液压施工升降机的设计

液压施工升降机的设计

王天语

山东协和学院  山东济南 250200

摘要：液压施工升降机是实现快速安装维修、登高作业的特种车辆，是将液压施工升降机安装在移动底盘上组成的。液压施工升降机包括工作臂、回转平台、副车架、液压系统和操纵装置等。液压施工升降机在普通运输功能的基础上兼具了检修车的检修功能；可以完成桥梁等检修保养作业。

本文主要介绍液压施工升降机的设计情况，对液压施工升降机设计进行大量调查研究，并对液压施工升降机的重点项目进行详细的分析计算：选择底盘；确定总体设计方案；臂架机构的计算；液压系统设的设计计算。其中设计工作的重心主要在于臂架装置的设计和计算选型，在臂架设计部分主要进行参数量的合理选取，包括：检修量，起升高度、幅度，工作速度。液压施工升降机支腿的设计计算，包括：支腿型式的选定，支腿跨径的确定，支腿压力计算和支承液压缸的选择。其中液压装置设计方法与选型是此次设计的重难点。

关键词：曲臂；升降；液压系统；施工

液压施工升降机是安装在车辆底盘上的，在确定的范围以内可以进行垂直升降运动跟水平移动运动的多作用平台机械，整体属于维修机械。

桥式大修平台是一种安装在普通汽车上的检测装备，一般是稳定腿，回转座，悬臂总成以及平台部件构成。大桥检测平台和车辆控制系统是完全分离的，因此大桥检测平台是可以实现检测工作的，而且是不会对汽车底盘的运输造成影响。桥梁检测平台被广泛的使用，大都是出于比较灵活的原因，可以在很多条件下取代中小型的高空作业机然后进行检测修复。

伴随着工业现代化的不断发展，检测行业中出现了各种各样的液压施工升降机，其在很多方面和现代工程领域都有着广泛的应用，特别是在机械行业中。在这一发展背景下，各种液压施工升降机的加工设备层出不穷。液压施工升降机加工设备的生产大大提高了液压施工升降机产品的生产率，同时促进了工业的发展。液压施工升降机是机械工程中应用较多的一类设备，在机械行业中起着关键作用。为了满足施工作业的不同需求，对现有机型进行新功能研发已成为当前的趋势。而液压施工升降机具有使用方便，操作简单，速度可调等优点。同时液压施工升降机的应用减少了人工成本，提高了维修效率和产品寿命，适合大批量生产。因此设计一款液压施工升降机设备具有非常重要的实际意义。

一、液压施工升降机结构设计及速度确定

液压施工升降机主要由机械系统和液压系统组成（图1）。机械系统传递动力和支撑升降，液压系统提供动力，使整个机构能够进行升降运动。为使液压施工升降机能够快速、安全的运行,需满足以下要求：

(1)升降部分能够实现垂直方向和水平方向的运动。

(2)具备安全保护措施

(3)在安全可靠的前提下，尽量减轻液压驱动升降机的整体重量。

图1液压施工升降机主要由机械系统和液压系统组成

（1）行走速度的确定：

行走机构采用人力驱动。

（2）升降速度的确定：

液压缸运动速度太快，液压密封圈会因温度升高而加快磨损，同时也会加速活塞和缸筒的磨损速度。而液压缸运动速度太慢，则会出现爬行不稳定现象。所以油缸的最快速度不宜超过400mm/s～500mm/s。油缸运动速度为V=1.5m/min，即25mm/s。

二、液压施工升降机工作原理

液压油经过液压泵系统产生出相应高度的最高压强,并经液压过滤器、单方向阀杆等其它液压元件直接进入到液压缸活塞的上下端,使整个液压缸内的液压活塞都向前展开和运动,以便于提升液压重物,其液压最高工作压强可通过液压溢流器来加以自动调节,数值可通过压压力表来显示;下降运行时,液压缸活塞下端的完成下降。

三、支腿结构的设计

支腿的确定

一般情况下支腿使用H形支架。每个支腿都拥有一个水平伸缩液压缸以及一个垂直的支承液压缸。施工作业时，主要支腿的外伸状态呈H形，车载道路行驶时，则回收到车厢内部。如图2。

图2 H状的支腿内部结构

1-支撑脚架   2-垂直的活动箱   3-加强箍    4-垂直固定箱   5-销    

6-的活动箱   7-固定板  8-固定箍    9-水平固定箱    10-水平液压缸  

11-垂直液压缸

  支腿跟立柱之间的距离由下面的公式进行计算

                       =

 支腿跟立柱之间的距离(m)；

手臂的质心到立柱之间的距离(m)；

R检测维修装备的工作幅度(m)；

 手臂的质量(kg)；

起吊的重量(kg)；

不包括手臂重量的装备的重量(kg)；

动载系数，一般选取为1.2。

mm

支腿的设计计算

每个支架的压力按照载荷均匀分布：

    指单个的支架能够承受的载荷(KN)；

指整车在载满重量的重力大小(KN)。

KN

四、各种阀的选择

各个液压的控制阀的型号都是按照液压的原理图以及设计要求所给出的压力以及流量作基础，由于阀的控制特殊性以及稳定性以及油口的尺寸等都会对其产生非常大的影响。一方面是因为方便系统的集成以及对液压装备的合理性的设计，另外一个方面是要更换掉液压阀的时候可以不拆油管，这样安装起来就非常的方便，维护也是，所以设计采用叠加的液压阀。

表1阀的选择

[参考文献]

[1]李忠民.施工升降机新技术的应用研究[J].建材与装饰，2019(03)

[2]王文荣，王志坤.新型液压升降机的结构设计[J].河北农机，2019(05)

[3]邵肖肖.施工升降机结构分析及优化[D].长安大学，2017(02)

[4]曹顶.施工升降机结构分析与振动研究[D].华北电力大学（北京），2020(01)

[5]李岱宗.剪叉式液压施工升降平台结构设计与核心技术研究[J].中国设备工程,2021(03)

作者简介：

姓名：王天语， 性别：女， 民族：汉族， 籍贯：河北省石家庄市藁城区常安镇大常安村， 学历：本科， 职称：学生， 研究方向：机械设计。