折叠臂式高空作业车设计

海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 1 第 1 章 绪 论 1 1 前言 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 我国高空作业车技术的研究与国外先进水平相比还有一定的差距 还 具有很大的研究空间 我们应该加大力度的研究此方面以拉近我国与国外 的差距 同时 通过此次毕业设计 我可以将自己以前所学运用到设计中 来 锻炼自己的动手能力和运用知识的综合能力 对我各个方面的提高将 会起到很大的作用 是一次锻炼自己的很好的机会 1 2 国内外研究状况 1 2 1 国内现状 部分企业技术创新能力较差 部分企业不重视产品的更新和新产品的 开发 产品几十年一贯制 品种规格单一 市场经营范围窄 使企业产品 产量逐年下降 企业效益差 近几年 国外高空作业机械产品纷纷进入国 内 如芬兰 BRONTO 公司 美国的 JLG GENIN UP RIGHT SNORKEI SKYJACK 等公司以及英国 意人利 丹麦的一些著名公司在国 内都相继设立了办事机构 而且在大高度产品和特殊产品中仍然占有国内 主要市场 如高空绝缘作业车 蜘蛛式大高度作业平台 自行式高空作业 平台等 这些进口产品性能好 外观美 价格与国内产品相差不多 具有 很强的竞争力 缺乏高空作业车的专用底盘 高空作业车是由汽车底盘改装而成的 属于工程车辆范畴 长期处于重载状态 行驶距离短 车速慢 使用频率 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 2 不高 为便于在各种街道行驶 要求体积小 轴距短 又因其重心高 要 求底盘大梁低 使用的底盘与一般货车底盘有所不同 在汽车人梁两侧应 力集中处都进行了加强 发动机功率比一般货车大 轮胎小而载荷大 部 分底盘大梁前高后低 其它部分也作了适当的改进 我国到目前为止还没 有高空作业车专用底盘 只能选择一般货车底盘 由于选择范围比较窄 给设计 选型带来许多困难 同样高度的高空作业车底盘往往比国外产品 的底盘大一个档次 造成车身宽 轴距长 使整车外型又大又高 行驶也 不灵活 专一业化生产水平低的小作坊式企业较多 国内大部分企业以自主生产 为主 专一业化生产水平很低 工艺落后 劳动生产率低 一些小公司 小作坊式企业纷纷生产高空作业机械 如在江苏 广东等地 一个地区就 有数十家企业 这些小企业的产品产量少 质量差 价格低 严重冲击和 影响着正常的市场销售 1 2 2 国外现状 高空作业车在世界上已有近四十年的发展历史 发展非常迅速 随着 世界整体工业水平及电子技术的大发展 技术水平提高很快 工业发达国 家一般都有专门的研发机构 并且拥有很大的跨国公司和集团总营或兼营 高空作业车 并形成了大批的配套件生产厂家 现已形成了一个完整的专 业产品生产 研发体系 如美国的 CROVE 格洛夫 GENIE 吉尼 英 国的 COLES 西蒙 意大利的 RICO 利高 芬兰的 BRONTO 布朗 托 公司等 并且它们各有侧重 如 BRONTO 侧重于高空消防车系列 COLES 侧重于车载高空作业平台等 高空作业车发展到现在 其作业高度最高已 达到 72 米 BRONTO 公司生产 不仅在作业高度上取得了很大的发展 综合现代工业水平的发展和应用 高空作业车在各方面都取得了巨大的发 展 可靠性 安全性 舒适性 操作的方便 简单直接性等方面都有较大 提高 由于电子计算机的普和发展 机 电 液一体化研究的进展 机械 设计中更多地融入电子技术 国外各大公司竞相采用电脑 电子 操作系 统 提高整机性能 减少整机液压元件的使用 降低整机体积及重量 提 高操控的灵敏度 使机 电 液一体化的高空作业车的应用渐趋完善和成 熟 1 3 研究方向 课题开题之前 我查找大量的资料 发现高空作业设备主要有高空作 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 3 业车 如图 1 1 高空作业平台 如图 1 2 高空作业平台又分为自行式 高空作业平台和牵引式高空作业平台 图 1 1 高空作业车 图 1 2 高空作业平台 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 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 4 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 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 