图 1-1 气体变压器的尺寸

2。2 升降平台基本结构与传动系统的选择

由于本次设计的升降平台用于抬升 20 吨的设备，同时需要配合气体变压器的安 装过程。初步选择了齿轮齿条式，钢丝绳升降机构和剪叉式升降机构。

齿轮齿条式，运动平稳，定位精确，但是结构复杂，设计制造难度大，并且造价 昂贵，不适合这次的设计。

钢丝绳升降机构，结构简单，设计制造难度小。但是，考虑到要实现前后左右的 复合运动，钢丝绳的稳定性就比较差，不利于安装，如果在运动中出现摇晃，会使气 体变压器和接口碰撞，造成损害，因此放弃这种方案。

剪叉式升降平台，结构相对简单，并且技术比较成熟，适合本科生设计，且具有 制造简单、价格低廉、结实耐用、便于维护等特点。在运动方面，升降平台属于刚性 升降系统，运行平稳，不容易出现摇摆等问题。因此选用剪叉式升降平台作为本次设 计的基础。论文网

2。2。1 前后与左右的运动设计

在确定了设计基础的情况下，需要解决的就是实现前后（X 轴）以及左右（Y 轴） 的运动。为了实现这两个不同方向的运动，可将升降平台的上平台分为三层，在每两 层的中间安装导轨。两层导轨相互垂直放置，由各自独立的驱动装置驱动，实现 X

轴与 Y 轴的独立运动[4] 。结构如图 2。

图 2-1 升降平台上平台结构

1 平台上层，2 第一层导轨，3 平台中层，4 第二层导轨，5 平台下层

2。2。2 剪叉式升降平台基本机构

为了简化升降平台的结构，方便设计，减少制造成本，同时便于对平台的运动进 行调整控制，平台的运动全部由液压系统控制。上平台 X 轴及 Y 轴的运动，以及平 台的升降运动（Z 轴）均由液压缸带动升降平台的机构实现。

剪叉式升降平台根据液压缸的安装位置不同，可以分为三大类。下面以固定式单 剪叉升降平台为例进行说明，取长度相等的两根剪叉杆 AC 与 BD，用铰链将两杆的 中心点 E 连接。杆的 A（D）端用铰链连接在上下平台上，而 B（C）端则装有滚轮， 用铰链将滚轮与上下平台连接，使滚轮能够在两平台上安装的导向槽中滚动。根据液 压缸安装位置的不同，形成了三种结构，如图 2-2。

（a）直立固定剪叉式 （b）水平固定剪叉式

(C)双铰剪叉式

图 2-2 剪叉式液压缸安装形式

在图 2-2（a）中，将液压缸的下部固定在下平台上（后端矩法兰安装方式），活 塞杆与上平台底面相连。液压泵带动液压油，推动油缸活塞，活塞杆直接对上平台施 加推力，直接做顶升运动。这种安装方式称为直立固定剪叉式结构，液压缸的活塞行 程等于升降平台竖直运动的行程，整体结构大，且铰链加工难度大。

图 2-2（b）中，液压缸平放固定在下平台上（底座安装方式），活塞杆与 B 点 铰接。利用液压缸活塞杆平行运动，推拉 B 点，使 B 点沿导向槽运动，从而带动剪 叉杆运动，完成升降平台的上下运动。这种安装方式叫做水平固定剪叉式结构，升降 平台的行程大于液压缸的活塞行程，但不足之处在于活塞杆受到横向力的作用，液压 缸密封件的使用寿命会减少。

图 2-2（c）中，液压缸缸体的尾部与支撑杆 BD 用铰链连接，活塞杆头部与支撑 杆 AC 铰接。利用液压缸推动剪叉杆运动。这种方式称为双铰剪式结构，平台升降能

达到液压缸行程的两倍，初步选择这种方式来设计[6]  。