【正文】 方式可分為上 折式和下折式兩種。 綜上所述， 結(jié)合本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，采用 折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)較交叉剪刀式和套筒式的工作范圍大、越障能力好，且折疊式舉升機(jī)構(gòu)較伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)來說具有靈活多樣、適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速 [5]。這種支腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但液壓缸行程長(zhǎng)，且是浮置于箱形長(zhǎng)槽內(nèi)，動(dòng)作慢，強(qiáng)度差，一般較少采用。 液壓支腿按其結(jié)構(gòu)形式又可分為：蛙式支腿、 H 式支腿和 X 式支腿。但支腿在伸出過程中受搖臂尺寸的限制，支腿的跨距（圖 的 2a）不能很大，調(diào)平性能較差，且在支反力變化過程中有爬移現(xiàn)象。 15 圖 H 式支腿 X 式支腿 如圖 所示，這種支腿的垂直液壓缸作用在伸縮腿的中間，當(dāng)推力液壓缸將腿伸出后，垂直支撐液壓缸將支腿壓向地面，使輪胎離地如圖 (a)所示 ,四個(gè)伸縮腿是同步工作的，而垂直液壓缸可同時(shí)頂升，也可單獨(dú)工作，以便對(duì)車架進(jìn)行調(diào)平。因此，高空作業(yè)車的支腿機(jī)構(gòu)選擇 H 型支腿，如圖 所示。轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)為高空作業(yè)車組成的重要組成部分 ,屬于金屬結(jié)構(gòu)部分在設(shè)計(jì)的過程中要綜合考慮轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)大小、轉(zhuǎn)臺(tái)的選材、以及轉(zhuǎn)臺(tái)受到的力的大小 [6] [7]。支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支撐裝置增大了轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)裝置的高度，且質(zhì)量增加，成本增大；滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置是目前應(yīng)用最多的一種，它是在普通滾動(dòng)軸承的基 礎(chǔ)上發(fā)展起來的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。這種回轉(zhuǎn)支撐裝置的優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，但其承載能力小，故應(yīng)用不多。 交叉滾柱式轉(zhuǎn)盤 如圖 所示，滾子的接觸角一般為 45176。此外，和滾球轉(zhuǎn)盤相比，這種滾道是平面，加工工藝比較簡(jiǎn)單，容易達(dá)到加工要求。為了保證作業(yè)人員安全工作和防止器材掉落，各國對(duì)作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和性能提出了明確的要求。但是這種機(jī)構(gòu)在舉升過程中由于慣性力的作用及作業(yè)人員的質(zhì)心不能與作業(yè) 18 平臺(tái)的質(zhì)心完全重合。這種調(diào)平機(jī)構(gòu)用于折疊式動(dòng)臂。當(dāng)作業(yè)臂受變幅液壓缸作用時(shí)，會(huì)帶動(dòng)主調(diào)液壓缸 5 的活塞桿伸縮，與此同時(shí)，和液壓缸 5 形成封閉回路 的液壓缸 2 的活塞桿則產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮運(yùn)動(dòng)。圖 為一種電 —液伺服調(diào)平系統(tǒng)原理圖。 為使支腿垂直液壓缸在移動(dòng)的過程中能在任意位置上停止，并防止停止后在外力的作用下發(fā)生位移，導(dǎo)致事故發(fā)生，應(yīng)在支腿液壓缸的進(jìn)回油路上設(shè)有雙向液壓鎖。因此， 高空作業(yè)車 必須設(shè)置輔助下降裝置，中小型 高空作業(yè)車 采用手動(dòng)泵人工輔助下降。 (a) 重力（自重）式調(diào)平機(jī)構(gòu) (b) 四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) (c) 等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 圖 作業(yè)斗的平衡機(jī)構(gòu) 動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與分析 設(shè)計(jì)要求 動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括 高空作業(yè)車 各工作裝置的動(dòng)力傳動(dòng)部分，其設(shè)計(jì)要求如下： 對(duì)作業(yè)功能，在規(guī)定的載荷范圍內(nèi)，不論載荷大小，要求動(dòng)力傳動(dòng)裝置具有穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)速。 動(dòng)力傳動(dòng)裝置類型 內(nèi)燃機(jī) ——機(jī)械傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式僅在用途單一的 高空作業(yè)車 上使用，如用于電力設(shè)施維修的垂直升降式 高空作業(yè)車 多采用這種形式。 