剪叉式液压升降台的有限元分析

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1、剪叉式液压升降台的有限元分析剪义式液压升降台是通过液压系统来实现货物起降及搬运的专川设备，具不仅广泛用于厂房维护、工业安装、设备检修物业管理，而且适用于仓库、航空、机场、港口、车站、机械、化工、医药、电了、电力等高空设备安装和检修。剪叉式液压升降台的结构形式多种多样，从低起升到高起升，组成剪叉臂杆的数1=1多，液压缸的布置形式多样，其主要由底盘、剪叉机构和工作平台三部分组成，并为中心对称结构⑴。剪叉机构是升降平台不可或缺的部件乞一，因而，剪叉机构的强度及几何尺寸必须合理才能使液压升降平台具有整体的可靠性

2、，从现场剪叉机构的断裂位置来看，其主要损坏部位主要集屮在剪叉臂屮间销轴的部位⑵。所以木文先对敢叉臂进行强度分析，然后对简化剪叉式升降台进行模态分析，分析其固有频率和振型，为剪叉式液压升降台的优化和结构设计及维护使用提供参考。ANSYSWorkbench是ANSYS公司开发的新一代协同仿真环境，具有协同仿真、项冃管理，支持CAD-CAE间的双向参数传输功能和自动识别复杂装配件接触关系等优点叫木文将在SolidWorks软件里建立的三维实体模型保存为Parasolid文件，然丿舌将Parasolid文件导入

3、ANSYSWorkbench软件，导入后对其进行单元属性、划分网格、施加约束、求解等，建立有限元分析模型。1有限元模型建立剪叉臂和升降台模型分别由图3和图4所示。图3剪叉臂模型图4简化升降台模型Fig.3ModelstructureofscissorarmsFig.4Simplifiedmodelstructureofliftingplatform2.1剪叉臂的应力分析剪叉臂既要承载工作载荷，乂要平台白重，所以其受力最人⑷。现对剪叉臂施加约束如K：D处限制所有H由度，0处销轴两个端而施加伦x=17779

4、.06N和仏,=4268.38®,C处施加"=1715N。如图5所示。0.00800.00(mm)1400.00StaticStructuralTime：1.sDisplacementForce：18284NForce2：18284N图5剪叉臂施加约束图Fig.5Diagramofconstraintsonscissorarms完成剪叉臂有限元模型和边界条件后，对剪叉臂进行有限元分析，分析结果如下:EquivalentStressType：Equivalent(von-Mises)StressUnit:

5、MPaTime：188.89777.79466.6955.58744.48433.3822.27711.1740.070364lin0.00600.00Qnm)300.00图6剪叉臂VonMises等效应力Fig.6VonMisesequivalentstressonscissorarms从剪叉臂的最大应力分布图可以清楚的看出，剪叉臂销轴处X轴方向位移和应力最大,图7为剪叉臂销轴处局部应力图，图8为剪叉臂所受X轴方向最人位移量。EquivalentStressTypa：Equivalent(von^Mi

6、ses)StressUnit：MPaTime：1100lax83.34566.6950.03533.3816.7250.070364Bin0.00100.00Gnm)50.00图7剪叉臂销轴处局部应力图Fig.7LocalstressdiagramofpinrollofscissorarmsDirectionaJLDeforaationType:DirectionalDeformation(XAxis)Umt:mmTime:1-0.060084lin0.13861lax0.116540.0944590.

7、0723810.0503040.0282260.0061485-0.015929-0.0380070.00800.00Gnm)□400.00图8X轴方向最大位移量Fig.8Maximumdisplacementinthedirectionofxaxis由上图可知，参照剪叉式液压升降台剪叉臂的材料为碳素钢，按照安全系数n=1.5[5],

8、优化提供了一定的基础。2.2升降平台的模态分析通过模态分析从整体上考虑升降台和剪义臂的刚度和局部强度问题，避免在设计和使用过程中因振动问题造成不必要的损失。对升降平台进行模态分析，得出其前6阶的固有频率和振型，如表1和图9、图10、图11、图12、图13、图14所示。1.5671lax1.39291.21881.04470.870580.696470.522350.348230.17412阶数固冇频率/Hz振型描述112.012主平台和剪叉