5 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 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 6 第 2 章 高空作业车方案的确定 2 1 动力传动的方案确定 动力传动装置包括高空作业车各工作装置的动力传动部分 其要求有 对作业功能 在规定的载荷范围内 不论载荷大小 要求动力传动装置具 有稳定的工作转速 在同一作业循环内 工作装置的回转机构 举升机构 等是正向和逆向运动交替进行的 因此 要求能适应运动方向的不断改变 在作业过程中 各工作装置的工作速度应能随作业进度及时调整 且调速 范围大 如举升机构需要有很低的微动速度 动力传动有以下几种型式 内然机 机械传动 这种传动方式仅在用途单一的高空作业车上使用 如用于电力设施维 修的垂直升降式高空作业车多采用这种型式 动力源为汽车发动机 动力 经变速器传出后 还要经分动器 离合器 减速器 卷扬机 滑轮以及钢 丝绳等传递到工作装置 传动路线长 结构较复杂 电力 机械传动 这种传动方式是利用外接电源或车载电源 蓄电池 通过电动机将电 能转变成机械能 再经机械传动装置将动力传递到各工作装置 由于电动 机具有可逆转性和在较大转速范围内实现无级调速等特点 并且各机构可 由独立的电机驱动 简化了传动和操纵机构 而且噪声小 污染少 适用 在外接电源方便或流动性不大的场地作业 内燃机 电力传动 这种传动力方式的路线是汽车发动机一发电机一电动机 然后带动各 工作装置运转 其优点是利用直流电动机的优良工作特性 使高空作业车 获得好的作业性能 但这套传动装置质量较大 价格昂贵 内燃机 液压传动 大部分高空作业车都采用这种传动方式 它可充分利用液压传动的优 点 简化传动结构 并且易于实现无级调速和运动方向的变换 传动平稳 操作简单 方便 省力 能防止过载 液压传动的动力来自汽车发动机变 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 7 速器通过取力器所输出的动力 也有通过分动器的 通用汽车底盘汽车变 速器有左取力口 右取力口和上取力口 高空作业车根据选用汽车底盘的 取力口来安装取力器 取力器有手动与气动两种操控方式 取力器及油泵 连接座 传动轴组成取力装置 取力装置如图 2 1 所示 2 1 取力装置 综上所述 我采用内燃机 液压传动的动力传动方案 2 2 底盘确定 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 kg3485 车辆长宽高 Mm 6700 1500 2550 轴距 mm3360 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 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 8 排量 功率 ml PS3298 80 最高车速 km h80 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 折叠臂式 伸缩臂式和混合臂式 垂直升降式高空作业车的升降机构只能在垂直方向上进行运动 它的 主要特点是结构简单 承载能力强 但作业范围小 作业高度低 这种结 构型式应用比较少 折叠臂式高空作业车工作臂之间的连接全部采用铰接型式 所以国外 又把它叫做铰接式高空作业车 折叠臂高空作业车结构适合于较低作业高 度的车型 如要加大作业高度 必然要增加臂长或增加工作臂数量 增加 臂长会使作业车体积庞大 降低灵活性 增加工作臂数量会造成操作繁琐 安全性降低 并且使设计过程复杂化 伸缩臂式的高空作业车在行驶状态时 工作臂缩回套叠 工作时伸出 可以有效增大作业高度 同时具有工作效率高 操作简单 动作平稳等特 点 混合臂式高空作业车工作臂之间既有铰接 也有伸缩 是折叠式和伸 缩臂式高空作业车的结合 它综合了两种结构型式的优点 工作性能最好 但结构也最为复杂 根据以上叙述 由于我设计的高空作业车作业高度不高 因此 我采此处删减 NNNNNNNNNNNNNNNN 字 需要整套设计请联系 q 99872184 可得 F 63771N 求 O 点支点反力 据 0 y F 12 sin0 Ry FaFGG 可得 12309 Ry FN 据 0 x F cos0 Rx FaF 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 9 可得 59127 Rx FN 根据支点反力可以画出弯矩图和轴力图 图 3 11 