【车辆工程类】高空作业车上车工作装置设计【机+液】【10张图纸】【优秀】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】高空作业车上车工作装置设计【机+液】【10张图纸】【优秀】【毕业论文说明书】,车辆,工程,高空作业,车上,车工,装置,设计,10,图纸,优秀,优良,毕业论文,说明书,仿单
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毕业设计 (论文 ) 高空作业车上车工作装置设计 of 生姓名 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学 位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 摘要 高空作业车主要应用于路灯、电力、交通、高速公路、造船修船、通信、建筑、园林、广告、机场、港口、有线电视等行业，使用面广、作业效率高、安全方便，拥有巨大的市场潜力。本课题主要是对其上车部分进行理论分析 、计算并进行结构设计 。 高空作业车是由两个机械臂组成，合理确定其一些基本尺寸，运用理论力学知识对其受力分析，用材料力学知识进行强度校核，确定其他尺寸。根据负载条件，选择液压元件，设计液压系统。运用绘图软件 出零件图和装配图。 可靠性设计可以保证高空作业车有足够的强度，有利于保证生产的安全。 关键词 受力分析 ； 强度校核 ； 液压系统 ； 零件图和装配图 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) is to V, It is It a in is by of to I to to I of e, to to 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 目 录 摘要 . I . 绪论 . 1 空作业车的作用和意义 . 1 空作业车简介 . 1 空作业车用途 . 1 空作业车的技 术特点 . 1 题意义 . 2 国高空作业车的发展概况 . 2 内高空作业车发展状况 . 3 2 上车机构的机械原理设计和分析 . 6 车机构的组成部分 . 6 车结构图 . 6 械设计分析 . 7 3 上车机构传动结构设计 . 8 车机构的受力分析 . 8 数 确定 . 9 长确定 . 9 定参数4321 , 的范围 . 9 定断面尺寸 . 10 靠性设计 . 12 度校核 . 13 度校核 . 15 接旋转轴的强度校核 . 17 4 液压系统设计 . 18 压系统的构成 . 18 压系统设计概述 . 18 计依据 . 18 要机构简述 . 18 空作业车起升机构的液压回路设计 . 18 作分析 . 18 压回路设计 . 18 缺点分析 . 20 空作业车回转机构液压回路 . 20 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 动作分析 . 20 压回路设计 . 20 空作业车变幅机构液压回路设计 . 21 作分析 . 21 压回路设计 . 21 体液压回路设计 . 21 臂油缸的设计 . 22 筒壁厚的计算 . 24 体的外径计算 . 25 臂油缸的设计与计算 . 26 筒壁厚的计算 . 27 体的外径计算 . 27 量的计算 . 28 升机构液压马达设计计算 . 28 压泵的确定 . 29 压泵的最大工作压力 . 29 压泵的流量 . 30 箱的选择 . 30 5 工作台水平调整机构设计 . 32 结论 . 36 致谢 . 37 参考文献 . 38 附录 . 39 附录 1 . 39 6 高空作 业车的操作保养与维修 . 39 空作业车的操作行为规范 . 39 空作业车的 保养与维修 . 40 空作业车的常见故障及排除方法 . 42 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 1 绪论 空作业车的作用和意义 空作业车简介 空作业车的含义 高空作业车是指 3 米以上，由 液压 或电动系统支配多支 液压油缸 ，能够上下举升进行作业的一种 车辆 。