剪叉式液壓升降機(jī)運(yùn)動學(xué)和力學(xué)分析及三維造型-含仿真【三維PROE】【11張CAD圖紙+PDF圖】

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In the factory, automatic warehouse and other logistics system for vertical transportation, the elevator is often also equipped with a variety of plane transportation equipment, as a different height of the transmission line of the connection device. It generally adopts hydraulic drive, hydraulic lift.The design of hydraulic elevator, first determine the structure of the hydraulic elevator structure; then survey - sized car vehicle model was established to determine the overall structure and dimension of the elevator; secondly, establishing the mechanics model of the lifting mechanism and of lifting mechanism of different position state of by force analysis and checking of the bar, a pin shaft, bolt strength whether meet the requirements; then the scissors hydraulic lifts, hydraulic system and electrical control system design. Finally, the software AutoCAD to draw the assembly drawing of the hydraulic elevator and main parts figure, and the construction of the three dimensional modeling and motion simulation of Pro / E.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD, Pro / E mechanical design software, for future work in life is of great significance.Key words: Hydraulic; Lift; Shear type; Three dimensional目 錄摘要1Abstract2引 言31 緒 論41.1研究背景及意義41.1.1研究背景41.1.2研究意義41.2升降機(jī)概述41.2.1升降機(jī)定義41.2.2液壓升降機(jī)的作用41.2.3液壓升降機(jī)的特點(diǎn)51.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀51.3.1國外51.3.2國內(nèi)52總體結(jié)構(gòu)方案及參數(shù)選定72.1 升降機(jī)結(jié)構(gòu)確定72.2 確定各結(jié)構(gòu)尺寸82.2.1 建立轎車模型82.2.2主要結(jié)構(gòu)尺寸確定82.3初定電機(jī)功率102.4平臺與叉桿的設(shè)計計算112.4.1確定平臺的結(jié)構(gòu)材料及尺寸112.4.2確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸123 受力分析與校核計算173.1位置參數(shù)計算173.2動力參數(shù)計算193.3液壓缸布置方式的分析203.4強(qiáng)度校核計算233.4.1叉桿233.4.2橫軸263.4.3連接螺栓的校核274 液壓、電氣系統(tǒng)的設(shè)計與選擇304.1液壓系統(tǒng)設(shè)計與選擇304.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計要求304.1.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計304.2液壓缸的計算與選型314.2.1 液壓缸的安裝位置324.2.2液壓缸推力及行程的確定324.2.3液壓缸的選型334.3液壓泵的計算與選型334.3.1 液壓泵工作壓力的計算334.3.2 液壓泵功率的計算344.3.3 油泵流量的計算344.3.4 油泵的選型354.4電氣系統(tǒng)設(shè)計354.4.1 電氣系統(tǒng)控制設(shè)計354.4.2電動機(jī)的選擇與驗算375 基于Pro/E的三維設(shè)計395.1 Pro/E軟件概述395.2三維模型設(shè)計405.2.1底座405.2.2平臺415.2.3支架415.2.4油缸425.3三維裝配設(shè)計42結(jié)論43參 考 文 獻(xiàn)44致 謝45引 言 升降機(jī)是一種將人或者貨物升降到某一高度的升降設(shè)備。在工廠、自動倉庫等物流系統(tǒng)中進(jìn)行垂直輸送時，升降機(jī)上往往還裝有各種平面輸送設(shè)備，作為不同高度輸送線的連接裝置。一般采用液壓驅(qū)動，故稱液壓升降機(jī)。除作為不同高度的貨物輸送外，廣泛應(yīng)用于高空的安裝、維修等作業(yè)。升降機(jī)包括：固定升降機(jī)、牽引式升降機(jī)、車載式升降機(jī)、導(dǎo)軌式升降機(jī)和特殊形式的升降機(jī)等。液壓升降機(jī)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時可配裝各類臺面形式（如滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動、聯(lián)動、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。