摘要：对目前常规的导轨式升降平台的几种方案进行分析，指出其在重载大尺寸台面的应用中存在的问题，并对重载大尺寸台面提出了新的设计方案，经实际验证取得了满意的效果，为重载大尺寸导轨式升降平台提供了一种设计方法。
关键词：导轨；升降平台；重载；大台面
0 引言
导轨式升降平台又名导轨货梯，是一种垂直提升货物的升降平台，通过液压油缸的上升带动提升链条或钢丝绳的上升，从而拉动工作台面的上升；工作台面的下降依靠台面及其所载货物的自重实现，下降时完全不需要额外动力，有很好的节能效果。导轨式升降平台的台面大小、载货重量可根据客户的需求设计，且安装灵活，在工业厂房、餐厅、酒楼楼层间广泛应用。但是现有的几种设计方案对台面尺寸大且载重量较重的导轨式升降平台却不适用，为此，本文对常规的导轨式升降平台的几种方案进行分析，指出其在重载大尺寸台面应用中存在的问题，并提出了新的设计方案。
1 常见的导轨式升降平台存在的问题及解决方案
图1为目前最为常见的导轨式升降平台示意图，包括工作台面、举升梁、轨道立柱、提升绳、举升油缸、同步绳。工作台面及举升梁上均设有滚轮，可沿轨道立柱上下滚动，同步绳可保证两只举升油缸同步升降。该形式结构简单，成本低，安装方便，故在市场上得到了广泛应用，但是该形式对于台面尺寸较大的平台却存在单边上货时造成台面倾斜的使用缺陷，如图2所示。该平台在上货时台面一侧受力，由于台面边缘距轨道立柱的支撑点较远，上货的一侧台面会下沉，而另一侧会上升，即发生类似跷跷板的现象。为解决这一问题，目前常见的解决方案有以下三种。
1．1 导轨间距台面齐平的方案（第一种方案）
图3为导轨间距台面齐平的方案。随着台面尺寸的加大，轨道立柱之间的距离也相应加大，最大做到导轨立柱间距与平台尺寸相同，此时通过台面上滚轮与导轨立柱的硬接触，减小上货时台面的倾斜。该方案存在的缺陷是：当台面尺寸较大时，导轨间距变大，举升梁的长度也相应地跟着加大，举升梁为满足强度和刚度要求，避免弯曲变形，势必要加大截面或是增加型材厚度，从而导致举升梁过重，而增加的这部分重量又会作用到举升油缸上，增加了油缸的受力，导致油缸尺寸加大，这既不利于产品的轻量化设计，又增加了产品的成本。
图1 目前常见的导轨式升降平台示意图
图2 大尺寸台面单边上货时造成台面倾斜
图3 导轨间距台面齐平的方案
1．2 四轨道立柱的方案（第二种方案）
图4为四轨道立柱的方案。随着台面尺寸的加大，有的升降平台会设计成四道轨道立柱和2组举升梁，同样是通过台面上的滚轮与导轨立柱的硬接触来减小上货时台面的倾斜。该方法只需要较小的举升梁尺寸，能够减轻单个举升梁的重量，用较小的型材即可满足设计要求。但是该方案缺点非常明显，即增加了轨道立柱、举升梁以及举升油缸，同样会导致整个产品非常重，成本增加太多，一般较少采用该方案。
1．3 加装平衡绳的方案（第三种方案）
图5为加装平衡绳的方案。随着台面尺寸的加大，轨道立柱的间距不变，通过加装平衡绳的方法以避免上货时台面的倾斜。当一侧上货受到向下压力时，另一侧通过钢丝绳绕组也受向下的拉力，且两个作用力大小相等，从而避免了台面的倾斜。该方法成本低，效果好，有着广泛的应用。
以上三种方案在实际中都有采用，对于台面尺寸较大载重量又较小的导轨货梯，使用效果明显。但是当台面尺寸较大载重量又较大时，以上三种方案均不能满足使用要求。通常，我们不需要考虑油液的压缩量，认为其是不可压缩的，或者受力较小时压缩量很小，可以忽略不计。可是当载重量较大时，我们不得不考虑油液压缩量的影响，即油缸下沉的影响，同时还有采用第三种方案中钢丝绳受力变形的影响，这些累计起来变形会增大台面的下沉和倾斜，影响产品使用。如某客户的产品参数要求：台面7m×5m，5m方向上货，载重7t，升高7m，安装初期未加装平衡钢丝绳，一侧上货3t时下沉量已经达到了40mm，后加装了平衡绳，下沉量减小了很多，减小到了10mm，但是依然无法满足客户的使用要求。
2 一种新的导轨式升降平台设计方案
针对重载大尺寸台面的导轨货梯，本文设计了一种新型的工作平台承载形式及其控制方式，如图6所示。导轨货梯的工作台面的4个角设计4根销轴，销轴可在轴套中滑动，轴套焊接在工作平台底部，销轴后部连接拉杆，工作台面4个角的拉杆共同与中间销轴相连，由执行元件（液压缸、气动缸、电动推杆等）推／拉实现中间销轴的旋转，从而带动平台四角销轴的伸／缩。考虑到使用的经济性及方便性，本项目选用的是Lx型号的电动推杆，其最大推力为100kg，速度为33mm／s，具有伸到位和缩到位的位置检测。
图4 四轨道立柱的方案
图5 加装平衡绳的方案
图6 一种新的导轨式升降平台设计方案
导轨货梯的控制流程如下：当平台需升到2层装货时，平台先升到比2层高200mm的位置，当接触到行程检测时，货梯停止运行，此时电动推杆通电伸出，带动4个角支撑的销轴伸出，当电动推杆伸出到位时（自带的行程检测反馈）发出控制信号，控制程序控制平台下降，当平台下降到2层楼层时，触碰2层的楼层指示行程开关，平台停止运行，因为此时台面的4个角由4根销轴支撑在外部结构件上，上货时，即使再重的载荷也不会造成台面的倾斜；当上货完毕，载着货物的平台需要升到3楼或者落回1楼时，平台首先是上升到200mm高的位置，触碰行程检测后发出控制信号控制电动推杆的缩回，当电动推杆缩回时带动4个角的销轴缩回，电动推杆缩回到位时由位置检测发出控制信号，控制程序控制平台上升或下降。因为在上货时平台的受力点是4个角的销轴，四角的销轴支撑在外部支撑件上，只要销轴和支撑件的强度满足要求，这样即使单边受重载也不会出现平台的倾斜。同时载货平台无论是下降到低一层的楼层还是上升到高一层的楼层都需要先上升一小段距离（本文的设计是200mm），待四角的销轴完全缩回时才能继续上升或下降。
3 结论
本文设计的导轨平台的支撑形式及控制方式很好地解决了重载大尺寸工作台面上货时倾斜的问题，在实际的使用过程中效果显著，取得了令客户满意的效果。