采用液压传动的载人高空作业车，是当代先进的物种机械设备。施工人员借助高空作业车升空工作，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， 要 制定 一定的 行为规范。 空作业车的分类 高空作业车大体有折叠 臂、伸缩臂、混合臂、自行式、剪叉式等五个系列 ， 东风小霸王高空作业车、东风多利卡高空作业车、东风 145 高空作业车，江铃高空作业车，庆铃高空作业车，奥铃高空作业车。 高空作业车的颜色以工程黄的颜色为主，不论是在白天和黑夜，黄色比较醒目。另提供多种选择。 空作业车用途 主要应用于电力，通讯，路灯，交警，高速公路，有线电视，修造船，建筑，园林，广告，摄景，大型企业等行业 . 空作业车的技术特点 (1)新型的全 液压 自行式专用 底盘 。研制的具有完全 自主知识产权 的自行式高空作业 升降平台车 ，采用了机电 液一体化、可靠性设计和 计算机辅助设计 等技术，成功地研制了一种全液压驱动、自行式专用底盘，突破了以往国内高空作业升降平台车只能采用 汽车 或起重机底盘改装设计的限制。 (2)带载行驶、作业稳定性好。底盘结构突破了传统的设计理论和方法，通过优化上车平台总体布局与载荷分布，减少了重心偏移。采用独特的大角度后仰式铰点结构，合理设置多种配重模块，有效地平衡了工作力矩。采用 H 型变截面复合箱梁剐性车架和高负荷实心 橡胶 轮胎，增加了底盘整体刚度，保证了整机行驶、作业过程的稳定性，实现了高空作业升降平台车带载行驶的功能。 (3)多功能、多用途的作业装置。通过大臂前端托架，可以快速安装举升装置或载人平台，实现物料举升、起重吊装和载人高空作业等功能，同时为扩展作业装置以及各种工作装置的快速切换提供了接口。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 (4)独特的三维旋转托举装置。设计的三维旋转托举装置，既能够自动保持被举升物料的姿态，又可以实现举升物料在空间内任意高度、任意位置和任意方向的调整要求，速度控制精确灵敏，微动性能好，满足了大型洞库内高空作业与通风管道安装的要求。 曲臂式高空作业车能悬伸作业、跨越一定的障碍或在一处升降可进行多点作业；平台载重量大，可供两人或 多人同时作业并可搭载一定的设备； 升降平台 移动性好，转移场地方便；外型美观，适于室内外作业和存放。适用于车站、码头、商场、体育场馆 、小区物业、厂矿车间等大范围作业。 拖车式 折臂高空作业车 ，移动方便，折臂结构紧凑，采用新型优质型钢，强度高、重量轻、直接接入交流电或采用本身直流电源启动，架设速度快，工作台即可升高又可水平延伸，还可旋转，易于跨越障碍物到达工作位置，是理想的高空作业设备。 在作业斗内和回转座上均设有操纵装置 , 远距离控制 发动机 的启动 /停止、高速 /低速，采用电液比例阀控制臂的动作，平稳性好，工作臂可左 、右 360 连续旋转，靠连杆机构自动维持作业槽水平，主泵出现故障时可操纵应急泵下降作业槽，具备夜间照明，可起吊重物。产品被广泛用于 电力 、路灯 、市政、 园林 、通信、机场、造（修）船、交通、广告、 摄影 等高空作业领域。 新型的全液压自行式专用底盘 研制的具有完全自主知识产权的自行式高空作业升降平台车，采用了机电液一体化、可靠性设计和计算机辅助设计等技术，成功地研制了一种全液压驱动、自行式专用底盘，突破了以往国内高空作业升降平台车只能采用汽车或起重机底盘改装设计的限制。 带载行驶、作业稳定性好 ， 底盘结构突破了传统的设计 理论和方法，通过优化上车平台总体布局与载荷分布，减少了重心偏移。采用独特的大角度后仰式铰点结构，合理设置多种配重模块，有效地平衡了工作力矩。采用 H 型变截面复合箱梁剐性车架和高负荷实心橡胶轮胎，增加了底盘整体刚度，保证了整机行驶、作业过程的稳定性，实现了高空作业升降平台车带载行驶的功能。 多功能、多用途的作业装置 ， 通过大臂前端托架，可以快速安装举升装置或载人平台，实现物料举升、起重吊装和载人高空作业等功能，同时为扩展作业装置以及各种工作装置的快速切换提供了接口。 