談?wù)勚表斒缴地浱菀簤合到y(tǒng)設(shè)計工作的開展

文/廖偉華

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談?wù)勚表斒缴地浱菀簤合到y(tǒng)設(shè)計工作的開展

文/廖偉華

歐賓機(jī)電科技（昆山）有限公司

本文分析了直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)的工作原理，并結(jié)合具體的運(yùn)行要求，提出了直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)設(shè)計方案，進(jìn)行建模仿真分析，結(jié)果顯示，貨梯升降過程平穩(wěn)，可以滿足工況的運(yùn)行要求。

直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)；設(shè)計；建模仿真

隨著社會發(fā)展與人們生活質(zhì)量的提升，電梯成為了人們生活、工作中不可或缺的必需品，在曳引技術(shù)的發(fā)展下，升降貨梯的技術(shù)越來越成熟。升降貨梯屬于目前廣泛應(yīng)用的升降臺，有著安裝維護(hù)簡便、安全可靠、運(yùn)行平穩(wěn)、承載能力大、適應(yīng)范圍廣的優(yōu)勢，目前常用的類型有固定式升降貨梯、剪叉式升降貨梯、移動式升降貨梯、套缸式升降貨梯等，各有優(yōu)勢與適用場合。其中，直頂式是最為常用的方式。

1 直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)的工作原理

直頂式升降貨梯由液壓缸進(jìn)行驅(qū)動，液壓缸采用并聯(lián)法連接在一起，進(jìn)出油口之間連通起來，保證液壓缸工作伸縮的同步性，貨梯在升降時，可以保持垂直運(yùn)行。隨著貨梯的上升，主工作腔為無桿腔，一級缸活塞桿伸出，并進(jìn)一步帶動二級缸的上升；在貨梯下降時，液壓缸活塞桿會做出回縮動作，在這一過程中，主工作腔為有桿腔，在壓力油的影響下，活塞桿會回縮，實(shí)現(xiàn)了貨梯的下降。

2 直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計

根據(jù)某企業(yè)直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)為例，直頂式升降活體上升與下降時間需要控制在25s內(nèi)，總行程5m左右，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行速度可以根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，貨梯額定工作載荷是2500kg，假設(shè)總載荷是3200kg，那么在液壓缸中，每個缸應(yīng)該承受8000N的負(fù)重，系統(tǒng)回油背壓為0.6MPa，根據(jù)活塞受力平衡公式：

在液壓缸流量上，根據(jù)上述工作要求可以得出，單級液壓缸行程是2.5m，若每一個缸運(yùn)動時間是10s，單個缸流量計算方式為：

根據(jù)計算得出，液壓缸流量應(yīng)該為0.25m/s。為了控制好液壓泵流量，在貨梯上升過程中，油缸有效面積就是有桿腔與無桿腔面積之差，在下降時，就是有桿腔面積，在計算時候，我們以一級油缸作為標(biāo)準(zhǔn)，具體流量計算結(jié)果為23.88。在液壓泵流量上，在設(shè)計時，需要考慮到油缸動作的要求，依然參考一級油缸進(jìn)行計算，結(jié)果是95.52，綜合考慮油泵效率、系統(tǒng)動態(tài)壓力的情況，將輸出流量控制在115，排量選擇125mL/r。

在系統(tǒng)電路的設(shè)計上，我們需要考慮這樣的情況，為了方便一人的操作，直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)需要做到自動平層，為此，要設(shè)置好識別電路，但是由于其貨物專用，需要將選擇裝置設(shè)置在外部，內(nèi)部不需要安轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，電路設(shè)置上要做到安全可靠、簡單實(shí)用，設(shè)置安全保護(hù)裝置，線路簡單，便于后續(xù)的安裝與維護(hù)。

3 系統(tǒng)仿真

直頂式升降貨梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計以兩級多缸系統(tǒng)為主，由液控單向閥、調(diào)速節(jié)流閥、連接油路、背壓平衡閥等組成，這些元件在運(yùn)行的過程中，都會或多或少的影響系統(tǒng)性能。在設(shè)計結(jié)束之后，需要對系統(tǒng)開展動力學(xué)仿真分析，分析其性能是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求。根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖可以調(diào)出相關(guān)的元件模型，根據(jù)系統(tǒng)原理圖將連線設(shè)計好，對于系統(tǒng)與元件模型，設(shè)置好相應(yīng)的屬性，選擇好住參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計情況確定一級缸參數(shù)與二級缸參數(shù)。考慮到液壓缸需要豎直安裝，因此，對于水平面與液壓缸活塞桿角度，控制在90°為宜，安全法開啟壓力設(shè)置為180MPa、液壓缸排量控制在125mL/r、液壓單向閥壓力設(shè)置為1MPa、閥門等效直徑設(shè)置為7mm，額定電流與固定頻率分別為40mA與80Hz。將系統(tǒng)設(shè)置為滿載上升，仿真結(jié)果顯示如圖1：

圖1

根據(jù)上圖所示，貨梯上升時間共計17.9s，一級缸與二級缸伸出時間分別為10s、7.9s，在前1.5s內(nèi)，貨梯加速，逐步達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此后，二級缸開始動作，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，完全能夠滿足設(shè)計要求。但是，系統(tǒng)的慣性較大，在動作時會產(chǎn)生沖擊，這主要是由于系統(tǒng)液控單元門閥門不穩(wěn)定引起，但是貨梯升降過程平穩(wěn)，可以滿足工況的運(yùn)行要求。

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