毕业设计（论文）-GTC高空作业平台电气控制的设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 河南机电高等专科学校 毕毕业业设设计计说说明明书书 论文题目：论文题目：GTC高空作业平台电气控制的设计 系 部： 机械工程系 专 业： 起重运输机械设计与制造 班 级： 起机 111 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2014 年 4 月 25 日 全套图纸加扣 3012250582 摘 要 高空作业平台是服务于各行业高空作业，设备安装，检修等可移动性高空 作业的产品，高空作业平台的相关产品主要有：剪叉式高空作业平台，车载式 高空作业平台，曲臂式高空作业平台，自行式高空作业平台，铝合金高空作用 平台，套缸式高空作业平台六大类，高空作业平台主要是依靠液压和电力来实 现各种功能，它的工作原理主要是液压由叶片泵产生一定的压力，使液压港的 活塞向上移动，提升重物，通过调节液压阀来控制各项运动的速度，以来达到 不同工作地点的不同要求。本文重点研究的是剪叉式高空作业平台，通过电池 来控制各种液压阀的开启与闭合，通过调节液压阀开口的大小来实现各项功能 速度的控制，而本章研究的重点就是电气是如何控制这些功能的，如何将电能 转化为液压能，如何通过传感器来控制剪叉车的运行速度和起升高度，用以完 成电与液压的完美结合，这也是将来重型设备的一个发展方向。 关键字：电池；液压阀；压力；传感器 全套图纸加扣 3012250582 ABSTRACT Aerial work platform is in the service industries aloft work, equipment installation, maintenance and removability aloft work products,Aerial work platform related products mainly include: scissor aerial work platform, vehicular aerial work platform, crank arm type aerial work platform, self-propelled aerial work platform, aluminum alloy altitude effect platform, set of cylinder type aerial work platform six classes,Aerial work platform is mainly rely on hydraulic and electric power to achieve various kinds of functions, its working principle is mainly by hydraulic vane pump produce a certain pressure, make the port of the hydraulic piston move up, improve the weight, by adjusting the hydraulic valve to control the movement speed, since different working place to the different requirements.This paper mainly studies the scissor aerial work platform, through the cell to control all kinds of hydraulic valve opening and closing, by adjusting the hydraulic valve opening size to achieve the function of speed control, and study of this chapter is to focus on electrical is how to control these functions, how to convert electric power into hydraulic energy,How to convert electric power into hydraulic energy, how to through the transducer to control the operation of the forklift truck cut speed and lifting height, complete electrical and hydraulic perfect union, this is also a heavy equipment in the future