液压升降作业平台自主设计与分析

来源:用户上传      作者:房庆君 范浩 刘志成 陈富振 查明彦 李自轩

　　摘   要：本文介绍了一种大吨位液压升降平台工艺装备的原理和结构设计及其作用，此结构的设计特点：承载能力强，安全系数高，工作性能可靠，对工作台面、支撑点、剪刀式举升臂进行了有限元受力分析，并得到了其可行性的相关技术参数，提供了其现场实际的尺寸确定的依据，改进后的液压和电器元件，与制作的机械部分的匹配性，通过现场得以验证，完全满足生产实际需求。
　　关键词：大吨位  液压升降平台  液压系统
　　1  制作背景
　　随着市场的需求、客户的要求，产品的升级换代，推土机的功率由原来的SD13/SD16/SD22/SD32系列到现在的SD52系列.再到SD90系列，原来推土机事业部整备车间4#装配升降平台原设计承重为60t，在装配大功率推土机装SD52系列时，原有的液压升级平台托举最大重量为60t，因SD90推土机自重达86t，为满足生产需求，现设计一台额定吨位100t的液压升降平台，该液压升降平台是推土机事业部针对装配SD90大功率推土机的得力助手，该装置主要用于大功率推土机装配过程中的举升，便于装配其他部件（履带的安装、驱动桥、作业台车）的作用。
　　2  装置的构成
　　该装置的组成部分有三大部分：机械部分、液压部分、电控部分总的技术指标如表1所示。
　　3  机械系统部分
　　首先对机械部分的结构进行设计，参照公司原有的60t液压升降平台的工作台面进行受力分析、剪叉支撑架依据有限元分析的基本流程进行分析。
　　3.1 工作台受力分析
　　发现原工作台的强度薄弱带在四周，对原工作台的结构进行了优化设计，对平行四边形机构其支撑点的位置放置的确定，对其重新设计加固到达整个工作台的承载能力的均衡性和一致性，通过创新性地优化平台主体机（见图1）。
　　3.2 支撑举升臂受力分析
　　对油缸支撑点到折臂段进行了设计并对其进行有限元分析见图2，和60t的相比较整体机构由单一板式改为方箱式，浮动轮由原来的轴承滚轮改为纯滚轮支撑，实现滑动摩擦低转速转动，增加了安全锁紧机构，机械固定档位可阻止突然下降，提高了安全系数。
　　3.3 机械部分材质板厚的确定
　　经过对整体机构多次进行改进分析确定材料由原来的Q235改用Q460C，举升折叠臂的厚度由原来的T20更改T40，在施工设计中所有焊接采用加工坡口多层多道大焊缝焊接，优化受力的局部结构，平台整体及局部强度都有了大幅的提高。
　　4  液压系统部分
　　4.1 液压安全的控制
　　液压油经叶片式液压泵提供动力从油箱内经液压管路、滤油器、防爆电磁换向阀、节流阀、液压单向控制阀、平衡阀进入液压油缸的下端，液压油顶着活塞向上运动，活塞推动活塞杆向外伸出带动支架向上运动，从而提升重物。液压油缸上端回油经防爆电磁阀换向回到油箱，其额定压力的调整由溢流阀控制。重物的下降通过液压油经电磁换向阀进入油缸的上端，液压油推动活塞向下运动，活塞带动活塞杆向里收缩带动支架向下运动，活塞下端的液压油经平衡阀、液压单向控制阀、节流阀、防爆电磁换向阀回到液压油箱。平衡阀的作用是保证平衡回路的压力缓慢变化不至于因重物自身重力骤然下降：节流阀的作用调节油路中的流量，起到控制升降的速度之作用。液控单向阀是为了保证制动安全可靠，防止发生意外增加了液压阀（起到液压锁的作用）保证液压管路意外爆裂时能安全自锁。
　　4.2 液压系统
　　经核算采用四个直径200的液压油缸满足举升的重力要求，液压电磁阀选用的规格型号为Rexroth MNR R900517812（Z2FS10-5-3X/N）和Rexroth MNR R9803060696（Z2FS10-1-3X）。
　　5  电器系统
　　液压电动机采用高效率三相异步电动机的型号为：YX3-180L-4，额定功率为22kV，电流为42.9A。
　　6  结语
　　经一系列的现场验证，该设备达到了额定的要求吨位，满足了生产实际需求，提高了装配和维修大马力的作业效率，为实现量产打下了坚实的基础;分析了液压升降平台的运动原理和过程，利用了有限元分析的工具确定了连接点的位置和结构的类型，为以后更好地设计小吨位的液压升降平台提供了参考的方法和思路。
　　参考文献
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　　[2] 刘建良.张具安双剪叉式升降平台结构设计及有限元仿真煤炭[J].科學技术，2018，46（S1）：193-195.
　　[3] 刘延俊，王辉，顾国利.轮胎脱模机三缸同步液压系统的设计[J].液压与气动，2006（6）：3-4.
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