高空作業(yè)平臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)的受力計(jì)算

1、高空作業(yè)平臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)的受力計(jì)算Calculation of stress of fork scissors aerial working platform趙學(xué)龍，劉巧珍，馬志剛，杜 丹ZHAO Xue-long, LIU Qiao-zhen, MA Zhi-gang, DU Dan(江蘇柳工機(jī)械有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212005) DOI:10.13311/j.cnki.conmec.2014.08.006剪叉機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已比較廣泛

2、，如物流升降平臺(tái)、舞臺(tái)升降機(jī)械、高空作業(yè)機(jī)械等。剪叉 式高空作業(yè)平臺(tái)一般用于需要垂直升降的各類場(chǎng) 所，與其它結(jié)構(gòu)形式的高空平臺(tái)相比，剪叉式平 臺(tái)的穩(wěn)定性較好、安全性高。因工作需要，筆者 對(duì)用于高空作業(yè)平臺(tái)的剪叉機(jī)構(gòu)的受力計(jì)算進(jìn)行 了研究。 叉平臺(tái)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單，只有作業(yè)平臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，液壓泵向舉升油缸泵入油 液使舉升油缸向上舉升；下降時(shí)，在自重作用下 舉升油缸中的油液被壓回油箱，作業(yè)平臺(tái)下落。 由于是載人作業(yè)，其上下運(yùn)動(dòng)

3、速度都比較慢，在 機(jī)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)一般不考慮慣性力影響。剪叉機(jī)構(gòu)計(jì)算的核心是舉升油缸力的計(jì)算。 知道了任意位置的舉升油缸力，就可指導(dǎo)液壓系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)；可以進(jìn)一步計(jì)算出桿件中的鉸點(diǎn)力， 進(jìn)行桿件的強(qiáng)度校核。剪叉機(jī)構(gòu)是由多個(gè)桿件組 成的桁架系統(tǒng)，對(duì)油缸力的計(jì)算一般是采用虛功 原理。虛功原理使得計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單化，解題思路 清晰易懂。虛功原理的定義為：作用于質(zhì)點(diǎn)系的所有主 動(dòng)力在任何虛位移中所作虛功的和等于零。對(duì)于 剪叉機(jī)構(gòu)，令工作載荷外力為 W，

4、其虛位移為 ? W。舉升油缸在剪叉機(jī)構(gòu)中本來(lái)是被約束住的， 將該約束解開(kāi)用油缸力代替，用 F 表示，其虛位 移為 ? F。于是根據(jù)虛功原理，可列出平衡方程圖2 油缸力曲線圖Design & Research設(shè)計(jì)研究 則 ? WY ＝ 4Lcos?3 油缸力計(jì)算令油缸力為 F , 工作平臺(tái)載荷為 W, KQ則變換得下面用單油缸四叉機(jī)構(gòu)來(lái)論述油缸力的計(jì)算過(guò)程。四叉機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1 所示。機(jī)構(gòu)中兩邊鉸點(diǎn) 分別用 A～N

5、 命名，中間鉸點(diǎn)用 O1 ～ O4 命名， 外載荷作用點(diǎn) W 點(diǎn)在 MN 的中點(diǎn)處。舉升油缸下 鉸點(diǎn)為 K 點(diǎn)，K 點(diǎn)在桿 AD 上的投影點(diǎn)為 J 點(diǎn)。 舉升油缸上鉸點(diǎn)為 Q 點(diǎn)，Q 點(diǎn)在桿 EH 上的投影 點(diǎn)為 P 點(diǎn)。令單根叉臂長(zhǎng)為 L,PO3 長(zhǎng)度為 b，JO1 長(zhǎng)度為 a ，單根叉臂與水平面的夾角為 ? ，油缸長(zhǎng) 度方向與水平面的夾角為 ? 。JK 長(zhǎng)度為 L1,PQ 長(zhǎng) 度為 L2。FKQ? F ＝ W? W （2） K