development direction. Key words : Battery; Hydraulic valve; pressure；sensor 全套图纸加扣 3012250582 目录 绪绪 论论.1 1 第第 1 1 章章 高空作业平台机构简介高空作业平台机构简介.5 5 1.1 GTC10 米剪叉式高空作业平台简图:.5 1.2 高空作业平台工作臂 .5 1.3 工作平台 .5 1.4 起升机构 .6 1.5 动力系统 .6 1.6 液压系统 .6 1.7 电气系统 .6 第第 2 2 章章 GTCGTC 高空作业平台电气控制系统高空作业平台电气控制系统 .8 8 2.1 电气控制系统概述 .8 2.2 高空作业平台电气控制的现状 .9 2.3 高空作业平台电气控制设计的关键问题 .10 2.4 高空作业平台电气控制基本流程 .11 第第 3 3 章章 GTCGTC 型号剪叉式高空作业平台设计型号剪叉式高空作业平台设计 .1212 3.1 高空作业平台设计原理 .12 3.2 控制过程 .13 3.3 电器元件的选择 .15 第第 4 4 章章 电气控制板的制作及操作说明电气控制板的制作及操作说明.2525 4.1 电气控制板的制作要求 .25 4.2 高空作业平台操作面板操作说明 .26 全套图纸加扣 3012250582 4.3 电路中部分接线的说明 .26 第第 5 5 章章 GTCGTC 型号升降平台的故障及分型号升降平台的故障及分析析 .2727 5.2 故障分析 .27 5.2 解决方案 .27 结束语结束语.2828 致谢致谢.2929 参考文献参考文献.3030 全套图纸加扣 3012250582 1 绪绪 论论 高空作业平台车是电力，通讯，交通，市政，消防，救援，建筑等行业进 行施工，维修等作业的理想设备。它是用来运送工作人员和工作装备到指定高 度进行作业的特种装备，高空作业装置包括高空作业平台，剪叉臂，液压系统， 电气系统，操作系统等部分组成，现在的高空作业装置具有操作平稳，工作稳 定，结构稳固，移动灵活，载重量大的优点，大大提高了高空作业平台的效率。 江河起重机有限公司主要生产的是GTC剪叉式升降平台，它是利用一个像汽 车底盘一样的结构来实现行走，这种底盘机构机动灵活，行驶速度稳定，可以 快速转移，该升降平台可以自行运动到工作场地，并且可以快速的投入使用， 因此被越来越的工程建设，工业安装，设备检修，物业管理，航空，船舶，石 化，电力，影视，市政，园林等许多行业，是近年来国内发展比较快的设备。 GTC剪叉式升降平台的臂型属于垂直型的，它只能在垂直方向上进行运动， 它的主要特点是结构简单，载重能力强，但是它的作业范围比较小，作业的高 度也受到了很大的限制，通常都是6米，8米，10米的升降高度，而该公司就是 以生产这三种起升高度的剪叉车为主的集团。 欧美及日本等国家在研究高空作业平台车方面走在前列，技术水平领先， 自从2005年开始，全球的高空作业市场迅速发展起来，2007年进入世界五百强 移动式高空作业平台的厂商是：美国的特雷克斯，日本日立建机，美国GLJ集团， 法国曼尼通，日本多田野公司，奥地利帕尔菲格公司，法国欧力胜集团，美国 阿尔泰克集团，加拿大skyjack集团，它使新进的公司，在这九家公司中，美国 吉尼生产的高空作业平台是整个特雷克斯集团主要增长的业务板块，2007年高 空作业设备业务的销售额占该集团总销售额总数的25%。全集团91亿美元经营收 入中有一半来自高空作业设备业务，约业务收入为40亿美元，其中销售收入为 22.85，而在2005年仅为11亿美元，年平均增长了53.9%；美国JLG集团2007年的 收入达到了25.4亿美元，而在2005年的数据为17.35亿美元，年平均增长了23.5%； 法国欧厉胜集团是世界第三大移动式高空作业平台生产商，2005年销售收入达 到4.7亿美元，2007年销售收入达到亿美元8.93亿美元，年平均增长了45%；美 国阿尔泰克集团2005年销售收入达到6.16亿美元，2007年销售收入达到亿美元 8.69亿美元，年平均增长了21%；日本爱知2005年销售收入达到3.62亿美元， 全套图纸加扣 3012250582 2 2007年销售收入达到亿美元5.76亿美元，年平均增长了29.5%；加拿大Skyjack 公司2005年销 全套图纸加扣 3012250582 3 售收入达到2.52亿美元，2007年销售收入达到亿美元4.82亿美元，年平均增长 了46%。世界工程机械50强2007年与2005年比较年平均增长25%，而这9家公司平 均增长了44%，远远高于行业平均增长率。 这9家公司以生产自行式高空作业车为主，其中美国阿尔泰克集团生产车载 绝缘高空作业车，奥地利帕尔非格公司旗下的B I S O N 和W U M A G 生产车 载式高空作业车，日本爱知除生产车载式高空作业车也生产部分自行式高空作 业车。国际高空作业平台市场主体还是以自行式高空作业车为主。