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壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 畢業(yè)設計附本 剪叉式物流液壓升降臺的設計 SCISSOR-TYPE LOGISTICS HYDRAULIC LIFT PLATFORM DESIGN 學生姓名 班 級 學 號 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 年 5月 30日 目 錄 畢業(yè)設計（論文）課題申報表 1 畢 業(yè) 設 計（論 文） 任 務 書 2 畢業(yè)設計（論文）開題報告 7 畢業(yè)設計（論文）指導手冊 10 學生畢業(yè)設計（論文）中期匯報表 15 學生畢業(yè)設計（論文）中期情況檢查表 16 畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 17 畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 18 畢業(yè)設計（論文）答辯及綜合成績評定表 19 外文翻譯 20 6 畢業(yè)設計（論文）課題申報表 指導教師 職稱 講師 教研室 機械設計制造及其自動化 申報課題名稱 剪叉式物流液壓升降臺的設計 課題類型 工程設計類 課題來源 B.社會生產(chǎn)實踐 課 題 簡 介 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高,對物流行業(yè)提出越來越高的要求,剪叉式液壓升降臺不僅局限應用于倉庫、機場、車站、碼頭等地,更廣泛的應用于自動化生產(chǎn)流水線,這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。 課題要求 （包括所具備的條件） 剪叉式液壓升降臺的液壓缸布置方式選型；制定液壓系統(tǒng)的基本方案、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；用AutoCAD軟件繪制液壓系統(tǒng)圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)裝配總圖，要求視圖完整。參考文獻至少15篇，其中有2篇以上外文文獻。 課題工作量要求 對液壓升降臺進行受力分析，并進行液壓升降臺傳動系統(tǒng)的設計和臺板與叉桿的設計；完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖，完成剪叉式液壓升降臺的總體設計；其中裝配圖1張，零件圖若干，圖紙滿足本科畢業(yè)設計要求。完成1.5萬字的畢業(yè)論文及4000漢字的英譯漢。 教研室 審定意見 同意 教研室主任簽字： 學 院 審定意見 同意 教學院長簽字：  畢 業(yè) 設 計（論 文） 任 務 書 學院（系）： 機電工程學院 專??? ??業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 學 ? 號： 設計(論文) 題目： 剪叉式物流液壓升降臺的設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 教研室主任: 發(fā)任務書日期: 年 3月 4日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．畢業(yè)設計的背景： 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高，對物流行業(yè)提出越來越高的要求。剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點，因此不僅局限應用于倉庫、機場、車站、碼頭等地，更廣泛的應用于自動化生產(chǎn)流水線，這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。整機的液壓系統(tǒng)圖油路各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。這就要求各回路相互組合時去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結構簡單。 2．畢業(yè)設計(論文)的內容和要求： 完成雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)、動力參數(shù)的計算。完成液壓傳動系統(tǒng)設計。完成液壓傳動系統(tǒng)方案的確定、主要參數(shù)的計算、以及臺板與叉桿的設計計算。完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖。用計算機畫圖，要求視圖完整，其中裝配圖一張，零件圖若干，滿足本科畢業(yè)設計要求。