【正文】 提高的今天，越來(lái)越多的高 空作業(yè)問(wèn)題圍繞著我們，并且困擾著我們，主要的原因是 由于使用的舉升方法既不便捷，也不專(zhuān)業(yè)，更不安全，占用了大量人力、物力，并造成了很多財(cái)務(wù)、資源浪費(fèi)。因此特?cái)M定自行走小型舉升車(chē)這樣一個(gè)設(shè)計(jì)題目，利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)，借鑒前人的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出有特色的專(zhuān)用舉升車(chē)輛，從而給人們生活帶來(lái)方便。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞 ：曲臂式高空作業(yè)車(chē)；舉升機(jī)構(gòu) ； 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；小型；設(shè)計(jì) II ABSTRACT In people39。 1 第 1 章 緒 論 概述 由于交通管理部門(mén)經(jīng)常會(huì)遇到交通信號(hào)燈、交通監(jiān)控器、交通指示牌的維修和更換，基礎(chǔ)交通設(shè)施的安裝建設(shè)等高空作業(yè)問(wèn)題，所以近年來(lái)交通設(shè)施高空作業(yè)車(chē)大量投入使用。交通設(shè)施高空作業(yè)車(chē)是利用汽車(chē)底盤(pán)作為行走機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場(chǎng)地后能迅速投入工作，因此被廣泛應(yīng)用。 我國(guó)高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)的一些骨干企業(yè)利用自己的技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)，通過(guò)學(xué)習(xí)引進(jìn)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)了許多新產(chǎn)品，其產(chǎn)品的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都不斷提高，達(dá)到和接近了國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的水平，推動(dòng)了高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，市場(chǎng)銷(xiāo)路好，產(chǎn)量增加較快。杭州賽奇工程機(jī)械廠近幾年先后開(kāi)發(fā)了單扼柱鋁合金平臺(tái)、雙扼柱鋁合金平臺(tái)及多扼柱鋁合金平臺(tái)，其中多扼柱鋁合金平 臺(tái)完成了 10m、 14 m、 16 m、18 m、 20 m共 7 種規(guī)格的研制。 擴(kuò)展產(chǎn)品的使用功能和用途：我國(guó)高空機(jī) 械的使用范圍還比較窄，使用較多的主要有路燈、道路交通、園林部門(mén)、國(guó)內(nèi)大多廠家把用戶(hù)集中在車(chē)站、地鐵、商店、工廠、供電、路燈等部門(mén)，其市場(chǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有挖掘和佩玉出來(lái)。電信和有線電視系統(tǒng)使用的高空作業(yè)車(chē)要求 小巧靈活，能走街穿巷，操作方便、乘坐舒適，這就要求設(shè)計(jì)小型先進(jìn)的汽車(chē)底盤(pán)，并解決動(dòng)力輸出問(wèn)題。 開(kāi)發(fā)專(zhuān)用車(chē)輛底盤(pán)：要提高我國(guó)高空作業(yè)車(chē)的技術(shù)水平，首先必須解決工程車(chē)輛底盤(pán) 3 問(wèn)題。 設(shè)計(jì)總體 分為三個(gè)方面：機(jī)械舉升部分 的選取 （ 包括舉升臂的選材、外形尺寸的確定等 ） ；液壓控制部分（包括液壓缸的計(jì)算和型號(hào)確定、液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和輔助元件的選擇等）；相關(guān)輔助系統(tǒng)部分（支腿的設(shè)計(jì)計(jì)算 、油箱的設(shè)計(jì) 等）。在這里選擇四連桿調(diào)平方式 [4]。? 的角度，從而使點(diǎn) C 以 CD 為半徑， D 點(diǎn)為圓心作圓弧運(yùn)動(dòng)。臂 CB 與臂 AB所成的最大角為 135176。39。 43 176。 已知工作臂的長(zhǎng)度，選用型材 Q235 結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼，可估算工作臂部分總重約為 700kg；預(yù)估轉(zhuǎn)臺(tái)和支腿等其他輔助裝置質(zhì)量為 300kg；額定載荷為 200kg。 8 第 3 章 工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定尺寸及材料 表 中的參數(shù)都為理論尺寸（即未開(kāi)孔的尺寸），在實(shí)際加工中，為了使各臂連接起來(lái)，要留出一段長(zhǎng)度用來(lái)鉆孔穿銷(xiāo)，因此每個(gè)臂的每一個(gè)端面都要留有 50mm的余量，需要拉桿的工作臂還要留有 300mm的余量，表 既為各臂的實(shí)際參數(shù)。39。 臂 AB 重量： ABG= ABL G =4600 kg＝ 臂 A`B`重量： A`B`G = A`B`L G =4600 kg= 臂 B`C`重量： B`C`G = B`C`L G =2700 kg = 臂 CD 重量： CDG = CDL G =3100 kg＝ 臂 C`D`重量： C`D`G = 39。39。FFBF ＝ ＝ 176。 θ＝ arctan 39。