【正文】 制造公司，相繼發(fā)展高空作業(yè)機(jī)械，但總計(jì)年產(chǎn)量仍不能滿足市場(chǎng)需求，正處于發(fā)展時(shí)期。 盡管我國在 折疊臂式 高空作業(yè)車設(shè)計(jì)制造上取得了一些成績，但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距，主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時(shí)未動(dòng)性能差等問題。 解決工程汽車底盤問題，這樣才可使高空作業(yè)車輕便、可靠，使用上既靈活又可承擔(dān)繁重的工作任務(wù)； 提高液壓元件的制造質(zhì)量，這樣就可以提高使用壽命和可靠性，相應(yīng)的也就提高了高空作業(yè)車的質(zhì)量和性能； 改變高空作業(yè)車的生產(chǎn)方式，向規(guī)?；K化發(fā)展，這不但可保證質(zhì)量還可降低成本； 要擴(kuò)大新型高空作業(yè)車的使用范圍，可刺激本行業(yè)的發(fā)展，并投 入力量加強(qiáng)對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)； 應(yīng)用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和手段對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行改造。 三性：可靠性、安全性和舒適性。 工作 裝置包括工作臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、副車架、工作斗、液壓系統(tǒng)和操縱裝置等 [2]。 高空作業(yè)車 正常進(jìn)行作業(yè)，需要工作裝置、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)三部分。 高空作業(yè)車的工作裝置包括支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、作業(yè)平 臺(tái)及其調(diào)平機(jī)構(gòu)。它承受 高空作業(yè)車的自重以及作業(yè)時(shí)的各種外載荷。這類裝置時(shí)從外接動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過控制閥把液壓泵產(chǎn)生的液壓 油供給液壓支腿的工作缸，實(shí)現(xiàn)支腿伸縮。 垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)按轉(zhuǎn)動(dòng)方式，可分為液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)；按其結(jié)構(gòu)分交叉剪刀式和套筒式交叉見導(dǎo)師是按交叉布置，鉸接成剪刀形的連桿框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)改變連桿交叉的角度就可以實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。伸縮臂可以一節(jié)或多節(jié)，各節(jié)間裝有液壓缸，液壓缸工作是，各節(jié)臂可以伸縮，從而改變臂架的長度。 高空作業(yè)車 變幅是指改變工作斗到回轉(zhuǎn)中心軸線之間的距離，這個(gè)距離稱為幅度。為實(shí)現(xiàn) 高空作業(yè)車 的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而設(shè)置的機(jī)構(gòu)稱為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。平衡機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)這一功能。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)型式有蝸桿渦輪傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)等。金屬結(jié)構(gòu)是 高空作業(yè)車 的骨架。 動(dòng)力裝置 動(dòng)力裝置是 高空作業(yè)車 的動(dòng)力源。取力系統(tǒng)中還設(shè)置控制裝置，在底盤行駛時(shí)，取力器沒有輸出，液壓油泵不工作，需要進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)，取力器輸出，油泵工作。 設(shè)計(jì) 技術(shù)路線 安排如下： 方案設(shè)計(jì)與分析； 二類底盤選型； 總體布置設(shè)計(jì)； 工作裝置設(shè)計(jì)； 高空作業(yè)車穩(wěn)定 性能計(jì)算。 汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件 、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配等決定，目前，幾乎 80%以上的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡。 在選用底盤時(shí)，除了上述因素外，還有以下兩個(gè)和重要的方面，一是汽車底盤價(jià)格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。 ) 額定質(zhì)量： (Kg) 前懸后懸： 1015/1855(mm) 整備 質(zhì)量： 5290(Kg) 最高車速： 95(km/h) 發(fā)動(dòng)機(jī)： JX493ZLQ3， JX493ZLQ3A 排量： 2771， 2771(ml) 功率： 85， 75(kw) 生產(chǎn)廠家： 江鈴汽車股份有限公司，江鈴汽車股份有限公司 排放標(biāo)準(zhǔn)： GB1769120xx 國Ⅲ , GB384720xx 軸數(shù)： 2 前輪距： 1385/1425(mm) 軸距： 3360 后輪距： 1425(mm) 輪胎數(shù)： 6 輪胎規(guī)格： 燃料種類： 柴油 彈簧片數(shù)： 7/5+5 軸荷： 1960/3655 駕駛室乘人數(shù)： 2+3 整車備注： 前伸 750mm,后伸 260mm. 專用性能： 我公司生產(chǎn)的高空作業(yè)車關(guān)鍵件靠性高，性能優(yōu)良，使用壽命長。 具有限位功能，危險(xiǎn)工況報(bào)警，安全性能卓越。 東風(fēng)汽車有限公司生產(chǎn)的 JX1060TSG23 系列二類底盤是東風(fēng)汽車有限公司長頭九噸底盤，采用東風(fēng)汽車有限公司成熟總成，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，各總成匹配合理，通用性強(qiáng)。只有整車的高度由于舉升機(jī)構(gòu)高于車頭的頂部，所以整車的高度會(huì)有所增加。 高空作業(yè)車 的整車整備質(zhì)量約為： 4650165030000 ???m kg () 式中：底盤整備質(zhì)量 —— 3000kg，工作裝置質(zhì)量 —— 1650kg 總質(zhì) 量 ma 所謂總質(zhì)量是指專用汽車整備齊全，滿載（規(guī)定值）貨物及乘員時(shí)的質(zhì)量。工作臺(tái)部分的最大載荷為 400kg，并可以保持水平狀態(tài)。 工作平臺(tái) 工作平臺(tái)的作用是將高空作業(yè)人員和必要的工具送至空中，并作為工作人員空中作業(yè)的場(chǎng)所。 起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)和起升減速機(jī)組成。 中心回轉(zhuǎn)接頭 中心回轉(zhuǎn)接頭由導(dǎo)電滑環(huán)、液壓滑環(huán)兩部分組成，它的作業(yè)是當(dāng)作業(yè)車進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，作業(yè)車轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分的電路及液壓油路始終保持暢通。 支腿的收放由下車多路換向閥控制，下車多路換向閥可對(duì)各支腿的進(jìn)回油油路分別控制，因此各支腿的伸縮量均可單獨(dú)調(diào)節(jié)，使作業(yè)車能夠適應(yīng)不同的路面狀況。另外還對(duì)高空作業(yè)車的主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡述。 舉升機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)的升降和變幅，其結(jié)構(gòu)型式有交叉剪刀式 、 套筒式 、 伸縮臂式和折疊臂式 [5]。這種舉升機(jī)構(gòu)能完成較低高度的作業(yè)，工作平穩(wěn)，作業(yè)平臺(tái)較大，被廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)、船舶制造、室內(nèi)維修、清潔電車線路維修等作業(yè)場(chǎng)地。 (a) 伸縮式 (b) 折疊式 (c) 交叉剪式 (d) 套筒式 圖 高空作業(yè)車 的結(jié)構(gòu)簡圖 13 伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu) 伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)由多節(jié)套裝、可伸縮的箱型臂構(gòu)成，如圖 （ a）所示。整個(gè)臂架系統(tǒng)支承在液壓缸底部的鉸支座和變幅液壓缸的兩端。但是，這種作業(yè)車的越障能力差。各節(jié)臂的折疊和展開運(yùn)動(dòng)由各節(jié)間液壓缸完成。所以 高空作業(yè)車 的舉升機(jī)構(gòu)選定為折疊式 舉升機(jī)構(gòu)，其折疊臂數(shù)目為兩個(gè) ，如圖 （ b） 所示 。 液壓式支腿按數(shù)量來分有雙支腿和四支腿兩種。 雙缸雙支腿 其各支腿均由單獨(dú)的液壓缸驅(qū)動(dòng)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作迅速，制成效能高等特點(diǎn)。 蛙式支腿 圖 為一種蛙式支腿的結(jié)構(gòu) 示意圖，支腿的伸縮動(dòng)作由一個(gè)液壓缸完成。 圖 蛙式支腿 圖 蛙式支腿的運(yùn)動(dòng)示意圖 H 式支腿 如圖 所示，這種形式的支腿對(duì)地面適應(yīng)性好，易于調(diào)平，且在支反力變化過程中無爬移現(xiàn)象，是高空作業(yè)車較理想的支腿形式。由于X 式支腿的垂直支撐液壓缸作用在橫梁的中間，而橫梁又直接支撐在地面上，這就比H 式支腿更加穩(wěn)定。 （ a） (b) 圖 X 式支腿 16 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 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。