要是通過液壓油的壓力傳動從而實現(xiàn)升降的功能,它的剪叉機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降機(jī)起升有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大、并適合多人同時作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。1 緒 論1.1研究背景及意義1.1.1研究背景工程機(jī)械是我國裝備工業(yè)的重要組成部分。為了保證各種工程建設(shè)高速度、高質(zhì)量、低成本施工的進(jìn)行，工程機(jī)械是重要手段?，F(xiàn)代化建設(shè)速度的快慢取決于工程建設(shè)的速度。工程機(jī)械發(fā)展水平的高低直接影響工程建設(shè)的速度，因此工程機(jī)械是世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)。我國的機(jī)械工業(yè)發(fā)展較晚，基礎(chǔ)較差，但是經(jīng)過多年的努力，從無到有，從模仿一般的小型機(jī)械到自主研發(fā)制造大型精密設(shè)備，我國的工程機(jī)械行業(yè)不斷地發(fā)展為一個機(jī)械產(chǎn)品門類齊全，產(chǎn)品技術(shù)具有先進(jìn)水平的工業(yè)體系15。剪叉式液壓升降臺具有結(jié)構(gòu)簡單、承載量大、安裝空間小、自動化程度高且易于實現(xiàn)集中控制等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代物流、航空、自動化生產(chǎn)線等場合中得到廣泛應(yīng)用17。剪叉式升降平臺是應(yīng)用非常廣泛的一種升降裝置，剪叉式升降平臺的結(jié)構(gòu)決定了其功能和特點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、運(yùn)行可靠、安全高效、故障率低、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于車站、碼頭、橋梁、大廳、廠房、室內(nèi)外機(jī)械安裝、設(shè)備維修、建筑保養(yǎng)等場合。1.1.2研究意義升降機(jī)不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著非常重要的作用。給我們帶來許多便捷、便利。升降機(jī)有許多特色的功能，電梯在我們生活中的好多地方都會用到，升降機(jī)就如電梯的性能大同小異，我們在升降機(jī)的使用過程中也可以針對自己的需求對升降機(jī)的具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。升降機(jī)在我們生產(chǎn)中的應(yīng)用非常普遍，可見升降機(jī)在我們的生活中的重要性。然而在我們生產(chǎn)中升降機(jī)也有著非常重要的作用，尤其是貨物高空操作。1.2升降機(jī)概述1.2.1升降機(jī)定義升降機(jī)是一種將人或者貨物升降到某一高度的升降設(shè)備。在工廠、自動倉庫等物流系統(tǒng)中進(jìn)行垂直輸送時，升降機(jī)上往往還裝有各種平面輸送設(shè)備，作為不同高度輸送線的連接裝置。一般采用液壓驅(qū)動，故稱液壓升降機(jī)。除作為不同高度的貨物輸送外，廣泛應(yīng)用于高空的安裝、維修等作業(yè)。升降機(jī)包括：固定升降機(jī)、牽引式升降機(jī)、車載式升降機(jī)、導(dǎo)軌式升降機(jī)和特殊形式的升降機(jī)等。1.2.2液壓升降機(jī)的作用液壓升降機(jī)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時可配裝各類臺面形式（如滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動、聯(lián)動、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。1.2.3液壓升降機(jī)的特點(diǎn) 升降平臺升降系統(tǒng)是靠液壓驅(qū)動的，所以叫做液壓升降臺。是一種多功能的裝卸機(jī)械設(shè)備。它主要廣泛適用于模具制造，化工罐裝以及集裝箱，汽車之類的各種工廠企業(yè)及生產(chǎn)流水線。液壓升降平臺可以滿足于不同作業(yè)高度的升降需求，配裝各類臺面形式，采用合適的控制方式，使得升降是平穩(wěn)準(zhǔn)確，可以頻繁啟動，且承載量大，從而能夠有效的解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)時的難題，方便生產(chǎn)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國外當(dāng)前國外制造升降平臺的國家比較多，如意大利、芬蘭、美國、英國等國家。國外升降平臺生產(chǎn)在有的國家已有幾十年的歷史，升降平臺在機(jī)械產(chǎn)品中占有相當(dāng)大的比重。根據(jù)叉臂的數(shù)量分單節(jié)和多節(jié)升降平臺，還有固定式（圖1.1）、超低式（圖1.2）、移動式（圖1.3）等各種型式。目前升降平臺的驅(qū)動力多用液壓驅(qū)動，在倉庫、航空、工業(yè)、碼頭等場所廣泛運(yùn)用。特別在高空作業(yè)升降平臺及商業(yè)貨物平臺中己形成系列化的生產(chǎn)，如英國起重有限公司，他們根據(jù)各類倉庫的裝卸需求，生產(chǎn)適應(yīng)商業(yè)貨物系統(tǒng)方面不同型號的升降平臺，大部分高空作業(yè)搬運(yùn)作業(yè)其技術(shù)先進(jìn)。還有Geda公司的Multilift系列施工升降平臺，這臺施工升降機(jī)可以通過電子顯示裝置對“高度預(yù)定控制系統(tǒng)”進(jìn)行操作。通過該系統(tǒng)，要使升降平臺輕松地?？吭诓煌叨?，操作員只需簡單的按鈕操作就可。該升降平臺配有嵌入式的控制裝置，使升降平臺的急停急走不再發(fā)生。美國專家Hashem 等根據(jù)剪叉式液壓升降機(jī)的特點(diǎn)提出采用并聯(lián)連接剪叉臂的結(jié)構(gòu)形式，之前的升降機(jī)主要是串聯(lián)連接剪叉臂，串聯(lián)連接限制了其工作臺面的增加，并聯(lián)連接不僅可以增加工作面積，還能夠大大增加其穩(wěn)定性1-2。1.3.2國內(nèi)隨著中國城鎮(zhèn)化的擴(kuò)展，道路，橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不斷增多，需求不斷擴(kuò)大，升降平臺以及升降機(jī)的種類需求也不斷增加。而且近幾年，液壓升降平臺發(fā)展正處在一個發(fā)展的高峰期，并且逐步向產(chǎn)業(yè)化和集群模式發(fā)展?