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国际汽车，动力和能源工程研讨会
基于Pro / E的剪刀式液压升降平台设计与仿真
田红宇*，章子怡
北京联合大学北京朝外百家庄，北京100020
摘要
剪刀升降平台具有广泛的范围，主平台，升降机构和底部三部分组成。 从低到高的升降，剪刀柱，液压缸布置多个，移动方式有牵引，自走式，助力器等。剪刀升降机构的剪刀柱号和缸体布置由提升高度。 本文是一个基于设计的3D软件Pro / E，配有8米高的剪式升降平台，整个平台尺寸为1800times;900mm2。 额定负载的功能使得整个平台可以通过两把剪刀设置指的是同类产品。 该平台设计为折叠门，以节省更多空间，方便存放。 升降平台采用液压驱动，运行平稳，稳定，精度高。
- 介绍
剪式升降平台是垂直升降设备之一，可在室内或室外使用，具有相当广阔的空间。 它可用于机械工业，自动生产线，地下室和物流配送线等。 为了满足越来越多的使用领域，剪刀升降平台必须具有越来越高的承载能力，更快更快的移动速度和越来越稳定的平台启动和停止。
剪式升降机构是剪式升降平台的重要组成部分，其受力特性直接影响整个设备的性能。 因此，设计平台最重要的问题是解决剪刀柱，底部车厢和上部平台，液压控制部件和驱动液压缸等主要部门的结构尺寸。
剪叉式升降平台有多种结构，但典型升降平台的主要部门通常是上平台，剪刀柱和底部车。 剪刀柱的数量和液压缸的位置甚至具有不同的分类，这决定了平台的提升高度。 在本文中，我们给平台提升了8米的高度。上部平台将提供约1800个900平方毫米的区域，以提升足够的物品，并可获得更大的额定负载能力。 底部车有三种方式可以移动，如拖动，自动运行和强制辅助。 整个平台设计有一对剪刀机构，对称地放在底部车上两部分。 每个剪刀机构有四个柱对，以满足高度要求。
使用三维模拟软件Pro / E，剪刀升降平台设备的机构设计和仿真可以像向上描绘的结构一样完成。 通过软件挤出整个组件的三维建模，模拟装配和机构模拟。 在这些模拟过程中，可以完美地检查组件之间的干扰，以及可能避免的问题，这可以改善我们所做的机制设计是可靠的。
给出了该机构仿真的设计过程，具有以下几个步骤，见图1
图1.模拟的设计过程
- 计划设计和参数确定
本设计提出了一种自动运行剪刀升降平台，具有移动灵活，升降平稳，操作方便，承载能力强等特点。
-
- 主要参数确定
升降平台的主要参数如下所述。
500吨的承载能力
工作高度为8米;
平台高度为6.2米
平面区域为1800 900mm2
移动速度为6 9 m / min;
向下移动速度不超过6米/分钟
下面分析了移动速度。 参见图2.当驱动缸速度为1米/分钟或5米/分钟时，给出了平台移动速度的不同比较结果。 尽管表1的数字，我们可以得出结论，气缸速度越快，平台升力越大。
图2.速度分析
表1.平台速度比较
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角度 |
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气缸速度：1m / min |
0.51 米/分 |
0.75米/分 |
0.96 米/分 |
1.15 米/分 |
1.30 米/分 |
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气缸速度：5m / min |
9.6 米/分 |
6.6 米/分 |
5.13 米/分 |
4.31 米/分 |
3.81 米/分 |
当固定平台速度时，气缸将获得可变速度。 由于没有给出平台向上速度的限制，我们可以选择固定的液压缸速度，并获得可变的平台速度，以实现简单的设计。 因此，在设计液压系统时，我们应用千斤顶气缸作为执行，可以提供高强度和合适的速度，不超过国家标准规定的速度限制。 当平台向下移动时，速度控制阀可以保证平台速度值为5米/分钟，然后气缸给出3.8米/分钟的速度。