从区域上看， 北美是高空作业平台的最大市场。据美国吉尼总裁Tim Ford先生介绍，吉尼公 司在北美的设备销量占总销量的65%左右，另外35%的产品销往世界其他地区， 而且市场销售量的80%销售给设备租赁公司。其主要应用于建筑施工中代替脚手 架，占租赁业务的70%以上。租赁公司的业务员非常精通建筑施工，能够迅速准 确地计算出一个建筑工程采用脚手架的使用成本和施工周期，然后与建筑施工 企业沟通，说明采用自行式高空作业车能够节省多少成本和时间，从而推动自 行式高空作业车租赁市场的快速发展。 从上述数据中可以看到，自行式高空作业车具有巨大的国际市场销售量和 发展速度。 国内最大的20家工程机械制造商中没有一家以生产高空作业平台为主要产 品的企业，只有徐工集团和中联重工生产少量的车载式升降平台车，而且车载 式升降平台销售额所占比例非常小，甚至可以忽略不计，国内移动式高空作业 平台主要是桅杆式和剪叉式，国内生产高空作业平台车的厂商很多，但是规模 都很小，有几个规模大的厂，但是整体规模与国际厂商无法相比，主要是我国 高空作业平台的应用范围还比较窄，使用较多的主要是电力，路灯，道路交通， 园林建设等。 目前我国的高空作业平台租赁市场还没有发展起来，主要是使用方自行购 买高空作业平台，此外国内用户大多数集中在车站，地铁，商店，工厂，工地， 电力等部门。其它市场还远远没有发展和挖掘和培育起来，这对于我国来说是 一个机会同时也是一个挑战。高空作业机械在有发展前途的电信及有线电视系 统使用较少。特别是将高空作业平台用在建筑施工中以替代某些脚手架施工和 建筑物外墙表面的装饰、清洗和维护等， 以及用于风力发电站、船舶、飞机等 大型设备维护检查等，都大有前途。由于国内没有相关高空作业的规定，许多 地方经常用吊车将人吊起进行高空作业。这在国外发达国家是法律所禁止的。 全套图纸加扣 3012250582 4 在这些国家几乎每个乡镇都有12家租赁店从事高空作业平台的出租业务。例 如，美国联合设备租赁公司共有设备租赁中心740多家，范围覆盖美国48个州、 加拿大10个省和墨西哥。联合设备租赁公司拥有较大的设备出租规模，设备总 价值396亿美元，类型600余种。2007年，美国建筑机械租赁行业业务收超过400 亿美元。荷兰在面积上是一个小国，但境内有16000台高空作业平台，成为世界 上每平方公里高空作业平台密度最大的国家。 自行式高空作业平台以它小巧方便的特点正在蓬勃的发展当中，但是要想 真正的进入到国际市场要做好以下几方面工作： 1.产品设计上要按国际标准设计，提高产品层次。 2.产品生产上要提高通用件比例，适合批量生产，因为通过批量生产和批 量订货能降低生产成本，以良好性价比参与国际竞争。 3.产品检验上要严格贯彻国际标准，达到产品质量的一致性。 4.取得国际认证，包括欧洲CE认证、美国UL认证、俄罗斯GOST认证等，只 有取得相关国际认证，才具备进入国际市场的条件。 5.企业商标进行国际注册，有利于保护和发展在国际上的影响和知名度。 产品标识、零件手册、使用手册和维修手册等必须齐备和国际化，按国际标准 编制并翻译。 6.制定完善的价格体系和销售政策，包括产品标准配置项目、标准配置价 格选配项目、选配价格；甚至包括配件价格、售后服务价格等，都有详细的清 单，以及给经销商的优惠政策等，都提供给经销商。 7.进入国际市场采用直销的方式是不现实的，存在直销花费时间长、初期 投入费用高、当地售后服务困难、与当地主流社会关系弱等诸多问题，因此出 口国际市场必须以联系和培养当地的代理商进行合作为主，借助经销商在当地 的资源来打开市场。 当前国际经济危机对我们既是危机但更是机遇，在经济快速发展时市场没 有时间给一个新入者进行技术开发和技术成熟，我们应充分利用当前市场需求 特别是国际市场需求萎缩的时间，充分练好内功，提高产品的技术水平，完善 产品型谱，通过相关认证打开进入国际市场的门槛，联系和发胀一些代理商和 经销商，当经济危机过去，重新进入快速发展时期，我们已经万事俱备，真正 打开国际市场的大门，就将如现在的转载机和起重机一样，仅自行式高空作业 平台这一个产品实现几亿或几十亿的销售收入，也是完全有可能的。 全套图纸加扣 3012250582 5 随着城市规模和经济建设的发展，对高空作业平台的要球也越来越高，在 繁 华的商业街，密集的工矿企业，大中型高空作业平台车也不能满足实战的要求， 因此急需一种体积小，反应快，机动灵活，具有多种功能的小型高空作业平台 车，而且从市场凋查来看，这种高空作业平台车的数量是在逐年增加。 本课题的设计目的是通过对GTC高空作业平台车电气部分的研究，设计一 种合理的电气控制部分，以实现用最方便，最安全的电力液压驱动方式来实现 高空作业平台车的运行，江河集团的这一设计恰好跟上了时代的潮流，将会为 我国的重型机械找到新的方向和出路，它的研究有很深远的意义。 