參考文獻至少15篇以上，另外有2篇以上外文文獻。完成至少1萬5千字的論文，以及至少4000漢字的英文翻譯。 3．主要參考文獻： [1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學出版社,2010,8. [2] 機械設計手冊.第五版.北京；機械工業(yè)出版社.2008 [3] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12. [4] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術手冊[M].北京:人民郵電出版社,2008,5. [5] 成大先.機械設計手冊[M].第5卷.北京:化學工業(yè)民出版社,2008,3. [6] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設計計算.起重運輸機械.2010(01) [7] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設計及優(yōu)化.機械工程師.2011(08) 4．畢業(yè)設計(論文)進度計劃(以周為單位)： 18年第1、2周 畢業(yè)實習，學生提交實習報告、開題報告 18年第3、4周 與指導老師進行討論，確定最終設計方案 18年第5、6周 剪叉式升降臺的受力分析 18年第7、8周 液壓傳動系統(tǒng)的設計、臺板與叉桿的設計 18年第9~11周 繪制裝配圖和主要零件圖，完成畢業(yè)設計論文。 18年第12周 提交畢業(yè)設計材料 18年第13周 答辯 教研室審查意見： 同意 教研室主任簽名： 年 月 日 學院審查意見： 同意 教學院長簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱： 剪叉式物流液壓升降臺的設計 學生姓名： 學號： 指導教師： 職稱： 講師 所在學院： 機電工程學院 專業(yè)名稱： 機械設計制造及其自動化 日期： 2018 年 3月 16 日 說 明 1．根據(jù)《畢業(yè)設計(論文)管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見、教研室審查，學院教學院長批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，沒有經(jīng)過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。 5．課題類型填：工程設計類；理論研究類；應用（實驗）研究類；軟件設計類；其它。 6．課題來源填：教師科研；社會生產(chǎn)實踐；教學；其它 畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 剪叉式物流液壓升降臺的設計 課題來源 社會生產(chǎn)實踐 課題類型 工程設計類 1．選題的背景及意義： 升降機是一種升降性能好，適用范圍廣的貨物舉升機構，可用于生產(chǎn)流水線高度差設備之間的貨物運送，物料上線，下線，共件裝配時部件的舉升，大型機床的上料，下料，倉儲裝卸等場所，與叉車等車輛配套使用，以及貨物的快速裝卸等。進入21 世紀以后, 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高, 對升降機提出越來越高的要求, 升降機越來越不僅局限應用于倉庫、機場、車站、碼頭等, 更廣泛的應用于其它物流、制造系統(tǒng)和汽車維修等行業(yè)和部門。這就對原有的剪叉式液壓升降臺提出了更加嚴格的承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)等新的要求。本設計就此問題進行分析和探討,并對傳統(tǒng)剪叉式液壓液壓升降臺系統(tǒng)進行改造。 2．研究內容擬解決的主要問題： （1） 剪叉式物流升降臺結構方案的確定，參考收集的資料，提出不同的方案，通過對機構動力參數(shù)和位置參數(shù)的計算，選擇比較優(yōu)化的一種； （2） 液壓傳動系統(tǒng)的設計計算：由于此設計計算比較成熟，可根據(jù)液壓設計手冊所提供的計算公式和限制條件，對工作載荷、導軌摩擦載荷、慣性載荷、液壓執(zhí)行元件的運動速度和結構尺寸進行計算，從而確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量，從而選擇液壓泵的規(guī)格。同時也要考慮液壓缸主要零件缸體、活塞、活塞桿的結構，材料及技術要求，最后確定符合要求的液壓缸。 （3） 臺板與叉桿的設計計算：通過考慮叉桿的結構材料及尺寸，并對橫軸的選取進行計算，最后確定符合實際要求的臺板和叉桿。 3．研究方法技術路線： 主要研究方法：首先通過計算機進行查閱，對剪叉式物流升降臺有所了解，了解各項數(shù)據(jù)之后再對結構和液壓系統(tǒng)進行選擇，再通過查閱書籍、計算機等工具對要設計的各項數(shù)據(jù)進行整理、調整，最終完成設計。 