专利名称：一种高工效、低能耗剪叉式液压升降机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驱动液压缸垂直安装的高工效、低能耗剪叉式液压升降机， 可实现物料的运输及高空作业，能广泛用于仓储、工厂生产过程、市政工程等场合。
背景技术：
现有驱动液压缸垂直安装的剪叉式液压升降机的驱动液压缸两端同连接架的横撑多采用低约束连接，驱动液压缸易受偏载作用，加剧了驱动液压缸中有相对运动关系的部件表面间的磨损，缩短了其使用寿命，连接处也容易脱开，降低了升降机的工作可靠性； 升降机的液压系统均采用普通管式液压阀，泄露量大、抗污染能力和工作可靠性差、液压系统的效率低、故障多、能耗高，液压阀不便于集成安装，体积和所占空间较大，难以满足机器的结构和使用要求；又由剪叉式升降机的结构特点和工作方式所决定，当工作台载着重物上升时，是将外部输入的机械(液压)能转变成势能，下降时，又将其释放出来。这部分能量如不加以回收利用，则会造成能量浪费。针对上述问题，做了改进设计，提供一种高工效、 低能耗、工作可靠的机型。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是实现驱动液压缸同U型连接架横撑之间的可靠转动连接，使驱动液压缸在升降过程中所受到的载荷始终沿着其纵向轴线方向，消除偏载； 提高液压系统的工作可靠性、抗污染能力和效率，集成安装液压阀，减小其所占空间；实现势能的回收和再利用，降低能耗。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是驱动液压缸垂直安装，通过U 型连接架驱动剪叉臂和工作台；U型连接架主要由销轴、侧板和横撑组成，在横撑上开设有球窝，用于嵌装焊接在液压缸两端的球头，构成球铰；连接架侧板的上端和横撑间采用销轴连接，连接架侧板下端固装有销轴，用以同内侧剪叉臂横梁间的筋板转动连接；用插装阀组成了可回收重力势能的液压系统，其中包括方向及速度控制回路、压力保护和能量回收及再利用回路。本实用新型的有益效果是与现有技术相比，可保证外载荷始终作用在驱动液压缸的纵轴线上，消除偏载，并可实现驱动液压缸同U型连接架之间的可靠转动连接，不易脱落；用插装阀设计的可回收重力势能的液压系统，效率高、工作可靠、抗污染能力强，实现液压阀的集成安装，提高机器的工效，降低能耗。升降机主要由底盘、剪叉臂和工作台及液压系统组成，见说明书附图。底座采用矩形框架结构，在其上部两侧分别焊接有滑动导轨和铰销轴支座，在其下面安装有行走车轮和转向装置，两端安装用以保证机器工作稳定性的四个可伸缩支腿，它们共同组成机器的底盘；工作台也采用矩形框架结构，在其上部焊装有护栏，下部两侧分别焊接铰销轴支座和滑动导轨。内侧剪叉臂为由前后剪叉杆和横梁及筋板焊接成的矩形框架，外侧剪叉臂为单体结构，剪叉臂采用矩形截面的型钢，截面大小可根据承载要求确定，长度根据升降高度要求确定；同层内、外侧剪叉臂在中间转动连接成剪叉，异层剪叉臂两端分别铰接；两侧剪叉臂的上、下端分别与工作台和底座成转动和滑动连接；工作台的升降由液压缸驱动，液压缸通过U形连接架驱动剪叉臂，U形连接架的侧板端部同焊接在内侧剪叉臂上的横梁用销轴转动连接，在横撑上开设的球窝与焊接在驱动液压缸活塞杆和缸底端部的钢球相配合， 构成球铰，两者间实现了可靠的转动连接，能保证驱动液压缸在升降过程中始终处于垂直位置，使外载荷作用在驱动液压缸的纵轴线方向，消除了偏载，减小了驱动液压缸相对运动部件之间的磨损，延长了使用寿命。U形连接架的长度根据驱动液压缸的最小安装长度确定，要保证球铰的配合深度不小于钢球直径的二分之一，以保证驱动液压缸不脱离U形连接架。升降机的液压系统要能实现工作台的上升、下降、调速、过载保护、能量回收和再利用等功能，并要求结构简单、抗污染能力强、效率高、运行平稳、工作可靠，据此，用插装阀设计了升降机液压系统，见说明书附
