升降平台升降机构研究现状分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

升降平台作为-种起重机械，在物流、搬运、装配、城市停车系统、海上油田等各种工作诚中得到了广泛的应用。其最主要功能是依靠驱动机构与升降机构将物体升降至不同高度。升降机构具有刚性与柔性的性质，根据升降机构属性的不同，可将其分为 3类：①刚性升降机构，主要利用机构的刚性特性对平台进行直接顶升或推送；②柔性升降机构，主要通过钢丝绳、链条等柔性构件以拉曳的方式实现平台的升降；③刚柔双属性升降机构，此类机构进行顶升作业时具有刚性属性，不工作时则表现出柔性属性。

1 刚性升降机构刚性升降机构包括齿轮齿条机构、柱塞机构、剪叉机构和丝杠机构等几种机构形式。

1.1 齿轮齿条式升降机构齿轮齿条机构包含齿条机构和齿轮机构，齿条设置于桩腿上，每根齿条对应有若干个小齿轮。动力通过齿轮减速器传递给小齿轮，从而驱动平台升降。

齿轮齿条式升降机构具有工作连续、升降速度快、操作简单、同步性好等优点，同时，齿轮齿条机构易于将平台调平且定位较精准。但由于价格贵，制造难度大，主要应用于海上自升式升降平台。

文献[1]对国内外自升式海洋风电安装船的典型升降机构、工作原理进行了对比分析，结果认为，利用齿轮齿条升降机构进行升降作业是未来 自升式升降系统的主流方向。文献Ee3介绍了-种齿轮齿条式施工升降机，通过布置在吊笼上的传动装置的齿轮与布置在导轨架上的齿条相吻合，使导轨上下运动，具有静态稳定性好，定点定位性好，同步精度高等优点，但其运行平稳性差，且造价高。文献E3-]通过对比分析，设计了-套齿轮齿条升降机构，具有结构紧凑、操作简单、适应性强等优点，可使用于自升自航式海洋船舶升降系统中。

- 些学者对升降平台中齿轮齿条机构的强度进行了研究。文献[4]使用有限元分析软件对某自升式升降平台齿轮齿条升降机构的弯曲疲劳强度、接触疲劳强度进行计算和强度校核，发现由于海洋外部环境的影响，齿轮齿条升降机构的弯曲疲劳破坏是其主要失效形式。研究发现升降平台的齿轮齿条机构在海洋复杂情况下易产生疲劳破坏，并且破坏程度和齿轮齿条倒角大小有关。文献E5]采用 ANSYS软件建立了升降平台齿轮齿条的二维和三维数值模型并进行了应力分析，根据分析结果优化齿根过渡圆角和齿条齿宽。

1.2 柱塞式升降机构柱塞式升降机构通常与液压装置配合工作，通过泵站将油压人油缸，使柱塞运动，直接作用在平台上，使升降平台向上运动，升降平台的下降则依靠平台的自重实现。柱塞式升降机构结构简单，工作可靠，但其同步精度较差，且存在能耗偏大的问题，因此这种升降技术在升降平台上并不常用。

对柱塞式升降机构的使用主要有单缸直顶支撑与多缸直顶支撑两种方式。其中单缸直顶支撑根据柱塞与平台连接点位置的不同分为平衡型直顶式和不平衡直顶式。平衡型直顶式升降机构可使升降平台承受较小的倾覆力矩，故可承受较大载荷；不平衡直顶升降机构使升降平台承受较大的倾覆力矩，导轨易受较大反作用力，从而易产生磨损。多缸直顶支撑方式是指用-个以上的油缸来驱动平台，当提升高度不大时，采用单收稿日期；2Ol2-O9-24；修回日期：2012-10-11作者简介；杜干 (1985-)，男，湖北黄石人，助教，硕士，主要从事海上补给装备设计。

· 206 · 机 械 工 程 与 自 动 化 2013年 第 2期级油缸直顶；当提升高度较大时，采用多级同步伸缩缸直顶驱动，通常油缸采用对称布置，防止侧向倾覆力。

lI 3 剪叉式升降机构剪叉式升降机构包括驱动执行装置和剪叉装置。

在驱动机构的驱动下，驱动执行装置产生小位移行程的同时将驱动力传递给剪叉装置。剪叉装置作为剪叉式升降机构的主体具有折叠伸展性能，它受到驱动执行装置的驱动并将驱动执行装置的小位移行程放大成竖直方向的较大行程，从而推动升降平台的上下移动。

剪叉式升降机构具有结构紧凑、承载量大、驱动装置通过性强和操控性好的特点，因而在各种诚中得到了广泛应用。但剪叉式升降机构也有不足之处，即台面在升降过程中较难实现匀速，并且升降行程较校剪叉式升降机构的驱动执行装置有多种结构。文献[6]比较分析了多种驱动执行装置的优缺点，其中动滑轮装置与滚珠丝杠装置传动精度高，但由于安装和制造精度的过高要求影响了其应用和推广；连杆装置安装精度要求较低且不易出故障，但其对剪叉式升降机构有尺寸限制从而也限制了其运用诚；相比较而言，液压柱塞装置可大幅减恤叉升降机构的高度，