折叠臂式高空作业车的设计
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折叠臂式高空作业车的设计说明书.doc
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液压马达齿轮.dwg
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轴承.dwg
高空作业车作业示意图.dwg
高空作业车总装图.dwg
目 录
摘要Ⅰ
AbstractⅡ
第1章 绪论1
1.1 引言1
1.2 国内外高空作业车的现状1
1.2.1 国内的现状2
1.2.2 国外的现状2
1.3 研究方向2
1.4 高空作业车的组成3
1.4.1 工作机构3
1.4.2 金属机构4
1.4.3 动力装置4
1.4.4 控制系统5
第2章 高空作业车方案的确定6
2.1 动力传动的方案确定6
2.2 底盘的确定7
2.3 举升机构的方案确定8
2.4 回转机构的方案确定8
2.5 作业平台及调平机构的方案确定9
第3章 高空作业车工作装置的设计13
3.1 回转机构的设计13
3.1.1回转支承当量负荷的计算13
3.1.2回转支承与转台骨架之间螺栓组的强度校核15
3.1.3回转支承负荷能力计算15
3.1.4回转齿轮强度校核16
3.2 举升机构的设计17
3.2.1确定上臂和下臂的长度17
3.2.2确定上臂上的铰点19
3.2.3确定下臂上的铰点19
3.2.4下臂和上臂的主要尺寸和结构20
3.2.5下臂和上臂的受力分析及强度校核22
3.3 调平机构的设计26
3.3.1 直线角位移传感开关工作原理27
3.3.2 开关阀调平电路的设计27
第4章 高空作业车液压系统设计29
4.1高空作业车的液压系统设计29
4.2上臂液压缸的设计31
4.3下臂液压缸的设计32
4.4液压泵的选择34
4.5液压元件的选择35
4.6管道尺寸的确定36
4.7油箱容量的确定37
第5章 高空作业车的操作方法及使用说明38
结 论40
参考文献41
致 谢42
摘 要
随着世界经济的大繁荣，各个行业都起了翻天覆地的改变，尤其最近几十年以来，世界各国都改变了自己的面貌，无论是在外表还是在社会内层。在这其间，社会的建设少不了各种机械，而在这些机械中，高空作业车的重要性不言而寓。
高空作业车之所以发挥着如此大的作用，跟其自身的特点是分不开的。高空作业车其结构紧凑、传递平稳、操作轻便、举升高，易于实现自动化控制；同时还具有机动灵活、转移速度快的特点。它特别适于从事消防、抢险救灾、施工、安装、维护等工作，广泛应用在电力、摄影、建筑、市政、机场、工厂、园林、住宅等场所。因此，近年来高空作业车发展很迅速，一举成了市政及其他部门主要的高空作业机械。高空作业车是由升降台和汽车配套改装的高空作业设备。其升降台利用车辆的直流电及引擎动力驱动升降。车辆本身具有行走功能，使得升降台有更好的灵活性和机动性，提高了高空作业的工作效率，能适应区域范围广、流动性大的高空作业。目前最高的达到了70多米。功能上也增加不少，比如增加照明设施，在载人的基础上增加了起重机的功能等。
关键词：高空作业；机械；应用广泛；汽车配套改装。
AbstractAs the world economic prosperity, the each industry has changed turn the world upside down, especially in recent years, all countries in the world have changed their appearance, whether in appearance or in social layer. In the meantime, social construction indispensable to all kinds of machinery, in the machinery, high-altitude vehicles and the importance of the house.
Aerial vehicles can play such a large role, with its own characteristics are inseparable. Aerial vehicle has the advantages of compact structure, smooth transmission, convenient operation, high lift, it is easy to realize automatic control; at the same time also has the advantages of flexibility and mobility, transfer speed. It is especially suitable for engaged in fire, rescue, construction, installation, maintenance and other work, widely used in electric power, photography, architecture, municipal, airport, factory, gardens, residential and other places. Therefore, in recent years, high-altitude operation car development is very rapid, with one action became municipal and other departments of the main aerial work machinery.
