文/廖伟华



谈谈直顶式升降货梯液压系统设计工作的开展

文/廖伟华

欧宾机电科技（昆山）有限公司

本文分析了直顶式升降货梯液压系统的工作原理，并结合具体的运行要求，提出了直顶式升降货梯液压系统设计方案，进行建模仿真分析，结果显示，货梯升降过程平稳，可以满足工况的运行要求。

直顶式升降货梯液压系统；设计；建模仿真

随着社会发展与人们生活质量的提升，电梯成为了人们生活、工作中不可或缺的必需品，在曳引技术的发展下，升降货梯的技术越来越成熟。升降货梯属于目前广泛应用的升降台，有着安装维护简便、安全可靠、运行平稳、承载能力大、适应范围广的优势，目前常用的类型有固定式升降货梯、剪叉式升降货梯、移动式升降货梯、套缸式升降货梯等，各有优势与适用场合。其中，直顶式是最为常用的方式。

1 直顶式升降货梯液压系统的工作原理

直顶式升降货梯由液压缸进行驱动，液压缸采用并联法连接在一起，进出油口之间连通起来，保证液压缸工作伸缩的同步性，货梯在升降时，可以保持垂直运行。随着货梯的上升，主工作腔为无杆腔，一级缸活塞杆伸出，并进一步带动二级缸的上升；在货梯下降时，液压缸活塞杆会做出回缩动作，在这一过程中，主工作腔为有杆腔，在压力油的影响下，活塞杆会回缩，实现了货梯的下降。

2 直顶式升降货梯液压系统的设计

根据某企业直顶式升降货梯液压系统为例，直顶式升降活体上升与下降时间需要控制在25s内，总行程5m左右，稳态运行速度可以根据运行状态进行调节，货梯额定工作载荷是2500kg，假设总载荷是3200kg，那么在液压缸中，每个缸应该承受8000N的负重，系统回油背压为0.6MPa，根据活塞受力平衡公式：

在液压缸流量上，根据上述工作要求可以得出，单级液压缸行程是2.5m，若每一个缸运动时间是10s，单个缸流量计算方式为：

根据计算得出，液压缸流量应该为0.25m/s。为了控制好液压泵流量，在货梯上升过程中，油缸有效面积就是有杆腔与无杆腔面积之差，在下降时，就是有杆腔面积，在计算时候，我们以一级油缸作为标准，具体流量计算结果为23.88。在液压泵流量上，在设计时，需要考虑到油缸动作的要求，依然参考一级油缸进行计算，结果是95.52，综合考虑油泵效率、系统动态压力的情况，将输出流量控制在115，排量选择125mL/r。

在系统电路的设计上，我们需要考虑这样的情况，为了方便一人的操作，直顶式升降货梯液压系统需要做到自动平层，为此，要设置好识别电路，但是由于其货物专用，需要将选择装置设置在外部，内部不需要安转选择开关，电路设置上要做到安全可靠、简单实用，设置安全保护装置，线路简单，便于后续的安装与维护。

3 系统仿真

直顶式升降货梯液压系统的设计以两级多缸系统为主，由液控单向阀、调速节流阀、连接油路、背压平衡阀等组成，这些元件在运行的过程中，都会或多或少的影响系统性能。在设计结束之后，需要对系统开展动力学仿真分析，分析其性能是否达到系统设计要求。根据液压系统原理图可以调出相关的元件模型，根据系统原理图将连线设计好，对于系统与元件模型，设置好相应的属性，选择好住参数，根据系统设计情况确定一级缸参数与二级缸参数。考虑到液压缸需要竖直安装，因此，对于水平面与液压缸活塞杆角度，控制在90°为宜，安全法开启压力设置为180MPa、液压缸排量控制在125mL/r、液压单向阀压力设置为1MPa、阀门等效直径设置为7mm，额定电流与固定频率分别为40mA与80Hz。将系统设置为满载上升，仿真结果显示如图1：

图1

根据上图所示，货梯上升时间共计17.9s，一级缸与二级缸伸出时间分别为10s、7.9s，在前1.5s内，货梯加速，逐步达到稳定状态，此后，二级缸开始动作，达到稳定状态，完全能够满足设计要求。但是，系统的惯性较大，在动作时会产生冲击，这主要是由于系统液控单元门阀门不稳定引起，但是货梯升降过程平稳，可以满足工况的运行要求。

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