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10米
高空作业车改装设计【10米】
高空作业
改装
设计
10
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毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 高空作业车改装设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-2 学 生 姓 名: 杨凤明 导 师 姓 名: 杨兆 开 题 时 间: 2011年02月28号 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告学生姓名杨凤明院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2指导教师姓名杨兆职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称高空作业车改装设计一、 课题研究现状、选题目的和意义高空作业车研究现状：1、专用汽车的现状根据相关资料统计显示，目前我国专用汽车行业已有60左右的企业建立了完整的产品研发体系，具备独立的系列化产品开发能力。大部分专用汽车企业采用开发软件进行模块化仿真设计，如AutoCAD、ProE、CATIA等，大大提高了研发质量和缩短了开发周期。但是，我们还应该清醒地看到，目前我国专用汽车产品研发还处于较低水平，模仿设计痕迹比较明显，技术雷同现象突出，并没有实现质的转变。 我国专用汽车在产量上已具有相当的规模，但大多数为劳动密集型及中低技术水平的产品，如半挂车、自卸车、保温车、集装箱运输车等。一些技术含量较高的车型尤其是关键零部件仍需进口。例如一些近百米的登高消防车的上装部分，混凝土泵车、混凝土搅拌车上装部分的关键件，C级防弹运钞车(我国的产品主要为A、B级，防弹等级低于国外同类产品)等。国外专用汽车的动力性、耐久性及驾驶室舒适性等方面也普遍比国产车好。本课题主要研究的是高空作业车这种专用车辆，所谓高空作业车是指3米以上，由液压或电动系统支配多支液压油缸，并且能够将作业人员、工具、材料等通过作业平台举升到空中指定位置进行各种安装、维修等作业的专用高空作业机械，既属于专用汽车，又属于工程机械，是一种重要的施工设备。2、国外高空作业车的现状高空作业车在国外某些发达国家从20世纪20年代就开始研制了，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BRONTO（波浪涛)、RUTHMANN（胡特曼)、PALFINGER（帕尔菲格）等厂家为代表。它主要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1kV。欧洲高空作业车的臂架形式以伸缩臂为主，此车型和其他一些车型应用领域相当广泛，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。美国以ALTEC（阿尔泰克)、TEREX（特雷克斯)、TIME（时代)等为代表。美国与欧洲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500kV的超高压水平，为世界最高。日本以AICHI（爱知)、TADANO（多田野)等为代表。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220kV。欧美日发达国家和地区的高空作业车产品的特点：控制系统普遍智能化、采用高强度材料和轻质金属材料、安全装置齐全、做工精良、应用成熟等。3、我国高空作业车的现状和发展用高空作业车进行高空作业是一种先进的登高作业方式其发展与国民经济的发展水平密切相关，经济越发达，需求量越大，且单位GDP的需求量也越大。与发达国家相比，我国不仅单位GDP的需求量小，而且单位GDP需求量与GDP的比例也低，这说明高空作业车的市场需求量既与经济规模有关，又与经济发达程度有关，这也恰恰表明高空作业车在我国有非常广阔的发展前景。1） 概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。目前我国高空作业车的市场销售、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，最大作业高度只有几十米。国内高空作业安全法规尚待完善，存在各种原始方式的高空作业，应用普及范围与国外相比还有很大的差距。限制这一行业发展的主要因素是大高度复杂截面混合臂架技术、安全技术、智能化高效控制技术、可靠性等缺乏前瞻性研究缺少向更大高度发展的技术支撑。2）应用情况我国高空作业车的应用远远落后于发达国家和地区，尚处于初级阶段目前仅在电力市政等少数行业普及使用，而且也只是在最近5年才进入快速发展阶段。进一步的发展将依赖于下面几个主要方面：(1)更加重视文明、安全施工。(2)加快高空作业车的机械化。(3)35m以上高度高空作业车目前基本依赖进口，这将为国产大高度高空作业车提供发展的机会，也将为高空作业车的发展带来极为广阔的发展前景。3）产品和技术目前我国高空作业车年销售量很低，与国外相比，产品技术水平差距较大，产品结构单一，产品制造工艺落后，产品可靠性差等。 未来的“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750kV以上的超高压输电网，需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。1） 产品结构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。(1)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；(2)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1828m之间的将成为主力产品；(3)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；(4)采用越野底盘的高空作业车也将成为一个新的产品方向。2）产品技术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、车高度，增大作业幅度、工作斗承载能力。(1)臂体截面从矩形改进为六边形或多棱形，甚至采用U形截面，这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。(2)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200kg，以适应不同行业作业要求。