在傳統(tǒng)設計的基礎上，借用計算機輔助設計軟件進行，繪制三維零件圖及二維零件圖，并進行虛擬裝配，并生成對應的整機圖。 4．研究的總體安排和進度計劃： 18年第1、2周：畢業(yè)實習，寫實習報告、開題報告； 18年第3、4周：與指導老師進行討論，確定最終設計方案； 18年第5、6周：對剪叉式升降臺進行受力分析； 18年第7、8周：液壓傳動系統(tǒng)的設計、臺板與叉桿的設計； 18年第9-11周：繪制裝配圖和主要零件圖，完成畢業(yè)設計論文； 18年12周 ：提交畢業(yè)設計材料； 18年13周 ：答辯 5．主要參考文獻： [1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學出版社,2010,8. [2] 機械設計手冊.第五版.北京；機械工業(yè)出版社.2008. [3] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術手冊[M].北京:人民郵電出版社, 2008,5. [4] 成大先.機械設計手冊[M].第5卷.北京:化學工業(yè)民出版社,2008,3. [5] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設計計算.起重運輸機械.2010(01) [6] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設計及優(yōu)化.機械工程師. 2011(08) [7] 邢邦圣.機械制圖與計算機繪圖[M].北京:化學工業(yè)出版社, 2011. [8] 朱里.機械原理[M].北京: 高等教育出版社, 2010. [9] 梁全.液壓系統(tǒng)Amesim計算機仿真進階教程；機械工業(yè)出版社，2016,3. [10] 液壓工程師技術手冊/高殿榮，王益群主編.—2版.北京；化學工業(yè)出版社，2015.6 [11] 機械制圖手冊/葉玉駒，焦永和，張彤主編.—5版.北京；機械工業(yè)出版社，2012.6（2015.11重?。? [12] 樊錦波等.車抗移動式液壓舉升機的設計計算.機床與液壓,2002. [13] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12. [14] WEI Jian .ication of PLC in Underground Two-Double Structure Surface Garage，2006.11. [15] HU Jun-an .Formulation of Neural Network Model for the Auto Lift's Vertical Prop，2001.4. 指導教師意見： 該生擬進行剪叉式物流液壓升降臺的設計，前期對該領域的研究進展進行了較為詳盡的了解。在此基礎上，提出了該研究的主要問題及詳細的研究方法，研究的技術路線可進一步細化。預期可按計劃完成畢業(yè)設計的研究工作，同意選題。 指導教師簽名： 2018 年 3 月 16日 教研室意見： 同意開題 教研室主任簽名： 年 月 日 學院意見： 同意開題 教學院長簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）指導手冊 設計（論文）題目： 剪叉式物流液壓升降臺的設計 學生姓名 學號 年 級 專業(yè)（全稱） 機械設計制造及其自動化 指導教師 所在學院 機電工程學院 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 第一次指導記錄： 老師對我們進行了集中教學和分別指導，在論文格式，圖紙格式，論文摘要，外文翻譯上對我們進項了詳細講解，此外，老師還幫我們規(guī)劃了論文的進度計劃。 指導地點 教三A201 2018年 3月 5日 第二次指導記錄： 老師和我一起詳細的探討了我的緒論部分，并建議我考慮升降臺的安全問題，尤其是制作方面和使用維護方面。 指導地點 教三A201 2018年 3月 12日 第三次指導記錄： 老師和我一起探討了剪叉式升降臺的結構問題，并建議我在選擇雙鉸接剪叉式結構的同時可以和直立固定剪叉式以及水平固定剪叉式作比較，以增強論文的說服力。 指導地點 教三A201 2018年 3月 19日 第四次指導記錄： 老師和我一起討論了剪叉式升降臺的位置參數(shù)和動力參數(shù)的計算，并且建議我可以找一些實例來進行證明。 指導地點 教三A201 2018年 3月 26日 第五次指導記錄： 老師和我一起探討了液壓缸放置在左側和放置在右側的各自優(yōu)劣點，同時她還幫我尋找了一些有相關資料的文獻。 指導地點 教三A201 2018年 4月 2日 第六次指導記錄： 老師和我一起探討了液壓傳動系統(tǒng)的設計，還幫我選擇了液壓執(zhí)行元件液壓缸的材料，還指導了我液壓缸的安裝問題和缸體和缸蓋的連接問題。 