，F(xiàn)在不管是在建筑工地、市政施工、企業(yè)、工業(yè)、工廠、裝潢、酒店還是私家庭院，升降機(jī)以及是到處可見，使用也是非常廣泛。因此，升降平臺市場發(fā)展前景廣闊。我國升降平臺市場進(jìn)入高速發(fā)展階段，有望保持高速發(fā)展態(tài)勢。目前國外生產(chǎn)升降機(jī)比較知名的企業(yè)有愛知公式、JLG公司和 Alter 公司等。在國內(nèi)主要有山東濟(jì)陽和江蘇鎮(zhèn)江兩大生產(chǎn)基地。比較知名的國內(nèi)企業(yè)有徐州重工，浙江定力和京城重工等企業(yè) 6。國內(nèi)的升降平臺的制造起步比國外的晚，但是近幾年的發(fā)展相對較為迅速，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品種類的不斷增加。如沈陽北方交通中共集團(tuán)研制了 54m 的高空消防救援車。目前，徐州重型機(jī)械有限公司正在研發(fā) 80m 的高空消防車，在此之前，它已經(jīng)成功研制了 22-68m 的高空消防救援車。杭州愛知公司也研發(fā)完成了絕緣型高空作業(yè)車。在剪叉機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度方面的研究，郭克希等人通過對剪叉式機(jī)構(gòu)的演變方式的分析對比，得到了變異剪叉結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，通過對該空間展開式剪叉機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析，得出了該機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸，從而設(shè)計出一種新型的能夠廣泛應(yīng)用于各種特殊的場合的機(jī)動平臺9。胡小舟等人分析了剪叉式升降機(jī)的受力，建立了其力學(xué)模型，然后利用 Matlab 軟件進(jìn)行分析，研究了影響油缸最大推力的關(guān)鍵參數(shù)10。張榮敏等人對剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，并利用 ANSYS /APDL 的優(yōu)化設(shè)計模塊對剪叉臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，得出剪叉臂的最優(yōu)參數(shù)11。鄧宏光等人根據(jù)剪叉式升降平臺的結(jié)構(gòu)特征，建立了起升結(jié)構(gòu)的力學(xué)方程，并確定了起升結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)12。2總體結(jié)構(gòu)方案及參數(shù)選定2.1 升降機(jī)結(jié)構(gòu)確定此次課題設(shè)計的內(nèi)容為剪切式液壓升降機(jī)，剪切式升降機(jī)的發(fā)展較迅速，種類也很齊全。按照剪切的大小分為大剪式升降機(jī)（又叫子母式），還有小剪（單剪）升降機(jī) ；按照驅(qū)動形式又可分為機(jī)械式、液壓式、氣液驅(qū)動式；按照安裝形式又可以分為藏地安裝，地面安裝。因為此次設(shè)計所要舉升的重量為2t以下的轎車 ，所以采用小剪式液壓驅(qū)動升降機(jī)就完全可以。為了適合大小維修廠，對地基沒有過多要求，地面安裝即可。整體結(jié)構(gòu)形式如圖2.1所示。圖2.1 液壓升降機(jī)整體結(jié)構(gòu)形式剪切式液壓平板升降機(jī)由機(jī)架、液壓系統(tǒng)、電氣三部分組成。設(shè)置限位裝置、升程自鎖保護(hù)裝置等以保證升降機(jī)安全使用，保障維修工人的生命安全。剪切式升降機(jī)有兩組完全相同的升降機(jī)構(gòu)，分別放于左右兩側(cè)車輪之間，因兩側(cè)結(jié)構(gòu)完全相同，可以左右互換。升降機(jī)由電氣系統(tǒng)控制，由液壓系統(tǒng)輸出液壓油作為動力驅(qū)動活塞桿伸縮，帶動兩側(cè)舉升臂同時上升、下降、鎖止2。升降機(jī)一側(cè)上下端為固定鉸支座，舉升臂由銷連接固定在鉸支座上。另一側(cè)上下端為滑輪滑動，舉升臂通過軸與滑輪連接。升降機(jī)在工作過程中，以固定鉸支座一側(cè)為支點(diǎn)，滑輪向內(nèi)或向外滑動，使升降機(jī)上升下降，當(dāng)達(dá)到適當(dāng)?shù)呐e升位置時，利用液壓缸上的機(jī)械鎖鎖止。剪切式升降機(jī)使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，適用于大多數(shù)轎車、汽車的檢測、維修及保養(yǎng)，安全可靠3。2.2 確定各結(jié)構(gòu)尺寸2.2.1 建立轎車模型根據(jù)豐田和大眾轎車的車身信息確定一個使用較廣的車模：它的車身參數(shù)有車身長4.7m，寬1.75m，高1.5m，軸距2.1m，前后輪距平均為1.5m，車自重1.5t，該轎車模型集豐田轎車外型，奧迪外型，大眾車系于一體，具有較廣的代表性。2.2.2主要結(jié)構(gòu)尺寸確定（1）剪切式升降機(jī)已知的主要技術(shù)參數(shù)如表2.2所示表2.2 主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)值單位舉升重量3T舉升高度3502000Mm提升時間60S要求升降機(jī)的提升速度是經(jīng)1min時間內(nèi)升降機(jī)能升高到1m，實際升高1.65m，并且升降機(jī)在各高度工作時，都能自鎖。設(shè)計過程中參考了廣力牌GL3.0/A小剪式升降機(jī)，上海繁寶剪式升降機(jī)，Jumbo Lift NT 剪式舉升平臺的外形及運(yùn)動形式。（2）升降機(jī)各部分尺寸 （a）支撐平臺尺寸因剪切式升降機(jī)放于兩輪胎之間的下部，所以升降機(jī)在使用過程中要保證升降機(jī)不能與輪胎發(fā)生干涉2。根據(jù)轎車軸距為2.6m，轎車輪胎直徑一般不超過700mm，為避免干涉，升降機(jī)平臺兩端與輪胎邊緣要有一定距離，取平臺邊距輪胎邊緣之間距離為150mm，則平臺外型長。平臺寬一般為500mm600mm左右，我們?nèi)∑脚_寬為Bp=550mm。舉升時，重量作用在整個平臺上，力并不集中，所以平臺不宜過厚，增加升降機(jī)重量，取外型高為70mm，實厚為15mm，只在四周加工凸臺邊緣，平臺尺寸如圖2.2所示。