专用汽车结构与设计06-07

1、交通学院交通学院起重举升汽车起重举升汽车装备有起重设备或可升降的作业台装备有起重设备或可升降的作业台( (斗斗) )的专的专用汽车。用汽车。一、随车起重运输车的结构一、随车起重运输车的结构随车起重运输车是指随车起重运输车是指装有随车起重机，能实现货物装有随车起重机，能实现货物自行装卸和运输的专用汽车。它既有普通载货汽车自行装卸和运输的专用汽车。它既有普通载货汽车的的运输运输功能，又具有起重机的功能，又具有起重机的起吊装卸起吊装卸功能；除能功能；除能完成本车货物的装卸之外，还能完成车与车之间的完成本车货物的装卸之外，还能完成车与车之间的货物装卸。货物装卸。随车起重运输车有随车起重运输车有液压式和

2、机械式液压式和机械式，其中其中液压式起重机具液压式起重机具有结构紧凑、操有结构紧凑、操作方便、质量小等优点，因此随车起作方便、质量小等优点，因此随车起重运输车重运输车几乎均装备液压起重机。几乎均装备液压起重机。一、随车起重运输车的结构一、随车起重运输车的结构1、随车起重运输车的结构形式、随车起重运输车的结构形式(1)前置：起重机构安装在汽车驾驶室和车厢之间，多用于起重能前置：起重机构安装在汽车驾驶室和车厢之间，多用于起重能力小于力小于1t的中、小型汽车，装卸包装成件的货物和集装箱等。的中、小型汽车，装卸包装成件的货物和集装箱等。1、随车起重运输车的结构形式、随车起重运输车的结构形式(2)中置：

3、起重机构安装在汽车车厢中间，起重能力为中置：起重机构安装在汽车车厢中间，起重能力为13t，货车，货车地盘加长，用于装卸和运输长度整齐的管材、建筑材料、条状物地盘加长，用于装卸和运输长度整齐的管材、建筑材料、条状物件及木材等。件及木材等。1、随车起重运输车的结构形式、随车起重运输车的结构形式(3)后置：起重机构安装在车厢后部，用于带有挂车的随车起重运后置：起重机构安装在车厢后部，用于带有挂车的随车起重运输车。输车。2、随车起重运输车的结构特点、随车起重运输车的结构特点图图5-2为伸缩臂式起重机，因起重臂不能折叠，所以吊放物体需要为伸缩臂式起重机，因起重臂不能折叠，所以吊放物体需要卷扬机经钢丝绳带

4、动吊钩吊运货物。卷扬机经钢丝绳带动吊钩吊运货物。2、随车起重运输车的结构特点、随车起重运输车的结构特点图图5-3为折叠臂式起重机，图为折叠臂式起重机，图5-4是折叠臂总成外形图。这种起重机无是折叠臂总成外形图。这种起重机无卷扬装置，起吊结束后，臂架可折叠成倒三角形横置于驾驶室和车厢卷扬装置，起吊结束后，臂架可折叠成倒三角形横置于驾驶室和车厢之间。此类车具有质心低、行驶稳定性好等优点，有取代伸缩臂式起之间。此类车具有质心低、行驶稳定性好等优点，有取代伸缩臂式起重机的趋势。重机的趋势。2、随车起重运输车的结构特点、随车起重运输车的结构特点(1) 随车起重运输车起重机机架随车起重运输车起重机机架-P

5、134(2) 起重臂支架起重臂支架-P134(3) 起重臂起重臂-P134(4) 回转机构回转机构-P135(5) 液压传动系统液压传动系统-其其作用作用是将取力器取出的发动机动力，通过液是将取力器取出的发动机动力，通过液压泵转换成液压能，经液压系统的各种装置压泵转换成液压能，经液压系统的各种装置(如液压缸、液压马达如液压缸、液压马达等等)将液压能转换成机械能，使随车起重运输车的工作装置将液压能转换成机械能，使随车起重运输车的工作装置作业作业(液液压支腿的伸缩，起重臂的仰俯、伸缩、回转和折叠等压支腿的伸缩，起重臂的仰俯、伸缩、回转和折叠等)。图图510为随车起重运输车的液压传动系统回路为随车起