弯矩图 图 3 12 轴力图 从图 3 11 和图 3 12 可知 在 C 截面上臂受力最大 须选择 C 截面进 行强度校核 C 截面的抗弯截面系数 3333 43 0 21 0 210 19 0 19 5 09 10 66 0 21 BHbh Wm H C 截面的面积 2 0 21 0 21 0 19 0 190 008ABHbhm C 截面的最大应力 6 max max 4 5912722156 50 9 1050 9 0 0085 09 10 N a FM PMPa AW 因此 上臂的强度符合要求 max 2 再分析下臂 分析时需对上臂进行简化为力学模型如下图 从图中可以看出上臂受弯矩 和拉伸的组合变形 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 10 图 3 13 下臂力学模型图 为了方便画弯矩图和轴力图还须将图 3 13 旋转为水平状态 如下图 图 3 14 下臂力学模型图 根据三角形的正弦定理先求出 b 0 6151 5 sinsin 18080bb 解得 15 b 求 0 F 据 0 A M 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 11 30 5 4sin80 2 7sin105 4sin10 4 8cos12 1 5sin0 RxRy FGFFbF 可得 0 56590FN 求 A 点支点反力 据 0 y F 03 sinsin10cos10 sin10 cos12 0 AyRxRy FbFGFFF 可得 18360 Ay FN 据 0 x F 03 coscos10sin10 cos10 sin12 0 AxRxRy FbFGFFF 可得 75716 Ax FN 根据支点反力可以画出弯矩图和轴力图 图 3 15 弯矩图 图 3 16 轴力图 从图 3 15 和图 3 16 可知 B C D 截面下臂受力都较大 须分别求 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 12 出 B C D 截面的应力 取较大值进行强度校核 B C D 截面的抗弯截面系数 3333 43 0 25 0 250 21 0 21 13 1 10 66 0 25 BHbh Wm H B C D 截面的面积 2 0 25 0 250 21 0 210 0184ABHbhm B 截面的最大应力 6 4 2105431996 25 6 1025 6 0 018413 1 10 BB Ba FM PMPa AW C 截面的最大应力 6 4 1140336221 28 3 1028 3 0 018413 1 10 CC Ca FM PMPa AW D 截面的最大应力 6 4 7571627540 25 1 1025 1 0 018413 1 10 DD Da FM PMPa AW 因此 下臂的最大应力在 C 截面 max 28 3 C MPa 由于 因此 上臂的强度符合要求 max 3 3 调平机构的设计 作业平台电控调平系统的特点是所有环节均可设在平台上 调平机构 简单 使调平的可靠性进一步提高 特别是对于臂架结构复杂 作业高度 较高的作业平台 更能显出其优势 电控调平系统组成参见图3 17 在这 一系统中 从实用的角度出发 电液换向阀可选用开关阀或比例阀 这两 种阀的抗油液污染能力较强 本系统选用开关阀 角位移传感单元是角位 移传感开关 放大器就是开关控制电路 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 13 图3 17 电控调平系统框图 3 3 1 直线角位移传感开关工作原理 图3 18所示是由微动开关组成的直线角位移传感开关示意图 在重力 的作用下 重锤使摆杆保持垂直 摆轮不动 当所测平面倾斜时 调平开 关l与摆轮的位置发生变化 使远离摆杆的调平开关动作 发出开关量电 信号 改变开关在摆轮圆周上的位置 就可以改变动作角度 重锤应有足 够的重量 以保证开关可靠动作 1 摆轮 摆杆及重锤 2 调平开关 3 螺栓 4 销轴 图3 18 直线角位移传感开关 3 3 2 开关阀调平电路的设计 图3 19所示是微动开关控制的调平电路 XK1 和XK2 就是图2中的调 平开关 当平台向里倾斜且达到规定的角度时 XK2闭合 继电器YV2得电 开关阀 外侧 线圈得电 随即开始调平 调平结束后 电路恢复图示状 态 当平台向外侧倾斜时亦然 若微动开关触点容量足够 可将继电器及 其续流二极管省去 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 