圖2.2 平臺尺寸（b）舉升臂尺寸因平臺長La=1600mm，固定鉸支座和滑動滾輪分別放于平臺下，降低到最低點(diǎn)時舉升臂不能超出平臺邊緣，與汽車相干涉，所以固定鉸支座和滑動滾輪要與平臺有一定的距離，取支座距平臺邊緣的距離為150mm。則固定鉸支座與滑動滾輪之間距離。升降機(jī)壓縮到最低位置時，升降機(jī)高為350mm,(底座到平臺面的距離)。 如圖2.3所示底座厚為15mm，滾輪直徑D=50mm ，滾輪處軸徑Dz=24mm ，為了避免滾輪直接磨損底座，設(shè)計時，加工滾輪滑道，滑道厚為10mm，滑道寬35mm，滑道長為750mm。上下兩滾輪之間的距離為根據(jù)勾股定理求舉升臂長L , 求得L=1306mm，舉升臂寬110mm，厚為20mm。圖2.3 升降機(jī)壓縮到最低點(diǎn)時的狀態(tài)（3）升降機(jī)升高到1m時尺寸變化升降機(jī)向上舉升時，滑輪向內(nèi)側(cè)滾動，液壓系統(tǒng)向上伸縮，固定鉸支座和滑動鉸支座之間距離縮短，平臺與底座之間距離越來越大。升降機(jī)升高到1m時，升降機(jī)上下兩滑輪之間的距離為，因舉升臂長L=1306mm，固定鉸接處與滑輪之間的距離為Lb,由勾股定理得 ，則Lb=896.15mm，滑動輪滑動距離Lx=1300-896.15=403.75mm。升降機(jī)升高到1m時，結(jié)構(gòu)狀態(tài)如圖2.4所示。圖2.4 升高到 1m 時升降機(jī)主視圖和左視圖因我們的舉升臂寬為110mm，所以連接處螺栓軸徑適當(dāng)取Ds=30mm，滑動滾輪處軸徑取Dz=24mm，滑輪總寬為30mm，與滑道實際接觸尺寸為25mm，另外5mm為階梯凸臺,直接與舉升臂接觸，減小摩擦。2.3初定電機(jī)功率剪切式升降機(jī)舉升重量2t，升降機(jī)自身及其附件的重量再加上一部分的余量為0.8t，所以取 W=3.8t 。初定電機(jī)功率，不考慮工作過程損失。舉升平臺上方放有汽車時，設(shè)計上升速度為 Vw = （2.2）S=2000-350 =1650 (mm) 由公式（2.2）得 Vw= =0.0275m/s=1.65m/min 載車板上升功率 Pw= （2.3）Fw=mg （2.4）其中m=4.6kg，g=10N/kg 由公式（2.4）Fw =3.810 =38 KN Vw取1.65 m/min由公式（2.3）得 Pw= =1.04（KW） 取整理前面計算的數(shù)據(jù)如表2.4。表2.4 剪切式升降機(jī)主要技術(shù)參數(shù)舉升重量2000kg舉升高度3502000mm實際上升高度1650mm總寬2000mm總長2060mm平臺長/寬1600/550mm舉升臂長1306mm平臺間寬900mm上升時間50s下降時間40s電機(jī)功率1.1KW電源220V/380V/50Hz額定油壓18MPa整機(jī)重量800kg滑輪移動距離896.15mm2.4平臺與叉桿的設(shè)計計算2.4.1確定平臺的結(jié)構(gòu)材料及尺寸平臺位于升降臺的最上部，是支撐件的組成部分。汽車能夠在升降臺上平穩(wěn)的停放就是平臺起了關(guān)鍵的作用。在進(jìn)行維修作業(yè)之前首先得駛上平臺。需要說明的是平臺并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。下底板也如此，如下圖4-1。圖4-1 下底板結(jié)構(gòu)簡圖根據(jù)上面汽車尺寸參數(shù)，確定平臺的長度為2600mm，寬度450mm，材料采用熱軋鋼板。其形狀見圖紙。需要說明的是平臺并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。叉桿是升降臺最主要的舉升部件，是主要的受力機(jī)構(gòu)。對其設(shè)計的成功與否關(guān)系到整個設(shè)計工作的成敗，選材45號鋼，熱軋鋼板。叉桿的外形圖如圖4-2所示。圖4-2 叉桿的外形圖2.4.2確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸對支撐叉桿進(jìn)行受力分析：首先定義每根桿的名稱編號，如圖4-3：圖4-3 支撐叉桿受力分析圖對于桿3、桿4的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其它外力，所以可以忽略不計，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。經(jīng)過分析桿3的受力情況如圖：計算其最大彎矩及軸向力：經(jīng)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺處于最低位置，時，所受彎矩最大，如圖。當(dāng)升降臺處于最高位置，時，軸向力最大，如圖，（正值為拉力，負(fù)值為壓力）。桿4受力情況同桿3。下面再分析一下桿1,對桿1作受力分析，如圖對D點(diǎn)做力矩分析：，可得 = -110.1N。計算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來分析： 根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下：圖4-4 桿1彎矩圖由此圖可知，桿1的最大彎矩在C點(diǎn)。經(jīng)計算當(dāng)時，有最大值，即擁有最大彎矩，同樣此時也擁有最大的軸向力。首先將，W=9800N，P=11.6W（P與W的關(guān)系值根據(jù)上述的公式求得）代入以上各式，求得的值如下圖：則。計算軸向力，同樣將桿1的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖：經(jīng)分析計算，CD段受到的軸向壓縮力最大，。由于剛剛計算出的桿3與桿4的最大彎矩和最大軸向力都小于桿1的值，故不對桿3桿4計算工作應(yīng)力。計算桿1該狀態(tài)下的工作應(yīng)力，設(shè)叉桿橫截面積A=bh,如圖： 則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為其中， 叉桿實際工作應(yīng)力,材料許用應(yīng)力， 材料的極限應(yīng)力，對于45號鋼，為340Mpa n安全系數(shù),一般為大于1的值，這里取n=2。根據(jù)經(jīng)驗初選h=0.1m。由此式可以看出彎矩對工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計算時應(yīng)以最大彎矩為主要計算對象。桿1所承受的最大工作應(yīng)力。桿1的C截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為C截面擁有最大的工作應(yīng)力。我們按照最大工作應(yīng)力來選取合適的叉桿截面。