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摘要：剪叉式液压升降机作为较为常见的工业设备，在物流行业、建筑行业、工业制造等领域有着广泛的应用。机身采用剪叉式可折叠结构，使用时展开、不用时收缩，操作灵活，适用性强。但是在实际应用中，剪叉式液压升降机也存在能耗较高的问题，与当前倡导的节能减排不符。本文提出了一种高工效、低能耗的优化设计方案。在保证实用功能的前提下，通过简化结构，提高系统的能量利用率，从而达到了控制成本、减少故障的效果，取得了良好应用效果。
关键词：高效低耗;液压升降机;电磁溢流阀;运行原理
1、设计思路
现阶段各个行业使用的液压升降机，主要使用普通管式液压阀。由于工作环境恶劣，随着使用年限的加长，这种液压阀经常会因为腐蚀、老化，而出现较为明显的渗漏问题，进而导致液压系统的工效降低，无法满足正常的物料升举要求，发生故障的概率也会明显增加。另外，由于管式液压阀大多采用集成安装的方式，一来是体积较大，对安装和作业空间要求较高，适用性也受到了一定的局限;二来是日常养护和故障维修不方便，也会导致潜在的故障隐患无法被及时发现，久而久之引发更为严重的故障。针对普通液压升降机存在的上述问题，提出了以下设计思路：
（1）将插装阀代替普通液压阀，这种元件除了具有较强的抗污染性能外，还具有体积小巧、安装方便等特点，具有更强的适用性。（2）设计一种重力势能回收装置，当工作台空载下降时，可以将下降过程中产生的重力势能，转化为动能或电能，减少了能量消耗。（3）减少了液压元件的数量，液压系统的整体结构更加简洁，运行过程中工效更高。根据上述设计思路，可以使剪叉式液压升降机实现高工效、低能耗、低故障率等应用效果。
2、运行原理
剪叉式液压升降机的结构组成如图1 其所示。除此之外，在升降机运行过程中，还分别设计了4 个无触点开关，分别为W1、W2、W3、W4，按照从低往上的顺序排布，其功能是采集升降平台的位置信号，然后将信号发送给控制中心，通过微机指令进而控制升降平台的加速、减速。
图中：1、吸水空滤器;2、过滤器;3、液压泵;4、电机;5、单向阀;6、10、13、17换向阀;7溢流阀;8、截止阀;9、温度计;11、16液压锁;12、可调节流阀;14、快速接头;15、液压缸。
电机通电，液压泵从油箱吸油。泵站开始工作，液压油通过电磁溢流阀回油箱，此时电磁溢流阀起卸荷阀作用。泵站实现空载启动和连续工作，避免电机频繁启动。当电磁溢流阀通电，系统压力超过电磁溢流阀的设定压力，电磁溢流阀打开，液压油通过电磁溢流阀直接回油箱。此时电磁溢流阀起安全阀作用。电磁溢流阀的设定值一般为系统工作压力的110%。
3、实现方式
3.1 平台上行流程
平台由最低位置上升过程中，当平台离开无触点开关W1时，电磁换向阀DT1和DT2通电，电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。泵站向液压缸无杆腔供油，液压缸另一腔回油。液压缸上行速度由可调节流阀控制，平台慢速上升。当平台离开无触点开关W2时，电磁换向阀DT1通电，电磁换向阀DT2、电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。可调节流阀被短路，平合决速上升。当平台离开无触点开关W3时，电磁换向阀DTI和电磁换向阀DT2通电，电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。液压缸上行速度恢复由可调节流阀控制，平台慢速上升至最高位置到达无触点开关W4处。
3.2 平台下行流程