Aerial vehicle is composed of lifting platform and automobile accessory adapted to high-altitude operations equipment. The lifting platform with a vehicle and engine power DC drive lifting. The vehicle itself with the walking function, makes the lift table has better flexibility and mobility, improves the operation efficiency, can adapt to a wide range of areas, the mobility of the high-altitude operation. At present, the highest reached more than 70 meters. The function also increased many, such as increased lighting facilities, in the manned on the basis of an increase of crane function
Key words: High altitude operation; machinery; ap
我们采用的是EQ1101GLJ2底盘，取力器的离合采用推拉软轴控制。工作机构手柄分布在驾驶室。具体参数见表2-1。
表2-1 本系统高空作业车底盘参数
项目 单位 参数
底盘型号 EQ1101GLJ2
总质量
4100
额定载质量 Kg
kg 420
整备质量 kg 3485
车辆长宽高 Mm
6700×1500×2550
轴距 mm 3360
接近角/离去角 ° 23/14
发动机 ? 东风康明斯柴油环保发动机 EQB160-20
排量/功率 ml/PS 3298 / 80
最高车速 km/h 80
2.3举升机构的方案确定
高空作业车按工作臂的型式，有四种基本型式，分别为：垂直升降式、
高空作业车是由升降台和汽车配套改装的高空作业设备。其升降台利用车辆的直流电及引擎动力驱动升降。车辆本身具有行走功能，使得升降台有更好的灵活性和机动性，提高了高空作业的工作效率，能适应区域范围广、流动性大的高空作业。目前最高的达到了70多米。功能上也增加不少，比如增加照明设施，在载人的基础上增加了起重机的功能等。
自行式高空作业平台的动力来源为发动机和外部电源，和车载式高空作业平台相比不能长途行走，只能在固定区域内使用。和牵引车式高空作业平台相比，自行式高空作业平台具有自动行走的功能，移动不需要外部动力源，方便，快捷。其体积小可以在室内和狭窄地区使用。
牵引式高空作业平台的臂型结构与车载式类似，作业范围广、配合牵引车可以长距离连续使用，由于体积较大适合在相对空旷的环境下作业。底盘结构分为支腿型和无支腿型2种，支腿型的整机质量相对较小，无支腿型则需要在底盘上增加一定数量的配重，所以整机重量大。底盘结构比自行式高空作业车简单，无发动机和自动转功能。
由于高空作业设备向着功能全，作业范围大、起升高度高、载重量大的趋势发展，因此我这次毕业设计是设计高空作业车的工作装置。
1.4高空作业车组成
高空作业车正常进行作业，需要工作机构、金属结构、动力装置与控制系统四部分。这四个部分的组成及其作用分述如下：
1.4.1工作机构
工作机构是为实现高空作业车不同的运动要求而设置的。高空作业车一般设有变幅机构、回转机构、平衡机构和行走机构。依靠变幅机构和回转机构实现载人工作斗在两个水平和垂直方向的移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角保持不变，依靠行走机构实现转移工作场所。高空作业车变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。变幅机构扩大了高空车的作业范围，由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。高空作业车变幅机构一般采用液压油缸变幅。高空作业车的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分（一般指下车部分或非回转部分）做相对的旋转运动称为回转。为实现高空作业车的回转运动而设置的机构称为回转机构。它是由液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮上，小齿轮既作自转又作沿着定在底架上的回转支承大齿圈公转，从而带动整个上车部分回转。有了回转运动，从而使高空作业车从面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。高空作业车在工作臂起伏时，工作斗与水平面夹角必须保持相对稳定，才能保证工作人员正常工作。平衡机构就是为了实现这一功能。对于伸缩臂或混合臂型式的高空作业车，通常有自重平衡、液压伺服缸平衡、电液平衡几种方式。
高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。
1.4.2金属结构
工作臂、回转平台、副车架（车架大梁，门架、支腿等）金属结构是高空作业车的重要组成部分。高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的。金属结构是高空作业车的骨架。它承受高空作业车的自重以及作业时的各种外载荷。组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量的一半以上，耗钢量大。因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作业性能，节约钢材，提高高空车的可靠性都有重要意义。
1.4.3动力装置
动力装置是高空作业车的动力源。由于高空作业车采用汽车底盘作为行走机构，通常不再另外设置动力源，而是直接采用汽车底盘发动机作为整车的动力源。高空作业装置需要的功率不大，一般约10~20kw，而载重汽车底盘发动机的功率根据载重量不同从50kw一直到150kw以上，且高空作业装置工作时不允许底盘行驶，因此底盘发动机的动力足以保证高空作业装置工作。因为高空作业装置需要功率不大，通常高空作业车采用变速箱取力方式，通过安装在底盘变速箱侧面的取力器取出发动机的动力，并驱动液压油泵向高空作业装置供油。取力系统中还设置控制装置，在底盘行驶时，取力器没有输出，液压油泵不工作，需要进行高空作业时，取力器输出，油泵工作。
1.4.4控制系统
高空作业车控制系统是解决各机构怎样运动的问题。如动力传递的方向，各机构运动速度的快慢，以及使机构启动停止等。控制系统包括操纵装置、执行元件和安全装置。当今的高空作业车全部采用电气液压操纵，因此控制装置包括各种液压操作阀，电控装置等，以实现机构的起动、调速、换向、制动和停止。执行元件包括变幅用的液压油缸、回转马达、油泵等，用来推动结构件实现动作。安全装置包括各种传感器、行程开关、报警器、液压锁止阀，用来检测危险工况，保证工作安全。
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