內(nèi)燃機(jī) ——電力傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式的路線是汽車發(fā)動(dòng)機(jī) → 發(fā)電機(jī) → 電動(dòng)機(jī)，然后帶動(dòng)各工作裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。 綜上所述，通過以上各種動(dòng)力傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性、適用范圍以及操作性能等多方面性能的分析，將動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī) ——液壓傳動(dòng)這種形式。 其中：舉升機(jī)構(gòu)選擇折臂式；支腿機(jī)構(gòu)選擇 H 式支腿；動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī) —— 液壓傳動(dòng)形式；作業(yè) 平臺(tái)選擇平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)； 回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)選擇交叉滾柱式 。 分析載荷情況，載荷包括機(jī)架的設(shè)備重量，機(jī)架本身的重量，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)載荷等，對(duì)于高架結(jié)構(gòu)，還要考慮風(fēng)載，雪載等載荷。 進(jìn)行計(jì)算確定尺寸。； 上臂相對(duì)于下臂： 0~150176。 結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，并滿足其規(guī)定的要求。對(duì) A6—A8工作級(jí)別的起重結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，對(duì) A1—A5工作級(jí)別的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，一般可不進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算。 如表 表 許用應(yīng)力計(jì)算公式 載荷組合種類 安全系數(shù) 拉伸、壓縮、彎曲、 許用應(yīng)力 剪切許用應(yīng)力 組合 I nI= [σ]Ι= 3?[ ] =[σ]?? 組合 II nII= [σ]Ι?= 3?[ ] =[σ]?I?I 組合 III nIII= [σ]Ι??= 3?[ ] =[σ]?II?II 注：表中屈服點(diǎn) ?s 應(yīng)按選取的鋼材厚度 取不同的值 由此確定作業(yè)臂的材料 [17] ： 根據(jù)選材原則及規(guī)定：主要選用 Q345鋼板， 其主要特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、韌性和塑性，以 及加工等綜合方面的性能好，價(jià)格較低。到 80186。設(shè)計(jì)時(shí)仰角取 75186。=15 即 : (L1+L2) sin75186。15 0c os18 0070 0270 018 00 222 ??????EF ?EF 確定 下 臂油缸鉸點(diǎn)的位置 取 HC=650mm， CG=1300mm， 075HCG?? 由三角關(guān)系可得 : 25 。 mmbb 82127021 ????? ? 對(duì)上臂進(jìn)行正應(yīng)力校核 28 臂梁的尺寸確定后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度 ,剛度和整體穩(wěn)定性校核，不滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行修改。 因?yàn)?h/b=100/70=，整體穩(wěn)定性就不需驗(yàn)算。 如表 32 中臂的 強(qiáng)度計(jì)算 表 動(dòng)載系數(shù) 根據(jù)機(jī)架設(shè)計(jì)的載荷分類，基本載荷是指始終作用在機(jī)架結(jié)構(gòu)上的載荷，包括重力及設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。 中 臂截面尺寸的確定 （ 1） 中 臂梁高 h的確定 按強(qiáng)度條件： 動(dòng)臂截面高度 h 可按經(jīng)濟(jì)條件（結(jié)構(gòu) 質(zhì)量最?。┯?jì)算確定，有： ? ? )0( ??? ?? Mh （ 41） 式中 ： M——?jiǎng)颖鄢惺艿淖畲蠛铣蓮澗兀ㄒ宰鳂I(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時(shí)計(jì)算）， ]/[?MW? 為所需的截面系數(shù) ，為 W=283mm3 ； 31 [? ]——所用鋼材的許用應(yīng)力； 0??， ——鋼板的厚度， 設(shè)計(jì)時(shí)鋼板的厚度 0??， 相等為 6mm； 可得 中 臂高 ? ?)0( ??? ?? Mh= ? ???Mh ?=206mm （ 1） 中 臂梁高 h的確定 如圖所示： 0? =6mm 則： h1=h2? =20612=194mm 按整體穩(wěn)定性條件： b h31? 按局部穩(wěn)定條件： Q345 鋼 b ?60? mmbmm 6602 0 631 ???? mmbmm 36069 ?? 則 b＝ 120 ㎜ 。2 ?? ???? MPAIF 在截面 BD受的切應(yīng)力是： ][8211 ??? ?? Zs IF 計(jì)算 Z軸慣性矩 zI ： 29 如圖建立坐標(biāo)系： 矩形對(duì) Z軸的慣性矩是： 123hbIz ? 