全套图纸加扣 3012250582 6 第第 1 1 章章 高空作业平台机构简介高空作业平台机构简介 1.11.1 GTC10GTC10 米剪叉式高空作业平台简米剪叉式高空作业平台简介介 GTC 高空作业平台是一种新型的小型起重设备，它可以满足许多的高空作 业，它的外形与起重机相比，小巧许多，也灵活许多，行驶速度稳定，可以快 速的移动，该升降平台可以自行到工作场地，并且可以快速投入使用，因此， 被越来越多的工程建设、工业安装、设备检修、物业管理、航空、船舶、石化、 电力、影视、市政、园林等许多行业，是尽年来国内发展比较快的设备。 其简图如下所示： 图 1.1 GTC10 米剪叉车简图 1.21.2 高空作业平台工作臂高空作业平台工作臂 GTC高空作业平台的工作臂是使用的120mm80mm6mm的方型钢管，对于10 米高的升降平台，共使用十六根这种方型钢管，当作业平台运作时，剪叉臂在 液压缸的举力下开始向上移动，以达到工作地点所处的位置，当高空作业平台 车停止运动时，通过液压阀自动卸荷，使起升起来的剪叉臂慢慢降落下来，然 后叠合在一起，这种剪叉臂一方面减轻了作业平台的自重，另一方面可以使作 全套图纸加扣 3012250582 7 业平台在运作时保持比较平稳的状态，相对与其它的结构安全系数会高些，这 就使工作人员在工作时的安全更加有保障。 1.31.3 工作平台工作平台 工作平台的作用是将高空作业平台工作人员和所需的工具送至高空中固定 的工作地点，并作为工作人员高空作业的场地，10米剪叉式升降平台采用铝合 金和钢管焊接框架的结构，在平台的四周都有防护栏，在后侧护栏上安装上了 一个安全出入的护栏式的出入门，平台底采用不平整的铝合金板，保障工总人 员在工作时保持平稳，平台下部周围是防护的钢板，以防止工具和其它物品脱 落。 1.41.4 起升机构起升机构 电动剪叉车的起升机构是由液压马达和液压缸组成，起升机构的原理是液 压马达在电动机的带动下启动，通过液压阀吸油产生压力使液压缸慢慢的上升， 从而使工作平台上升，当需要将平台落下时，通过溢流阀实现卸油，不需要启 用电动机升降平台就会慢慢降落，这种降落方式使得平台在降落的过程中保持 比较平稳的状态，而且也节约的能源。 1.51.5 动力系统动力系统 10米电动剪叉车是以蓄电池作为能量源，它位于底盘下面的箱体里面，通 过 使用蓄电池储存的电能来带动电动机，从而实现液压马达的吸油与压油，来实 现并完成升降平台的起升，降落，前进，后退，转向等一系列的机械运作。但 是需要注意的是使用升降平台前一定要观察电量表的显示，保证蓄电池储存的 电量能满足此次工作的需要。 1.61.6 液压系统液压系统 液压系统采用的是定量齿轮泵供油，油路中设有安全溢流阀，保证液压系 统的安全，液压系统工作的速度与流量的大小有关系，通过调节电磁溢流阀的 阀口的大小来控制流入系统油液的流量，从而使得系统达到稳定的工作速度， 并且可以实现无级调速，系统地工作压力与系统所受的负载有关系，系统所承 全套图纸加扣 3012250582 8 受的外载荷不同，那么工作压力就会有差别。 1.71.7 电气系统电气系统 电气系统包括指示灯，洼坑限位，蜗牛喇叭，警示喇叭，车上控制器，蓄 电池，断路器，熔断器，继电气，插座，角度传感器，控制器等部分。 表1-1 GTC10米高空作业平台主要技术参数 额定装载质量1000KG 载种质量 车载自重1900KG 最大工作高度10000mm 最高车速2.5KM/h作业性能 允许工作风速4KM/h 车体长度1800mm 车体宽度1200mm 吊篮尺寸2100mm1500mm 车体尺寸 电池380V/50HZ 全套图纸加扣 3012250582 9 第第 2 2 章章 GTCGTC 高空作业平台电气控制系统高空作业平台电气控制系统 2.12.1 电气控制系统概述电气控制系统概述 2.1.1 GTC高空作业平台电气控制问题的引出 为了保证各种机械设备运行的可靠与安全，需要许多电气设备为其服务， GTC高空作业升降平台是一种将工作人员送到一定的高度，使工作人员能在一定 高度的工作平台上进行作业的设备，它采用的是低压电气控制系统，它可以满 足高空作业平台频繁启动和不断电的特点，以保证工作人员的安全，这种可以 满足高空作业平台安全稳定的工作的动力源就是电气控制系统。 2.1.2 高空作业平台电气控制系统的发展 电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生 产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行 业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应 用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上， 从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制； 在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线 继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系 统。