39。39。 ∠ EBF=90176。=176。 B 受力為 c os 1 0X I BXF F F? ? ? ? sin 1 0Y A A B I B YF F F F F? ? ? ? ? ? BXF ＝ BYF ＝ 22B BX BYF F F=+＝ 圖 臂 AB 水平位置受力分析圖 當(dāng)臂 AB 舉至最高位置時(shí)， 如 圖 所示。176。－ IF h＝ 0 12 IIF ＝ 圖 臂 AB 最高位置受力分析圖 液壓缸與水平所成的角度為 39。 1 2ABA A B A B LM F L F? ? ? ?＝ 1 39。CXF ＝ CXF ＝ 13 又 CYF ＝ 39。cos45CF＝ 31kN ? ?22m a x 39。176。 D G D H H D Gh GH??? ＝ 685mm 39。39。s i n 7 9 . 4Y I I D Y A A B B C C DF F F F F F F= ＝ 0 ? XF ＝ YF ＝ 22D X YF F F=+＝ 圖 臂 CD 受力分析圖 當(dāng)各臂位置如圖 所示時(shí)，液壓缸 II 所受的拉力最大 90CDO?? ∴ HDG? ＝ 135176。 22 2 c o sG H D G D H H D G D G D H? ? ? ? ? ? ?＝ 1800mm 又 DHG DHGSS??? 15 11sin 39。c o s 6 0 c o s 6 0239。 對(duì) D 點(diǎn)受力分析 c o s 7 9 .4X C X I I D XF F F F= ＝ 0 39。 第 4 章 輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)介 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成的。支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支撐裝置增大了轉(zhuǎn)盤(pán)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(lái)的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。 按照專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZBT5300011986 的要求，交通設(shè)施高空作業(yè)車(chē)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)能進(jìn)行正反兩個(gè)方向的 360176。這類(lèi)裝置是利用從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)取出的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過(guò)控 制閥把液壓泵產(chǎn)生的液壓油供給液壓支腿的工作缸，實(shí)現(xiàn)支腿伸縮。本次設(shè)計(jì)選取四支腿形式。支腿支撐點(diǎn)縱橫方向的位置選擇要適當(dāng)，其原則是作業(yè)平臺(tái)在標(biāo)定載荷和最大作業(yè)幅度時(shí)，整車(chē)穩(wěn)定性要達(dá)到規(guī)定的要求 [10]。當(dāng)作業(yè)平臺(tái)在車(chē)輛后方作業(yè)時(shí)，可得后支腿支撐點(diǎn)至回轉(zhuǎn)中心的距離 b1 應(yīng)滿(mǎn)足： )(21 221 qQGGG LGab b ?????? )100020xx(6812205001000 100020500120xx ???? ???b 2761?b mm 式中： L2 —— 底盤(pán)質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離。 m a x( c o s ) ( ) ( c o s )2 2 2cd ab Da b c d c d b c c dc d D a blldM m g m g l m m g l l m g l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3 . 6 4 . 61 0 5 . 4 9 . 8 1 1 2 . 8 9 . 8 ( 3 . 6 c o s 4 5 )22? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 7( 1 0 0 2 0 0 ) 9 . 8 ( 3 . 1 4 . 6 c o s 4 5 ) 1 2 2 . 3 9 . 8 3 . 12?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 53254Nm?? 產(chǎn)生的附加支承反力為 11 53254 1 7 1 7 8 . 73 . 1cdMRNL? ? ? ? 當(dāng)臂 AB 舉至最高位置時(shí)，見(jiàn)圖 所示。 取力器布置方案及基本參數(shù)選擇 各類(lèi)專(zhuān)用汽車(chē)的專(zhuān)用工作裝置的動(dòng)力來(lái)源，主要由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)提供。 從發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪后端取力 ： 從飛輪后端取力的特點(diǎn)是取力器不受主離合器影響，傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，取力器到工作裝置距離短，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，取力功率大，傳動(dòng)效率高。此種應(yīng)用方案應(yīng)用很廣，自卸車(chē)?yán)洳剀?chē)?yán)?chē)等一般均采用此種方案。 分動(dòng)器取力 分動(dòng)器取力布置方案主要用于全輪驅(qū)動(dòng)的牽引車(chē)、汽車(chē)起重機(jī)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)或起重機(jī)構(gòu)。