室内装修升降台结构静力试验分析

    前言

　　室内装修升降台是一种可以在建筑物内行走、升降的简易车辆,装修工人可以对升降台进行行走与升降操作,利用台板上的装修材料进行安装及其他工作,此类机械本质上属于高空作业车。室内装修升降台的使用可使装修工人免去使用脚手架时由于移动不便、高度不易调整而带来的麻烦,对提高工效、减轻劳动强度有重要意义。

　　本文对室内装修升降台进行静力分析,通过对实际工况下升降台的结构静力试验,校核升降台的安全性。

    1　室内装修升降台的结构简图及静力学分析

　　根据设计方案,室内装修升降台采用剪叉升降机构,滑动丝杆螺母副来驱动升降,以电动机为动力源,用蜗轮减速器调速,控制系统采用继电器控制系统。升降台由平台、上下剪叉、底盘等组成,其结构简图如图1。

　　升降台采用剪叉式升降机构,剪叉式升降机构是一种单自由度对称机构,具有放大平行位移的特点,在较小的驱动行程下获得较大的起升高度。剪叉在工作中的受力情况如图2所示, H点为丝杆将电动机转换成螺母的直线运动的交叉点。

　　图中F为升降台的承重平台与载重量之和,Q1、Q2为上下剪的重量,XG、YG、XH、YH为X方向和Y方向的约束反力,每个力方向如图中假设方向。

　　升降台在工作过程中可从1 m上升至2.5 m,平台在最低位置时,下剪叉与水平面的夹角θ=10°,平台在最高位置时,下剪叉与水平面的夹角θ=56°。

　　通过分析可知,升降台在承受额定载荷且平台在最低位置时,滑动丝杆所受的轴向力最大,这是升降台在工作过程中的最危险工况。

    2　室内装修升降台的试验分析

　　为了检验升降台在实际工作中的安全性,我们采用电阻应变片测量技术对升降台原型进行了应力测试。根据I-DEAS软件进行机构运动分析和仿真可知,丝杆的推力在起始位置时最大,随升降高度的增加迅速减少,而立柱在最高位置时承受较大的弯矩,从而使底架与剪叉销连接处变形较大。因此应分别对升降台在起始位置和最高位置时结构的受力情况进行应力测试,以确定整个机构工作的可靠性。

　　升降台在实验前经过检查、调整,并经过额定载荷下的试运转。

    2.1　测点布置

　　根据设计过程中的理论计算结果和分析升降台在实际工作中可能产生较大应力的部位,选择了12个测点,分布在下列部位:两个下剪叉中部销连接处矩形管的上表面(10、11、12),起升工字梁的中间侧表面(9),剪叉滑槽上表面(1),齿轮箱下底(8),底架梁中部(2、3)立杆下部(4、5)和底架后部与剪叉销连接处(6、7)。(参见图3)。