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1、 工 柱瓣 警 | 。 2菇 参 月 计算得到的后驱动桥热量分布规律与 图 3中 的温度场分布规律一致， 行驶阶段主传动锥齿轮啮 合处温度最高，制动阶段制动器摩擦片处温度最 高， 各热源产热的大小及散热条件的好坏最后都以 温度的形式表现 ， 因此可 以通过不同部位桥壳温度 的变化情况来了解驱动桥的热状态。图 3 所得出的 温度场分布是将润滑油温限制在 9 0。 C以内 ( 因为 润滑油温度超过 9 O。 C其性能会有所改变，影响到 内部零件工作状态 ) ，若此后继续工作润滑油温度 将继续上升， 实际铲装作业时当工作一段时间后驱 动桥壳温度明显高于图中温度， 说明此时润滑油温 度 已经超过 9
2、0。 C 。 4 结论 本文给 出了 Z L 8 0型轮式装载机铲装作业一个 循环周期内驱动桥总产热的计算方法，对 Z L 8 0型 轮式装载机湿式后驱动桥一个铲装作业循环周期 总产热进行计算 ， 并对后驱动桥的热量分布进行分 析。通过分析得出在一个铲装作业循环周期内制动 器发热为后驱动桥发热主导，其次是轮边传动、 主 传动、 搅油、 轮毂支承轴承。轮边和主传动处发热量 比较集中， 实际使用中也证明了这一点 ， 主传动和 轮边桥壳处温升较其他几处桥壳比较明显。通过计 算分析及使用过程中出现的后驱动桥桥壳烫手现 象可 以看出 ， 铲装作业时后驱动桥产生的热量并没 有完全散出，有一部分剩余热量残留
3、在桥箱内， 导 致润滑油温度一直上升， 使桥壳出现烫手现象， 不 得不停车降温， 为了改善这种状况有必要为后驱动 桥系统加装专用散热装置。 参考文献 1 】 C r e c e l i u s W J , P i r v i c s J C o m p u t e r P r o g r a m O p e r a t i o n Ma n u a l o n S HABE RT H：A C o mp u t e r P r o g r a m f o r t h e An a l y s i s o f t h e S t e a d y S t a t e a n d T r a n s
4、i e n t T h e r ma l P e r f o r ma n c e o f S h a f t B e a r i n g S y s t e m s J 1 S K F AL 7 6 P 0 3 0 。 AD AO4 2 9 8 1 1 9 7 6 ： 2 4 6 【 2 】 Ha r ri s T A R o l l i n g B e a r i n g A n a l y s i s M 】 2 n d e d A Wi l e y- I n t e r s c i e n c e P u b l i c a t i o n ， J o h n Wi l e y &S
5、o n s ， 1 98 4 3 连晋毅 ， 孙大刚， 史清录 工程车辆传动系统的热 平衡计算 J _ 工程机械， 2 0 0 2 ( 2 ) ： 2 1 2 2 通信地址： 吉林省长春市吉林大学南岭校区五公寓 6 3 1 寝 室( 1 3 0 0 2 5) ( 收稿 日期： 2 0 0 8 0 5 2 7 ) 剪 式 液 压 升 降 台 相 关 参 数 的 确 定 谦 力 生 ( 中南林业科技大学) ； 摘要： 设计剪式液压升降台要解决的关键问题 ， 是科学、 合理地确定液压缸的有效行程及其它结 ； j 构参数。液压缸的有效行程受各结构参数的影响， 而这些参数又影响液压缸的受力 ， 各参数之
6、间的关系 j 错综复杂。要设计出液压缸受力小， 而又能满足运动要求的剪式液压升降台， 必须明确各参数之间的相 ； t 互关系， 进行综合分析。通过分析剪式液压升降台的运动过程， 推导出了满足升降台升降的相关参数的 t i 关系式； 通过分析和比 较升降台 在负重上升 过程中 液压缸 推力的 变化规律， 确定了铰架仰角O t 的 取值范i 十围、 液压缸的有效行程及有关结构参数的取值规律， 为升降台的系列设计提供了理论依据。 十 + + + + + + + + + + + + + + + + + + +。 + + + + + + + + + + + + + + + + 关键词： 剪式液压升降台；