將h=0.1m代入上式：最大工作應(yīng)力。這里取，即叉桿的橫截面為10025。3 受力分析與校核計算3.1位置參數(shù)計算由圖3-1可知圖3-1位置參數(shù)示意圖 （1） （2）上式中：H任意位置時升降平臺的高度；C任意位置時鉸接點(diǎn)F到液壓鉸接點(diǎn)G的距離；L支撐桿的長度；支撐桿固定鉸支點(diǎn)A到鉸接點(diǎn)F的距離；T機(jī)架長度（A到G點(diǎn)的距離）；活塞桿與水平線的夾角。以下相同。將（2）式代入（1）式，并整理得。 （3）設(shè)代入（3）式得。 （4）在（4）式中，升降平臺的初始高度；液壓缸初始長度。雙鉸接剪叉式升降平臺機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)計算：圖3-2 運(yùn)動參數(shù)示意圖圖中，是F點(diǎn)的絕對速度；是B點(diǎn)絕對速度；是AB支撐桿的速度；是液壓缸活塞平均相對速度；是升降平臺升降速度。由圖3可知： （5）在（5）式中，液壓缸活塞平均相對運(yùn)動速度；升降平臺升降速度；支撐桿與水平線的夾角。以下相同。3.2動力參數(shù)計算圖3-3動力參數(shù)示意圖圖中，P是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q是升降平臺所承受的重力載荷。通過分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計算（過程省略）得出：升降平臺上升時； （6）升降平臺下降時（6）、（7）式中，P液壓缸作用于活塞桿的推力；Q升降平臺所承受的重力載荷；f滾動摩擦系數(shù)；b載荷Q的作用線到上平板左鉸支點(diǎn)M的水平距離。由于滾動輪與導(dǎo)向槽之間為滾動摩擦，摩擦系數(shù)很?。╢=0.01）,為簡化計算，或忽略不計，由（6）、（7）式簡化為：。 （8）3.3液壓缸布置方式的分析從直觀的角度分析考慮，如下圖：圖3-4液壓缸工作示意圖我們可以從圖上看出，液壓缸的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿1的右端（偏向桿1的活動鉸連接）。因此，我們針對實際升降臺剪叉機(jī)構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問題，提出了另一種相對布置方式，將液壓缸布置在與之相對稱的左側(cè)，即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，來進(jìn)一步分析討論。（1）問題的提出液壓缸驅(qū)動的剪叉機(jī)構(gòu)再各種升降臺中廣泛應(yīng)用，因安裝的空間不同，其折合后的高度也必然就不同，所以液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)內(nèi)的布置要受到折合后高度的約束。根據(jù)文獻(xiàn)甘肅大學(xué)學(xué)報的有關(guān)液壓缸驅(qū)動剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖：圖3-5 液壓缸布置在左側(cè)液壓缸活塞運(yùn)動速度與臺面升降速度的關(guān)系式為 （1） 活塞推力與臺面荷重的關(guān)系式為 （2） 式中，以上兩式的推導(dǎo)基于工程中常用的液壓缸布置方式，即液壓缸下支點(diǎn)與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，如上圖。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比較大的場合較為適用。存在的問題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度h較小的情況下（即角較?。?，所需液壓缸的推力將大大增加。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在折合后的剪叉機(jī)構(gòu)中難以布置；或采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸，不過這將增加一對液壓缸的支座，同時帶來機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大了整個裝置的成本。（2）兩種布置方式的分析和比較為了解決以上提出的問題，可考慮將液壓缸反向布置（即采用第一種設(shè)計方案），計算一下該方案的有關(guān)參數(shù)再將兩者作以比較。如圖：圖3-6液壓缸布置在右側(cè)這里仍用瞬時速度中心法來求解活塞運(yùn)動速度。桿上點(diǎn)、點(diǎn)的瞬時轉(zhuǎn)動中心為F點(diǎn)，D點(diǎn)、A點(diǎn)的速度為：臺面升降速度：點(diǎn)的運(yùn)動速度：活塞運(yùn)動速度：（）式中，依據(jù)虛位移原理有：（）由圖分析可得：經(jīng)變分后：代入式（），整理后得活塞推力：（）式（）和式（）的正確性可以用機(jī)械能守恒原理來證明，即將式（）與式（）進(jìn)行比較，再各參數(shù)都相同的條件下，顯然，液壓缸布置再右側(cè)時的推力較液壓缸布置在左側(cè)時??；而式（）與式（）比較，則液壓缸布置在右側(cè)時的活塞速度較液壓缸布置在左側(cè)時高?？梢?，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價換來的。液壓缸布置在剪叉機(jī)構(gòu)的右側(cè)，使得液壓缸的活塞推力減小，這就可以選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機(jī)構(gòu)中的布置；帶來的問題是液壓缸的有效行程較長，如果臺面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。3.4強(qiáng)度校核計算3.4.1叉桿對支撐叉桿進(jìn)行受力分析首先定義每根桿的名稱編號，如圖：對于桿3、桿4的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其它外力，所以可以忽略不計，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。經(jīng)過分析桿3的受力情況如圖：計算其最大彎矩及軸向力：經(jīng)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺處于最低位置，時，所受彎矩最大，如圖。當(dāng)升降臺處于最高位置，時，軸向力最大，如圖，（正值為拉力，負(fù)值為壓力）。