機(jī)械式多級升降機(jī)設(shè)計(jì)
因工作需要我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)1臺升降機(jī)，要求臺面尺寸2 500ram×5 O00mm、基礎(chǔ)高度1 300mm、最大升高3 000ram、承重16 000kg，帶負(fù)荷升降時(shí)要求無級調(diào)整高度、升降平穩(wěn)，并且要有可靠的自鎖。如用普通的單級絲杠絲母傳動(dòng)則無法滿足高度變化的要求；而采用傳統(tǒng)的液壓剪刀結(jié)構(gòu)雖然可以滿足高度變化的要求，但由于承重較大、液壓缸直徑則非常大，并且由于支撐點(diǎn)的變化要求臺面剛性較強(qiáng)、設(shè)備較笨重，如采用多級伸縮缸，為解決同步問題還需要增加導(dǎo)向裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
經(jīng)過研究決定采用傳統(tǒng)四柱結(jié)構(gòu)，見圖1；單個(gè)多級升降立柱簡圖見圖2。每柱采用多級螺旋傳動(dòng)，通過電機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向箱等將四柱的蝸桿連在一起，既保證了四柱同時(shí)升降，同時(shí)螺旋傳動(dòng)非常容易滿足自鎖要求，又提高了升降機(jī)的安全性。
1 機(jī)械式多級升降機(jī)工作原理
電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蝸輪帶動(dòng)立軸旋轉(zhuǎn)，由于立軸與二級絲杠(二杠)之間的梯形螺紋摩擦力矩大于二杠與一級絲杠(一杠)之間的摩擦力矩，因此二杠與一杠先行滑動(dòng)，一杠上升；當(dāng)一杠底端的死擋鐵與二杠的內(nèi)螺紋端面卡死后，迫使二杠與立軸之間產(chǎn)生相對滑動(dòng)，二杠帶動(dòng)一杠、一級套筒、二級套筒上升；當(dāng)蝸桿反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，一杠先下降，當(dāng)其碰到二杠底端時(shí)二杠下降，回到原來的基礎(chǔ)高度。從理論上講，無論是一杠先滑動(dòng)或二杠先滑動(dòng)，對升降機(jī)的使用均無任何影響。
2 機(jī)械式多級升降機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算
對于單個(gè)升降立柱來說，由于一杠與二杠共用同一蝸輪蝸桿傳動(dòng)，因此蝸輪蝸桿之間的效率及套筒之間的摩擦力均相同，因此只對一杠與二杠的傳動(dòng)進(jìn)行比較，確定絲杠傳動(dòng)的順序。
設(shè)計(jì)時(shí)一杠直徑要大，同時(shí)各級絲母的旋合長度比一般情況下要長，保證各杠受壓時(shí)的穩(wěn)定性。兩絲杠均為普通梯形絲杠，一杠外螺紋大徑d=60mm，二杠外螺紋大徑D=100mm，牙形角a=30。，螺距s=8mm，下面對此多級升降立柱的自鎖進(jìn)行驗(yàn)算，穩(wěn)定性計(jì)算略。
3 機(jī)械式多級升降機(jī)應(yīng)用范圍
由于該升降機(jī)是由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的多級升降立柱組成，每個(gè)立柱可以設(shè)計(jì)成多級伸縮式結(jié)構(gòu)，因此升降范圍大。每個(gè)升降立柱可單獨(dú)操作，也可根據(jù)需要用相同的升降立柱對平臺進(jìn)行多點(diǎn)支撐，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連在一起共同升降，此外還可以有多種組合(圖3)以滿足不同升降高度與不同臺面尺寸的要求。
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