7、 参数； 液压缸推力 目前 ， 剪式液压升降台广泛应用于电力 、 通讯 、 路政、 交通及仓储物流等领域中。 剪式液压升降台的 设计大部分以引进设备为蓝本进行放大或缩小， 这 种做法并不一定是科学、 合理的。 虽然曾有人对剪式 液压升降台的受力及安全等问题进行过研究 ， 取 得了一定的成果， 但对剪式液压升降台的运动参数 及结构参数的研究还少见有报道。分析剪式液压升 降台相关参数之间的相互关系，掌握相关参数的取 值方法，对科学设计系列剪式液压升降台具有重要 意义。 作者简介： 谢力生( 1 9 6 4一) ， 男， 湖南益阳人， 教授， 工学博士， 研究方向为木工机械。 - - - 4 6-
8、第3 9 卷 2 0 0 8 年1 1 月 工 程机 毋 戈 1 剪式液压升降台的结构及运动原理 剪式液压升降台由动力和主机两部分组成。动 力部分主要由液压站及液压缸组成，主机由内外剪 式铰架板、工作台面和底座等部分组成 ( 如图 1 所 示 ， 图中未画出液压站 ) 。 1 缸尾 拐臂 2 液 压缸 3 柱 塞 4 内饺架 5 工 作 台面 6 滚轮 7 - 夕 铰架 8 柱塞拐臂 9 底座 图 1 液压升降台的结构原 理图 剪式液压升降台的运动通过液压缸的伸缩来实 现。 柱塞拐臂 8与 内铰架 4固定为一整体 ， 缸尾拐臂 1 与外铰架 7 固定为一整体， 内、 外铰架 4 和 7的右 端
9、分别铰接于工作台面 5 和底座 9 上，其左端的滚 轮可分别在底座 9和工作台面 5的滑道 中滚动 ， 内、 外铰架 4和7 可以绕其中心铰接点 0转动。 液压缸 柱塞伸缩时， 带动柱塞拐臂 8 转动， 而使内、 外铰架 4和 7绕铰接点 0旋转 ，同时滚轮在滑道 中滚动 ， 内 、 外铰架的夹角发生变化 ， 从而实现工作 台面的上 升与下降。 2 剪式液压升降台的运动分析 剪式液压升降台的运动原理如图 2所示 。 设工作台面及底座的长度为 b ，铰架的长度为 ，液压缸的有效长度为s ， 液压缸与水平面的 夹角为 ， 柱塞拐臂的长度为 r ， 柱塞拐臂 与内 铰架的夹角为 0 ，缸尾铰接点 F
10、到铰架 中心铰 接点 0的距离 为 R， O F与外铰架 的夹角为 ， 内、 外铰架的夹角为 2 ， 缸尾铰接点 F到下铰 支座 所在水平面的高度为 ，柱塞铰接点 E 到上铰支座 D所在水平面的距离为 Y ， 上 、 下铰 支座( 或滚轮中心 ) 的距离为 h 。 为了使工作台面下降至最低位置时滚轮不至于 脱离滑道 ， 铰架 的长度 应该 比工作 台面的长度 b 小一些 ， 一般可取 =( 0 4 0 4 5 ) 6 ( 1 ) 由图 2可知 ， h = 2 L ， s i n a 贝 0 一= 2 L s i n h = 2 Ls i n o t 液压升降台的有效垂直升降高度 A h 为 A
11、h = h - h 血 = 2 L ( s i n 一一 s i n ) ( 2 ) 根据 A O E F ， 液压缸上、 下铰接点 E 、 F的距离 s ( 即液压缸的瞬时长度 ) 为 r r 一 s = 、 r + 尺 一 2 r R c o s ( + + 2 ) 液压缸两铰接点之间的最大距离和最小距离分 别为 s 一： ( 3 ) S m= “ V r z + R2 - 2 r R c o s ( 0 + q + 2 t x i ) ( 4 ) 设液压缸的有效行程为 s ，为了使液压缸两 铰接点之间的距离为最小值时， 柱塞不抵到液压缸 缸底 ， 并考虑 液压缸结构尺寸 K 和 ： (
12、图 3 ) ， 一般 应取 S i n K 】 + + S ( 5 ) 同样，为了使液压缸两铰接点之间的距离为最 大值时， 柱塞不会脱离液压缸中的导 向套 ， 一般应取 S 一Kl + K 2 + 2 S ( 6 ) 式( 5 ) 和式( 6 ) 中的 。 和K ： 根据液压缸的具体 图2 液压升降台运动原理图 - 47- - 算公式： 7r - LGe o s a r1 n、 一 2 Rs i n ( 一 O l ) 式中 ： G为升降台的起升载荷。 由式 ( 1 ) 至式( 1 0 ) 可以看出 ， 各相关参 数之间都有明确的数学关系，但相互之间 的关系复杂， 并不明了， 因而不能简单地确
13、 定各参数值。为此， 我们先通过实例来分析 各参数对液压缸负载力的影响 ，再决定各 参数的取值范围或取值趋势。 某升降台的垂直升降高度 A h = l 3 0 0 mm， 起升 重量 G = 1 0 k N， 铰架 的长 度 2 L = 2 0 8 0 m m。取液压缸结构参数 K + K ： 为 3 0 0 m m，经计算表 1 中的8 组参数值都能 满足升降台的运动要求。将此 8 组参数值 代人式( 9 ) 和式( 1 0 ) ， 则可计算出不同起升 一 4 8一 a ( 。) 图4 剪式液压升降台口一 T曲线图 的增大而增大； 从曲线 可以看出， 当 O t 小于 l 0 。 时， 随