独特的三维旋转托举装置 设计的三维旋转托举装置，既能够自动保持被举升物料的姿态，又可以实现举升物料在空间内任意高度、任意位置和任意方向的调整要求，速度控制精确灵敏，微动性能好，满足了大型洞库内高空作业与通风管道安装的要求。 题意义 高空作业车主要应用于路灯、电力、交通、高速公路、造船修船、通信、建筑、园林、广告、机场、港口、有线电视等行业，使用面广、作业效率高、安全方便，拥有巨大的市场潜力。本课题主要是对其上车部分进行理论分析、计算并进行结构设计。 国高空作业车的发展概况 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 欧美日等发达国家和地区，高空作业车发展起步较早，从 20世纪 20年代就开始研制，已有近百年的发展历史。产品技术水平高，安全性好，可靠性高，作业高度大，规格齐全，结构型式丰富，功能多样。欧洲高空作业车的制造商主要以 浪涛 )、 特曼 )、 尔菲格）、 国以 尔泰克 )、 雷克斯 )、 代 )等为代表；日本以 知 )、 田野 )等为代表。欧美日的高空作业车主要用途和风格截然不同。美国的高空作业车作业高度很少超过 40m，以带电作业的 绝缘型为主，绝缘等级达到 500世界最高，主要应用于电力系统中电力线路的带电维护作业，其年销售量约为 低于高空作业平台的年销售量，其它领域高空作业以自行式高空作业平台和牵引式高空作业平台为主。欧洲与美国恰恰相反，以非绝缘型高空作业车为主，绝缘型高空作业车数量很少，所谓的绝缘型也仅仅采用玻璃钢工作斗，绝缘等级不超过 1洲的高空作业车应用领域相当广泛，包括市政、园林、室外装潢、交通设施维护、建筑、风电维修等，年销售量超过 2万台，且保有量巨大，仅荷兰一国高空作业车的保有量就 超过 1万台。欧洲高空作业车主要以租赁为主，目前世界作业高度最高的高空作业车均出自欧洲，包括浪涛 )、 特曼 )、 马格）在内的厂家均研制了 10000使用和保有量最大的还是作业高度在 20 25架形式以伸缩臂为主的车型。日本高空作业车的年销售量超过 6千台，既有绝缘型又有非绝缘型，但其绝缘型的绝缘等级远低于美国的水平，非绝缘型的作业高度也远低于欧洲的高度，以日本爱知为例：非绝缘型高空作业车最大 作业高度不超过 28m，绝缘型高空作业车的最大绝缘等级不超过 220 内高空作业车发展状况 我国高空作业车行业起步较晚，自 20世纪 60年代开始研制， 70年代才推出商业化样机。随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品，高空作业车才开始在我国的城市道路照明、园林领域和电力、公安、交通等行业推广使用。目前我国高空作业车年销售量在 2千台左右，产品技术水平差距较大，产品结构单一。市场销售、使用及保有量最大的车型还是折叠臂式，其他型式如伸缩臂式和混合臂式占有的比重还很小，最大作业高度只有 35m。 高 空作业平台产品在国民经济中所占比例较小，尚没有明确划分产业分类，尽管还缺乏国际性的品牌，但已经形成了种类齐全的高空作业平台产业格局。“十一五”国家科技支撑计划无脚手架安装作业技术装备与产业化开发重点项目的实施，极大提升了高空作业平台行业的影响力。北方交通力维环保高空作业车，沈阳北方交通重工集团在 2010年上半年陆续推出了一系列环保型高空作业车，其中包括采用交流电驱动的自行式高空作业平台。目前，我国只有北方交通具备生产交流电驱动自行式高空作业平台的技术与实力，打破了国外的技术垄断。该系列自行式高空作业平台 的驱动系统完全采用交流驱动，具有零排放，低噪声的特点，适合在室内环境中使用。该系列产品在技术方面具备徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 三大优势：一是交流驱动使设备具有更加强劲的驱动能力，提高了生产效率；二是设备在使用过程中，运行成本与维护成本低廉，为用户节约了更多资金；三是交流驱动采用速度力矩控制，控制能力大大增强，同时控制的灵敏度提高。 