桿4受力情況同桿3。下面再分析一下桿1,對桿1作受力分析，如圖對D點(diǎn)做力矩分析：，可得 = -110.1N。計算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來分析： 根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下：由此圖可知，桿1的最大彎矩在C點(diǎn)。經(jīng)計算當(dāng)時，有最大值，即擁有最大彎矩，同樣此時也擁有最大的軸向力。首先將，W=9800N，P=11.6W（P與W的關(guān)系值根據(jù)上述的公式求得）代入以上各式，求得的值如下圖：則。計算軸向力，同樣將桿1的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖：經(jīng)分析計算，CD段受到的軸向壓縮力最大，。由于剛剛計算出的桿3與桿4的最大彎矩和最大軸向力都小于桿1的值，故不對桿3桿4計算工作應(yīng)力。計算桿1該狀態(tài)下的工作應(yīng)力，設(shè)叉桿橫截面積A=bh,如圖： 則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為 其中， 叉桿實際工作應(yīng)力,材料許用應(yīng)力， 材料的極限應(yīng)力，對于45號鋼，為340Mpa n安全系數(shù),一般為大于1的值，這里取n=2。根據(jù)經(jīng)驗初選h=0.1m。由此式可以看出彎矩對工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計算時應(yīng)以最大彎矩為主要計算對象。桿1所承受的最大工作應(yīng)力。桿1的C截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為C截面擁有最大的工作應(yīng)力。我們按照最大工作應(yīng)力來選取合適的叉桿截面。將h=0.1m代入上式：最大工作應(yīng)力。這里取，即叉桿的橫截面為10025。3.4.2橫軸選取套聯(lián)在活塞桿端部的橫軸，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)布局確定橫軸長度需要220mm，由于是單耳環(huán)聯(lián)接，其內(nèi)徑CD=50，橫軸的外徑也應(yīng)為50mm,但考慮到二者需要相對滑動，應(yīng)使橫軸的外徑略小于50mm,這里取d=48mm。單耳環(huán)的寬度值EW=60mm。將叉桿要聯(lián)接到橫軸處的孔進(jìn)行加長處理，使兩者接觸面積適當(dāng)?shù)脑龃笠詼p小彎曲應(yīng)力及及剪應(yīng)力。因此可按下圖分析橫軸所受應(yīng)力：當(dāng)時，P=113680N，可求得。作用于橫軸上的力P是均勻分布的，分布距離為60mm，故集度為：，截面O上的最大彎矩為，截面C和D上的剪力（這里沒有考慮剪力與彎矩的正負(fù)）。其彎曲應(yīng)力為剪應(yīng)力對于其它幾個銷軸，由于所受的應(yīng)力都小于上述值，在不改變材料的基礎(chǔ)上選擇直徑各為35mm、40mm是完全可以的，這里就不一一校核了。3.4.3連接螺栓的校核螺栓在升降機(jī)中起連接作用，主要承受剪切變形。校核時只考慮剪切變形就可以。以下是對圖2.4中的1、3、4處的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。螺栓材料為Q235-A鋼，許用剪切應(yīng)力=98MPa。（1）1處螺栓受的剪切力如圖3.15所示圖3.15 1處螺栓所受剪切力圖（a）升降機(jī)在最低點(diǎn)時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 =53.89MPa滿足強(qiáng)度要求。（b）舉升到1m時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 經(jīng)計算滿足強(qiáng)度要求。（2）3處螺栓受的剪切力如圖3.16所示圖3.16 3處螺栓所受剪切力圖（a）升降機(jī)在最低點(diǎn)時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 經(jīng)計算滿足強(qiáng)度要求（b）舉升到1m時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 經(jīng)計算滿足強(qiáng)度要求。（3）5處螺栓受的剪切力如圖3.17所示圖3.17 5處螺栓所受的剪切力圖（a）升降機(jī)在最低點(diǎn)時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 經(jīng)計算滿足強(qiáng)度要求（b）舉升到1m時螺栓剪切力強(qiáng)度計算水平方向承受的應(yīng)力為 豎直方向承受的應(yīng)力為 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 經(jīng)計算滿足強(qiáng)度要求。校核后的結(jié)果表明螺栓材料為Q235鋼是符合要求的。4 液壓、電氣系統(tǒng)的設(shè)計與選擇4.1液壓系統(tǒng)設(shè)計與選擇4.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計要求液壓升降機(jī)液壓系統(tǒng)，除要求能在一定的范圍內(nèi)從汽車兩側(cè)將汽車同步舉升和下降外，還要求其能使汽車在任意高度停止并保持不動。以便不同身高的工人，在維修不同位置時可以任意調(diào)整高度，最方便的進(jìn)行維修。因此，液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。另外，因汽車的重量較大，一但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，升降機(jī)舉升臂在汽車重力的作用下會迅速下滑，可能會對車下維修工人的生命安全造成威脅，升降機(jī)上面的汽車也有被摔壞的危險。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生，升降機(jī)必須具有機(jī)械鎖裝置。機(jī)械鎖由分別安裝在舉升油缸外側(cè)和活塞桿頂部與舉升臂相聯(lián)的銷軸上的兩根鋸齒形齒條組成。安裝在油缸外側(cè)的齒條固定不動，而安裝在銷軸上的齒條則隨活塞桿上下移動，并且能繞銷軸做一定角度的擺動，已實現(xiàn)兩根齒條的分離和嚙合。