6、重运输车的液压传动系统回路P136。(1) 起重量指起重量指起重臂起重臂在一定长度和幅度下，保证起重举升汽车的在一定长度和幅度下，保证起重举升汽车的起重稳定性起重稳定性的最大起升质量。的最大起升质量。 (2) 起升高度指从地面到吊钩钩环起升高度指从地面到吊钩钩环中心极限位置的距离。中心极限位置的距离。(3) 幅度起重臂前端吊钩钩环中心到立柱幅度起重臂前端吊钩钩环中心到立柱转台回转中心线间的距离。转台回转中心线间的距离。(4) 工作速度包括起升速度工作速度包括起升速度(0.3m/s).回转速度回转速度(2.5r/min)、变幅速度、变幅速度(对于折叠臂式，指起重臂在变幅液对于折叠臂式，指起重臂在

7、变幅液压缸作用下角度的改变速度；对于伸缩臂式，指起重臂在水平方压缸作用下角度的改变速度；对于伸缩臂式，指起重臂在水平方向的直线运动速度向的直线运动速度)和支腿伸缩速度和支腿伸缩速度(用时间表示，伸腿时间为用时间表示，伸腿时间为1520s，缩腿为伸腿时间的，缩腿为伸腿时间的1/2)。三、随车起重运输车起重装置的参数三、随车起重运输车起重装置的参数选择与设计选择与设计起吊支腿的设计计算起吊支腿的设计计算(1) 支腿的形式支腿的形式H型即左右各一个支承。型即左右各一个支承。P139(2) 要保证整车的侧向稳定性，要求最要保证整车的侧向稳定性，要求最大起重量和其他各重力对该侧支腿支承大起重量和其他各重

8、力对该侧支腿支承中心线作用的中心线作用的倾覆力矩倾覆力矩小于整车的小于整车的稳定稳定力矩力矩。一、栏板起重运输车的结构一、栏板起重运输车的结构起重栏板形式起重栏板形式后栏板后栏板 起重式起重式附加栏板起重式附加栏板起重式栏板起重装置栏板起重装置的动力源的动力源发动机式发动机式 发展初期由发动机通过取力器带动发展初期由发动机通过取力器带动 液压泵驱动，现已很少采用。液压泵驱动，现已很少采用。蓄电池式蓄电池式 以微型液压泵站驱动。以微型液压泵站驱动。栏板起重装置升降机构的液压缸布置形式栏板起重装置升降机构的液压缸布置形式单缸对中式单缸对中式双缸对称式双缸对称式多多 缸缸 式式(一一) 栏板运输车的

9、分类栏板运输车的分类 1、后栏板起重装置的升降机构、后栏板起重装置的升降机构P140 图图516为栏板的为栏板的翻转翻转运用简图运用简图P142 图图517为栏板的为栏板的升降升降运用简图运用简图P142 图图518为栏板为栏板着地后倾着地后倾运用简图运用简图P143 2、后起重栏板、后起重栏板P144 3、后栏板起重装置的液压系统、后栏板起重装置的液压系统P1461、设计要求、设计要求(1) 起重栏板在升降机构的驱动下应能完成起重栏板在升降机构的驱动下应能完成上下平移、翻转启闭和上下平移、翻转启闭和着地倾卸着地倾卸等运动。等运动。(2) 工作可靠，在液压系统停止工作时，升降机构不得有明显的工

10、作可靠，在液压系统停止工作时，升降机构不得有明显的自自动沉降动沉降现象。现象。(3) 结构简单紧凑，便于安装。结构简单紧凑，便于安装。(4) 栏板起重装置安装后，仍能保证整车的栏板起重装置安装后，仍能保证整车的轴载质量分配及离去角轴载质量分配及离去角等参数的设计要求。等参数的设计要求。 2、主要性能参数、主要性能参数(1) 标定起重量表明栏板起重装置的起重举升能力，标定起重量表明栏板起重装置的起重举升能力，其值其值越高，起重举升能力越强。越高，起重举升能力越强。相关标准规定，轻型载货汽车相关标准规定，轻型载货汽车改装后的栏板起重运输车，标定起重量不超过改装后的栏板起重运输车，标定起重量不超过2