14 图3 19 作业平台 开关阀 调平电路 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 15 第 4 章 高空作业车液压系统设计 4 1 高空作业车的液压系统设计 我此次设计的高空作业车行驶部分为机械传动 其他工作机构均为液 压传动 原动机为底盘发动机 其液压系统原理如图 4 1 所示 该液压系 统为开式变量系统 分为油源 下车油路 上车油路三大部分 动力源为 油泵排出的压力油 可按需要分别单独给下车油路或上车油路供油 图 4 1 高空作业车液压原理图 1 调平油缸 2 支腿水平油缸 3 支腿垂直油缸 4 液压锁 5 下臂油缸 6 上臂 油缸 7 平衡阀 8 回转马达 9 梭阀 10 安全阀 11 上车多路阀 12 双联叶片泵 13 过滤器 14 溢流阀 15 下车多路阀 16 压力表 17 三位四通电磁阀 下车油路为支腿油路 由支腿操纵阀 支腿水平伸缩油缸 支腿垂直 升降油缸组成 支腿操纵阀采用一个先导式溢流阀 安全阀 一个三位六 通换向阀 选择阀 弹簧复位 和四个三位四通换向阀 操纵阀 弹簧复位 组成 泵开启 当选择阀操纵杆处于中位时 压力油从 P 口进 经选择阀 V 口进入上车油路 支腿动作时 首先可分别或同时操控操纵阀 操纵阀 都处于下位 再操控选择阀也处于下位 支腿水平伸缩油缸同时伸出 反 之 则缩回 同理 操纵阀都处于上位 再操控选择阀处于下位 支腿垂 直升降油缸伸出 反之 则缩回 单独调整某支腿水平伸缩油缸或支腿垂 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 16 直升降油缸 只需操控其对应的操纵阀杆处于相应位置 再操控选择阀杆 即可 支腿油路工作时 支腿伸出 应先伸出支腿水平伸缩油缸 后伸出支 腿垂直升降油缸 支腿缩回 应先收支腿垂直升降油缸 再收支腿水平伸 缩油缸 支腿伸缩完毕 选择阀杆必须回复中位 支腿垂直升降油缸上都安装了液压锁 它能使支腿垂直升降油缸在任 意位置停留并锁紧 其结构和原理如图 4 2 所示 支腿锁由阀体 两个带外伸杆的控制活塞和一对锥阀式单向阀组成 油口 A B 接通换向阀的压力油口和回油口 油口 C D 接通支腿垂直升降 油缸的无杆腔和有杆腔 当操控换向阀时 压力油从 B 口进入支腿锁 打 开左单向阀 从 D 口进入支腿垂直升降油缸无杆腔 同时通过控制活塞打 开右单向阀 使支腿垂直升降泊缸有杆腔油流从 C 口通过 A 口接通回油 活塞杆伸出 反之 活塞杆缩回 图 4 2 液压锁 阀恢复中位时 单向阀复位 封闭油路 支腿垂直升降油缸上的载荷越 大 锁紧程度越高 可靠地防止了活塞杆自动缩回 同时也能防止高空作 业车行驶或停放时 支腿自动下落 上车油路包括变幅 下臂伸缩 上臂伸缩回转 工作斗调平等基本油 路 各油路的供油 换向 停止都分别由对应的换向阀操控 换向阀内设 溢流阀 换向阀为手控 变幅 下臂伸缩 上臂 上臂伸缩油路通常是由油缸来完成所规定的 动作 操控其对应的换向阀阀杆 油道连通 油泵排出的压力油打开平衡 阀的单向阀进入油缸无杆腔 使臂起 伸 折 油缸回油经另 油道流回 油箱 反向操控 则压力油进入油缸有杆腔 使臂 落 缩 叠 变幅 伸缩 折叠油路都必须装设平衡阀 平衡阀由单向阀与溢流阀组 合而成 变幅 伸缩 折叠油缸在下降的过程中 由于载荷或白重力的作 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 17 用 速度越来越快 以致失控 为可靠地控制下降速度 必须采取限速措 施 加装平衡阀 回转油路由液压马达来执行回转工况 马达装有平衡限速 制动缓冲和 补油等综合机能的双向缓冲阀 双向缓冲阀从相反的方向并联在液压马达 的进出油路上 在制动过程中 当一侧油路过载 而另一侧油路产生负压 时 相应的缓冲阀立即打开 形成短路 使进回油路自行循环 防止了液 压马达回油路压力突然升高带来的冲击和进油路因负压产生的汽蚀现象 回转油路上还装设有梭阀 以控制制动器的离合 4 2 上臂液压缸的设计 根据运动要求 确定下臂液压缸为双作用单杆活塞液压缸 选择液压缸 安装方式采用耳环型 当高空作业车下臂伸到最高位置 上臂处于水平位置时 上臂液压缸受 最大负载 根据上章知液压缸活塞杆上的最大外部载荷63771 W FN 则 63771 69316 0 92 W m F FNN 式中 液压缸机械效率 一般取 0 90 0 95 此处取 m 0 92 m 计算液压缸主要结构尺寸 一般情况下 液压缸在受压状态下工作 其活塞面积为 22 1 1 FP A A P 式中 液压缸无杆腔活塞有效作用面积为 2 1 4 