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剪叉式液压升降平台的安全设计

剪叉式液压升降平台的安全设计

作者:康顺剪叉式升降机 来源:康顺液压设备 时间:2017-12-09 10:26
  物流系统中的输送线在使用过程中,常常遇到作业面高度不一致的问题,如何才能解决这一问题使货物顺利通过呢?常见的解决方法有电动方式(如凸轮式升降辊道输送机等)、液压方式等。作业高度差较小时,通常采用电动方式,高度差较大时则大多采用剪叉式液压升降机。

  剪叉式液压升降机一般由机械结构、液压系统(包括液压站和液压管路)和电气系统三部分构成。液压系统中的液压站其安装方式分为内置和外置两种形式。在此,关于安全问题的论述从这几方面展开。

  剪叉式升降机的机械结构一般由底座、臂架和工作台三部分组成。各部分的设计首先要达到足够的刚度与强度,在此基础上,才开始涉及到其他方面的合理设计。

  底座部分的安全问题主要有两个:

  ① 下滚轮行程与油缸行程的关系及其合理设计。在使用中,当升降机升至较高位置时,行程开关发挥作用使升降机停车;若高位开关失灵,油缸下腔继续供油,升降机继续上升,下滚轮会撞上轨道中部的高位挡块,系统压力升高,液压油就会通过溢流阀流回油箱,操作人员发现后断电停车,检查高位开关,排除故障,至各部分正常后再使用。当升降机下滚轮碰至高位挡块时,油缸活塞距缸头还有5~7毫米间隙,否则在高位开关失灵时,升降机继续上升,若在下滚轮碰到高位挡块前让活塞与缸头先碰,压力油就会把活塞顶出来,造成事故。

  因此,安全的设计原则是:油缸的备用行程=油缸的使用行程+20毫米,20毫米是安全间隙。油缸的使用行程及备用行程与下滚轮的使用行程及备用行程一一对应。下滚轮的理论行程=下滚轮的使用行程+10毫米。正常情况下,快到高位时,先碰行程开关,再碰高位挡块。这时活塞与缸头仍有至少5毫米的安全间隙,确保了升降机的使用安全。

  ② 下滚轮限位与端版的距离x取值有讲究。在图2中,限位既是横向限位,又是纵向限位。纵向限位的情况可分为三种,根据情况不同,设计方法也有所不同。第一种情况是限位在轴上边同时挡住了滚轮(下滚轮轴不会出轨);第二种情况是只挡住了滚轮,再增加局部挡块,沉头螺钉,可确保下滚轮轴在既出现过下滚轮轴出轨,受限位挡块限制而变弯的情况);第三种情况在底架尺寸比较大时采用。

  臂架的安全

  臂架的活动范围是从0~5°转到45°~50°,内臂板和外臂板由中间铰轴联接固定,禁止人手靠近,否则运动状态下内外臂板会形成剪刀伤人,人与设备的安全距离最小为200毫米。内外臂板上有油缸的上下支点定位孔,定位孔的数据是优化设计的结果。优化设计的原则之一就是安全原则,是综合考虑升降行程、油缸行程、滚轮行程、臂板角度和强度、油缸压力、电机功率和系统流量等各种因素进而制订的。

  工作台的安全

  工作台是托起货物的支撑板,可以有多种形式,如支架(只有框架没有面板)、支架板(有框架有面板)、支架辊道式、支架链条式等。工作台上面设置有上滚轮轨道、防翻板、铰耳、安全边、面板等。在使用中,要使平台面稳定载物,不能倾翻,否则货物滑落常常会造成事故。因此,通常将上滚轮轨道做成槽形的形状,既是滚道又能防翻。在多数情况下,升降机都要设计防翻板;个别情况下,小一些的工作台有时不设计防翻板,但也要确保无论怎样使用,台面都不会倾翻,即使有小角度倾斜,也不会造成危险。在某些安全性要求高的场所,台面四周边均要设置安全边。工作台是处于运动中的部分,一旦安全边碰上周围的操作者或障碍物,工作台立刻停止运动,保护现场人员的安全。

  有的升降机台面四周设置防护栏,如高空作业升降机,人和工具箱的安全活动范围就在围栏内。在升降机台面进行操作的工作人员必须对此有清醒的认识。在升降过程中,头、手、脚等禁止伸出去,否则作业人员的安全将受到威胁。这方面曾经有过血的教训,必须给予高度重视。这种升降机常配备两套控制装置,台面上、地面上分别设有一套。人在台面上操作时,出于安全考虑,应禁止地面上的控制装置进行操作,因此设置了切换钮,这也是从设计的源头上杜绝隐患。否则,当人在上面作业时,如果有其他人员在地面操作控制按钮,将使上面的作业被打断,并引发险情。

  液压系统的安全

  液压管路是连接液压站与油缸之间的管道部分,由接头、管和阀等元件组成。为了防止油管破裂发生失控下降,在进油(兼作回油)的管路上,串联一只由压力控制的“防裂阀”,在回油过程时, 自动将油路堵塞(防裂阀在进油时或适量回油时不起作用)。当出现故障时,臂架立刻支撑在空中,使升降机停止运动。待排除故障后,方可继续使用。液压动力单元是设备的心脏,由能源、执行元件、控制元件、辅阻元件、工作介质等组成。液压系统的典型工作过程如图4所示。油泵从油箱吸油,推动油缸中的压力油,在防裂阀和下降速度控制阀(流量调节阀或单向调速阀)的监控下,通过下降阀(支撑阀或球式换向阀)流回油箱。

  当油缸过载时,油泵泵出的压力油通过溢流阀直接流回油箱。溢流阀的设定压力为安全压力,当负载压力小于安全压力时。溢流阀关闭,液压系统处于正常工作状态;一旦超负载时,负载压力大于安全压力,溢流阀打开,泵出的全部油液通过溢流阀流回油箱。此时溢流阀起安全作用(如图5所示)。

  电气系统的安全

  电气系统的典型工作过程如图6所示。用以驱动油泵的电动机,由断路器、限位开关、过热保护(热继电器)串联控制,以防止电流短路、误操作和电机过载等情况发生。

  当液压升降机需要维修时,维修人员需要进入到设备内部,此时应如何安全地支撑臂架部分?有几种形式可供选择:① 当升降机升至最高位置时,在下滚轮与底架端板之间放置两根方木,其长度比最大可放置长度短15毫米,之后按下降按钮,下滚轮靠紧方木,支撑到位;②在固定铰轴端,支撑两根方管(工作台和底架上下方向之间);⑨ 高起升升降机的安全支撑:在最下两级又的撑管之间上下方向放置两根加工过的圆管。当然可采用其他形式,但总的原则是必须要可靠、安全,去除后顾之忧。

  由于物流系统的输送线上常常要使用升降机,因此探讨升降机的安全问题具有现实意义。

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