当液压升降平台在最高处完成物料的卸载后，开始从最高点向下移动。首先通过微机发布下行指令，此时位于最顶端的锁紧装置由闭合转为松开。平台在重力作用下开始下降，离开无触点开关W4后，电磁换向阀DT2和DT4通电，同时电磁溢流阀断电。在DT2通电状态下，泵站中的泵机启动，产生的压力将液压油推向液压缸有杆腔，并在另一腔回油。在液压平台下降过程中，受到重力加速度的影响，下降速度会逐渐加快，为了防止液压平台失速，由微机控制可调节流阀对下降速度进行控制，保证最大下降速度可控。当液压平台离开无触点开关W3后，只剩下电磁换向阀DT4通电，DT1、DT2以及电磁溢流阀全部处于断电状态。液压平台离开无触点开关W2后，此时液压平台距离最低端较近，电磁換向阀DT2和DT4重新通电，开始控制液压平台做减速运动，下降速度降至最低。当液压平台到达无触点开关W1后，正好平稳停止。
4、应用效果
（1）在液压系统的组成上，使用插装阀代替普通液压阀，具有更强的环境适应性和抗污染能力，延长了使用寿命，保证了液压系统在投入运行较长时间内，不会发生故障，保证了作业的连续性。液压系统的结构组成简化，液压元件数量减少，虽然出于系统稳定性考虑，仍然采用了集成安装的方式，但是由于结构简单，后期维护和修理也比较方便。（2）在液压平台下降过程中，增加了能量转化装置，将液压平台下降时产生的重力势能，转化为动能，在通过动力推动电机做工，得到了电能。所得电能重新供剪叉式液压升降机使用，取得了较为明显的节能效益。（3）在不同高度分别设置了无触点开关，向微机报告液压升降平台的位置数据，进而通过灵活调控其上升、下降速度，既可以提高液压升降平台的运行速率，保证了高工效;同时又可以避免液压升降平台冲击最高、最低平台，降低了故障发生率。
结语：本文提出的一种设计方案，主要从液压系统结构优化、液压元件更替等方面，对传统的液压系统进行了改良。从实际应用效果来看，让剪叉式液压升降机兼顾了高效率、低故障率，以及低能耗等特点，达到了设计预期。随着剪叉式液压升降机使用范围的扩展，下一步还需要从微机控制、运行参数等方面，继续进行优化，才能让剪叉式液压升降机在实际运行中发挥更大的优势。
参考文献：
[1] 曹菲，赵友俊，石军键.剪叉式升降平台设计与有限元分析[J].包装工程，2019（13）：154-155.
[2] 侯波，何贤超.高工效、低能耗剪叉式液压升降机设计研究[J].液压与气动，2012（01）：39-40
[3] 陈传燕.剪叉式液压升降机结构的优化设计[J].山东工业技术，2017（24）：44
[4] 陈四华，周果，邓忠凯.剪叉式液压升降机的设计[J].机电设备，2015（S1）
[5] 施博爱，匡绍龙，蔡胡婷.复合剪叉式工业机械臂的结构设计与研究[J].福建质量管理，2019（06）：139-140.
关键词：高效低耗;液压升降机;电磁溢流阀;运行原理
1、设计思路
现阶段各个行业使用的液压升降机，主要使用普通管式液压阀。由于工作环境恶劣，随着使用年限的加长，这种液压阀经常会因为腐蚀、老化，而出现较为明显的渗漏问题，进而导致液压系统的工效降低，无法满足正常的物料升举要求，发生故障的概率也会明显增加。另外，由于管式液压阀大多采用集成安装的方式，一来是体积较大，对安装和作业空间要求较高，适用性也受到了一定的局限;二来是日常养护和故障维修不方便，也会导致潜在的故障隐患无法被及时发现，久而久之引发更为严重的故障。针对普通液压升降机存在的上述问题，提出了以下设计思路：
（1）将插装阀代替普通液压阀，这种元件除了具有较强的抗污染性能外，还具有体积小巧、安装方便等特点，具有更强的适用性。（2）设计一种重力势能回收装置，当工作台空载下降时，可以将下降过程中产生的重力势能，转化为动能或电能，减少了能量消耗。（3）减少了液压元件的数量，液压系统的整体结构更加简洁，运行过程中工效更高。根据上述设计思路，可以使剪叉式液压升降机实现高工效、低能耗、低故障率等应用效果。
2、运行原理
剪叉式液压升降机的结构组成如图1 其所示。除此之外，在升降机运行过程中，还分别设计了4 个无触点开关，分别为W1、W2、W3、W4，按照从低往上的顺序排布，其功能是采集升降平台的位置信号，然后将信号发送给控制中心，通过微机指令进而控制升降平台的加速、减速。
图中：1、吸水空滤器;2、过滤器;3、液压泵;4、电机;5、单向阀;6、10、13、17换向阀;7溢流阀;8、截止阀;9、温度计;11、16液压锁;12、可调节流阀;14、快速接头;15、液压缸。