然后對(duì)交通設(shè)施高空作業(yè)車(chē)的支腿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，估算出了支腿的橫向跨距、縱向跨距以及支撐腳的接地面積，使其能夠穩(wěn)定的工作。作業(yè)車(chē)主要工作機(jī)構(gòu)的液壓回路分成變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、和支腿收放 這幾部分。 圖 變幅機(jī)構(gòu)回路 動(dòng)作分析 由于上下臂機(jī)構(gòu)相似，所以只需要分析其中之一即可。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓作為執(zhí)行元件，液壓馬達(dá)通過(guò)蝸輪蝸桿減速箱和一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。 如圖 所示， 換向閥處在中位時(shí)，整個(gè)回路卸荷，制動(dòng)器液壓缸在自身彈簧的作用下迅速剎 住液壓馬達(dá)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置合理，采用模塊設(shè)計(jì)。 在整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到由于液壓馬達(dá)存在內(nèi)泄，平衡閥不能鎖住停在空中的重物，必須靠制動(dòng)器使重物可靠地停在空中。 馬達(dá)制動(dòng)器控制采用的為內(nèi)控，制動(dòng)器壓力隨負(fù)載變化而變化，在負(fù)載壓力小于制動(dòng)器開(kāi)啟壓力時(shí)，起升會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。最好的解決辦法是制動(dòng)器采用恒壓外控。各工作裝置均由電磁換向閥和調(diào)速閥控制，不工作時(shí)，液壓油通過(guò)卸荷回路直接回到油箱。上臂上升時(shí)， 3YA 通電，上臂下降時(shí)， 4YA 通電。 7YA 通電時(shí)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作。 可得 F N31950? 所以 2 319503 .5 7 1 0 16 ND M P a??? ? 按 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4》表 給出的缸筒內(nèi)徑尺寸系列圓整 D 成標(biāo)準(zhǔn)值，即?。? D=80mm 活塞桿直徑 d 的確定 根據(jù)速度比的要求來(lái)計(jì)算活塞桿直徑 ： ?? 1?? Dd d 活塞桿直徑 (m ) D液壓缸直徑 (m ) ?速度比 液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比，一般有 和 等幾種， 取 2 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4》表 (P23191)查得 ： d= 將 mmD 80? 代入式 (4) 得 ： D= 28 查 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4》表 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列 。取 ? ，即， 1 .2 5 1 .2 5 1 6 2 0yp p M P a? ? ? ?。 支腿 油缸的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 與上臂液壓缸計(jì)算類(lèi)似 （ 過(guò)程省略 ） （ 1） 液壓缸內(nèi)徑 D 取 63D mm? （ 2） 活塞桿直徑 d 取 45d mm? （ 3） 液壓缸行程 S 400S mm? （ 4） 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 [5] 缸筒壁厚 5mm 缸體外徑 取液壓缸外徑為 90mm 。在后欄板起重運(yùn)輸汽車(chē)的液壓系統(tǒng)中采用齒輪泵即可滿(mǎn)足工作的需要，常用系列有 CB、 CBX、 CG、 CN 等 [16]。 LK —— 系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取 ? ～ ，現(xiàn)取 ? 。 max()q? —— 同時(shí)動(dòng)作的各個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和的最大值，如果同時(shí)有溢流閥工作，則應(yīng)改再加上溢流閥的最小流量 2～ 3L/min。 由 24 vDvQ ??? 式中 D —— 液壓缸的內(nèi)徑 v —— 伸出速度 31 v? —— 容積效率，取 1v?? （ 1） 上臂液壓缸 2431 860 5 10 /41Q m s? ???? ? ?? （ 2） 下臂液壓缸 243260 10 /41Q m s? ???? ? ?? （ 3） 支腿液壓缸 2 53360 10 /41Q m s? ???? ? ?? 液壓泵的選型計(jì)算 常見(jiàn)的液壓泵有齒輪泵、柱塞泵、葉片泵類(lèi)型。 代入，得： ? = 代入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算最后得： （ 2）缸體外 徑的確定 ?21 ?? DD D=90 查 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4》表 圓整液壓缸外徑 1D 為 90mm 。 可求出此長(zhǎng)度為 ： L ? 油缸的最大行程一般取此長(zhǎng)度的一半，參照 表 （ GB2349— 1980） 液壓缸行程選擇 如下： 表 （ GB2349— 1980） 25 50 80 100