指導地點 教三A201 2018年 4月 9日 第七次指導記錄： 老師和我一起探討了我畫的液壓系統(tǒng)原理圖和一些零件圖，并幫我修改了一些圖紙上的細節(jié)，比如線的粗細程度等等，此外她還建議我在液壓系統(tǒng)原理圖上作一些簡單的說明。 指導地點 教三A201 2018年 4月 16日 第八次指導記錄： 老師和我一起討論了液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)載荷和速度的分析計算，還專門查找參考書幫我對數(shù)據(jù)進行了驗證計算。 指導地點 教三A201 2018年 4月 23日 第九次指導記錄： 老師和我一起探討了臺板和叉桿的結構材料和尺寸的選取，此外她還幫我驗證了叉桿和橫軸的計算。 指導地點 教三A201 2018年 5月 2日 第十次指導記錄： 老師和我一起探討了我的總裝配圖的結構，并指出我在螺栓的畫法上存在問題，建議我再進行改動一下。 指導地點 教三A201 2018年 5月 7日 第十一次指導記錄： 老師對我的論文整體進行了修改，在格式，字體大小等方面做了詳細的批注，建議我對此進行詳細改動。 指導地點 教三A201 2018年 5月 14日 第十二次指導記錄： 對照第一次查重記錄，她再次詳細的幫我檢查了論文和圖紙，并建議我整體修改論文和圖紙，降低查重率。 指導地點 教三A201 2018年 5月 21日 第十三次指導記錄： 老師對我們詳細講解了畢業(yè)設計的答辯流程，并建議我們對整體結構，一些粗糙度，整體公差方面做深入探討。 指導地點 教三A201 2018年 5月 28日 第十四次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十五次指導記錄： 指導地點 年 月 日 學生畢業(yè)設計（論文）中期匯報表 學生姓名 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 設計（論文）題目 剪叉式物流液壓升降臺的設計 畢業(yè)設計（論文）前期工作小結 論文撰寫到現(xiàn)在，根據(jù)老師的任務書和我的開題報告，同時吸取前人的經(jīng)驗教訓，我已經(jīng)完成了對剪叉式升降臺位置參數(shù)和動力參數(shù)的分析計算，也完成了對液壓傳動系統(tǒng)的分析，并最終選擇液壓缸為雙活塞桿液壓缸。在圖紙上，我已經(jīng)初步完成了液壓系統(tǒng)圖和一些零件圖的簡單繪制。在之后的幾個周，我還要完成對臺板和叉桿的設計計算，確定它們的材質結構。還要完成相關的零件圖紙的繪制和修改，并完成最終的裝配圖。另外也要對整篇論文作進一步的修改，尤其是計算方面，要對它們作進一步的分析研究。 指導教師意見 該生畢業(yè)設計進度符合畢業(yè)任務書要求，應能按時按量完成畢業(yè)設計。 簽名： 2018年 4月 20日 學生畢業(yè)設計（論文）中期情況檢查表 學院名稱： 機電工程學院 檢查日期： 2018年 4月 25 日 學生姓名 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 設計（論文）題目 剪叉式物流液壓升降臺的設計 工作進度情況 完成了對剪叉式升降臺位置參數(shù)和動力參數(shù)的分析計算，也完成了對液壓傳動系統(tǒng)的分析，并最終選擇液壓缸為雙活塞桿液壓缸。在圖紙上，我已經(jīng)初步完成了液壓系統(tǒng)圖和一些零件圖的簡單繪制。 是否符合任務書要求進度 是 能否按期完成任務 能 工作態(tài)度情況 (態(tài)度、紀律、出勤、主動接受指導等) 態(tài)度認真，按時出勤，能夠積極主動的自主設計，不明白的也會主動詢問老師 質量 評價 (針對已完成的部分) 計算部分符合設計要求，圖紙基本可以表達結構特點 存在問題和解決辦法 說明書語言不夠嚴謹，圖紙圖線標注部分略有不標準的地方，后期根據(jù)畢業(yè)設計要求進行改正 檢查人簽名 教學院長簽名 畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 學院： 機電工程學院 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生： 學號： 題目： ?剪叉式物流液壓升降臺是設計 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 工作 態(tài)度 工作態(tài)度認真，按時出勤 √ 能按規(guī)定進度完成設計任務 √ 選題 質量 選題方向和范圍 √ 選題難易度 √ 選題理論意義和實際應用價值 √ 能力 水平 查閱和應用文獻資料能力 √ 綜合運用知識能力 √ 研究方法與手段 √ 實驗技能和實踐能力 √ 創(chuàng)新意識 √ 設計 論文 質量 內容與寫作 √ 結構與水平 √ 規(guī)范化程度 √ 成果與成效 √ 指導 教師 意見 建議成績 80 是否同意參加答辯 同意 評語： 該生進行了剪叉式物流液壓升降臺的設計，并繪制了剪叉式物流液壓升降臺的裝配圖和零件圖。