图1。系统采用蓄能器实现势能的回收和再利用；采用了 2个并联的2级伸缩式单作用液压缸驱动剪叉臂和工作台的升降；采用由限压式变量叶片泵和调速阀组成的容积-节流调速回路控制驱动液压缸的运动速度；液压泵的输出压力由负载决定，溢流阀4是做系统安全阀用，液压泵的输出流量由液压缸的最大运动速度和缸的内径决定，其余各液压元件的规格由其所通过的实际流量和工作压力来确定。液压系统的工作过程和原理为(1)初次上升初始状态时，蓄能器12内无压力油，启动后，泵3经单向阀1、滤油器2从油箱吸油，再经调速阀5、单向阀6、二位三通换向阀9中的2通阀b的阀口(此时， 二位三通换向阀中先导阀电磁铁IYA断电，先导阀处于图示右位，2通阀b的控制腔接通油箱，阀口开启，2通阀a的控制腔通压力油，阀口关闭)，进入升降驱动液压缸10和11的无杆腔，使驱动液压缸活塞杆伸出，推动工作台和重物上升，其速度大小由调速阀5控制，2个液压缸并联，结构尺寸完全相同，靠机械连接保证2个液压缸的同步运动。(2)停留在工作台上升到位后，关闭液压泵电机，驱动液压缸下腔的压力油被单向阀6封闭，回油路被切断。由于2通阀口的密封性较好，使工作台能较长时间的停留在工作位置。(3)下降及势能回收将二位三通换向阀9中先导阀电磁铁IYA通电，先导阀切换到左位，2通阀a的控制腔接通油箱，阀口开启(此时，2通阀b的控制腔通压力油，阀口关闭)，驱动液压缸下腔的油液经2通阀a的阀口、单向阀8进入蓄能器12，将压力液体储存在蓄能器中。由于蓄能器中液体的压力，随着逐渐被充满而上升，对工作台的下降起到制动作用，使下降平稳。此时，2通阀b的阀口被关闭，压力油可经二位三通换向阀9中的单向阀到达单向阀6的控制腔，使其关闭，液压泵的出油口被封闭，单向阀14在压力油的作用下虽然可以打开，泵也不能作马达工况运转，单向阀1在此时也处于关闭状态，工作台下降时， 驱动液压缸所排出的压力油将不会进入油箱，只能排进蓄能器，将势能转变成液压能，实现了势能回收。(4)快速下降在遇到紧急情况，工作台需快速下降时，可使IYA和2YA均通电，驱动液压缸下腔中的油液经2通阀a的阀口和二位二通阀7中2通阀的阀口接通油箱，消除回油阻力，工作台实现快速下降。单向阀8在此时处于关闭状态，可防止蓄能器中的油液经二位二通阀7流回油箱。[0013](5)再次上升和能量再利用使二位三通方向阀9的先导阀电磁铁IYA失电，该阀切换到右位，2通阀b的控制腔接通油箱，阀口开启，2通阀a的控制腔通压力油，阀口关闭， 泵3从蓄能器中吸取有一定压力的油液(此时单向阀1在蓄能器内压力油的作用下处于关闭状态)，再经调速阀5、单向阀6、二位三通阀9中的2通阀b的阀口进入升降驱动液压缸的无杆腔，使活塞杆伸出，推动工作台和重物上升。由于泵吸入的是有一定压力的油液， 进出口的压差减小，其所消耗的电机功率将会减少，使回收的势能得到再利用，达到节能目的。单向阀14的开启压力较高(作背压阀用)，用以使蓄能器内保持一定的最低压力，满足正常工作的需要。若工作台再次上升的高度大于初次上升高度或由于泄漏等原因使蓄能器中储存的油液量不足，泵将通过单向阀1从油箱吸油，使工作台继续上升。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图1是实用新型的液压系统原理图，图中1、6、8、14_单向阀；2_滤油器；3_液压泵；4-溢流阀；5-调速阀；7-二位二通阀；9-二位三通方向阀；10、11-驱动液压缸；12-蓄能器；13-截止阀图2是实用新型的总体结构图，图中1-底座支腿；2-外侧剪叉臂；3-液压泵； 4-阀组；5-下液压缸；6-连接球头；7-U型连接架；8-上液压缸；9-工作台；10-横梁； 11-内侧剪叉臂；12-蓄能器；13-电机；14-底座；15-联轴器图3是实用新型驱动液压缸安装结构的局部放大图，图中1-底座支腿；2-外侧剪叉臂；3液压泵；4-阀组；5-下液压缸；6-连接球头；7-U型连接架；10-横梁；11-内侧剪叉臂；12-蓄能器；13-电机；14-底座；15-联轴器
