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PVC地板检验用升降机的设计与结构优化
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1江苏科技大学杋械工程学院镇江2120032中国易华塑料有限公司张家港215600
摘要:在现有升降机结构基础上,设计出一种用于上料的整体移动叉式液压升降机,对升降机的结构进
行介绍,为提高升降机的疲劳强度和寿命,对升降机各层剪叉臂进行受力分析。在此基础上,利用 Ansys软件对
剪叉机构进行了简化和有限元分析,确定了剪又臂应力的薄弱点,并对其优化设计,为液压升降机的设计提供
参考
关键词;整体移动;又式升降机;剪又机构; Ansys;优化
中图分类号:TH122文献标识码;A文章编号:1001-0785(2014)02-0011-05
Abstract A bodily moving forked-type hydraulic lift for feeding is designed based on the existing lift structures. The
paper introduces the lift structure, with force analysis for various layers of scissors arms of the lift to improve its fatigue
strength and life service. Based on this, simplification and finite element analysis are performed for the scissors fork with
Ansys to determine its weak stress spots, and then optimal design is performed, which can provide reference for designing
the hydraulic lifts
Keywords: bodily movement; forked-type lift; seissors fork; Ansys; optimization
PVC地板的检验是地板生产中的关键环节,2升降机的结构特点
分为耀光检和平面检,由于工艺的特殊性多为人
工检测,工人在检验PVC地板前要先将PVC地
根据设计要求,拟定了升降机的基本方
板搬到检验台上,人工搬运增加了大量的劳动案。如图1所示,升降机主要由工作平台、
力,降低工作效率,增加检验时间。因此,研发剪叉臂、底座、行程开关、液压系统、滚轮和导
出一种整体移动式液压升降机,保证在上料的过
轨构成,其中升降台的上升、下降、前进及后退
程中地板处于适宜检验的位置,且在上料的过程是由液压驱动系统来实现,与工作台相连的2个
中完成耀光检,节省了大量的劳动力和劳动
剪叉臂一个与工作台铰接,另一个安装有滚轮
与底座相连的2个剪叉一个与底座铰接,另
时间。
个也安装有滚轮。剪又臂与剪又臂之间是由销钉
1设计要求
连接的铰接结构,底座与轨道之间靠滚轮的转动,
带动整个升降台前后移动。行程开关6起到高度
某塑料地板厂检验生产线上需要设计出一条定位作用,当工作台上升到一定高度,与剪叉臂
合理的自动化检验流水线。PVC塑料地板的规格相连的滚轮触碰到行程开关6时,工作台停止上
为200mmx1210m,厚5m,质量为2.3kg,升。行程开关7的作用是防碰撞,只有当升降台
盛放PVC塑料地板的托板质量为200kg。托板上移动到最左端,底座触碰到行程开关7时,升降
放置4摞PVC地板,每一摞为160片。在上料过台オ可以在液压系统的作用下上升,其他任意前
程中需要一种叉式升降机,以保证所检验的地板
进的位置都不能实现升降台上升的功能
高度不变,且完成一摞地板的上料后,下一摞地
工作台上放有托板和4摞PVC地板,为保证
板可以前进到同一位置。
在PVC塑料地板上料过程中,操作人员处于一个
舒适的空间位置,并且所检验的PVC塑料地板处
*江苏省科技支撑计划项目(BE2012080)、江苏省产学研前胯性联合研究项日资助(BY2012179)
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在同一检验高度。同时考虑实际生产占地面积和
升降高度要求,将升降机布置为水平面以下い3液压式升降台的力学分析
且为双层剪叉结构。
如图2所示为升降机结构分析图,定义剪又
臂长为L,載荷P作用中心点为M,图中P值为总
载荷的一半,M点到E点的距离为e,上端耳环连
接点为1,下端耳环连接点为J,I到铰接中心O
的距离为a,剪又臂与水平面之间的夹角为Q,液
压系统中心线与水平面之间的夹角为B,T为液压
缸推力
1.PVC地板2.托板3.工作台4.剪叉臂5.底座
6、7.行程开关8、9.液压系统10.滚轮11.轨道
CO
OD
图1升降机三维模型
针对PVC塑料地板检验要求设计的升降机,
)
其结构上区别于普通的叉式液压升降机,升降机
图2升降机结构分析简图
的升降、左右移动都由相应的手动按钮和脚踏开
关控制。整体移动式液压升降机的特点为
为了分析剪叉式升降机内每个支架铰接点的
1)液压缸推动整个升降机在轨道上左右移内力和液压缸推力的表达式,将整个升降机构拆
动,起初整个升降机处在最左端,输送带在升降分为独立的隔离体2,如图3所示构件的受力分
机的右侧,在实际上料过程中,输送带伸出的部析图,T为液压缸推力,为便于分析,没有考虑摩
分在PVC地板上方,只有在升降机处于最左端位擦力、剪叉臂自质量和液压缸自重
置时,通过行程开关7的作用,升降机可以起
升,进而再根据上料进度向右推动整个升降机移
动。目的是为了避免当PVC地板处于输送带轮下
方时,工人的误操作使升降机起升,碰撞到输送
带轮。
2)底座上装有行程开关,为高度调节装置,
当升降机升到一定高度,升降机活动端的滚轮碰
到行程开关,工作台停止上升,此时工作台高度
Do
达到最大。升降机的最大起升高度是根据输送
带的高度调节的,输送带的高度…旦确定,行
程开关的位置也就确定,行程开关可以适应
定范围内不同输送带的高度,有一定的灵活性
且能保证工人检验PVC地板时处在一个适宜的
高度。
图3构件受力分析图
3)该升降机起升和左右移动时均由液压系统
控制,具有操作控制方便、运动平稳、结构简单、
对工作台和各个杆件受力分析后2,建立力
占地面积小、安装方便、使用灵活等优点。
学平衡方程,如矩阵所示。
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