2.2计划设计
计划1：两个液压缸驱动型
为了保持平台上下平稳运动，我们可以采用两个液压缸式升降平台。见图3a。气缸垂直放置，可节省劳动力，赋予剪刀平等力。对于液压系统，使用该类型，提供较小的泵工作压力。
这种类型的缺陷是它需要更光滑的地板，因为当剪刀柱被折叠时，滚筒倾向于接触地板或其他部件。
计划2：一个液压缸驱动型
在这种类型中，液压缸被收起（见图3b），其带有主柱臂，而其他柱可以利用主力机构的铰链原理移动。如果没有剪刀支柱上的平等力，设备需要比两个液压缸类型更大的驱动力。
该类型的优点是当平台折叠时节省更多空间。但是当启动机器时，必须给柱子施加更大的力，以便提供更大的垂直力。因此，使用这种类型的平台，必须提供更高的泵工作压力以驱动液压缸延伸。
图3.（a）两个液压缸驱动型平台; （b）一个液压缸驱动型平台
考虑到流行风格和节省空间的应用，确定一个液压缸驱动型平台是最佳方案。 采用此计划，成本将保存为使用的气缸数量。
- 平台的结构设计
根据所需的参数，对数确定为4，可以给出整个机构原理图，见图4。
图4平台的机构示意图
考虑到液压系统的位置和装置的空间，根据计算的数量，应用倾斜的液压缸结构。 见图5。
图5.倾斜液压缸结构
在平台中，点c用铰链支撑固定，点b和d留下滑动铰链支撑，底部和上部平台相互连接。 当在点b和d处使用相同的结构时，摩擦的参数是相同的并且表示为字母f。 所有剪刀柱都具有与字母l相同的长度，在分析力时忽略其重量。 倾斜驱动液压缸固定在两个剪刀柱上，其中间点见图5。
假设圆柱体的工作线和底部的夹角是beta;，并且ɑ是从倾斜的剪刀柱到底部的夹角。 平台本身的重量和平台上的载荷被加到G上，并且重物的力点与点b的距离用字母p表示。 当整个机器上下移动时，p的距离不会改变。 见图6。
图6.剪刀柱力分析
剪刀机构的力分析的第一步是对整个剪刀平台的分析。 重量G分布在两个剪刀机构上，因此单个重量为G / 2。 相关力显示在下方。
（1）
（2）
（3）
上平台的受力分析见图7
图7.平台的力分析
通过力分析和合作计算，可以获得所需的力。
- 基于Pro / E的建模
在传统的机构设计中，经过力分析后，机械图纸的设计是一项艰巨的工作，并且将耗费大部分设计时间。 但是现在，随着计算机技术的发展，我们的设计可以在计算机上完成，并且可以在原型诞生之前看到机制的模拟。 使用Pro / E等3D软件，整个时间将缩短，设计更加科学，可行性更高。
考虑到平台的放置，平台设计有两个门，可在需要时折叠。 平台外壳采用25X25 mm2空心心柱焊接而成，平台采用厚度为6mm的钢板制成，尺寸为1800X900 mm2，见图8。
图8.平台模型
当上平台的门打开时，最大角度为270度，以获得更宽敞的空间，见图9。
图9.侧门开启模型
主机箱和两个侧门都可以折叠在一起，以获得更大的空间，见图10。
图10.折叠的外壳模型
整个升降平台基于Pro / E软件设计，通过它可以模拟机制。见图11。
图11.整个升降平台模型
通过调整运动参数，包括驱动电机参数，运动时间和运动顺序，可以通过软件Pro / E [2]获得完美和满意的模拟运动模型。
在再次播放界面中选择干涉检查并设置整个检查模式。 模拟建模中没有任何干扰区。 这个结果令人满意并且理想[1,3]
- 结论
在本文中，可以完成基于Pro / E的剪式升降平台的设计，如主要组件3D建模，视觉组装，干涉检查等，这有助于设计人员在2D设计中发现问题[4]。 从三维软件建立的模型表达了设计者关于工作的充分理念。
设计技术面对装配从传统的生产设计方法，制造方式和装配工艺转变了很多。 这种技术使组装的可能性和制造前的使用性能分析成为现实。 它导致问题更早出现，只能通过样机[5]。 通过这种技术，可以获得设计优化，从设计到制造的短周期，低开发成本和对市场的响应能力。
参考