电机通电，液压泵从油箱吸油。泵站开始工作，液压油通过电磁溢流阀回油箱，此时电磁溢流阀起卸荷阀作用。泵站实现空载启动和连续工作，避免电机频繁启动。当电磁溢流阀通电，系统压力超过电磁溢流阀的设定压力，电磁溢流阀打开，液压油通过电磁溢流阀直接回油箱。此时电磁溢流阀起安全阀作用。电磁溢流阀的设定值一般为系统工作压力的110%。
3、实现方式
3.1 平台上行流程
平台由最低位置上升过程中，当平台离开无触点开关W1时，电磁换向阀DT1和DT2通电，电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。泵站向液压缸无杆腔供油，液压缸另一腔回油。液压缸上行速度由可调节流阀控制，平台慢速上升。当平台离开无触点开关W2时，电磁换向阀DT1通电，电磁换向阀DT2、电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。可调节流阀被短路，平合决速上升。当平台离开无触点开关W3时，电磁换向阀DTI和电磁换向阀DT2通电，电磁换向阀DT4和电磁溢流阀断电。液压缸上行速度恢复由可调节流阀控制，平台慢速上升至最高位置到达无触点开关W4处。
3.2 平台下行流程
当液压升降平台在最高处完成物料的卸载后，开始从最高点向下移动。首先通过微机发布下行指令，此时位于最顶端的锁紧装置由闭合转为松开。平台在重力作用下开始下降，离开无触点开关W4后，电磁换向阀DT2和DT4通电，同时电磁溢流阀断电。在DT2通电状态下，泵站中的泵机启动，产生的压力将液压油推向液压缸有杆腔，并在另一腔回油。在液压平台下降过程中，受到重力加速度的影响，下降速度会逐渐加快，为了防止液压平台失速，由微机控制可调节流阀对下降速度进行控制，保证最大下降速度可控。当液压平台离开无触点开关W3后，只剩下电磁换向阀DT4通电，DT1、DT2以及电磁溢流阀全部处于断电状态。液压平台离开无触点开关W2后，此时液压平台距离最低端较近，电磁換向阀DT2和DT4重新通电，开始控制液压平台做减速运动，下降速度降至最低。当液压平台到达无触点开关W1后，正好平稳停止。
4、应用效果
（1）在液压系统的组成上，使用插装阀代替普通液压阀，具有更强的环境适应性和抗污染能力，延长了使用寿命，保证了液压系统在投入运行较长时间内，不会发生故障，保证了作业的连续性。液压系统的结构组成简化，液压元件数量减少，虽然出于系统稳定性考虑，仍然采用了集成安装的方式，但是由于结构简单，后期维护和修理也比较方便。（2）在液压平台下降过程中，增加了能量转化装置，将液压平台下降时产生的重力势能，转化为动能，在通过动力推动电机做工，得到了电能。所得电能重新供剪叉式液压升降机使用，取得了较为明显的节能效益。（3）在不同高度分别设置了无触点开关，向微机报告液压升降平台的位置数据，进而通过灵活调控其上升、下降速度，既可以提高液压升降平台的运行速率，保证了高工效;同时又可以避免液压升降平台冲击最高、最低平台，降低了故障发生率。
结语：本文提出的一种设计方案，主要从液压系统结构优化、液压元件更替等方面，对传统的液压系统进行了改良。从实际应用效果来看，让剪叉式液压升降机兼顾了高效率、低故障率，以及低能耗等特点，达到了设计预期。随着剪叉式液压升降机使用范围的扩展，下一步还需要从微机控制、运行参数等方面，继续进行优化，才能让剪叉式液压升降机在实际运行中发挥更大的优势。
参考文献：
[1] 曹菲，赵友俊，石军键.剪叉式升降平台设计与有限元分析[J].包装工程，2019（13）：154-155.
[2] 侯波，何贤超.高工效、低能耗剪叉式液压升降机设计研究[J].液压与气动，2012（01）：39-40
[3] 陈传燕.剪叉式液压升降机结构的优化设计[J].山东工业技术，2017（24）：44
[4] 陈四华，周果，邓忠凯.剪叉式液压升降机的设计[J].机电设备，2015（S1）
[5] 施博爱，匡绍龙，蔡胡婷.复合剪叉式工业机械臂的结构设计与研究[J].福建质量管理，2019（06）：139-140.