11、.5kN，中，中型不超过型不超过8kN，重型在，重型在1020kN之间。之间。(2) 升降速度起重栏板在标定起重量时升降货物的速度。升降速度起重栏板在标定起重量时升降货物的速度。栏板起重装置的升降机构一般都利用栏板起重装置的升降机构一般都利用平行四杆平行四杆机构，将液压缸机构，将液压缸活塞的活塞的往复往复运动转变成起重栏板的运动转变成起重栏板的平移升降平移升降运动。运动。P148图图5-23(1) 支架的总长和总宽根据底盘结构和车架尺寸确定。支架的总长和总宽根据底盘结构和车架尺寸确定。(2) 上下杆的理论长度为平行四杆机构两摇杆的长度，该尺寸根上下杆的理论长度为平行四杆机构两摇杆的长度，该尺寸

12、根据底盘的结构和改装车厢的布置确定。据底盘的结构和改装车厢的布置确定。(3) 拐臂半径拐臂半径r和液压缸的初始长度根据公式和液压缸的初始长度根据公式(5-14)计算得到。计算得到。(4) 摆动液压缸传动角的校核摆动液压缸传动角的校核P150一、高空作业车的设计一、高空作业车的设计高空作业车是指运送人员和器材到现场并进行高空作业车是指运送人员和器材到现场并进行空中作业空中作业的专用的专用车辆。按其升降机构的形式车辆。按其升降机构的形式分为分为伸缩臂式（直臂式）、折叠臂伸缩臂式（直臂式）、折叠臂式（曲臂式）、垂直升降式（直升式）和混合式。式（曲臂式）、垂直升降式（直升式）和混合式。 高空作业车除底

13、盘部分外，为实现高空作业功能，还包括动力高空作业车除底盘部分外，为实现高空作业功能，还包括动力传动装置、工作装置、安全装置和液压系统。传动装置、工作装置、安全装置和液压系统。1、动力传动装置动力传动装置-驱动高空作业车各部分工作装置的动力装置。驱动高空作业车各部分工作装置的动力装置。有以下几种形式：有以下几种形式：(1) 内燃机内燃机 机械传动机械传动：多用于维修电力设施的直升式高空作业车。：多用于维修电力设施的直升式高空作业车。其动力来自于其动力来自于汽车发动机汽车发动机。(2) 电力电力 机械传动机械传动：利用：利用外接电源或车载蓄电池外接电源或车载蓄电池，通过电动机将，通过电动机将电能转

14、变成机械能，从而传到工作装置。电能转变成机械能，从而传到工作装置。(3) 内燃机内燃机 电力传动电力传动：其传动路线为汽车发动机：其传动路线为汽车发动机 发电机发电机 电动电动机，然后带动各工作装置运转。机，然后带动各工作装置运转。优点优点是利用直流电动机的优良是利用直流电动机的优良工作特性，使高空作业车获得良好的作业性能。但传动装置质工作特性，使高空作业车获得良好的作业性能。但传动装置质量较大，价格昂贵。量较大，价格昂贵。(4)内燃机内燃机 液压传动液压传动：大部分高空作业车采用的形式。利用液压：大部分高空作业车采用的形式。利用液压的优点，简化传动结构，易于实现无级调速和运动方向的变换。的优

15、点，简化传动结构，易于实现无级调速和运动方向的变换。2、工作装置、工作装置包括支腿机构、举升机构、回转机构、作包括支腿机构、举升机构、回转机构、作业平台及其调平机构等。业平台及其调平机构等。(1) 支腿机构支腿机构：支腿机构是高空作业车必备的工作装置，目前均采：支腿机构是高空作业车必备的工作装置，目前均采用液压。使车在不平的地面也可以调整到水平状态进行安全作用液压。使车在不平的地面也可以调整到水平状态进行安全作业。常见支腿形式业。常见支腿形式P153图图5-30。(2) 举升机构举升机构：其作用是实现作业平台的升降和变幅，结构形式有：其作用是实现作业平台的升降和变幅，结构形式有直升式直升式(按