[1]国家研究理事会。 制造和国防采购的建模和模拟：成功之路。 美国：国家学院出版社，2002年。
[2]黄伟忠。 Pro / E在剪板机实体造型与装配设计中的应用。 煤矿机，Vo1.30，No.3，2009年3月。
[3]葛建兵。 基于Pro / E的Z.B组合凸轮机构运动仿真。 轻工机械，2007年4月第25卷第2期。
[4]葛建兵。 基于Pro / E的Z.B组合凸轮机构运动仿真。 轻工机械，2007年4月第25卷第2期（中文）。
[5]国家研究委员会。 制造和国防采购的建模和模拟：成功之路。 美国：国家学院出版社，2002年
商用飞机地面支架设备剪叉式升降机结构的有限元分析
摘要
该研究回顾了AEREX，UMW Advantech Sdn.Bhd。制造的剪叉式升降机结构。使用有限元分析（FEA）在餐饮高架上使用的Bhd。剪叉式升降机是餐饮高架电梯的主要和关键部件之一，主要用于提升用于飞机维修的餐饮高架电梯的厢式车身。餐饮高架升降机是通常用于维修商用客机的飞机地面支持设备之一。对于根据DS-149标准由马来西亚安全与健康部（DOSH）根据起重机械设计批准的设计，它必须符合特定的工程设计标准。唯一适用的标准是ANSI标准MH29.1-2003“工业剪刀升降机的安全要求”（ANSI MH29.1-1994的修订版）。注重根据ANSI标准的偏差;不得超过允许的最大挠度的计算。使用最先进的CAE软件进行分析，手动计算，实体建模和计算机模拟。进行了几次线性静态FEA分析以获得准确的结果。结果表明偏转仍在可接受的范围内。然而，一些制造商发现允许的最大偏转太大。因此，必须提供有关应用关键领域的建议，并且必须采取其他安全预防措施以避免在操作过程中出现故障。
- 介绍
在当今的商业航空公司和机场工业中，地面支持设备在协助航空公司地勤人员方面发挥着重要作用。 在飞机到达的忙碌时间内，地勤人员随后忙着装卸行李，餐饮用品，水以及为飞机油箱加油，以便为下次航班起飞做好准备。 这些日常活动必须根据机场系统使用特定设备和车辆的标准程序和协议进行认真处理。 除此之外，安全问题首先放在所使用的设备和车辆上，每个设计必须遵循法定认证的某些标准。 与此相关，高升力或通常称为剪式升降机是构建地面支撑车辆的基本结构。 这种结构主要安装在卡车底盘上，是每次提升活动的核心，可轻松进入飞机机身。
无论是装载或卸载客舱必需品还是飞机维修，剪刀式升降机必须设计得足以支撑最大载荷和应力，使其在运行过程中不会失效。在液压和电气系统的支持下，这种剪式升降机对于在商业航空公司和机场工业中制造或供应这种地面支持设备或车辆的每家公司来说都是非常关键的结构。因此，对这种剪刀升降机结构进行了研究和研究，从而对结构设计进行了综述。这项研究是与马来西亚着名公司之一UMW Advantech Sdn.Ltd.合作完成的（前身为UMW Engineering Sdn.Bhd.）在马来西亚和全国范围内的商业航空和机场行业拥有巨大的市场。
剪刀式升降机的设计应符合某些标准，作为获得马来西亚职业安全和健康部（DOSH）设计批准的要求，即ANSI标准MH29.1-2003“工业剪刀升降机的安全要求”（修订ANSI MH29.1-1994）[1,2]。 AEREX（飞机地面支援设备），UMW Advantech Sdn.Bhd.为马来西亚的商业客机公司以及世界各地的机场设计，制造，供应和委托飞机地面支持设备和车辆。图1（a）显示了为本研究中使用的马来西亚商业客机公司之一设计和制造的餐饮高架（下降式驾驶室版本）。
图1：Van Body下的餐饮式升降机和剪刀式升降机（由UMW Engineering Sdn.Bhd.提供）
对于为飞机提供服务的餐饮高架，餐饮高架厢体通过安装在
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资料编号：[513]
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