

液压升降平台的剪叉机械结构，使升降机起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。

它使高空作业效率更高，安全更保障。

用户可根据自己的使用范围选用动力方式及配置：1. 动力系统：电瓶直流供电、单相或三相电源，柴油机，液压泵。

2. 行走：辅助自行式、两轮牵引式、自驾式、以及汽车改装式。

3. 支腿：机械支腿、液压支腿、普通手摇支腿、抽拉式支腿。

4. 控制系统：防爆式电控系统、遥控式控制系统、PIC控制系统。

液压缸驱动的剪叉升降平台的国内外产品现状更多的海外生产下降平台的状态，如日本、德国、美国、英国。

起落台已经在国外发展很久了，多节单节段，移动，固定的，在工业，航空，船舶，商业应用广泛，仓库码头。

国外设计升降设备较早，拥有丰富的经验，他们在不断开发新的产品，并且应用在新的工作环境中，耐用度比国内大多数升降台好。

升降平台目前广泛采用的是基于双铰接剪叉结构的发展，经过长时间的发展，改进，升降平台，形成不同的功能特性，比如：固定式、自行走式、高空作业式等。

课题研究的目的意义通过研究剪叉式升降台可以了解零部件设计过程，整机装配的设计标准，三维模块化建立，让学习零散知识模块化，规范化。

运动仿真是UG/CAE(Computer Aided Engineering) 模块中的主要组成部分，他能把许多复杂的运动分析，动态分析和二维或者三维的机制。

利用UG建模功能建立一个三维模型，利用UG／运动的三维模型的每个组件的功能提供了一个动态数据，之间建立相应的连接组件之间可以建立一个仿真模型。

UG/Modeling 的功能能够对运动机构进行大量的装配分析工作、运动性合理分析工作等，得到很多运动机构的运动数据。

运动学和动力学的运动是运动的仿真模型，验证了该机制的设计是合理的分析，改变和可以使用图形输出部件的位移，加速度，速度和力量的协调。

课题研究的主要内容1.对剪叉式升降台工艺结构的设计2.剪叉式升降平台2部分应用UG软件建模软件实现剪叉式升降台的装配实现剪叉式升降台运动的仿真综上所述，本研究的重点是基于剪叉式升降平台UG三维建模，完成设计和基于UG软件过程模型的建模，实现运动仿真。

在这基础上。

对相应的机构进行结构分析，认识并了解相应的结构功能，并确定模型总体的参数及机构型式，定位方式和驱动方式，对模型工作部件的设计和计算。

2 剪叉式液压升降平台机构位置参数剪叉式液压起落平台位置参数剖析本设计设计升降平台起升最大高度大约在九米，使用六组剪叉，为固定式液压升降平台，平台上表面尺寸⨯mm ，载重300kg ，采用矩形钢。

提升的一组最大的剪叉臂机构与上平台连接式固定铰链连接，另一端铰接滑块，平台提升/下降，滑靴在滑槽内的钢平台脚，可以适应剪叉机构变变化。

经设计筛选四个液压缸作为动力，机构受力如下图，设计相关尺寸数据图 2-1 结构图 ααααθsin )(cos )(cos )(sin )(tan 2121h h h h s f f s L -++++-+= （2-1）列虚功方程：2-2结构受力图H 和J 为下端液压缸上下耳环两点G 和I 为上端液压缸上下耳环两点α为剪叉杆与水平线之间的角度ϕ为耳环与相固定的剪叉臂之间的固定角度l 为耳环自身两孔中心距离a 为耳环下端中心孔到剪叉交叉中心孔距离P 为负载L 为剪叉杆两端连接孔圆心的距离由以上公式代入得力F 为：)]sin(sin cos )sin([2cos 3θαϕθαθαα-+++-=l L a PL F （2-2）剪叉式液压升降平台具体分析2.2.1本课题采用基本参数如下：本设计设计升降平台起升最大高度大约在九米，使用六组剪叉，剪叉臂升到最大高度之间角度成九十度，由升降高度和使用剪叉组数以及最大高度剪叉杆之间的角度计算得升降臂的长度L 应为2150mm ，耳环中心距l 取值200mm ，a 值选取985mm ，载重300kg ，安全系数取2，ϕ角度取30度，升降平台重量取值200kg ，由安全系数取2时，P 应取值10000N ，但是剪叉升降平台由对称两部分组成，所以计算时只计算一半，所以P 取值还是5000N ，具体取值数据如下： 2150=L ，a =985，l =200，α=5-45度 ，P=5000N首先计算液压缸与水平线之间角度变化范围θ，由公式（2-1）可以计算得到，式中f s =，L=2150，α由5度变化到45度，所以可以计算得到5=α度时4.13=θ°；45=α°时，4.55=θ°，将中公式代入虚功方程中可以得到如下公式：)]sin(sin cos )sin([2cos 3θαϕθαθαα-+++-=l L a PL F （2-3） 将以上数据代入可以得到当5=α°时F=18850N ；当45=α°时F=5000N 。

升降台在50s 升到规定的九米高度，所以上升的速度t s v /=，速度为s. 剪叉杆各点具体受力数据引用公式组（2-2）得到具体结果如下因为5=α°时杆受力较大，计算此时各点的力，此时N P 18850=，5=α°，N F 2500=，4.13=θ°，195=s ，187=a ，2142=l ，由以上数据求得如下结果：F 1 =2712;F 2 =3500;F 3=-4580;F 4=5232;F 5=212;F 6=-13104;F 7=3191;F 8=57910;F 9=-2980;F 10=-44806;F 11=-1389;F 12=-63143;F 13=3257;F 14=44082.2.2剪叉杆的校核与液压缸连接的的剪叉杆受力最大，受力情况如下：图 2-3 液压顶杆受力图受力在X 轴受力投影如上图：在受力F1处受扭矩最大，θsin 3maxPy x F M +=分析轴向力的作用，先计算杆的横截面对Z 轴惯性矩I z ，dA y I Z ⎰=2并且知道z 的变化为2)2)2-(2-h a h a h h 到和（到-+；y 的变化为 由以上可以求得ah M I y M z 2max max maxmax12==σ图 2-4 剪叉杆界面又A Nc ahM +=2max 12σ][σ≤ , n s σσ=][ 其中σ为剪叉杆实际工作应力σs 为质料的极限应力，关于45号钢材为340Mpan 为安全系数，一般大于1，这里取2，经计算所设计符合要求。

3 剪叉式升降平台模型建立UG 简介UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司编制的一款为解决产品工程方案的应用软件。

用户可以使用它的数字化造型和验证手段来了解及加工过程。

Unigraphics NX给予用户的和工艺设计提供了经过实践验证的解决方案。

UG成功是因为为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验，这些UG提供的解决方案可以全面完善地改善设计过程的效率，削减成本，并剪短产品完成的时间。

UG软件使用范围随着PC硬件的发展和个人用户的快速增长，在PC上的应用取得了较快的增长，现今已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

UG主要功能：工业设计NX 为那些培养创造性和产品技术革新的和风格提供了强有力的解决方案。

利用 NX功能，复杂的产品形状和机构能被工业设计师迅速地建立和改进，并且使用先进的渲染和来最大限度地满足设计概念的审美要求。