則慣性矩 ： zI = zI zI 所以慣性矩為： 463311 1008212 mhbI z ?????? 4631312 888212 mhbI z ?????? zI = 1zI 2zI m??? (2)把 KNFS ? 和 1zI 2zI m??? 切應(yīng)力校核公式： ?1SF cF 則：切應(yīng)力是 ][ 0 723211 ??? ???? ???? ? MPIF Zs 在截面 AD受的切應(yīng)力是： ][8222 ??? ?? Zs IF 30 ?2SF zI m??? ][8 222 ??? ?? Zs IF ][0 0 7 23222 ??? ???? ???? ? MPIF Zs 所以上臂的正應(yīng)力和切應(yīng)力符合要求。 如圖 上臂截面尺寸的確定 上 臂的強(qiáng)度計(jì)算 圖 上 臂的受力圖 對(duì) 上 臂進(jìn)行受力分析如圖 26 圖 上 臂的彎距圖 2. 46K N, ?? FIFI 即力 FB′與力 FB大小相等方向相反。 L1+L2= （ ） 由于上臂的頭部有工作臺(tái)，所以在上臂頭部應(yīng)留有一定的余量裝工作平臺(tái)， 故上臂長(zhǎng)必須大于下臂長(zhǎng)即： L1L2 （ ） 由 ()式和 ()式可以取上臂 +中臂 L1=8m,取上臂為 m，中臂 m， 下臂L2=。 上臂 +下臂 ： L1=AB 23 下臂： L2=BC 則由三角關(guān)系有： ABsin75186。～ 75186。其屈服強(qiáng)度是 :σ? =345Mpa. 根據(jù)工作時(shí)的最大的 載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 結(jié)構(gòu)應(yīng)按第二類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。 第 Ш類 按非工作時(shí)的最大載荷或工作時(shí)的特殊載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗(yàn)算。 22 對(duì)三類載荷情況分別規(guī)定了不同的許用應(yīng)力 [8] 。為保證高空作業(yè)車能在工作環(huán)境惡劣、載荷變化復(fù)雜、不允許產(chǎn)生塑性變形和人為的不文明操作等因素下能安全、可靠地工作對(duì)其金屬結(jié)構(gòu)規(guī)定如下計(jì)算原則： 結(jié)構(gòu)工作級(jí)別按結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)力狀態(tài)（名義應(yīng)力譜系數(shù)）和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（應(yīng)力循環(huán)等級(jí)）分為 A1—A8八級(jí)。下臂下端鉸接在回轉(zhuǎn)臺(tái)上，由下臂油缸驅(qū)動(dòng)；上臂下端與上臂下端鉸接，由撐臂液壓缸和平行四桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；作業(yè)斗與上臂尾部鉸接，由外露式平行四桿機(jī)構(gòu)是作業(yè)斗保持水平 [12]。 畫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 21 第 4 章 工作裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸。由于高空作業(yè)車的各個(gè)工作裝置結(jié)構(gòu)形式有很多種，且每種形式各有其優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過分析后選擇了最適合的方案。但這些傳動(dòng)裝置質(zhì)量較大，價(jià)格昂貴。 電力 ——機(jī)械傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式是利用外接電源或車載電源（蓄電池），通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到各工作裝置。因此要求能適應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向的不斷改變。為此，在 高空作業(yè)車 上設(shè)置了限位行程開關(guān)，只要發(fā)生超過上述規(guī)定的情況，行程立即斷電，液壓油卸荷，阻止上臂與水平面的夾角超過規(guī)定值。發(fā)生錯(cuò)誤操作時(shí)，該裝置應(yīng)能有效的排除由此產(chǎn)生的故障和危險(xiǎn)，保護(hù) 高空作業(yè)車 和各機(jī)構(gòu)的安全 [8]。由于 以上原因作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu)選定為平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)，如圖 (b)所示。這種機(jī)構(gòu)一般用于伸縮式動(dòng)臂。 機(jī)液組合式等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 （ c）所示。 平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 （ b）所示，是常采用的機(jī)械式結(jié)構(gòu)。 為了使作業(yè)平臺(tái)的底平面在作業(yè)過程中始終保持水平， 高空作業(yè)車 上裝有式作業(yè)平臺(tái)保持水平的自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，主要有以下四種： 重力（自