論文選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，題目有難度，工作量較大。選題具有較好的實踐指導意義。該生查閱文獻資料能力較強，能較好的收集關于課題的相關資料，設計過程中能綜合運用所學知識進行設計分析，綜合運用知識能力較強。文章篇幅符合規(guī)定，內容較為完整，層次結構安排科學，主要觀點突出，設計圖紙格式規(guī)范。設計工作量符合畢業(yè)設計要求。同意答辯。 指導教師簽名： 2018年 5 月 22 日 畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 學院： 機電工程學院 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生： 學號： 題目： 剪叉式物流液壓升降臺的設計? ????? ????? 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 選題 質量 選題方向和范圍 √ 選題難易度 √ 選題理論意義和實際應用價值 √ 能力 水平 查閱和應用文獻資料能力 √ 綜合運用知識能力 √ 研究方法與手段 √ 實驗技能和實踐能力 √ 創(chuàng)新意識 √ 設計 論文 質量 內容與寫作 √ 結構與水平 √ 規(guī)范化程度 √ 成果與成效 √ 評閱 教師 意見 建議成績 80 是否同意參加答辯 同意 評語： 圖紙、說明書工作量達到畢業(yè)設計要求，同意參加答辯！ ? ? ? ? ? ? 評閱教師簽名： 2018年 5 月 24 日 畢業(yè)設計（論文）答辯及綜合成績評定表 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 指導教師 設計論文題 目 剪叉式物流液壓升降臺的設計 答辯時間 2018 年 5 月28 日 時 分至 時 分 答辯地點 敬本樓C501 答辯小組成 員 姓名 陳鳳騰 毛瑞卿 劉文君 代素梅 職稱 副教授 副教授 講師 講師 答辯 記錄 提問人 提問主要內容 學生回答摘要 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 答辯記錄人簽名： 答辯 小組 意見 答辯評語： 該同學答辯時，自述思路清晰，語言流利。設計方案合理、論文結構正確、圖面質量好、實驗數(shù)據(jù)和結論可靠。能提出正確合理的設計依據(jù)，能熟練應用所學基礎理論和基本技能，回答主要問題準確、深入。基本概念清晰、基礎理論掌握牢固，掌握知識全面。 ? 答辯成績：85 答辯小組組長簽名： 綜合 成績 評定 指導教師評定成績 評閱教師評定成績 答辯成績 綜合評定成績 80 80 85 82 答辯委員會主任簽名： ? 年 月 日 ? 畢業(yè)設計（論文） 外文翻譯 學生姓名 班 級 14機械2 學 號 學院名稱 機電工程學院 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 指導教師 2017年 5月 26日 21 畢 業(yè) 設 計（論 文） 任 務 書 學院（系）： 機電工程學院 專??? ??業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 學 ? 號： 設計(論文) 題目： 剪叉式物流液壓升降臺的設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 教研室主任: 發(fā)任務書日期: 年 3月 4日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．畢業(yè)設計的背景： 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高，對物流行業(yè)提出越來越高的要求。剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點，因此不僅局限應用于倉庫、機場、車站、碼頭等地，更廣泛的應用于自動化生產(chǎn)流水線，這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。整機的液壓系統(tǒng)圖油路各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。這就要求各回路相互組合時去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結構簡單。 2．畢業(yè)設計(論文)的內容和要求： 完成雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)、動力參數(shù)的計算。完成液壓傳動系統(tǒng)設計。完成液壓傳動系統(tǒng)方案的確定、主要參數(shù)的計算、以及臺板與叉桿的設計計算。