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的不同，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可分為：機(jī)械驅(qū)動(dòng)式、電力驅(qū)動(dòng)式和液壓驅(qū)動(dòng)式。其優(yōu)點(diǎn)是回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩小，承載能力大，高度低。 雙 排滾球式轉(zhuǎn)盤 如圖 所示，主要由上、下雙排球體、內(nèi)、外座圈、間隔體和潤滑密封裝置等組成。相鄰的滾子軸線交叉排列，即相鄰的兩圓柱滾子軸線成 90176。 高承載能力轉(zhuǎn)盤 在一些大型的起重舉升專用汽車中，可用雙排、多排的滾球或滾柱式回轉(zhuǎn)支撐裝 17 置。如平臺(tái)的護(hù)欄高度、平臺(tái)寬度、平臺(tái)的防滑表面、平臺(tái)上的安全帶及短索的結(jié)點(diǎn)等 [7]。使作業(yè)平臺(tái)出現(xiàn)偏移和偏擺，減少了安全感，這種機(jī)構(gòu)已很少采用。其平衡精確，制造簡單，工作可靠，使用非常廣泛。當(dāng)滿足 ad 和 bf、 ad 和 ae、 bf和 bg始終相等時(shí)，無論作業(yè)臂處于何種狀態(tài)，都能保持作業(yè)平臺(tái)底面處在水平位置。 綜上所述，重力式調(diào)平機(jī)構(gòu)安全性能太差，不宜應(yīng)用；等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu)一般只應(yīng)用于伸縮式舉升機(jī)構(gòu)；電 — 液伺服調(diào)平機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)起來比較困難。 高空作業(yè)車 應(yīng)配備緊急停止裝置，并安裝在操作者的應(yīng)急位置。 折疊式 高空作業(yè)車 為防止作業(yè)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)，則規(guī)定下臂處于接近水平狀態(tài)時(shí)，上臂 19 與水平面的夾角不允許超過 78176。 在同一工作循環(huán)內(nèi)，工作裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)等是正向和逆向運(yùn)動(dòng)交替 20 進(jìn)行的。動(dòng)力源為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力經(jīng)變速器傳出后，還要經(jīng)分動(dòng)器、離合器、減速器、卷揚(yáng)機(jī)、滑輪以及鋼絲繩等傳遞到工作裝置，傳動(dòng)路線長，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 [5]。其優(yōu)點(diǎn)是利用直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良工作特性，使 高空作業(yè)車 獲得好的作業(yè)性能。 本章小結(jié) 本章主要對(duì) 所要設(shè)計(jì)的高空作業(yè)車 的支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及其它附屬裝置的形式進(jìn)行了方案的比較分析 ?？刂葡到y(tǒng)采用機(jī)電液控制系統(tǒng)。 確定結(jié)構(gòu)型式。 舉升機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)范圍的確定 本設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)構(gòu)包括上臂和下臂兩個(gè)動(dòng)臂。 工作臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸確定 工作臂金屬材料的選擇 金屬結(jié)構(gòu)是指由扎制的型鋼和鋼板作為基本元件，按照一定的結(jié)構(gòu)組成規(guī)則用栓接、鉚接或焊接的方法連接起來，用于承受一 定的載荷。 結(jié)構(gòu)應(yīng)按三類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。 第 II類 按工作時(shí)的最大的載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。 鋼板的厚度 t=6mm。作業(yè)臂實(shí)際作業(yè)時(shí)通常在 30186。在圖 075ABH??， 075HBC??，起升高度 AC=15m。=15 L1+L2=15/sin75186。75c os630130026501300 222 ?????HG = （ ） ?HG EF是 中 臂油缸， GH是下臂油缸。 （ 1） 正應(yīng)力校核 靜強(qiáng)度校核公式：正應(yīng)力 ][?? ?? AF 式（ 42） F梁所受的力 N A截面積 ( 2m ） 切應(yīng)力 ][82 ??? ??ZSIF 式（ 43） SF 梁所受的力（ N） ? 鋼板厚度 (m) zI 梁對(duì) Z軸的慣性矩（ 4m ） 上 臂的強(qiáng)度計(jì)算 在截面 CG的正應(yīng)力是： ][11 ?? ?? AF 梁的截面積是： A=hb1h1b=**= 2m 則： ][ 0 2 0 9 8 41 ?? ?MPAFA ??? 在截面 AD受的正應(yīng)力是： ][2 ?? ?? AF 則： ][ 0 2 0 2 4 6 039。 從以上對(duì)上臂的驗(yàn)算可知上臂的尺寸選擇符合要求。如圖 臂梁的尺寸