杭州赛奇高空作业机械有限公司 陈建平 目前，上述主流类型产品在技术研发方面的共同趋势是：在增加作业高度、优化底盘结构、采用先进行走方式、应用现代控制技术等方面下功夫，提升产品档次。涉及到的新技术主要有：高强度 材料应用及其加工技术；恶劣环境下使用的可靠性技术；绿色、低碳等环保技术；基于信息化、智能化安全监控的电子控制技术。 5 月 20 日，继 17m 高空作业车成功面市之后，徐工随车起重机公司新型折叠臂系列第二个成员 14m 高空作业车推出。该产品刚一下线就迎来了第一批用户，系列高空作业车日益成为市场新宠。 1 4 m 高空作业车采用两节臂结构形式，配置江铃与庆铃两种底盘，在结构、电气与液压方面保持了与 17m 车的一致性。由于 14m 高空作业车为两节臂，在整车稳定性方面更为突出。14m 车工作斗最大作业高度为 大作业幅度为 大起吊重量为 2t，各项配置及性能参数目前处于国内领先地位。该系列产品是随车起重机公司产品多元化策略下的又一丰硕成果。目前，该系列高空作业车已得到市场的认可和用户的青睐，即将成为该公司的又一经济增长点。 江苏省机器人化智能控制系列高空作业车研发及产业化项目有了最新成果， 33m 混合臂高空作业车日前研制成功。该车达到了国产高空作业车的最大高度，不仅实现大高度高空作业，还能够进行地面以下的低空作业，并能够跨越空中障碍。该车车长小于 首次将作业高度 30m 以上的高空作业车长度缩 小到 10m 以内。该车采用了自动动作、轨迹控制、速度补偿、人机对话、故障自检并辅助维修等先进控制技术，且配备了全手动应急操作体系、主动被动防撞系统，具有结构紧凑、性能优越、智能化程度高、安全性高等特点，市场前景广阔。 高空作业平台属于终端消费品，在我国普及程度不高，使用频率低；各生产地区产业链不完整，科技含量落差大；与国际上主要制造厂商相比，企业的规模偏小；对于产品标准的执行能力不强，相关的操作培训、安全使用等方面的配套标准还有所欠缺。 1） 行业发展历程 大致经过了三个时期：上个世纪 70 90年代，基本上以国 有中小型企业或者大型企业的一个部门为主进行制造，如上海飞机制造厂、北京施工机械厂、杭州园林机械厂、上海中立 制系统将成为主流，同时基于 有效对设备使用状况和故障情况进行实时监控，将大大提高产品的安全性和可靠性；提高产品人性化设计，操作使用和维护维修更加简单方便，并在工作斗中多设计和配置一些方便高空作业的功能及设备，例如风、水、液压、电接口，以及更高级的多功能工作台、焊机、切割机等多种装备，扩大高空作业的适用领域，提高高空作业车的利用率；节能环保技术将更多应用，全电驱 动底盘高空作业车将随着新能源汽车技术的成熟在城市市政领域得到快速发展。 2） 产品制造工艺： 标准化制造、部件化喷漆装配必将成为各生产厂家的标准生产模式，提高产品装配水平和表面处理质量能有效提高产品的可靠性；电气系统采用汽车或移徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 动设备的产品配置和接线方法，提高电气系统的可靠性。 3） 产品方向： 重点发展 35重于轻量化和小型化，并提高产品的安全性、可靠性和人性化，以适应我国城市空间和场地狭窄、道路地面承重能力差异大等特点。我国经济发展程度决定目前在民用高空作业领域 50不急于向超大作业高度如 50十二五”期间，我国的城市化进程将进一步加快，基础设施建设会进一步加强，需要大量添置高空作业车进行市政工程的安装和运行维护；电力系统也将加快发展，目前国家电网正大规模投资建设 750要大量的高空作业车用于电网的建设和运营维护；随着我国工程设备租赁行业的发展，可以节约大量设备购置资金的租赁方式将进一步促进高空作业车市场的发展，租赁行业将是高空作业车市场需求量增长潜力最大的行业。如何适应市场需求并引导市场需求，高空作业车技术将如何发展？这些都 对高空作业车行业提出了更高的要求。 折叠臂式高空作业车仍然是市场主流产品，但市场份额将逐步下降，伸缩臂和混合臂式高空作业车将以无可替代的优势占据市场半壁江山。