完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖。用計算機畫圖，要求視圖完整，其中裝配圖一張，零件圖若干，滿足本科畢業(yè)設計要求。參考文獻至少15篇以上，另外有2篇以上外文文獻。完成至少1萬5千字的論文，以及至少4000漢字的英文翻譯。 3．主要參考文獻： [1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學出版社,2010,8. [2] 機械設計手冊.第五版.北京；機械工業(yè)出版社.2008 [3] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12. [4] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術手冊[M].北京:人民郵電出版社,2008,5. [5] 成大先.機械設計手冊[M].第5卷.北京:化學工業(yè)民出版社,2008,3. [6] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設計計算.起重運輸機械.2010(01) [7] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設計及優(yōu)化.機械工程師.2011(08) 4．畢業(yè)設計(論文)進度計劃(以周為單位)： 18年第1、2周 畢業(yè)實習，學生提交實習報告、開題報告 18年第3、4周 與指導老師進行討論，確定最終設計方案 18年第5、6周 剪叉式升降臺的受力分析 18年第7、8周 液壓傳動系統(tǒng)的設計、臺板與叉桿的設計 18年第9~11周 繪制裝配圖和主要零件圖，完成畢業(yè)設計論文。 18年第12周 提交畢業(yè)設計材料 18年第13周 答辯 教研室審查意見： 同意 教研室主任簽名： 年 月 日 學院審查意見： 同意 教學院長簽名： 年 月 日 4 畢業(yè)設計 外文翻譯 學生姓名 班 級 學 號 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 年 5月 26日 復合材料制升降平臺的新設計理念 L. Solazzi & R. Scalmana 摘要 作為一種起重設備，升降工作平臺越來越多的應用于建筑行業(yè)和維修領域。例如，風力渦輪機樞紐的維護就需要通過使用工作平臺來完成；但是因為高速公路標準的限制還有這些結構自身的高度要求很高，例如最大軸載和最大總尺寸，所以為了滿足這些要求，需要把結構的材料從經(jīng)典結構鋼（S235 JR，S275 JR或S355JR）改為高強度鋼（S700至S1100或更高），這樣就可以獲得更高的比電阻。 本文的想法是使用復合材料來制作升降平臺的臂，以減少機器的整體重量。同時通過對新型平臺的分析表明，用復合材料作為臂部材料大約會降低機器部件50%的重量。當然作為可行性研究，可能仍然會存在一些問題，例如所用復合材料的機械性能（疲勞，環(huán)境影響等）。 關鍵詞 復合結構設計；碳纖維；起重平臺 1 引言 由于使用了高強度鋼材，近年來巨大的高層平臺優(yōu)化了機械特性，減輕了重量，發(fā)展的很快（圖1）；事實上，為了能夠在公路上運輸，這種特性在可移動結構中是很重要的。 圖1在風力渦輪機上工作的鋼平臺 然而，這些結構的高度還在不斷增加，使運輸?shù)目赡苄赃_到了極限。 因此這項工作的目的是設計一個由高強度鋼和復合材料共同制成臂的工作平臺，并將其與僅由高強度鋼制成的平臺進行比較。該平臺的設計工作高度為85米;在意大利市場上，它代表了非常高的尺寸?，F(xiàn)在不同部件的原型，比如手臂，汽缸，接頭，主要是由高強度鋼合金制成。而且現(xiàn)在越來越多的工作機械也是由這些合金制作而成，如[處理材料[1,2]和卡車部件[3-5]的設備 ]，但由于重量大以及平臺結構的運輸不便而表現(xiàn)出了很大的問題;但實際上臂的一小部分（伸縮臂的最后部分）可以由塑料材料制成，特別是在用于維護電線的平臺中，這樣還可以方便在籃中的操作者和其余部分之間引入導電絕緣體來保護操作者。 當然這項工作的最終目標是在遵守道路標準的情況下，大大減輕系統(tǒng)的重量，從而減少搬運車運輸?shù)闹亓坎⒃黾酉到y(tǒng)的負載能力。通過水泥攪拌車，我們第一次造出了由復合材料制成的車臂;另外最近一家公司還開發(fā)了一種混凝土泵，由5個部分組成，其中最后兩部分由碳纖維制成。 但是，該機器的設計規(guī)格在工作區(qū)域和負載范圍上還是有很大的不同，例如，升降平臺中的位移沒有受到限制。 從初步的幾何設計規(guī)范開始，本文討論了所有與實現(xiàn)復合結構有關的主要問題[6,7]：如所需尺寸的定義，臂移動的概念和隨后的設備，尺寸臂部分的分析，動力學分析和有限元方法的失效驗證。 