16、照传动方式分液压和机械传动，按照结构形式分交叉按照传动方式分液压和机械传动，按照结构形式分交叉剪刀式剪刀式图图5-29c-连杆交叉布置，铰接成剪刀形的结构改变交叉连杆交叉布置，铰接成剪刀形的结构改变交叉角度可实现升降角度可实现升降和套筒式和套筒式图图5-29d)和动臂式和动臂式P153两种形式两种形式 。动臂式有动臂式有伸缩臂式伸缩臂式(图图5-29a举升机构由多节套装并可伸缩举升机构由多节套装并可伸缩的箱形臂构成，作业高度可达的箱形臂构成，作业高度可达6080m)折叠臂式折叠臂式(图图5-29b举升机构由多节箱形臂折叠而成，由举升机构由多节箱形臂折叠而成，由23节折叠臂组成，节折叠臂组成，有

17、上折和下折两种，下折可以完成地平面以下的空间作业，有上折和下折两种，下折可以完成地平面以下的空间作业，如立交桥下桥梁的维修与装饰如立交桥下桥梁的维修与装饰)和和混合臂式混合臂式(图图5-29e由折叠由折叠和伸缩混合组成和伸缩混合组成)。(3) 回转机构回转机构：P154图图5-31(4) 作业平台和调平机构作业平台和调平机构：作业平台是用于载人或器材的基：作业平台是用于载人或器材的基本构件。本构件。介绍介绍P155图图5-32三种调平机构三种调平机构。3、操作及安全保护装置、操作及安全保护装置(1) 操作操作：高空作业车一般配备作业平台：高空作业车一般配备作业平台(上上)和操作台和操作台(下下

18、)两套操作两套操作控制装置；其方向控制应使其操作方向与实际运动方向一致；控制装置；其方向控制应使其操作方向与实际运动方向一致；松开控制手柄，运动件自动归位。松开控制手柄，运动件自动归位。(2) 安全装置安全装置：高空作业车应配备急停装置高空作业车应配备急停装置，以便发生误操作时有，以便发生误操作时有效排除故障和危险；效排除故障和危险；设置辅助下降装置设置辅助下降装置，以防止发生故障使作，以防止发生故障使作业人员困在空中，大型高空作业车启动备用动力装置，小型高业人员困在空中，大型高空作业车启动备用动力装置，小型高空作业车用手动泵进行人工辅助下降；空作业车用手动泵进行人工辅助下降；为防止作业平台翻

19、转为防止作业平台翻转，规定下臂接近水平状态时，上臂与水平面夹角小于规定下臂接近水平状态时，上臂与水平面夹角小于78度，设置度，设置限位行程开关，并有报警装置提醒操作人员。限位行程开关，并有报警装置提醒操作人员。为防止支腿工作为防止支腿工作时液压或气动管路发生泄漏故障而出现时液压或气动管路发生泄漏故障而出现“软腿软腿”，采用液压锁采用液压锁进行安全保护。进行安全保护。高空作业车的主要性能指标有高空作业车的主要性能指标有作业高度作业高度(对于地下作业车对于地下作业车,除标明地上的作业高度，还要注明作业车在地面以下的作除标明地上的作业高度，还要注明作业车在地面以下的作业深度业深度)、作业幅度作业幅度

20、(作业车回转中心线到作业平台外边缘作业车回转中心线到作业平台外边缘的水平距离的水平距离)、作业速度作业速度(包括作业平台在垂直方向起升的包括作业平台在垂直方向起升的平均速度和下降的平均速度以及作业平台的回转速度平均速度和下降的平均速度以及作业平台的回转速度)和和作业平台的装载质量作业平台的装载质量等。等。 高空作业车除了底盘外，实现其高空作业的典型工作部件主要有支高空作业车除了底盘外，实现其高空作业的典型工作部件主要有支腿总成、举升总成和回转总成。腿总成、举升总成和回转总成。1、支腿跨距的确定：、支腿跨距的确定：横向跨距横向跨距a的最小值应保证高空作业车在侧向作业的最小值应保证高空作业车在侧向作业时的稳定性，即全部载荷的重力合力落在侧倾覆边以内。时的稳定性，即全部载荷的重力合力落在侧倾覆边以内。根据公式根据公式(5