新型桅柱式升降台升降机构传动系统设计

1、新产品新技术新型桅柱式升降台升降机构传动系统设计 总后建筑工程研究所辛涛王幼平浙江省衢州市交通建设 集团有限公司祝世清降台的不足，提出了 新型桅柱式升降台及倒立桅柱升降机构的结构设计，建 立了倒立桅柱升降机构的力学模型，经受力分析和液压 缸的计算，推导出动载荷系数和导向柱间 摩擦力F的计算公式。该新型桅柱式升降机构解决了国内 升降台在室内使用存在的问题，提高了升降台整体刚度、 导向性和稳定性。目前，国内外高空 作业升降台的种类很多，形式各异，按移动方式分，有 固定式、手推式、车载式、牵引式和自行式，按升降机 构结构分，有剪叉式、折叠臂式、伸缩式 、混合式，其中伸缩式又包括垂直升降和直臂伸缩2种

2、。 而适合于室内作业使用的主要以垂直升降形式为主，如 剪叉式和桷柱式（云梯形结构）。剪叉 式升降台升降机构为多层架杠杆铰链结构，载货平台安 装在杠杆铰链架上方，升降车回收状态工作平台离地面 距离较大，人和货物必须通过梯子才能上 下，极其不方便，桷柱升降车升降机构为不同导轨相互 重叠，载货平台固定在最内侧一节导轨上，由于相邻2节 导轨为单面接触，导轨导向性和整体刚 度较差，平台的承载能力受到限制，而且由于导轨相互 重叠，使工作平台的尺寸大大减小。为此，本文提出了 新型的倒立桷柱式结构，减小横截面积， 提高整体刚度、导向性和稳定性。1升降机构结构形式及 工作原理倒立桷柱式升降车组成如所示，主要包括

3、3部分： 自行式底盘1、升降桷柱2和升降 平台3工作平台位于自行式底盘上方，与升降桷柱悬臂连 接。升降桷柱位于升降车前端中间位置，固定于自行式 底盘上。升降机构的工作原理如所示， 倒立桷柱式升降机构主要由多级矩形导向柱D、链轮链条 传动机构L、导向滑块W以及液压缸等组成，液压缸位于 升降机构中心，其外依次套有导向柱 Di、D2、D3、D4.相邻2导向柱之间、4个直角处的顶部和 底部分别安装有导向滑块W.液压缸缸筒底部和导向柱Di 固定于自行式底盘上， 液压缸活塞杆头部和固定于导向柱D2顶部的链轮链条传 动机构Li铰接。Li的传动链条一端固定于导向柱Di上，另 一端固定于导向柱D3上。链 轮链条

4、传动机构L2固定于导向柱D3顶部，其传动链条一 端固定于Li上，另一端固定于导向柱D4上。液压缸通过顶 推链轮链条传动机构Li推动 导向柱D2上升，Li的传动链条带动导向柱D3和链轮链条 传动机构L2上升，L2的传动链条则带动导向柱D4和工作 平台上升。下降时，液压系 统回油路接通，工作平台和升降机构的重力（若工作平 台有载荷时含载荷）通过链轮链条传动机构传递到液压 缸，将液压油压回油箱，使工作平台下降 到最低位置。2升降机构力学模型及受力分析2.1力学模型 及受力分析所示的升降机构传动力学模型如所示。设升 降机构共n节导向柱，取第i节导 向柱Di上的链轮链条传动机构L-1，为受力研究对象进行

5、 分析，如所示。导向柱D；的摩擦力，F（i+iM为导向柱D； +i对导向柱D；的导 向滑块的摩擦力，n；-i为L-1的机械效率。其中，Tl =Tb， -i=F（+1）/=即Td=G+F（-i）/；G；=（1+k；）Gg i.Ggi为导向柱D；和Li-1的重力，对于导向柱D， Ggn=Gd+Gt+Gh，Gd为导向柱D的重九Gt为工作平台重力， Gh为平台载 荷力；k；为动载荷系数，ki=a；/g，a；为导向柱D；的 加速度。2.2动载荷系数ki的确定如所示，导向柱D；的运 动速度v；与导向柱 Di-1和导向柱Di-2的运动速度V-1和Vi-2之间存在如下关系 其中，V1=02=1缸杆，由之间也存

6、在，因此计算摩擦力时， 可根据平 台升高来确定挠度对L的影响是否需要进行计算或忽略。 4方程求解设相邻2导向柱的重叠长度相等，且忽略导向 柱重叠处偏移量对L的影响，则各导 向柱之间的摩擦力相等，同时设所有链轮链条传动机构 的机械效率n相等，求解，工作平台升降速度增加（n- 1） v2，平台升降加速度和动荷系 数也是如此。随着平台起升高度增加，摩擦力随着H减小 而逐渐增加，因此计算摩擦力时，以平台升到最高处时H 值计算为宜。增加H可减小摩擦九但 是会使整体桅柱收缩后的高度增加，因此，根据实际情 况调节H.各链条受力主要由各级桅柱及附件、链轮链条 组、工作平台等的重力和载荷以及导向 柱之间摩擦力组成。导向柱节数每增加1节（设共n级）， Td，便增加（2/nXRn-，-Rn-，1）（Gn+F