2 材料和方法 2.1 設計規(guī)格 由于該平臺必須與卡車連接，并且必須達到約85米的最大高度; 所以在手臂的末端有一個叫做JIB的設備，用于指揮平臺的精細運動; 平臺的工作范圍如圖2所示。 此外具有這些商業(yè)可用性特征的平臺基本上都由7個伸縮臂組成，其端部都連接了JIB結構。 2.2 負載條件 通過水泥混合器，我們第一次用碳纖維替代鋼材制作了重型車輛的工作臂，其中碳纖維用于替代傳統(tǒng)的鋼架； 但是此應用與升降平臺在負載條件和允許的行為方面存在明顯差異；主要區(qū)別是： & 對于水泥攪拌機臂來說，最大允許位移是升降平臺的一個重要參數(shù)，它具有具體的規(guī)定；另外一方面水泥攪拌機的機械臂與應力相關聯(lián)地安全系數(shù)就不那么重要了，因為這在制造時就必須做到； & 水泥攪拌機臂一旦延長，在延伸期間受到來自水泥通過連接管而產(chǎn)生的連續(xù) 負荷是不存在的，因為平臺此時具有相同的工作重量，可以改變因運動而產(chǎn)生的壓力; & 混凝土攪拌機的管道和臂結構是一起工作來增加設備的機械阻力，但在升降平臺中，所有的負載都由臂來支撐。 平臺所需考慮的負載包括結構的重量和支撐的操作員的重量以及風壓（與平臺高度有關）。另外為了評估由運動引起的動力學行為，可以使用一個特定的程序（MECAD?）來計算籃子的死值和載荷值，結果約為1.5。 圖2平臺的總運行范圍 這種類型的機器的載荷頻譜[8,9]基本上都來自臂的運動步驟，而在操作員使用停止的臂進行工作時，盡管由于操作員的移動引起了小的隨機變化，但負載卻可以被認為是恒定的。 2.3 新平臺的主要特點 該新平臺是使用復合材料（碳纖維和環(huán)氧樹脂基體）和鋼（主要用于臂接頭裝置）構成的，以此來減輕重量；其中每個臂的長度約為12米;此外起重機的支撐結構分為兩個功能組：第一組前四個伸縮臂由高強度鋼構成，第二組由四個可閉合臂組成; 這個選擇是基于以下幾個考慮因素： & 碳纖維的成本與鋼相比要高得多，但是大部分用放大特性材料做成的部件必須使用碳纖維，因為要考慮重量，當然結構中的應力不僅取決于重量，還取決于杠桿臂，當你靠近籃筐時，杠桿臂要高得多。 & 碳纖維和其他復合材料一樣，在使用滑塊時伸縮臂上的滑動阻力低，但與使用輥的鋼合金相比，接觸疲勞抗力也低，而這可能會導致手臂結構出現(xiàn)一些問題，例如單層的脫落。 & 該機器的纖維是長纖維，這使得復合材料能夠減少主載荷方向上的阻力; 另外因為工作需要使用特定模具來實現(xiàn)手臂的驅動，而短纖維具有較低的耐疲勞性 并且更難以與鋼部件接合，所以需要使用長纖維代替短纖維。 2.4 材料的性質 可閉合臂材選擇的使用材料是具有環(huán)氧基體的低模量碳纖維，這是作為材料性能和相關成本之間的最佳折衷方案; 他們的特征如表1所示。 此外每層纖維的百分比為60％; 而使用這些數(shù)據(jù)就可以計算出薄層的機械特性[7]，如表2所示。 最后選擇方向1還是方向2取決于纖維的取向，并且在圖3的報告方案之后重新定義。 表1 組成使用薄片的材料的機械特性 材料 密度ρ[kg / m3] 楊氏模量E [MPa] 剪切模量G [MPa] 泊松比 環(huán)氧樹脂 1200 4500 1600 0.4 碳纖維 1750 230000 50000 0.3 表2整個薄層的機械特性 密度 ρ[kg / m3] 彈性模量E1 （║到纖維方向) [兆帕] 彈性模量E2（┴到纖維方向)[兆帕] 剪斷系數(shù) G12 [MPa] 重大的泊松比率ν12 次要泊松比率v21 1530 139800 10929 3817 0.34 0.026 2.5 臂的尺寸 手臂的大小取決于幾個因素，其中一些是： & 壓力的數(shù)值; & 屈曲現(xiàn)象; & 疊層中單層的堆疊順序; 每個復合臂都需要一個專屬的模具來建造，同時這個模具還可以制作具有可變截面的工作臂，其大小從頂部到底部增加，同時彎曲應力也增大到最大值。 通過制定一個具體的方案來計算手臂的應力，以便確定負荷圖上不同位置工作臂之間的動作;計算出最大反作用力（軸向力和彎矩）后，再考慮工作臂截面的定義以及使用有限元軟件的應力ABAQUS。 構成疊層的層的堆疊順序必須符合以下規(guī)則： & 必須根據(jù)主載荷方向選擇單層的方位角; & 每個薄片取向（0°，45°-45°，90°）應在層壓板中占據(jù)至少10％的百分比; & 提供對稱分布的層以避免剪切延伸和延伸彎曲耦合，因為這會在疊層中引起危險的彎曲; & 通過考慮它們在疊層內部成分中的搭配來保護主層 & 保證厚度逐漸變化 圖3定義纖維的取向 圖4從平臺F的集中力和分布載荷P（尺寸單位mm）開始，計算第一臂結構中的反作用力的模式 通過報告第一手臂所遵循的程序來解釋計算手臂應力的方法。 組成起重臂的第一臂在一端與籃筐連接，另一端與第二臂連接; 另外通過控制液壓缸來操作駕駛臂;此外按照圖4的方案進行反作用力的計算。 該結構的所有運動系統(tǒng)（圖5）都使用由布雷西亞大學機械工業(yè)工程系開發(fā)的MECAD?軟件來進行圖解化，該軟件可以計算每個臂和裝置中的反作用力，以及在臂打開過程中每個部分的位移，速度和加速度。