套筒式新型剪叉机构.pdf

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1、套筒式新型剪叉机构李字庭熊彪冼土濂孙科张志富。陈定方1武汉理工大学智能制造与控制研究所武汉4300632中交武汉港湾工程设计研究院有限公司武汉430040摘要：针对剪又机构在运动过程中平台受力点随时间变化等特点，提出了一种新型套筒式剪叉机构，以套筒式可伸缩杆为主要承力构件，采用分级顶推的方式上升。对2种机构进行了详细的运动学和力学分析，比较两者的主要性能差异，并通过实例与相关软件仿真验证了分析的正确性。给出了改进机构的优化条件，运用线性加权和法对改进机构做卅了相应优化，利用有限元方法对其进行了模态分析，验证了机构的稳定性。关键词：剪

2、又机构；套筒；分级顶推；线性加权和法；模态分析中图分类号：TH211．6文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)09—0060—06Abstract：Inviewofthefeaturessuchastheplatformload—bearingpointschangingovertimeduringthescissorsforkmechanisminoperation，anew—typetelescopicscissorsforkmechanismisputforwardinthepaper．Thetelescopi

3、cexpan—sionlinkrisesinawayofgradingpushingasthemainload—bearingcomponent．Detailedkinematicsandmechanicalanalysisisperformedforbothmechanisms，tocomparemajorperformancedifferences．Theanalysisisverifiedbyexamplesandre—latedsoftwaresimulation．Furthermore，thepaperdescribest

4、heoptimalconditionsofimprovedmechanism，tomakecorre—spondingoptimizationforitusingthelinearweightedsummethod，withmodalanalysisperformedusingthefiniteelementmethod，toprovethemechanismstable．Keywords：scissorsforkmechanism；telescopic；gradingpushing；linearweightedsummethod；

5、modalanalysis剪叉机构在现代物流、航空装卸、演艺设备1改进剪叉机构分析等方面应用越来越广泛。由于它采用可折叠的平行四边形结构，具有伸缩范围广、结构紧凑的特1．1改进剪叉机构的工作原理点。目前，国内对此机构的动力学与运动学特性改进剪叉机构简图如图1所示，主要由2对相同的套简活塞杆。、和上升平台CD构成，活有过深入研究，文献[1]通过力学分析得到了剪塞杆可以沿活塞缸缩短或伸长，但与液压缸所不又机构受力最大的铰点，并通过强度校核提出了同的是它不是动力元件而是在滑块的带动下作为该机构的结构优化方案。文献[2]从几何的角度支撑构件

6、。机构的运动过程分3阶段，其一J维模建立了剪叉机构的数学模型，给出了求解剪叉式型如图2所示。第1阶段，如图2a所示，当滑块升降台的理论表达式。A、B在双向螺杆的带动下同时以相同的速度向在实际生产中，由于液压装置相对来说比较中间运动时，由于活塞杆较短，故其作为承力繁杂，不允许或不需要用液压作为顶推动力，而构件驱动平台上升，而L=L>X(记X=由螺母丝杆在底部水平方向驱动滚轮从而使平台min{X，}(i=1，2)，即活塞杆与缸相接触时的上升。在已有液压驱动剪叉机构理论分析的基长度)，因此，：此阶段脱开不受力；第2阶段，础上，针对其起动力

7、矩大、受力点不断变化等不如图2b所示，称之为过渡阶段，此时L=L：足，提出了一种套筒式新型剪叉机构，通过二级L。=Lc=X，活塞杆。和同时作为受起升的方式克服原机构的不足，为剪叉机构的分力构件驱使平台上升；第3阶段，如图2c所示，析提供新思路。当滑块超过某一位置后，Lc=L。>X因此，由接触转为脱开不受力，而平台由活塞杆支一60—《起重运输机械》2014(9)撑上升。cos02=(d2一vt)／X2d(d为：在t。时刻在水平方向的投影长度)因此dvDdcot02。。。一X—2dsi—n302参照图1，由虚位移原理可得2FAx·dlA

8、x=P·dh两边对时间t微分可以得到图1改进剪叉机构简图2FAx=PvD即滑块所受水平力Pcot02FAx：FBx：—活塞杆受轴力PFADec在≤≤阶段，有如下几何关系hp=X2dsin02p=X】dsin01php=X2dsin0p