剪叉式液压升降平台结构设计与核心技术研究

李岱宗

（天津深之蓝海洋设备科技有限公司，天津 300457）

从现今的科技装备的发展趋势看,剪叉式液压升降平台信息化专业化发展是大势所趋。市面上的专用剪叉式液压升降平台品种不断推陈出新,产品以其特有的机械结构紧凑，承受负载质量大和系统控制简单等特点,受到了广大用户的青睐。在当代生产制造、物流运输、大型设备的制造与维护中得到了广泛应用。随着国内和国际市场的不断深化,如何满足各种工作需要并继而研发出能满足各种工作环境的新型设备，成为不可避免的问题。该产品对剪叉式液压升降平台的支撑结构进行了优化设计,对升降方式等进行了优化,使其性能得到了进一步改进和提升。对于剪叉式液压升降平台而言，剪叉臂是其结构组成部分中的关重件。因此，在进行剪叉式液压升降平台设计时，需要对升降平台机构中剪叉臂的力学性能进行充分的分析和研究，以确保其在整个工作过程中具有较高的可靠性。

1 剪叉式液压升降平台的基本参数及结构

此文中所研究的剪叉式液压升降平台主要应用于钢板厂钢板上料生产过程中。在钢板上料生产过程中，需要升降平台随着上料过程进给式举升和下降，否则，会影响钢板剪切和折弯等生产过程的效果并影响产品质量。升降平台的基本参数如下：平台最大举升载荷为50KN，平台最小举升高度为0.4 米，平台最大升降高度为1 米，升降平台尺寸约为1.5 米×1 米。

图1 升降平台基本结构

升降平台基本结构如图1 所示。

对剪叉式液压升降平台交叉臂的力学特性进行充分研究，以确保其在整个工作过程中具有较高的可靠性。

2 剪叉式液压升降平台有限元仿真分析

由于剪叉式升降平台动力源的分类不同，本文仅对液压驱动的剪叉式升降平台进行有限元仿真模拟分析，并对其在工作过程中剪叉臂的强度进行仿真研究。为确保剪叉式升降平台在极限工作状态下能够符合使用要求并达到安全标准，本文通过对剪叉臂极限状态下的受力情况进行仿真分析并校核。

2.1 有限元仿真分析前处理

升降平台剪叉臂的材料为优质碳素结构钢Q235B，因为在升降平台整体结构中剪叉臂结构相对简单，所以在有限元分析模块中直接对其进行建模，并采用Solidworks 软件中有限元分析模块Simulation 对其进行网格划分和加载受力。为使剪叉臂模型简化，考虑剪叉臂的极限受力状态，令剪叉臂铰接处和一端都加固定约束，在剪叉臂另一端施加垂直于剪叉臂的负载，然后，进行网格划分。

2.2 有限元仿真结果校核

剪叉臂在有限元模块仿真过程中的位移云图，如图2 所示。从图中可以看出，剪叉臂的最大变形发生在其与工作台连接的铰接孔处，且其形变位移沿坐标轴y方向大小约为0.69mm,剪叉臂的应力云图，如图3 所示，从图中可以看出，剪叉臂的最大应力出现在其与滑块连接的铰接孔处，且其最大应力值约为70MPa，因此，剪叉臂在极限状态下所受的最大应力远小于结构钢Q235B 的屈服应力值235MPa,因此，剪叉臂在刚度和强度方面满足要求。

图2 剪叉臂位移云图

图3 剪叉臂应力云图

3 对仿真分析结果的总结

本文主要介绍了剪叉式液压驱动单层升降平台的基本结构组成及工作特点，并对其在极限工作状态下的受力情况进行了有限元分析。

为确保剪叉式液压升降平台在极限状态下能够安全地工作，通过Solidworks 软件中有限元分析模块Simulation 对剪叉臂的受力情况进行了仿真分析。从结果来看，剪叉式液压升降平台的刚度和强度满足要求。此次对剪叉式液压升降平台的优化设计，提升了液压升降平台的可靠性，降低了使用功耗并且提高了生产效率，对实际生产具有实际效益及工程价值。本项目产品具有结构合理,运输及存放方便,起降平稳、安全、可靠等特点。