剪叉式液壓升降平臺結構設計與核心技術研究

李岱宗

（天津深之藍海洋設備科技有限公司，天津 300457）

從現今的科技裝備的發展趨勢看,剪叉式液壓升降平臺信息化專業化發展是大勢所趨。市面上的專用剪叉式液壓升降平臺品種不斷推陳出新,產品以其特有的機械結構緊湊，承受負載質量大和系統控制簡單等特點,受到了廣大用戶的青睞。在當代生產制造、物流運輸、大型設備的制造與維護中得到了廣泛應用。隨著國內和國際市場的不斷深化,如何滿足各種工作需要并繼而研發出能滿足各種工作環境的新型設備，成為不可避免的問題。該產品對剪叉式液壓升降平臺的支撐結構進行了優化設計,對升降方式等進行了優化,使其性能得到了進一步改進和提升。對于剪叉式液壓升降平臺而言，剪叉臂是其結構組成部分中的關重件。因此，在進行剪叉式液壓升降平臺設計時，需要對升降平臺機構中剪叉臂的力學性能進行充分的分析和研究，以確保其在整個工作過程中具有較高的可靠性。

1 剪叉式液壓升降平臺的基本參數及結構

此文中所研究的剪叉式液壓升降平臺主要應用于鋼板廠鋼板上料生產過程中。在鋼板上料生產過程中，需要升降平臺隨著上料過程進給式舉升和下降，否則，會影響鋼板剪切和折彎等生產過程的效果并影響產品質量。升降平臺的基本參數如下：平臺最大舉升載荷為50KN，平臺最小舉升高度為0.4 米，平臺最大升降高度為1 米，升降平臺尺寸約為1.5 米×1 米。

圖1 升降平臺基本結構

升降平臺基本結構如圖1 所示。

對剪叉式液壓升降平臺交叉臂的力學特性進行充分研究，以確保其在整個工作過程中具有較高的可靠性。

2 剪叉式液壓升降平臺有限元仿真分析

由于剪叉式升降平臺動力源的分類不同，本文僅對液壓驅動的剪叉式升降平臺進行有限元仿真模擬分析，并對其在工作過程中剪叉臂的強度進行仿真研究。為確保剪叉式升降平臺在極限工作狀態下能夠符合使用要求并達到安全標準，本文通過對剪叉臂極限狀態下的受力情況進行仿真分析并校核。

2.1 有限元仿真分析前處理

升降平臺剪叉臂的材料為優質碳素結構鋼Q235B，因為在升降平臺整體結構中剪叉臂結構相對簡單，所以在有限元分析模塊中直接對其進行建模，并采用Solidworks 軟件中有限元分析模塊Simulation 對其進行網格劃分和加載受力。為使剪叉臂模型簡化，考慮剪叉臂的極限受力狀態，令剪叉臂鉸接處和一端都加固定約束，在剪叉臂另一端施加垂直于剪叉臂的負載，然后，進行網格劃分。

2.2 有限元仿真結果校核

剪叉臂在有限元模塊仿真過程中的位移云圖，如圖2 所示。從圖中可以看出，剪叉臂的最大變形發生在其與工作臺連接的鉸接孔處，且其形變位移沿坐標軸y方向大小約為0.69mm,剪叉臂的應力云圖，如圖3 所示，從圖中可以看出，剪叉臂的最大應力出現在其與滑塊連接的鉸接孔處，且其最大應力值約為70MPa，因此，剪叉臂在極限狀態下所受的最大應力遠小于結構鋼Q235B 的屈服應力值235MPa,因此，剪叉臂在剛度和強度方面滿足要求。

圖2 剪叉臂位移云圖

圖3 剪叉臂應力云圖

3 對仿真分析結果的總結

本文主要介紹了剪叉式液壓驅動單層升降平臺的基本結構組成及工作特點，并對其在極限工作狀態下的受力情況進行了有限元分析。

為確保剪叉式液壓升降平臺在極限狀態下能夠安全地工作，通過Solidworks 軟件中有限元分析模塊Simulation 對剪叉臂的受力情況進行了仿真分析。從結果來看，剪叉式液壓升降平臺的剛度和強度滿足要求。此次對剪叉式液壓升降平臺的優化設計，提升了液壓升降平臺的可靠性，降低了使用功耗并且提高了生產效率，對實際生產具有實際效益及工程價值。本項目產品具有結構合理,運輸及存放方便,起降平穩、安全、可靠等特點。