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动 控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。 继电器接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气 控制形式，也是学习更先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接触器、 按钮、行程开关等组成，由于其控制方式是断续的，故称为断续控制系统。它 具有控制简单、方便实用、价格低廉、易于维护、抗干扰能力强等优点。但由 全套图纸加扣 3012250582 10 于其接线方式固定，灵活性差，难以适应复杂和程序可变的控制对象的需要， 且工作频率低，触点易损坏，可靠性差。 以软件手段实现各种控制功能、以微处理器为核心的可编程控制器PLC，是 20世纪60年代诞生并开始发展起来的一种新型工业控制装置。它具有通用性强、 可靠性高、能适应恶劣的工业环境，指令系统简单、编程简便易学、易于掌握， 体积小、维修工作少、现场连接安装方便等一系列优点，正逐步取代传统的继 电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建材、机械制造、石油、化工、汽车、 电力、造纸、纺织、装卸、环保等各个行业的控制中。 在自动化领域，可编程控制器与CAD/CAM、工业机器人并称为加工业自动化 的三大支柱，其应用日益广泛。可编程控制器技术是以硬接线的继电器接触 器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、计时、计数，又有运算、数据处理、 模拟量调节、联网通信等功能的控制装置。它可通过数字量或者模拟量的输入、 输出满足各种类型机械控制的需要。可编程控制器及有关外部设备，均按既易 于与工业控制系统联成一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。可编程控制 器已成为生产机械设备中开关量控制的主要电气控制装置。 2.22.2 高空作业平台电气控制的现状高空作业平台电气控制的现状 GTC10米高空作业平台是一种类似于起重机电气控制的一种，它运用的是一 种继电器与最原始的单片机的结合，美国的GLJ公司作为一个前辈，在电气控制 方面也运用着类似的电器，在国内高空作业平台还属于一个新的产品，而且生 产的厂家还很少，江河作为一个民营的中型企业，高空作业平台是该公司的一 个新的产品，在各个方面都不成熟，与起重机电气控制系统相比还幼稚的多， 因此在电气控制系统的选用和安装方面都是在摸索中进行。 目前，国内自行式高空作业车的市场规模与国际市场相比还很小，因此要 实现自行式高空作业车的规模化生产，还应主要瞄准国际市场。自行式高空作 业平台出口的潜力非常巨大，就如同目前中国出口装载机和起重机一样，一旦 突破市场和技术壁垒将大有可为。 江河集团生产的剪叉式高空作业平台采用的是电液比例控制和单片机控制 系统，由于电液比例阀的形式多样，容易组成使用电气及计算机控制的各种电 液系统，而且控制的精度比较高，安装使用灵活以及抗污染能力强等优点，因 此应用的领域在不断的扩展。 全套图纸加扣 3012250582 11 德国诺克生产的全电动剪叉式高空作业平台的控制系统采用的是Can总线智 能控制和比例控制，Can全线智能控制可以使管脚及电气特性实现兼容，也可以 是软件与其兼容，可以扩展接受缓冲器，支持多种微处理器的接口等许多优点， 采用这种控制方式可以更方便的实现对作业平台的控制，可以在发生故障时可 以自动的脱落和检查，这就提高了机器的安全范围，但是相对而言，它的价格 也会有所提高。 而铝合金升降平台采用的是手动液压启动，不需要外加的电源，这是与电 动剪叉车不同的地方，相比之下这种机器比较轻便，灵活，收折后外形尺寸比 较小，可以进入一般的客梯的桥箱，普通门和较窄的通道，这就弥补了剪叉车 的不足，会更好的满足各方面的需要，因此它的发展前景也是非常的客观的， 只要是能打开市场，就可以在那里占有一席之地。 现在市场上的高空作业平台绝大多数采用的是电液比例技术和单片机技术 进行控制，而本课题研究的是以电液比例控制技术为核心的电气控制系统，通 过各种不同作业平台的电气控制方式来设计和改进GTC10米剪叉式高空作业平台 的电气控制系统。 2.32.3 高空作业平台电气控制设计的关键问题高空作业平台电气控制设计的关键问题 （1）最大限度的满足生产机械和工艺对电气控制的要求，要有完善的保护 措施。 （2）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单，经济，不宜盲目追 求自动化和高标准，尽量选用标准的，常用的或者经常实际考验过的环节和线 路，尽量缩短连接导线的数量和长度，控制电路中要避免出现寄生电路。 （3）妥善处理机械与电气之间的关系，按国际标准尽可能把电器设备装在 一起，使其成为一台或者是几台控制装置，只有那么必须安装在特殊位置的部 件，如按钮，手动控制开关，行程开关，离合器，电动机等才允许分散安装在 设备的各处。 （4）正确合理的选择所需要的电器元件，这也是这些中间相对关键的一部 分，尽可能减少电器元件的品种，规格与数量，同一用途的器件尽可能选用相 同的品牌，型号的产品。 （5）确保使用的安全与可靠，在控制线路正常工作时，除必要的必须通电 的电器外，尽可能减少电器通电的个数，以利节能，延长电器元件色使用寿命， 全套图纸加扣 3012250582 12 以及减少故障的发生。 （6）在满足使用条件的前提下尽可能的使造型美观，安装维修方便，并且 电器更换时比较经济。 2.42.4 高空作业平台电气控制基本流程高空作业平台电气控制基本流程 图 2.1 电气控制流程图 获得灵感 提出方案探讨研究 改进方案绘电路 控制图 购买电 器元件 进行安装进行调试完成 全套图纸加扣 3012250582 13 第第 3 3 章章 GTCGTC 型号剪叉式高空作业平台设计型号剪叉式高空作业平台设计 3.13.1 高空作业平台设计原理高空作业平台设计原理 电气控制系统是由各种控制电器，设备，连接导线组成，以实现对生产机 械设备进行电气控制的体系，是电气控制技术具体体现的主体部分，是实现工 业生产自动化的主要手段。 电气控制原理电路设计的方法主要有经验设计法和逻辑设计法两种，本设 计采用的是逻辑设计法，它又叫做分析设计法，是根据生产设计的要求选择适 当的基本控制环节，或者是将比较成熟的电路按其连锁条件组合起来，并经补 充和修改，将其综合成满足控制要求的电路，当没有现成的典型环节时，可以 根据控制要求边分析边设计。 GTC电动剪叉式高空作业平台是在原有的机器上进行分析和实验，从而得出 一种属于自己的设计方法。 不论是上车空控制还是下车控制，由图3-1可知,首先必需要打开钥液压油 由叶片泵形成一定的压力，经滤油器、隔爆型电磁换向阀、节流阀、液控单向 阀、平衡阀进入液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物，液缸上端回油 经隔爆型电磁换向阀回到油箱，其额定压力通过溢流阀进行调整，通过压力表 观察压力表读数值。 液缸的活塞向下运动（既重物下降） 。液压油经防爆型电磁换向阀进入液缸 上端，液缸下端回油经平衡阀、液控单向阀、节流阀、隔爆型电磁换向阀回到 油箱。为使重物下降平稳，制动安全可靠，在回油路上设置平衡阀，平衡回路、 保持压力，使下降速度不受重物而变化,由节流阀调节流量，控制升降速度。 为使制动安全可靠，防止意外，增加液控单向阀，即液压锁，保证在液压管线 意外爆裂时能安全自锁。 安装了超载声控报警器,用以区别超载或设备故障，对于上车可控制器也可 以自动进行故障检测，电路发生不同的故障就会显示不同的数字，这也方便了 人们对发生故障的地方进行检测，减轻了工作的量度，在某些方面来说也是一 种比较先进的技术。 全套图纸加扣 3012250582 14 采用了这些安全保护措施，使得高空作业平台在工作时的安全更加的可靠。 图3-1 电气控制总图 3.23.2 控制过程控制过程 由总的控制电路图3-1可知无论是采用那种控制方式，钥匙开关 SBO，将下 车控制面板的急停蘑菇头开关与上车控制器的急停蘑菇头开关均打开，此时电 源指示灯 FB4与通讯指示灯 FB5均保持明亮的状态。 3.2.1 上车控制过程 当工作人员位于作业平台上时，使用上车控制器来对作业平台进行操作， 由图3-2可知，当按下SA1和SA2时，通过PC控制器使电动机开始转动，带动电磁 阀SV1-1开始运作，同时FB2指示灯开始亮，使液压泵开始吸油，从而驱动作业 平台的两个前轮从而使作业平台实现向左转动，当按下SA1和SA3时，电动机开 始反转，带动电磁阀SV1-2开始运作，同时FB2指示灯保持亮的状态，液压泵开 始吸油，驱动两个前驱动轮使作业平台开始向右转动。 在此过程中BR2提示喇叭一直发出响声，以提示工作人员和周围的人员，保 证工作的安全进行。 要实现作业平台的行走功能时，按下SA1和SA6按钮，通过PC控制器使电动 全套图纸加扣 3012250582 15 机正转，带动电磁阀SV3开始运作，此时FB3指示灯保持明亮的状态，液压泵开 始吸油，从而驱使作业平台的驱动轮使其向前运动，当按下SA1和SA7时，通过 PC控制器使电动机反转，带动电磁阀SV5开始运作，此时FB3指示灯保持明亮的 状态，液压泵开始吸油，使作业平台开始向后运动。 在作业平台行走的过程中，不能对升降平台进行升降，并且在升降平台生 气地时候，不能够快速行驶，这些都是受到洼坑限位的控制，在升降平台运行 的过程中当碰到人员时可以按动手动喇叭BR1以对其进行提醒，在其行走的过程 中警示喇叭会不停的发出声音，这些都是为了保证早高空作业平台工作时保证 工作人员和周围人员安全的措施，这些都是非常重要的，也是不可以忽略的。 