折叠臂式高空作业车由于市场保有量大、用户熟悉、价格低廉、维护简单等优势仍然会成为市场主流产品，但需在安全性和人性化方面改进提高；伸缩臂式高空作业车将以其作业效率高、操作简单、安全性好等优势得到快速发展，作业高度在 18 28混合臂式高空作业车既有折叠臂式跨越障碍能力，又有伸缩臂式操作简单、作业效率高的优点，在特殊领域和大高度 上具有无比优势，但由于该型式车技术复杂、制造工艺要求高、成本高等缺点，普及程度要低于伸缩臂式高空作业车；采用越野底盘的高空作业车也将成为一个新的产品方向。 目前市场上常见的高空作业平台产品类型主要有剪叉式、桅柱式、臂架式。其中臂架式又分为折臂式、伸缩式和折臂伸缩混合式等。产品的品种规格与国外相比差距较大：大型产品最大高度 50m，仅为国外一半；小型产品微型化、轻量化程度不够，难以满足多方面功能的要求。产品的结构也显得单一，如底盘的行走结构，国外有整个底盘行走履带式、四行走轮履带式等；伸缩式平台的升降机构，国外 产品不但有钢结构，还有铝合金等。大量采用新技术和新结构，逐步执行国际标准，以降低整车重量、整车高度，增大作业幅度、工作斗承载能力。臂体截面从矩形改进为六边形或多棱形，甚至采用 些已经普遍应用在汽车起重机上，随着制造工艺提高和加工成本降低，将推广使用到高空作业车上；高强度、低重量和高耐腐蚀性的铝合金工作斗将成为主流配置，同时工作斗的额定载荷也将超过目前普遍的 200适应不同行业作业要求；降低整车高度和前轴载荷，提高整车通过性能和驾驶性能，方便出入工作斗的转台前置、工作斗后置布置结构将成为 伸缩臂式高空作业车的主流结构；安全控制上向国际先进水平看齐，安全控制更加完善，双冗余控制将成为标准配置，基于 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 2 上车机构的机械原理设计和分析 车机构的组成部分 上车机构的组成部分有：上臂，下臂，上臂液压缸，下臂液压缸，调平液压缸，铰接处连杆，篮式工作台等。其构成见图 2 图 2车机构运动图 其运动轨迹如图，液压油油缸具有一定的伸缩长度，可以推动连杆臂实现抬升或者下降运动，上下臂可以触及很广的工作范围。其运动可以用运动轨迹分析法测绘出。 车结构图 图 2 上臂长度，本设计取 为 8m； 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 下臂长度，本设计取 为 上臂液压缸整体长度 下臂液压缸整体长度 上臂和上臂液压缸的铰点距两臂的铰点 之间的距离 ,本设计取 m; 下臂和下臂液压缸的铰点距下臂与机座的铰点之间的距离 ,本设计取 为3m; 联接上下臂的斜短臂长度 ,本设计取 械设计分析 两机械臂中间铰接 ，构成一个二杆开链，该二杆机构一端自由，一端铰接在机架上，在两个液压缸给定的推 力下，有确定的运动 。由于在载荷作用下，高空作业车有一定的强度要求。 运用理论力学知识对上悬臂进行受力分析，建立简化的力学模型，使其合力，合力矩为零，处于静平衡状态，运用材料力学知识对其危险部分进行强度校核。保证高空作业车在给定载荷作用下正常工作。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 8 3 上车机构传动结构设计 车机构的受力分析 上车机构的机械传动结构设计，已知最大起重量为 2 ， G = 10 N,其可靠性设计过程如 下：（注意13 2,1 ， 42 4,3 ） 运用理论力学知识，对上臂进行受力分析： 0c o 0s 式 （ 对铰接点的合力矩为零： 0)c o s (2/c o sc o 通过其它参数可以求得 （图 3,1 ） 图 3同理，运用理论力学知识，对上臂进行受力分析： 0c o 0s 对铰接点的合力矩为零： 0)c o s (c o ss i 图 32 4,3 。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 图 3数确定 长确定 可以根据设计需要，给定已知杆件的长度，运用几何知识和运动轨迹确定未知参数。 高空作业车的高
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