剪叉式液压升降机的结构设计与优化

发布时间：2017-09-24 19:01

  本文关键词：剪叉式液压升降机的结构设计与优化

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【摘要】：剪叉式液压升降机是一种应用广泛的液压升降装置，由于其结构简单、工作稳定、维护方便等优点，因此被广泛应用于车站、机场、厂房维护、设备安装以及大厅和户外设施的维修当中。近几年，随着建筑业的快速发展，剪叉式液压升降机的需求量也在迅速增加。但是，目前针对剪叉式液压升降机的理论分析没有一套完整的方法，尤其是其起升机构，这使得工程人员只能依靠经验去进行设计。大大限制了剪叉式液压升降机的进一步发展。 本论文对剪叉式液压升降机的起升机构展开了系统的理论研究和探讨，通过归纳总结将起升机构进行了模块划分，推导了通用的理论计算公式，并对如何选材以及其承载能力的分析做了详细的说明，然后将这些理论应用到山东力高升降机械有限公司生产的20m剪叉式液压升降机中，通过理论分析和计算对其结构进行了优化，并设计出了一种变截面形式的升降机，最后通过有限元分析软件Ansys对剪叉臂做了进一步分析。 本论文的主要内容： （1）根据剪叉式液压升降机的特点，将剪叉式液压升降机的起升机构分为了三种类型，即：一组液压缸推动一组剪叉臂的模型、一组液压缸推动两组剪叉臂的模型、一组液压缸推动三组剪叉臂的模型，，并针对每一种模型对其液压缸所需的最大推力公式进行了推导，并推出了各主要铰点的受力公式。 （2）对起升机构的承载能力进行了分析。分析了剪叉臂型材的选择、受压承载能力和受弯矩承载能力。通过对剪叉臂强度的校核，判断所选剪叉臂的尺寸是否满足强度要求。 （3）通过Solidworks建立了20m剪叉式液压升降机的三维模型，并将推导的公式应用到该升降机，根据计算结果对升降机进行了结构的优化，设计出了一种新型变截面的剪叉式液压升降机。并分析了升降机的强度和整体结构稳定性。 （4）应用Ansys分析了变截面的剪叉式液压升降机结构。将剪叉臂的模型导入Ansys中，根据其受力对关键点施加载荷，得到剪叉臂的受力大小和受力分布情况。然后与理论计算结果相比较。
【关键词】：剪叉式液压升降机 剪叉臂 受力分析 Ansys 结构优化
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH211.6
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 升降机概述11-13
• 1.2.1 剪叉式液压升降机简介12-13
• 1.3 剪叉式升降机的研究现状13-14
• 1.3.1 国外研究现状13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 本论文的主要研究内容14-16
• 第二章 剪叉式液压升降机数学模型的建立16-28
• 2.1 剪叉式液压升降机的结构特点16-17
• 2.2 起升机构数学模型的建立17-25
• 2.2.1 单叉机构模型建立及力学分析20-21
• 2.2.2 两叉机构模型建立及力学分析21-23
• 2.2.3 三叉机构模型建立及力学分析23-25
• 2.3 各铰点力计算25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第三章 剪叉臂承载能力分析28-42
• 3.1 剪叉臂的受力与强度分析准则28-30
• 3.2 剪叉臂受压承载能力分析30-32
• 3.2.1 剪叉臂受压强度分析31
• 3.2.2 剪叉臂受压刚度和稳定性分析31-32
• 3.3 剪叉臂受弯矩能力分析32-34
• 3.3.1 剪叉臂受弯强度分析32-33
• 3.3.2 剪叉臂受弯刚度与稳定性分析33-34
• 3.4 升降机受风载能力分析34-39
• 3.4.1 风载荷标准值的计算35-36
• 3.4.2 剪叉臂受风载强度分析36-38
• 3.4.3 剪叉臂受风载刚度和稳定性分析38-39
• 3.5 综合承载能力分析39-40
• 3.6 本章小结40-42
• 第四章 剪叉式液压升降机的三维建模及分析计算42-50
• 4.1 机构的设计42-43
• 4.2 各铰点力的计算43-47
• 4.2.1 模块划分43
• 4.2.2 基本参数的确定43-44
• 4.2.3 矩形管的截面尺寸44-45
• 4.2.4 理论计算及剪叉臂尺寸的选择45-47
• 4.3 剪叉臂承载能力的分析47-48
• 4.4 整机的抗倾覆性分析48
• 4.5 本章小结48-50
• 第五章 剪叉臂的有限元分析50-56
• 5.1 Ansys 有限元分析简介50-52
• 5.1.1 Ansys 分析的过程51
• 5.1.2 建立模型51-52
• 5.2 剪叉臂的结构分析52-55
• 5.2.1 剪叉臂实体模型建立52-53
• 5.2.2 剪叉臂有限元模型的建立53-54
• 5.2.3 有限元结果分析54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：912912