当高空作业平台行走至工作地点时，要将平台升降到一定的高度以把工作 人员送到不同高度的工作场地，当按下SA1和SA6按钮时，通过PC控制器控制， 使电动机开始运转，此时电磁阀SV2打开，此时FB1指示灯一直保持明亮的状态， 液压缸开始实现吸油，使液压缸在压力的作用下开始托着平台向上运动，到达 指定位置时松开手柄时就可以开始工作了，当完成工作时通过电磁阀SV1对液压 缸进行卸荷，不需要启动电动机就可以使升降平台降下来。 图3-2 上车控制器接线原理图 全套图纸加扣 3012250582 16 当需要起升升降平台时，将 SB1打到1或2的位置，一直得按着这个按钮就 可以实现平台的升降，此时相应的电磁阀就会开始启动，通过液压马达实现吸 油，液压缸开始托着平台向上运动，当需要降下平台时，通过液压阀实现卸荷 使平台下降。 3.2.2 下车控制过程 下车控制是通过控制面板上的各个元件进行控制，相对于上车控制器来说 下车控制比较简单，因为下车控制只能实现升降平台的升降，不能实现其行走 和转向。 在起升和下降的过程中，当平台刚上升到不高的位置时，由于洼坑限位的 作用会停一下，此时需要松开SB1按钮，再重新将其按下就可以实现升降了，这 是为了提醒人们作业平台在运作，要注意安全。 图3-3 下车控制器接线原理图 3.33.3 电器元件的选择电器元件的选择 电器是根据外界特定的信号与要求，自动或者是手动断开电路，断续或是 连续改变电路的参数，实现对电路或非电对象的切换，控制，保护，检测，变 全套图纸加扣 3012250582 17 换和调节的电气设备。 3.3.1 断路器的选择 低压断路器用途广泛，它不仅用于主干路，支路，电路末端等作线路（电 缆，电信）及电气设备的不频繁的合分和过载，断路，欠压等故障的保护，还 应用于各种负载，如照明回路，电热回路，电动机回路，可控硅整流回路，电 容器回路等的单独使用和保护，负载的性质不同，选用断路器的额定电流和保 护特性也有差异。低压短路器是由操作机构，触点，保护装置，灭弧系统组成。 对于10米剪叉式高空作业平台在最大负载的情况下，电动机启动时电流相 对较大，加上控制电路上的电流选择一个32Ade施耐德C65N的断路器，它属于高 分断小型断路器，适用于交流50HZ，额定电流不超过63A的照明配电系统和电动 机的保护，作为线路过载和短路保护的作用，它的体积小，分断能力高 （6000A） ，也通常用在不频繁启动的电器和照明电路，它具有外形美观，重量 轻，性能优良可靠，分断能力较高，脱扣迅速等优点，壳体和部件采用高阻燃 耐冲击塑料，机械强度高，性能好，使用寿命长，因此采用此种断路器。 图3.4 C65N 32A 型号断路器 3.3.2 中间继电器的选择 中间继电器在控制电路中主要用来传递信号，扩大信号功率以及将一个输 入信号变为多个输出信号，它的触点具有一定的带负载的能力，当负载容量比 较小时，可以用来替代小型的继电器使用，它还可以增加接点数目和接点容量， 全套图纸加扣 3012250582 18 转换接点的类型，用作开关，转换电压，消除电路中的干扰，因此在电路中常 常需要中间继电器。 该作业平台的继电器是在电路中起到保护的作用，选用 HG4185 型号的中 间继电器。 图3.5 HG4185型号灵敏型中间继电器 3.3.3 熔断器的选择 熔断器是在低压配电系统和电力拖动中起过载和短路保护作用的电器，当 流过熔断器的电流大于规定值时，其自身产生的热量使熔体熔断，从而实现过 载和短路保护。熔断器具有结构简单，体积小，重量轻，使用维修方便，价格 低廉，分断能力高，限流能力良好等优点，因此在弱电 强电系统中都的到了广 泛的应用。 熔断器是由熔体和安装熔体的绝缘底座等部分组成的，熔体是熔断器的核 心部分，形状常制成丝状或者是网状，熔断器使用时串联在被保护的电路中， 当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不会熔化，当电路发生短 路或者是严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔 体的熔点时，熔体熔化，自动切断电路，从而达到过载和短路保护的目的。 本作业平台选用的是 FUSE 型号的熔断器，由熔体额定电流经验公式，对于 用于总电路上的 FU1所承受的电流大，选用一个800A 的熔断器，而对于支路上 起保护作用的 FU2来讲，选用一个大于其额定电流就可，即选用一个20A 的熔断 器。 全套图纸加扣 3012250582 19 图3.6 FUSE 型号熔断器 3.3.4 连接器的选择 连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。 