AD 2 m 液压缸有杆腔活塞有效作用面积为 2 2 4 Ad 2 m 液压缸工作腔压力 按 机械设计手册 表 23 4 3 取 16 1 P Pa MPa 液压缸回油腔压力 即背压力 根据系统工作情况并参照 2 P Pa 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 18 机械设计手册 表 23 4 4 选取 0 5 2 PMPa D 活塞直径 m d 活塞杆直径 m 令并参照 机械设计手册 表 23 4 5 选取 0 7 则 d D d D 2 12 4 1 F D PP 26 4 69316 3 14 160 5 1 0 7 10 m 75mm 按 机械设计手册 表 23 4 7 取标准值 80Dmm 则 80 0 756dDmmmm 按 机械设计手册 表 23 4 7 取标准值 55dmm 假设下臂液压缸无杆腔活塞运动速度 1 0 02m s 则液压缸工作时所需流量 qA 2 4 D 263 3 14 800 02 60 1010min 4 L 6 029minL 取 支腿完全伸出所需时间800smm 3 1 800 10 40 0 02 s tss v 4 3 下臂液压缸的设计 根据运动要求 参照 机械设计手册 表 23 6 39 确定下臂液压缸 为双作用单杆活塞液压缸 按照 机械设计手册 表 23 6 40 选择液压 缸安装方式采用耳环型 当高空作业车下臂水平 上臂处于最大角度时 下臂液压缸受最大负 载 其受力简图如下图所示 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 19 图 4 3 求下臂液压缸负载图 据 0 O M 01 5 42 71 5sin150 W GGF 可得液压缸活塞杆上的最大外部载荷233398 W FN 则 233398 263693 0 92 W m F FNN 式中 液压缸机械效率 一般取 0 90 0 95 此处取 m 0 92 m 计算液压缸主要结构尺寸 一般情况下 液压缸在受压状态下工作 其活塞面积为 22 1 1 FP A A P 式中 液压缸无杆腔活塞有效作用面积为 2 1 4 AD 2 m 液压缸有杆腔活塞有效作用面积为 2 2 4 Ad 2 m 液压缸工作腔压力 取 16 1 P PaMPa 液压缸回油腔压力 即背压力 根据系统工作情况选取 2 P Pa 0 5 2 PMPa D 活塞直径 m d 活塞杆直径 m 令选取 0 7 则 d D d D 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 20 2 12 4 1 F D PP 26 4 253693 3 14 160 5 1 0 7 10 m 143mm 按 机械设计手册 表 23 4 7 取标准值 140Dmm 则 140 0 798dDmmmm 按 机械设计手册 表 23 4 7 取标准值 100dmm 假设下臂液压缸无杆腔活塞运动速度 1 0 02m s 则液压缸工作时所需流量 qA 2 4 D 263 3 14 1400 02 60 1010min 4 L 18 463minL 取 支腿完全伸出所需时间 800smm 3 1 800 10 40 0 02 s tss v 4 4 液压泵的选择 确定系统液压泵的最大工作压力 1p ppp 式中 液压缸或液压马达最大工作压力 取 16 1 pMPa 从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路p 损失 本系统属于管路简单 流速不大的 一般取 0 2 0 5 p 本处取 0 4 MPap MPa 故 16 0 3 16 4 1p ppp MPaMPaMPa 确定液压泵的流量 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 21 本系统为多液压缸同时工作 液压泵的输出流量应为 max VpV qKq 式中 系统泄漏系数 一般取 1 1 1 3 此处取 1 2 KKK 同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量 maxV q 则 max VpV qKq 1 218 4636 029minL 29 4minL 选择液压泵的规格 参照 机械设计手册 表 23 5 27 选取由榆次液压件厂生产的 PEFD 4131029 016 型双联叶片泵 其具体参数如下 前泵排量 29 3 后泵排量 16 5 1 mL r 1 mL r 前泵额定压力 21 后泵额定压力 21MPa MPa 前泵输出流量 