剪叉式升降台液压缸布置运动学及动力学分析

1、剪叉式升降台液压缸布置的运动学及动力学分析刘治文（长安大学道路施工技术与装备教育部重点，液压缸水平固定在升降台底板上，活塞杆铰接于剪叉杆BD的下端B点。根据升降平台实际工作情况，铰接处D点沿竖直方向运动，B点滚轮处沿水平方向运动，因此，根据速度瞬心法H可知BD剪叉杆的瞬时速度中心在点C处，而D点速度即为平台的升降速度，且有度；21为剪叉杆BD和AC的长度；vB，升降台的升降速度；叫为剪叉杆AC（或BD）与水平面之间的夹角（锐角）。根据以上两式可得根据有tan1=1 /412-h2，进而可得1.2动力学分析如所示，以A为坐标原点建立坐标系，选取剪叉机构和举升板为处于平衡状态的质点系，并设铰链和滚

2、轮处的约束为理想约束，根据虚位移原理5-7有即的虚位移；5%为D点沿y方向的虚位移=-215aicos叫。由力；5P点沿x方向的虚位移，xp=-（l-a）sina252；5yP点沿y方向的虚位移，5yp 3液压缸两端活动式3.1运动学分析如所示，液压缸一端铰接于剪叉杆AC上的Q点，另一端铰接于剪叉杆BD上的P点，根据速度瞬心法有因为可知液压缸活塞运动速度V3的表达式为于是根据三角函数关系及余弦定理有最终可得3.2动力学分析以A为坐标原点建立坐标系如所示，根据虚位移原理E2-13有即可得4实例及计算分析1000mm，升降载荷G=70kN，液压缸活塞运动速度V =20mm/s，为了使3种液压缸布置

3、型式均能实现此载荷要求，液压缸一端固定式升降平台合理的结构参数为a=310mm，液压缸两端活动式升降台合理的结构参数为a=310mm，b=400mm.根据对3种液压缸布置型式的剪叉式升降台的运动学及动力学分析4-16，结合具体实例，利用Matlab软件绘制出整个升降台升程范围内升降速度变化曲线和液压缸推（拉）力变化曲线如、所示。液压缸水平固定式液压缸一端固定式一液压缸两端活动式350液压缸水平固定式300液压缸一端固定式250一液压缸两端活动式200150150升降速度随升降高度变化曲线液压缸推（拉）力随升降高度变化曲线由、可知，在3种液压缸布置型，液压缸两端活动布置的升降台的升降速度和所需液

4、压缸推（拉）力稳定性最好，活塞行程和举升初速度最小，初始液压缸推（拉）力最小，在升降高度为500 620mm液压缸推（拉）力最小，在升降高度为620 950mm大于水平固定型式所需的液压缸推（拉）力而小于两端活动型式所需的液压缸推（拉）力，在升降高度为950 1000mm所需液压缸推（拉）力最大，因此液压缸两端活动的布置型式适用于要求升降稳定性好E7、冲击小、初始举升力较小以及小活塞行程的场合；液压缸端固定布置的升降台所需液压缸活塞行程和举升初速度最大，初始液压缸推（拉）力最大，因此此种液压缸布置型式适用于液压缸布置空间充足、对液压缸尺寸及活塞行程要求不高的场合；液压缸水平固定布置的升降台的升降速度和所需液压缸推力随升降高度的升高下降速度最快，尤其是所需液压缸推力，在6201000mm最小，升降速度和所需液压缸推力稳定性较差，因此此种液压缸布置型式的升降台适用于升降稳定性要求不高但对液压缸尺寸和布置空间要求较高的场合。5结论分别对3种液压缸布置型式的剪叉式升降台进行了运动学及动力学分析，得出了液压缸活塞运动速度与升降台升降速度的关系式以及液压缸推（拉）力与升降载荷的关系式，根据所得出的关系式利用Matlab绘制出3种液压缸布置型式的剪叉式升降台的升降速度和液压缸推（拉）力随升降高度的变化曲线，通过分析曲线最终