MECAD? 圖5使用軟件計算復合結構中反作用力的模式 應力的計算遵循經(jīng)典的二維層復合理論[10]; 所考慮的堆疊順序是（902,45，-45,04）。 在葉片上引入第一個兩軸的參考系統(tǒng)但忽略垂直于葉片平面的變形的ε3可以用下列公式來計算變形： 從彈性層的彈性常數(shù)開始計算Sij分量形式的柔度矩陣S： 為了計算開始變形時的應力，需要使用剛度矩陣Q，即柔度矩陣的倒數(shù)： 這些公式可用于與主軸方向對齊的纖維增強層，如果有相對的角度，則需要使用旋轉矩陣t： 圖6用于計算層壓板剛度特性的模式 圖7特定負載條件下臂的位移值（單位：mm） 其中c2=cos2θ，s2=sen2θ，而且： 而且用于計算通用薄層應力的表達式也變?yōu)椋? 如果是由一定數(shù)量的板組成的疊層板，就有可能計算出力和力矩： e01和kij分別表示層壓板在主要方向上的變形,彎曲和緊湊形式： 圖8第一臂的靜態(tài)安全系數(shù)值 圖9 層壓板區(qū)域中的每一層的應力趨勢 ABBD矩陣的組件可以通過以下方式進行計算： 如圖6所示，其具有該層的Zi位置 因為層疊體是平衡和對稱的，所以組件A16和A26的B矩陣的分量等于0。 現(xiàn)在可以使用逆ABBD矩陣來計算變形和彎曲： 圖10為不帶籃子的JIB臂的前四種振動模式：a第一模式（4.5 Hz），b第二模式（22.3 Hz），c第三模式（5.9 Hz），d第四模式（30.5 Hz） 圖11 在重合位置的整個結構的視圖 由于層的平衡和對稱布置，所以在薄層的彎曲處可以獲得等于0的相同變形;其中最大應力位于0°薄層，達到約100MPa的數(shù)值，明顯低于破壞極限;而這樣就可以確保達到令人滿意的抗疲勞強度，同時還可以看到碳纖維的優(yōu)異特性[11,12]。 在此過程之后，確定臂的所有部分，這些部分通過增加彎矩較高處的截面尺寸來優(yōu)化彎曲阻力;而這種用金屬臂很難獲得的特性對于用復合材料制成的模具來說是輕松可以達到的。 此外需要使用有限元程序執(zhí)行多個分析來評估結構的整體力學行為，其中包括全局應力、位移、屈曲系數(shù)等方面，。 2.6 有限元分析 有限元分析使用ABAQUS標準代碼進行; 其中復合材料臂被建模為殼單元而金屬零件被建模為3D零件;此外給每個臂賦予限定的層壓板的堆疊順序與每層的對應厚度;另外為了改善建模的行為給予每個手臂的局部取向，如圖7所示。 如圖8所示，一旦應力計算出來，就可能應用于結構的失效準則，如Tsai-Hill一樣。 另外也可以檢查層壓板中沿厚度變化的應力，但由于取向的變化，所建立的值對于每個薄層而言顯然不同; 如圖9所示，最大應力值可在0°薄層中找到。 圖12整個結構在主要尺寸重合位置的視圖，表明了臂的各個部分的變化趨勢（單位為毫米） 表3鋼平臺和復合平臺臂架的重量 機器 臂重量[kg] 設備重量[kg] 總重量[kg] 鋼平臺 632 160 792 復合平臺 170 180 350 百分比變化 ?73 % +12 % ?56 % 最后進行的分析計算了臂的固有振動模式，圖10中示出了JIB臂的前四種振動模式。 2.7 結構的最終面貌 最終的結構由四個可閉合的復合臂和四個可伸縮的鋼臂組成，其結構見圖11。同時為了最小化高度，鋼和復合臂以交錯的方式連接。 圖12中顯示了結構的主要尺寸，包括復合材料臂的截面尺寸。 此外所有進行的分析表明，由于材料變化（碳纖維的密度比鋼的密度低5倍），重量會減少很多;雖然結構設備的重量反而會增加，但在整體范圍內，總重量會明顯減輕，正如表3中的JIB所報告的那樣。此外重復處理復合材料中其他三個臂的數(shù)值，其重量減少量與JIB中的百分比會完全相同，達到50％。 關于成本，可以比較復合材料臂和其等同重量鋼材之間的材料成本。 用低模量碳纖維（STS纖維）和環(huán)氧基體制成的薄板的成本約為35歐元/平方米，而高強度鋼（屈服應力約為1300兆帕）的成本為4歐元/千克;但是考慮到厚度（0.63 mm）和密度（1,530 kg / m3）是可以算入每公斤材料成本的，所以最后其成本為34歐元，因此復合材料的總材料成本如表4所示。 機器的總成本其實還包括很多其他因素，例如模具成本和制造產(chǎn)品的數(shù)量，但這些因素目前不可計算。 3 結論 本文設計的是一個全新的平臺概念，研究了使用復合材料替代鋼臂的可能性，在進行了一系列的新型設計，分析了各種材料給出的可能性后，最后選擇了長纖維復合材料。 表4復合平臺和鋼平臺JIB的材料成本 手臂成本[€] 設備成本[€] 總費用[€] 鋼平臺 2530 640 3170 復合平臺 5780 720 6500 這使得它能夠應用于非常高大的平臺（例如尺寸變得越來越大的風力發(fā)電系統(tǒng)），而如果用鋼鐵材料的話這些平臺將不能在道路上使用和駕駛。雖然現(xiàn)在仍然存在一些與使用復合材料有關的問題，例如疲勞和局部屈曲以及與環(huán)境的相互作用，還有成本，與鋼鐵相比，成本明顯增加了，但是如果與不能在道路上行駛相比，優(yōu)勢還是大于劣勢的。