文/廖偉華

?

談?wù)勚表斒缴地浱菀簤合到y(tǒng)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)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(jì)方案，進(jìn)行建模仿真分析，結(jié)果顯示，貨梯升降過(guò)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(jì)；建模仿真

隨著社會(huì)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(lái)越成熟。升降貨梯屬于目前廣泛應(yīng)用的升降臺(tái)，有著安裝維護(hù)簡(jiǎn)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(shì)，目前常用的類(lèi)型有固定式升降貨梯、剪叉式升降貨梯、移動(dòng)式升降貨梯、套缸式升降貨梯等，各有優(yōu)勢(shì)與適用場(chǎng)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(dòng)，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(lái)，保證液壓缸工作伸縮的同步性，貨梯在升降時(shí)，可以保持垂直運(yùn)行。隨著貨梯的上升，主工作腔為無(wú)桿腔，一級(jí)缸活塞桿伸出，并進(jìn)一步帶動(dòng)二級(jí)缸的上升；在貨梯下降時(shí)，液壓缸活塞桿會(huì)做出回縮動(dòng)作，在這一過(guò)程中，主工作腔為有桿腔，在壓力油的影響下，活塞桿會(huì)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(jì)

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(shí)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(gè)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(jí)液壓缸行程是2.5m，若每一個(gè)缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間是10s，單個(gè)缸流量計(jì)算方式為：

根據(jù)計(jì)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(guò)程中，油缸有效面積就是有桿腔與無(wú)桿腔面積之差，在下降時(shí)，就是有桿腔面積，在計(jì)算時(shí)候，我們以一級(jí)油缸作為標(biāo)準(zhǔn)，具體流量計(jì)算結(jié)果為23.88。在液壓泵流量上，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到油缸動(dòng)作的要求，依然參考一級(jí)油缸進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果是95.52，綜合考慮油泵效率、系統(tǒng)動(dòng)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(jì)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(dòng)平層，為此，要設(shè)置好識(shí)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(kāi)關(guān)，電路設(shè)置上要做到安全可靠、簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)置安全保護(hù)裝置，線路簡(jiǎn)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(jì)以兩級(jí)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(guò)程中，都會(huì)或多或少的影響系統(tǒng)性能。在設(shè)計(jì)結(jié)束之后，需要對(duì)系統(tǒng)開(kāi)展動(dòng)力學(xué)仿真分析，分析其性能是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)好，對(duì)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(jì)情況確定一級(jí)缸參數(shù)與二級(jí)缸參數(shù)。考慮到液壓缸需要豎直安裝，因此，對(duì)于水平面與液壓缸活塞桿角度，控制在90°為宜，安全法開(kāi)啟壓力設(shè)置為180MPa、液壓缸排量控制在125mL/r、液壓?jiǎn)蜗蜷y壓力設(shè)置為1MPa、閥門(mén)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(shí)間共計(jì)17.9s，一級(jí)缸與二級(jí)缸伸出時(shí)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(jí)缸開(kāi)始動(dòng)作，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。但是，系統(tǒng)的慣性較大，在動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊，這主要是由于系統(tǒng)液控單元門(mén)閥門(mén)不穩(wěn)定引起，但是貨梯升降過(guò)程平穩(wěn)，可以滿足工況的運(yùn)行要求。

[1]基于AMESim液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)的液壓系統(tǒng)建模與仿真研究[J].張憲宇,陳小虎,何慶飛,萬(wàn)俊盛.機(jī)床與液壓.2012(13) .

[2]液壓同步回路及同步控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法[J].羅艷蕾.液壓與氣動(dòng).2004(04).

[3]雙缸液壓電梯的建模與仿真[J].唐國(guó)興,惲源世.基礎(chǔ)自動(dòng)化.2001(06).

[4]液壓電梯的特性及其發(fā)展前景[J].李鳳蘭.山西機(jī)械.2000(03).

[5]液壓電梯的發(fā)展概況和前景[J].邵憲琴,樓東.建筑機(jī)械.1996(09).

[6]液壓電梯的發(fā)展概況[J].楊華勇,路甬祥,駱季皓.中國(guó)機(jī)械工程.1994(02).