當(dāng)舉升臂處于定位狀態(tài)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)障礙、油壓低于一定數(shù)值時，動齒條就會在自身重力和彈簧力的作用下與靜齒條嚙合，機(jī)械鎖鎖死，使舉升臂不會下滑，這樣就確保維修工人和汽車不會出現(xiàn)危險。4.1.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計在設(shè)計過程中，要保證汽車被水平舉起而不發(fā)生側(cè)偏，兩側(cè)升降機(jī)上升過程中必須始終保持同一高度，活塞的運(yùn)行速度必須時刻保持相等。升降機(jī)液壓回路必須同步。 升降機(jī)的液壓回路16如圖4.1所示，主要有兩部分組成：機(jī)械鎖回路、升降回路。1.左機(jī)械鎖液壓缸 2.右機(jī)械鎖液壓缸3. 兩位三通電磁閥 4.濾油器 5.液壓泵 6.溢流閥7.三位四通電磁閥 8.普通調(diào)速閥 9.比例調(diào)速閥 10. 左升降缸 11.右升降缸圖4.1 液壓升降機(jī)液壓控制回路（1）機(jī)械鎖回路機(jī)械鎖回路由油缸1、油缸2和兩位三通電磁閥3組成。當(dāng)電磁閥YA1得電時，兩位三通電磁閥3左位工作，壓力油進(jìn)入液壓缸1、2下腔，驅(qū)動活塞向上移動，將機(jī)械鎖打開，此時舉升臂可自由上升或下降。當(dāng)YA1失電時，兩位三通閥處于右位工作時，油缸下腔與郵箱直接相通，腔內(nèi)油壓為零時，油缸活塞在缸內(nèi)彈簧和機(jī)械鎖動齒條自重的作用下收回，機(jī)械鎖閉合，舉升臂被鎖住，不能移動。此時工人可以進(jìn)行各種維修工作。（2）升降回路升降回路由三位四通閥7、普通調(diào)速閥8、比例調(diào)速閥9、左升降液壓缸10、右升降液壓缸11組成。當(dāng)三位四通閥7的YA2得電時，YA3失電時，油液上升，通過調(diào)速閥到達(dá)缸10、11。當(dāng)YA2失電時，YA3得電時，兩油缸下降。液壓升降機(jī)液壓控制回路是用電液比例調(diào)速閥控制的同步回路，回路中使用了一個普通調(diào)速閥8和一個比例調(diào)速閥9.它們裝在由多個單向閥組成的橋式回路中，并分別控制著液壓缸10、11的運(yùn)動，當(dāng)兩個活塞出現(xiàn)位置誤差時，檢測裝置就會發(fā)出信號，調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的開度，使液壓缸11的活塞跟上液壓缸10的運(yùn)動而實現(xiàn)同步。這種回路的同步精度較高位置精度可達(dá)0.5mm，費(fèi)用低，系統(tǒng)對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。下面是剪切式升降機(jī)液壓控制回路進(jìn)行總結(jié)后的工作行程表6.1。表4.1工作行程表電磁鐵升降機(jī)上升升降機(jī)下降YA1+YA2+-YA3-+4.2液壓缸的計算與選型油缸是液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件，也是升降機(jī)構(gòu)的直接動力來源。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類。活塞式均為單向作用，其缸體長度大而伸縮長度小、使用油壓低（一般不超過14MPa）。浮拄式為多級伸縮式油缸，一般有25個伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長度大、使用油壓高（可達(dá)35MPa），易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。剪切式升降機(jī)多采用活塞式液壓缸，動力源直接輸送。4.2.1 液壓缸的安裝位置由第三章對升降機(jī)力學(xué)結(jié)構(gòu)模型的分析與建立，設(shè)計中已經(jīng)大致確定出液壓缸的安裝位置。d為液壓缸下安裝點(diǎn)與舉升臂中心銷孔距離(平行于舉升臂) , f為上安裝點(diǎn)與舉升臂端銷孔的距離, d= 250mm, f = 500mm。舉升臂與水平面的夾角為，液壓缸與水平方向之間的夾角為 由tan=升降機(jī)在最低點(diǎn)時，舉升重量均勻分布在平臺上。但當(dāng)升降機(jī)開始工作向上舉升時，左側(cè)滑輪向內(nèi)側(cè)移動，上升過程中舉升重量不變，但相對升降機(jī)豎直向上的作用力方向，舉升重物的質(zhì)心前移，為防止發(fā)生前翻狀況，液壓缸活塞桿端作用在滑動輪所在一側(cè)的上方舉升臂上。左側(cè)也為轎車的車頭方向。升降機(jī)在最低位置時，液壓缸的安裝如圖4.2所示。圖4.2 液壓缸的安裝方向4.2.2液壓缸推力及行程的確定由前面的計算可知，液壓缸所需的最大的推力為 P=324.08KN。液壓缸行程的確定 ：我們所設(shè)計的升降機(jī)從最低位置350mm升高到2000mm，實際上升行程為1650mm。因升降機(jī)活塞桿與水平方向夾角與有如下關(guān)系：，當(dāng)升降機(jī)在最低點(diǎn)時液壓缸的長度。當(dāng)升降機(jī)達(dá)到2000mm時， tan= 經(jīng)計算得液壓缸總長度為 ，則液壓缸活塞桿伸長量為395mm，取400mm，即液壓缸的行程為400mm。（Hg=1900mm f=500mm d=170mm L=1306mm Lb=896mm）4.2.3液壓缸的選型根據(jù)上述計算的液壓缸安裝距Sc和液壓缸所需的最大推力P=324.08KN，查閱資料9升降機(jī)構(gòu)液壓缸選用雙作用單級活塞桿缸HSG-L-180/90-E2231-400-337。這種工程用液壓缸主要用于各種工程機(jī)械、起重機(jī)械及礦山機(jī)械等的液壓傳動。4.3液壓泵的計算與選型升降機(jī)構(gòu)常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點(diǎn)是油壓高（油壓范圍1635MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，固可縮短舉升時間。中輕型升降機(jī)構(gòu)上多采用齒輪泵，重型升降機(jī)構(gòu)常采用柱塞泵，此次設(shè)計選用齒輪泵。4.3.1 液壓泵工作壓力的計算 （6.1）式中14:液壓泵的最大工作壓力 （N/m2）；液壓缸的最大工作壓力，（Mpa）；Mpa （6.2）式中：油缸最大作用力（N）；油缸橫截面積（m2）。由式（6.2）解得 MPa為液壓泵的出油口到缸進(jìn)油口處的壓力損失。