(3)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。(4)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CAN总线的智能化控制系统将成为主流，同时基于GPRS的远程监控和维修技术将投入使用，能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。(5)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。(6)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。3）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动设备的产品配置和接线方法，提高电气系统的可靠性。4）产品方向重点发展35m以下作业高度的车型，着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50m以上的作业要求还很少，应不急于向超大作业高度如50m以上的产品发展。选择高空作业车为题的意义与目的：由于高空作业车近几年的快速发展，高空作业行业出现了部分车型产量过剩苗头的同时，也存在着部分车型供不应求、生产能力不足的现象，因此，结构性过剩是当前汽车工业产能过剩的基本特点，也是当前汽车工业发展存在的主要问题。高空作业车是汽车工业的一部分，它的发展中也会出现同样的问题，因此研究高空作业车的改装技术，不仅可以推动高空作业车行业的发展，而且对于推动专用汽车行业的发展，调整企业产品开发战略无疑具有重要意义。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：改装设计一种高空作业车。满足专用汽车相关设计要求。 要求正确进行二类底盘的选择（主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动态匹配等决定）、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结； 要求进行车辆的总体布置（尽量避免变动汽车地盘各总成的位置、总成部件位置的变动；尽量满足专用汽车工作装置性能要求，充分发挥专用功能；必须对装载质量、轴荷分配等参数进行估算和校核；尽量避免工作装置的布置对车架造成集中载荷，因采用副车架；尽量减少专用汽车的整车整备质量；还应符合相关法规的要求），用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置； 要求进行举升机构、支腿机构的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高； 要求进行装卸装置（作业平台）设计计算选型；完成总装配图，清楚表达设计。要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。技术参数：外形尺寸：675019502990(MM)总 质 量: 5385(KG) 整备质量: 5060(KG)功率(KW): 66 轴数(MM): 2轮 胎 数: 6 前/后轮距:1404轴距(MM): 3300 前悬/后悬:1032 接近/离去角:19/16解决的主要问题：（1）为什么高空作业车要选择二类底盘，而不设计自己的地盘？如何选择二类地盘？ 因为在严格控制整车总质量、外形尺寸、前后轴距等时，选择二类地盘不但可以保持原来车型的主要性能，还能减少不必要的计算（改装后必须对整车重新做出性能分析与计算），如果高空作业车改装设计中设计自己的地盘，不但延长了产品的开发周期，而且开发出来的新地盘的可靠性有可能不如选择的二类底盘的可靠性（虽然选择二类地盘也存在这一些问题，但我国在开发具有特点的专用汽车地盘方面技术还很不完善）。 选择主要根据它的装载质量和装载能力来选择，选择时，底盘的受载情况可以与原设计不同，但是一定要对一些总车结构件进行强度校核，另外，二类底盘的选择还要满足适用性、可靠性、先进行、方便性等要求，除此之外还要考虑它的成本和供货的可靠来源。 （2）举升机构的设计的步骤是什么？ 举升机构有很多种，这里以折叠臂式为例： 首先要进行折臂型式(通常用上折式动臂举升机构，它由下臂、上臂和折臂组成。)和运动范围的选取。 其次要进行驱动液压缸的设计（包括下臂液压缸和撑臂液压缸）。 最后要进行动臂的主要尺寸的确定（包括动臂的强度校核，动臂的稳定性、板的局部稳定性校核）和结构设计。（3）本课题中高空作业车的改装设计用到了许多的液压缸，每个液压缸是怎样单独工作和相互配合工作的，要在以后的设计中慢慢理解和掌握。三、技术路线（研究方法）通过网上搜索、图书馆搜集相关的资料与书籍 回转机构的设计作业平台及调平机构的选择举升机构的设计支腿机构的设计动力传动装置的选择二类地盘的选择设计任务说明书一套，零件图一套用CAD绘制装配图并校核 初步审核、查找不足之处、进行修改i 再次审核、确定最终方案并完成 四、进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告 第1、2周（ 2月28 日 3月13日）（2） 根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、4、5周（3 月14 日 4月3 日）（3） 绘制装配图并进行验证 第6、7、8周（ 4月4 日 4月24 日）（4）绘制零件图 第9、10、11周（ 4月25 日 5月 15日）（5）设计1.5万字说明书一份，零件图一套（包括PRO/E零件图）第12、13、14周（5 月 16日 6月 5日）（6）毕业设计审核、修改 第15、16周（ 6月 6日 6月19 日）（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（ 6月20 日6 月26 日）五、参考文献1乔维高.专用汽车结构与设计M.北京：北京大学出版社，2010.2徐达，陆锦容.专用汽车工作装置原理与设计计算M.北京：北京理工大学出版社，2002.3卞学良.专用汽车结构与设计M.北京:机械工业出版社，2007.4李娟公路与城市道路连接问题的研究期刊论文-交通运输工程与信息学报 2010(1).5章宏甲，黄谊主编.液压传动.北京：机械工业出版社，2003.6周松鹤，徐烈烜主编.工程力学.北京：机械工业出版社，2007.5.7杨可桢，程光蕴，李仲生主编.机械设计技术.北京：高等教育出版社，2006.58陈家瑞.汽车构造：上、下册M.北京：机械工业出版社，2005.1.9马兰.机械制图M.北京：机械工业出版社，2006.10齐乐华主编，杨方,王俊勃副主编.工程材料与机械制造基础.北京：高等教育出版社，2006.4.11徐达，丛锡堂.
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