剪板機(jī)碼料系統(tǒng)升降臺(tái)的設(shè)計(jì)

楊冰

摘要：我國(guó)現(xiàn)階段大部分汽車生產(chǎn)商下料工作基本上是由剪板機(jī)完成，目前我國(guó)絕大多數(shù)工廠還是采用人工上料、人工碼料。本文立足現(xiàn)狀，以多數(shù)廠家現(xiàn)有的較為陳舊的依靠人工操作與叉車配合的碼料方武為參照，對(duì)碼料系統(tǒng)承力結(jié)構(gòu)的主要部件升降臺(tái)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)及受力分析，基于液動(dòng)類的升降臺(tái)構(gòu)型，進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，為碼料系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)提供支撐。

關(guān)鍵詞：剪板機(jī)；碼料系統(tǒng)；升降臺(tái)

1升降臺(tái)的選型

碼料系統(tǒng)的機(jī)械裝置作為整個(gè)碼料系統(tǒng)的主體部分，在整個(gè)設(shè)計(jì)中占有重要地位。如圖1是碼料系統(tǒng)的機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其主要適用于中小型剪板機(jī)。機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)主要包括兩部分：第一部分是液壓升降臺(tái)，第二部分是料片定位系統(tǒng)。

液壓升降臺(tái)是料片的主要承載裝置，所以必須保證該承料臺(tái)具備一定的承載能力而且易于加工、制造、裝配，設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用液壓式剪叉升降臺(tái)虛位移理論進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，查找參照小型液壓升降臺(tái)的最終施工結(jié)構(gòu)確定實(shí)際參數(shù)。

常見(jiàn)的升降臺(tái)結(jié)構(gòu)分為兩種形式即機(jī)械式與液壓式。機(jī)械式升降臺(tái)是利用電機(jī)帶動(dòng)升降機(jī)對(duì)臺(tái)面進(jìn)行升降，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛性和加工精度要求較高；液壓式升降臺(tái)一般采取剪叉式結(jié)構(gòu)，利用液壓缸的伸縮使一副剪叉的夾角發(fā)生變化，從而使升降臺(tái)的垂直高度產(chǎn)生變化，達(dá)到平臺(tái)升降的目的，液壓剪叉式升降臺(tái)零件加工制造容易，維修方便，裝配時(shí)間短。通過(guò)對(duì)兩種升降臺(tái)相關(guān)性能比較并結(jié)合實(shí)際工況要求，液壓式升降臺(tái)符合本設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于升降機(jī)兩側(cè)對(duì)稱布置的升降臺(tái)，必須采取導(dǎo)軌等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作為輔助結(jié)構(gòu)，此種布置方式當(dāng)重心不在升降機(jī)的對(duì)稱中點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生傾覆力矩，對(duì)升降機(jī)的使用壽命和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性將產(chǎn)生不利影響。相較而言，升降機(jī)四點(diǎn)對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)較為合理，克服了兩側(cè)對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)的偏載問(wèn)題，但需加裝導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以增加系統(tǒng)剛性。兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)：第一種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用偏載不大的場(chǎng)合。第二種結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，適用于大多數(shù)工況。結(jié)合實(shí)際選用四點(diǎn)對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)。

液壓升降平臺(tái)按照工作方式分為曲臂式液壓升降臺(tái)、剪叉式液壓升降臺(tái)、桅柱式液壓升降臺(tái)、直臂式液壓升降臺(tái)。每種液壓升降臺(tái)的用途各不相同，工業(yè)上常用的為剪叉式升降臺(tái)。

綜合各種因素，選用四點(diǎn)對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)的剪叉式液壓升降臺(tái)。

剪叉式液壓升降臺(tái)有一副、兩副、多幅剪叉結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)由于工作臺(tái)面距地僅770mm（包括上下臺(tái)板及車輪高度），舉升高度不高，故采用一副剪叉即可滿足使用要求。

按液壓缸的安裝位置不同一副剪叉升降臺(tái)有垂直布置、水平布置、液壓缸雙鉸接三種結(jié)構(gòu)形式。

液壓缸垂直布置形式升降臺(tái)的舉升高度即液壓缸的行程，但由于其結(jié)構(gòu)尺寸和液壓缸活塞壓穩(wěn)等因素影響在實(shí)際中應(yīng)用較少；液壓缸水平布置的升降平臺(tái)升程大于液壓缸的伸縮量，但液壓缸的水平拉伸力較大；第三種結(jié)構(gòu)形式克服了前兩種結(jié)構(gòu)形式存在的缺點(diǎn)，具有用較小力舉升較大行程的效果，是理想的設(shè)計(jì)方案。

2升降臺(tái)相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1升降臺(tái)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。在設(shè)計(jì)升降臺(tái)之前必須明確工況要求和相關(guān)技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1。

2.2升降臺(tái)實(shí)際參數(shù)確定剪叉長(zhǎng)度L。升降臺(tái)的剪叉長(zhǎng)度應(yīng)由工作臺(tái)面的尺寸確定，為使剪叉上下滾輪在極限位置不滑出臺(tái)面，本設(shè)計(jì)取剪叉長(zhǎng)度L為工作臺(tái)面的0.9倍，即L=2250。

為使液壓缸伸縮到缸體允值范圍內(nèi)，R1、R2必須滿足R1≤L/2，R2≤L/2，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力的要求取R1=850，R2=200。

3結(jié)語(yǔ)

該升降臺(tái)具有結(jié)構(gòu)牢固，制造方便，保證承載要求，選型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與實(shí)際工況結(jié)合，為碼料裝置零部件及系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)提供支撐。