34 后泵输出流量 16 1 minL 1 minL 前泵驱动功率 17 后泵驱动功率 10kW kW 转速范围 800 2500 1 minr 4 5 液压元件的选择 选择液压元件主要根据液压元件的工作压力和通过元件的流量 本系统 工作压力在 16MPa 左右 所以液压元件都选用高压元件 所选液压元件的 规格型号见表 4 1 表 1 1 液压元件规格及型号 序号名称选用规格生产商 1 调平油缸自制 2 支腿水平油缸自制 3 支腿垂直油缸自制 4 液压锁 SYS B10 无锡昌林自动化科技 有限公司 5 下臂油缸自制 6 上臂油缸自制 7 平衡阀 CCB6 余姚华隆液压机械厂 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 22 8 回转马达 9 梭阀 KS 10 无锡昌林自动化科技 有限公司 10 安全阀 YF3 E10B 上海超众液压气动设 备厂 11 上车多路阀 ZS1 L10 四川长江液压件厂 12 双联叶片泵 PEFD 4131029 016 榆次液压件厂 13 过滤器 XU B50 x100 无锡昌林自动化科技 有限公司 14 溢流阀 YF3 E10B 上海超众液压气动设 备厂 15 下车多路阀 ZS1 L10 四川长江液压件厂 16 压力表 KF3 EA10B 无锡昌林自动化科技 有限公司 17 三位四通电磁 阀 34EF 10B 无锡昌林自动化科技 有限公司 4 6 管道尺寸的确定 管道内径计算 4 V q d v 式中 通过管道内的流量 V q 3 ms 管内允许流速 参照 机械设计手册 表 23 4 10v m s 选取 v5m s 则 4 V q d v 3 4 29 4 10 11 2 3 14 5 60 mm 参照 机械设计手册 表 23 9 2 可取钢管公称通径 外径12mm 的管子 18mm 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 23 管道壁厚的计算 管道壁厚的计算公式为 2 pd 式中 管道内最高工作压力 此处取 16 p pap 6 10 pa 管道内径 d m 管道材料的许用应力 选择管道材料为钢 其 pa20 许用应力为 100 110 此处取 MPa 6 105 10 MPa 则 选取 2 pd 63 6 16 1012 10 0 914 2 105 10 mmm 2mm 4 7 油箱容量的确定 油箱容量经验公式为 V Vaq 式中 液压泵每分钟排出压力油的容积 V q 3 m 经验系数 选取 10aa 则 V Vaq 33 10 29 4 10 m 3 0 294m 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 24 第 5 章 高空作业车操作方法及使用说明 高空作业车是当代先进的物种机械设备 只要正确使用 安全得到保证 但操作不妥或安全措施未落实 它又是一种十分危险的主空作业规程 物 制定如下行为规范 行车 1 汽车驾驶员必须持有大客车行车执照 2 辅加变速箱必须脱离液压油泵 3 注意桥梁 隧道通行高度 4 车速一般不超过 30 公里 小时 郊区不超过 40 公里 小时 5 作业斗 平台 内谢绝滞留人员 作业 1 停车位置选择应是坚实地面 整车倾斜度不大于 3 并开启警 示闪灯 2 作业高度与风力 鲍福特 风力 6 级及以下适宜高度 10 米以下作业 风力 5 级能以下适宜高度 11 20 米以下作业 海量机械毕业设计 请联系海量机械毕业设计 请联系 Q99872184Q99872184 25 风力 4 级及以下适宜高度 21 30 米以下作业 3 起动油泵 踩下汽车离合器 拉上手刹车 变速箱挂空挡 扳动 液压油泵离合 拉杆 使液压油 泵处于工作状态 4 液压油泵运转 2 5 分钟后 方可操纵各动作手柄 5 高空作业车的操作 应经培训并持有操作上岗证人员负责 6 操作人员要精神集中 防止误操作并严格禁酒后作业 7 首先放下支腿 必要时在支腿掌下放本垫 确保车辆处于水平状 态 8 操作手柄时要平稳 切勿急速迅猛 以免导致作业臂惯性摆动过 大及意外事故 9 要严格按照设备规定的技术参数及作业范围作业 10 作业斗 平台 上工作人员要系好安全带 11 升降作业斗 平台 时 应使上下臂交替动作 以保证作业斗 平台 处于最佳升幅半径状态 严禁将作业臂作其它用途 12 作业时 操作人员要注意斗 平台 臂与高低压导线 电话线 及建筑物 大树 广告牌 灯 饰等物的安全距离 13 当值司机 负责地面并注意往来车辆的安全防护工作 14 使用作业高度 25 米以上作业车 除设置好安全标志及护栏外 地面