另 一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性 （durability）指标。它是以一次啮合、分离为一个循环，以在规定的啮合、 分离循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。 机械性能就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力 和拔出力（拔出力亦称分离力） ，两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插 入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插 入力 LIF 和无插入力 ZIF 的结构） ，而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。 连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量 （滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。 根据每个电缆连接所需要的插头个数，选用2针，3针，5针的连接器，使用 连接器在做的时候比较麻烦，如果不小心就容易将对应的弄反，但是相对于买 家来说，当电缆出现问题时，只要把连接器取下，再重新整理一下就好了，相 对来说就方便很多，这也是该升降平台的一个优势，以汽车电池为例，假定电 池电缆被固定焊牢在电池上，汽车生产厂为安装电池就增加了工作量，增加了 生产时间和成本。电池损坏需要更换时，还要将汽车送到维修站，脱焊拆除旧 的，再焊上新的，为此要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦， 从商店买个新电池，断开连接器，拆除旧电池，装上新电池，重新接通连接器 就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、 更灵活，降低了生产和维护成本。 全套图纸加扣 3012250582 20 图3.7 电缆连接器 3.3.5 电源连接器 根据电源电压24V 和最大电流选择2针的160A 150V 的电源连接器。 图3.8 电源连接器 3.3.6 充电插座的选择和插头选择 由于该种设备为载人，载物的一种设备，对于安全要求较高，因此选用军 用标准的，欧式充电插座，这种插座在防水，防尘，耐寒，耐热等方面比其他 的要好很多，因此选用这种插头和插座。 全套图纸加扣 3012250582 21 图3.9 欧式插头与插座 3.3.7 喇叭的选择 根据国际标准要求，升降平台上运用的喇叭的分贝至少要达到90以上，以使 在嘈杂的工作环境中可以提醒操作人员和周围的人群，以保证安全的进行各项 工作，保证人员的人身安全，因此对于手动喇叭选用汽车专用的蜗牛喇叭，而 对于警示喇叭选用声音响亮，中间停顿的塑壳喇叭。 图3.10 蜗牛喇叭与塑壳喇叭 3.3.8 急停开关的选择 根据起重机行业与特种设备的要求标准，采用蘑菇头式的急停开关，适用急 停开关使机器在任何情况下，立即停止动作，在有突情况时，立即停止机器， 以防止造成不必要的伤亡，或者是防止伤害扩大，因此在机械类的设备中，急 停开关是必不可少的。 全套图纸加扣 3012250582 22 图3.11 急停蘑菇头开关 3.3.9 上车控制器的选择 根据威海三泰提供的直流电动机控制器，相应的采用其提供的上车控制器。 图3.12 上车控制器 3.3.10 直流接触器的选择 接触器是一种自动的电磁式电器，使用于远距离频繁接通或断开交直流主 电路及大容量控制电路，其主要控制对象是电动机，也可以用于控制其它的负 载，如电焊机，电容器，电阻炉等。它不仅能实现远距离自动操作和欠压释放 保护及零电压保护功能，而且控制容量大，工作可靠操作频率高，使用寿命长 等特点，常用的接触器分为交流接触器和直流接触器，而本设计所选用的是直 流接触器。 由于整个高空作业平台的电器控制选用的是直流电源对其整个进行控制， 因此选用一种24V 直流接触器。直流接触器如下图： 图3.12 直流接触器 3.3.11 蓄电池的选择 全套图纸加扣 3012250582 23 对于该种类型的高空作业平台，属于自行式的，需要使用蓄电池对其提供 动力源，蓄电池的使用寿命长，高倍率的放电性能比较好，自放电低，维护比 较简单，安全性能高，安装简单，而且环保，因此选用 T-105型号的蓄电池4块， 它是由美国 trojan 公司生产的蓄电池。 图3.14 T-105型号蓄电池 3.3.12 电量表的选择 电量表示依靠蓄电池放电曲线来计算剩余电量，用这种方法计算的电量表示 一种非常精确的电量表，其具备很高的精确性，准确性，为客户的使用带来了 很大的方便，升降平台上安装电量表可以随时让操作人员了解蓄电池的电量多 少，可以避免由于不知道电量的多少而给工作带来的不便，也可以避免工作