高空作業(yè)平臺剪叉機構(gòu)的受力計算

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

2、，如物流升降平臺、舞臺升降機械、高空作業(yè)機械等。剪叉 式高空作業(yè)平臺一般用于需要垂直升降的各類場 所，與其它結(jié)構(gòu)形式的高空平臺相比，剪叉式平 臺的穩(wěn)定性較好、安全性高。因工作需要，筆者 對用于高空作業(yè)平臺的剪叉機構(gòu)的受力計算進行 了研究。 叉平臺工作機構(gòu)的運動比較簡單，只有作業(yè)平臺的上下運動。工作時，液壓泵向舉升油缸泵入油 液使舉升油缸向上舉升；下降時，在自重作用下 舉升油缸中的油液被壓回油箱，作業(yè)平臺下落。 由于是載人作業(yè)，其上下運動

3、速度都比較慢，在 機構(gòu)受力計算時一般不考慮慣性力影響。剪叉機構(gòu)計算的核心是舉升油缸力的計算。 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；可以進一步計算出桿件中的鉸點力， 進行桿件的強度校核。剪叉機構(gòu)是由多個桿件組 成的桁架系統(tǒng)，對油缸力的計算一般是采用虛功 原理。虛功原理使得計算過程簡單化，解題思路 清晰易懂。虛功原理的定義為：作用于質(zhì)點系的所有主 動力在任何虛位移中所作虛功的和等于零。對于 剪叉機構(gòu)，令工作載荷外力為 W，

4、其虛位移為 ? W。舉升油缸在剪叉機構(gòu)中本來是被約束住的， 將該約束解開用油缸力代替，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)計研究 則 ? WY ＝ 4Lcos?3 油缸力計算令油缸力為 F , 工作平臺載荷為 W, KQ則變換得下面用單油缸四叉機構(gòu)來論述油缸力的計算過程。四叉機構(gòu)簡圖如圖 1 所示。機構(gòu)中兩邊鉸點 分別用 A～N

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