用調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)這里取,則=26.484MPa。4.3.2 液壓泵功率的計算當(dāng)忽略輸送管路及液壓缸中的能量損失時，液壓泵的輸出功率應(yīng)等于液壓缸的輸入功率又等于液壓缸的輸出功率。但在實際工作中，機(jī)械損失和能量損失是不可避免的，在計算中，必須要考慮。液壓泵的輸出功率為： （6.3） 式中：0液壓泵的輸出功率（W） 液壓缸的輸出功率 (W) V液壓缸勻速伸長的速度 (m/s)液壓泵輸出到液壓缸的端的機(jī)械損失，取0.759；液壓缸中及管路能量損失，取0.79；舉升時間(s)，取t=60s。由式（6.3）得 =12.346kW液壓泵的輸入功率： （6.4）式中：P液壓泵的輸入功率液壓泵的總效率，因我們所設(shè)計的升降機(jī)屬于中輕型升降機(jī)，選擇齒輪泵即可。齒輪泵的總效率一般為0.60.7，取0.65。則由式（6.4）得到輸入功率為。4.3.3 油泵流量的計算液壓泵的輸入功率與流量有如下關(guān)系 （6.5）式中： Pp油泵最大工作壓力，(N/m2)；液壓泵的流量（m3/s）；液壓泵的總效率,=0.6514。4.3.4 油泵的選型根據(jù)上述計算輸入的功率P、的值，查閱資料9，選擇P197-G50型號的高壓齒輪泵。額定工作壓力為28MPa，最大為28 MPa，工作轉(zhuǎn)速為2400r/min，輸入功率為65.9KW,油泵排量為50ml/r,液壓泵質(zhì)量為14.3Kg。 P7600 、P5100、P3100、P237、P197型高壓齒輪泵，廣泛用于各種工程機(jī)械、升降機(jī)械、起重機(jī)械、壓路機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)。具有體積小壓力高、排量大、噪聲低、性能好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。4.4電氣系統(tǒng)設(shè)計任何復(fù)雜的控制線路，都是由一些元器件和單元電路組成。常用的控制電器有組合開關(guān)、按鈕、交流接觸器、中間繼電器、熱繼電器、熔斷器、自動空氣斷路器。4.4.1 電氣系統(tǒng)控制設(shè)計電氣系統(tǒng)主要控制兩側(cè)升降機(jī)的同步上升、下降。達(dá)到所需位置后，升降機(jī)都能安全鎖止。開關(guān)示意圖和控制電路圖如下：圖4.3 電氣系統(tǒng)開關(guān)示意圖圖4.4 升降機(jī)主控制電路圖及說明控制電路圖表4.2 升降機(jī)主控制線路的電器元件目錄表符號名稱及用途符號名稱及用途Q1三相組合開關(guān)作電源引入及短路保護(hù)用FU1熔斷器作短路保護(hù)作用FR熱繼電器作電動機(jī)過載保護(hù)作用KM交流接觸器作電動機(jī)起動、停止用KA1動合開關(guān)控制機(jī)械鎖的打開與閉合KM0吸引線圈SB0總開關(guān)按鈕SB3升降機(jī)下降按鈕SB1升降機(jī)上升按鈕SQ動斷開關(guān)作上升限位保護(hù)用SB2鎖止按鈕KT延時開關(guān)機(jī)械鎖上升下降緩沖作用C接三相電動機(jī)N接地端M電動機(jī)（1）上升按動上升SB1按鈕，此時電機(jī)M立即啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械鎖打開，平臺會立即上升。松開上升按鈕SB1，該機(jī)將立即停止上升。電路：總開關(guān)SB0閉合按下SB1 KA1接通機(jī)械鎖打開 KM01線圈通電KM主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)正轉(zhuǎn);升降機(jī)上升到規(guī)定位置 SB1斷開按下SB2KA1接通機(jī)械鎖閉合KM02線圈斷電進(jìn)行鎖止。（2）下降當(dāng)按下下降按鈕SB3時，剪切式升降機(jī)先立即上升，等延時約12秒鐘自動轉(zhuǎn)為下降(這樣可以保證在下降前將保險爪從保險齒條內(nèi)抬起而不被卡住)。在下降的同時，保險爪將因兩位三通電磁閥YA1通電打開而自動抬起，此時，電動機(jī)M也同時停止運(yùn)轉(zhuǎn)。電路：按下SB3按鈕KA1接通機(jī)械鎖打開KM03線圈通電KM主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)反轉(zhuǎn)升降機(jī)下降到規(guī)定位置SB3斷開按下SB2KA1接通機(jī)械鎖閉合KM02線圈斷電進(jìn)行鎖止 4.4.2電動機(jī)的選擇與驗算（1）電動機(jī)選擇計算升降機(jī)構(gòu)額定起重量時的靜載荷功率NjNj=(Q+ G0)V/60 （6.6）式中： Q額定舉升重量，N；G0升降機(jī)構(gòu)自重，N；V舉升速度，m/min；效率=0.5。Q=30000N ， 得Nj=2.09 KW根據(jù)Nj查電動機(jī)產(chǎn)品目錄選取電動機(jī)相應(yīng)的額定功率Ne，并滿足Nekd Nj （6.7）式中 kd系數(shù)，見表6.3所示。我們按滿載情況算 Kd=1.0 Ne 2.09 KW根據(jù)額定功率Ne值及液壓泵的轉(zhuǎn)速，選擇YZR132N2-6額定功率4.0，轉(zhuǎn)速為900r/min的電動機(jī)。因升降機(jī)經(jīng)常啟動，制動，要求電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量小和過載能力大，因此選用YZR系列三相異步電動機(jī)是符合要求的，在電動機(jī)與液壓泵之間采用帶輪傳動，改變傳動比，就可以滿足液壓泵要求的轉(zhuǎn)速。表6.3 系數(shù)kd電動機(jī)型號升降機(jī)工作特性及機(jī)構(gòu)工作范圍kdJZR2、YZR、JZRHM1M6級0.750.85M7級0.850.95M8級1.01.1滿載（13m/min），經(jīng)常滿載0.91.0JZ、YZM1M6級及防爆機(jī)構(gòu)0.9YM1M6級及某些特殊機(jī)構(gòu)1.0（2）電動機(jī)可靠性的驗算通常升降機(jī)構(gòu)的起動緩沖時間約為15s較合適，大舉升重量或速度較高時取較大值。當(dāng)計算的起動時間小于1s，可改選小一點(diǎn)的電動機(jī)，或者仍用原選電動機(jī)，而采用增加起動機(jī)電阻的方法，從電氣設(shè)計上改變電動機(jī)的平均起動力矩來延長起動時間。5 基于Pro/E的三維設(shè)計5.1 Pro/E軟件概述Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CA