14、的增大而明显减小。 综上所述， 为了减 小 值， 在可能的范围内应尽量增大 r 值、 适当增加 0 值， O g 值控制在5 。 6 5 。 范围内。 4 升降台相关参数值的计算步骤与确定 剪式液压升降台的原始设计数据一般为工作台 的幅面尺寸 a x b ( a为底座宽度 ) 、 垂直起升高度 Ah 和载重量 G 。其相关参数的计算与确定可按下列步 骤进行 ： ( 1 )由式( 1 ) ， 计算铰架 1 2 长 L值。 式( 1 ) 中， 系数 0 4 0 4 5 ， 工作台长度 b较大时 取大值 。 ( 2 )由式( 2 ) ， 计算 出 。 根据受力分析， 当 小于 1 0 。 时， 随
15、的减小而明显增大， 应取较大值； 但 一会随 的增大而显著增大，工作台 变得不稳定。综合考虑可取 理 = 0 1 0 。 ， 当 一较大时取较小值。 ( 3 )根据式( 7 ) ， 求取 R值。 3 ) ， 可先初步确定液压缸柱塞直径 ， 然后根据柱塞直 径来确定 K 。+ K 2 的值。液压缸柱塞直径为 6 0 m il l 一 1 0 0 mi n时， 一般可取 + K 2 = 2 5 0m m 4 0 0 l a in。 ( 6 )根据式( 3 ) 和式( 6 ) 进行验算 ： Js 1 + K2 + 2S 若不能满足此式， 柱塞有脱离液压缸的危险。 此 时， 应回到第( 3 ) 步或第
16、( 4 ) 步， 修改有关参数， 重新 进行计算， 直到满足上述条件。 由图 5 可知， 增大 、 0 和R值或减小 r 值 ， 都可 以增大液压缸有效行程 A S ， 但以增大 值或减小 r 值最为有效。 由受力分析可知， 对 的影响不大， 为便于液 压缸尾端铰链的安装， 可取 2 。 左右。 若升降台下面挖坑， 则 值不受式( 7 ) 的限制。 此时， R可按R取更大值。 ( 4 )根据式( 8 ) ， 求取 r 值。 由图5可以看出，增大 值有利于s 和液压 缸有效行程 s的增加 ； 由受力分析可知 ， 当 较 小时 随 0 的增大而减小， 但当 较大时 随 的 增大而增大。因此， 综合
17、来看 值不能取得太大， 一 般可取 2 0 。 左右。 由图 5 可以看出，减小 r 值明显有利于 和 液压缸有效行程 s 的增大；但由受力分析可知， 随 r 的减小而明显增大 。因此 ，为减小液压缸的受 力， 在满足液压缸有效行程长度的前提下 ， r 应尽量 取大值。r 值取得是否适当， 可以说是剪式液压升降 台设计成败 的关键。 ( 5 )根据式( 4 ) 和式( 5 ) ， 确定液压缸的有效行 程 S ， 即： 厂 一 - s V r+ R 一 2 ， c 0 s ( + + 2 血 ) Kl + K2 +AS 式中的K 。 + K ： 为液压缸的结构尺寸参数( 参见图 图 5 r 、
18、R、 0和p与 的关系图 ( 7 )根据式( 9 ) 和式( 1 0 ) ， 求 值 ， 并画出 T 曲线图， 求取液压缸的最大推力 z ，恤。 根据 a T曲线图， 分析 的取值是否合理。 如 不合理 ， 则应返回第( 2 ) 步， 适当增大或减小 值 后重新进行计算 。 5 结束语 剪式液压升降台相关参数的确定比较复杂， 要 得到比较合理的参数值 ， 往往需要经过多次反复的 修改计算 ， 但只要按照上述的计算步骤和计算公式， 并掌握各参数的取值原则， 总会得到满意的结果。 手 工计算比较烦琐， 如果采用计算机编程运算， 则很快 就可以确定各参数值。 参考文献 【 1 张占宽 双剪式液压升降
19、台动态受力分析 J 】 林业机 械与木工设备， 1 9 9 7 ， ( 7 ) ： 1 6 一 l 8 【 2 】 牛书宝 剪式液压升降台的相似设计及油缸推力的确 定【 J 木材加工机械， 1 9 9 9 ， ( 3 ) ： 1 9 2 2 【 3 孙新青 重型单片液压升降台的设计与研制 J 机械 研究与应用， 2 0 0 5 ， ( 6 ) ： 7 5 7 6 【 4 王栋生， 高红平 剪叉式液压升降台的安全设计 J 物 流技术与应用， 2 0 0 7 ， ( 6 ) ： 9 0 9 2 通信地址： 湖南省长沙市韶山南路 4 9 8号 中南林业科技大 学材料科学与工程学院( 4 1 0 0 0 4) ( 收稿 日期： 2 0 0 8 0 7 2 7 ) - 4 9 -