具体实施方式
图2和图3所示的实施例中，先将底座14、内外侧剪叉臂11和2、工作台9等结构件按设计要求组装成部件，再将行走车轮、转向装置和可伸缩支腿1安装在底座下方，构成底盘；然后将底层剪叉臂的一侧和底座转动连接，另外一侧和底座滑动连接，再顺序安装其余各层剪叉臂，同层内、外侧剪叉臂11和2在中心转动连接成剪叉，异层两端分别铰接，工作台和最上层剪叉臂的一侧转动连接，同另外一侧滑动连接；将按配合要求加工好的连接球头6分别焊装在液压缸活塞杆及缸底端部的平面上，再将其分别装入U形连接架7横撑上的球窝中，构成球铰；然后将连接架的侧板同上、下相邻内侧剪叉臂的横梁10间的连接筋板用销轴转动连接；液压缸的进出油管采用高压橡胶软管并安装在矩形空心剪叉杆的内部；油箱用长、宽尺寸较大，高度较小的结构型式，将其安装在底座下方，气囊式蓄能器12 垂直安装在底座上方的中部，先将液压泵3安装在机架上，再将机架固定在底座上，泵的驱动电机13直接固定在底座上，驱动电机与液压泵用联轴器15连接；将按专门设计要求制造的插装阀块体用螺栓固定在底座上表面的中部，再用油管将油箱、插装阀块体、液压泵、蓄能器和上下驱动液压缸8和5按说明书附图1所示的液压系统原理图所示的位置关系进行连接；液压泵的启动开关和阀组4的电磁控制开关安装在工作台表面的边缘处，使工作人员可自行控制升降和工作位置。
权利要求1.一种高工效、低能耗剪叉式液压升降机，主要由底座、剪叉臂、工作台和液压系统组成，总体为多层结构，同层内、外侧剪叉臂间转动连接成剪叉，相邻异层内、外侧剪叉臂两端分别铰接，两侧剪叉臂的上、下端分别同工作台、底座转动和滑动连接，其特征是驱动油缸垂直安装，通过U型连接架驱动剪叉臂和工作台。
2.根据权利要求1所述的一种高工效、低能耗剪叉式液压升降机，其特征是U型连接架主要由销轴、侧板和横撑组成，在横撑上开设有球窝，用于嵌装焊接在液压缸两端的球头，构成球铰；连接架侧板的上端和横撑间采用销轴连接，连接架侧板下端固装有销轴，用以同内侧剪叉臂横梁间的筋板转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种高工效、低能耗剪叉式液压升降机，其特征是用插装阀组成了可回收重力势能的液压系统，其中包括方向及速度控制回路、压力保护和能量回收及再利用回路。
专利摘要一种高工效、低能耗剪叉式液压升降机，可实现物料运输及高空作业，包括底盘、剪叉臂、工作台和液压系统。为增大起升力，驱动液压缸垂直布置，并通过U形连接架驱动剪叉臂和工作台的升降，U形连接架主要由销轴、侧板及横撑组成，连接架的侧板与内侧剪叉臂的横梁间的筋板用销轴转动连接，焊装在缸底及活塞杆端部的钢球嵌装在连接架横撑上的球窝中，构成球铰实现可靠的转动连接，保证外载荷始终作用在油缸的纵轴线上，消除偏载；采用插装阀设计液压系统，提高液压系统可靠性、效率和抗污染能力，并解决了阀集成安装的问题，提高了液压系统的工效；用蓄能器回收及再利用势能，降低了能耗。
文档编号B66F9/22GK202099024SQ20112013321
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月23日 优先权日2011年4月23日
发明者何贤超, 侯波, 张亚军 申请人:安徽理工大学