清障車液壓系統(tǒng)設(shè)計與建模研究畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-07-25 16:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 造成財產(chǎn)或生命損失的情況。因此專業(yè)化的培訓(xùn)顯得尤其必要。熟悉清障車的專業(yè)知識，提高操作者的安全技能和安全意識、避免和減少傷亡事故，掌握清障車正確操作使用和日常維護保養(yǎng)技術(shù)，確保操作者在學(xué)習(xí)結(jié)束后能馬上投入實際的工作【2】。 本文研究的主要內(nèi)容和工作要求學(xué)習(xí)了解清障車的工作原理和工作內(nèi)容，收集大量有關(guān)的資料對清障車的液壓系統(tǒng)有初步的認(rèn)識，并根據(jù)給出的數(shù)據(jù)和掌握的專業(yè)知識設(shè)計清障車的液壓系統(tǒng)并對其建模。（1）完成清障車液壓系統(tǒng)的設(shè)計工作；（2）完成清障車液壓系統(tǒng)的建模工作；（3）完成設(shè)計計算說明書的撰寫工作；（4）提供清障車液壓系統(tǒng)總圖和有關(guān)零件圖等二維圖紙；（5）提供清障車液壓系統(tǒng)的三維模型；（6）提供包含清障車液壓系統(tǒng)三維模型和有關(guān)設(shè)計計算內(nèi)容的設(shè)計計算說明。 清障車的結(jié)構(gòu)形式及其應(yīng)用清障車是裝備有其中、托舉、拖曳等設(shè)備，用于清除道路障礙的專用汽車（GB/T173501998）。這里說的“道路障礙物”絕大部分是指停留在道路上影響交通暢通的各種車輛【3】。要清除道路上停留的不同類型的車輛是不是用同一種作業(yè)裝置就能將其拖走呢？答案是不能的。比如轎車根據(jù)其體積小、質(zhì)量輕、底盤離地間隙小的特點，可以采取抱起其輪胎的方式將其拖走；或者干脆直接將其牽引到清障車的平板上將其背走。但用同樣的方法對幾十噸重的載貨汽車就不好用或者根本就不能用了。這就根據(jù)不同類型的車輛產(chǎn)生了不同的作業(yè)裝置。下面介紹清障車作業(yè)裝置常見的結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用【3】。1 托吊分離型 托吊分離型即吊臂和拖臂可以單獨工作，互不影響。托吊分離型又包含吊臂旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)兩種形式。 臂旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車 該車一般為4軸或5軸的重型清障車（圖1）。吊臂通過主軸安裝在回轉(zhuǎn)臺上，回轉(zhuǎn)臺帶動起重臂實現(xiàn)3600回轉(zhuǎn)。吊臂一般分為兩節(jié)臂或三節(jié)臂，可以自由伸縮。在舉升油缸的作用下，吊臂還可以繞主軸在一定范圍內(nèi)起吊。回轉(zhuǎn)臺后座上安裝了兩個液壓絞盤，協(xié)助吊臂實現(xiàn)拖拽和起吊的功能。吊臂負(fù)責(zé)將被拖車輛從不便拖牽的位置轉(zhuǎn)移到便于拖牽的位置，或?qū)⒁褍A翻的車輛擺正以便于拖牽。 托舉裝置作為清障車作業(yè)裝置中最重要的執(zhí)行元件，負(fù)責(zé)將被拖車輛拖走。它由三部分組成：托舉機構(gòu)、擺動臂和托具。托舉機構(gòu)是實現(xiàn)擺動臂上下移動和擺動的裝置，當(dāng)擺動臂通過托具將被拖車輛固定好后，由托舉機構(gòu)將被拖車輛托離地面一定距離并使擺動臂上擺一個小角度（約70），這個小角度可以很大程度上避免被拖車輛的滑脫和保險杠等部件的損壞（圖2）。托具即是拖車用的工具，它的一端與擺動臂用銷軸連接，為了清障車拖車行駛時轉(zhuǎn)彎的需要，托具可以水平小角度擺動。托具的另一端是托叉座，根據(jù)拖被拖車的不同位置選擇相應(yīng)的托叉裝入托叉座即可（圖3）。根據(jù)拖被拖車的不同位置托叉分為板簧托叉、前橋托叉、縱梁托叉、輪胎托叉、板簧前耳座托叉等【3】。吊臂旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車應(yīng)用比較廣泛，作業(yè)對象絕大多數(shù)是中重型載貨汽車、大中型客車、重型載貨汽車及超重型半掛汽車列車等。它也可以拖牽中小型車，但考慮拖牽成本，一般不使用。 吊臂不旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車 該型清障車一般為2軸或3軸的中型清障車（圖4）。與吊臂旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車相比較，它沒有回轉(zhuǎn)臺，吊臂不能回轉(zhuǎn)，吊臂座固定在車架上，2個液壓絞盤安裝在吊臂上，除此之外其它功能基本相同。吊臂不旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車應(yīng)用不是很廣泛，它有被托吊聯(lián)體型清障車取代的趨勢，作業(yè)對象一般是輕型載貨汽車、微型客貨車、中重型載貨汽車、大中型客車等【3】。2 托吊聯(lián)體型 該型清障車系吊臂與拖臂聯(lián)結(jié)一體，一般為2軸或3軸的中重型清障車（圖5）。該車的吊臂與吊臂不旋轉(zhuǎn)的托吊分離型清障車的吊臂結(jié)構(gòu)相仿，都沒有回轉(zhuǎn)臺，吊臂不能回轉(zhuǎn)，吊臂座固定在車架上，2個液壓絞盤安裝在吊臂上。但車的最大特點就是吊臂下連接一個副臂，該副臂起到了托舉機構(gòu)的功能，大大降低了該車的制造成本。當(dāng)擺動臂通過托叉將被托車輛固定好以后，只需輕輕舉升吊臂就能將被拖車輛托起，且擺動臂自然形成了一個上擺的小轉(zhuǎn)角，對避免被拖車輛的滑脫和保險杠等部件的損壞很有好處（圖6），可見該車的操作很方便。托吊聯(lián)體型清障車很受用戶歡迎，在中重型清障車?yán)镎加泻艽蟮氖袌龇蓊~。作業(yè)對象一般是中重型載貨汽車、大中型客車、輕型載貨汽車、微型客貨車等【3】。3 平板背拖型 該型清障車系通過牽引或吊舉車輛至平板上進行背載運輸，同時還能進行拖載運輸（圖7）。由圖便可看出該行車的最大特點：一車拖二，同時可以將兩輛車拖離現(xiàn)場，而且該型車總質(zhì)量小，省油，操作方便。但是該車也有很大的拖車局限性，由于該車載質(zhì)量小，故只能背拖轎車、微型客貨車等總質(zhì)量小的車型。該車的作業(yè)裝置是怎樣實現(xiàn)一車拖二的呢？托舉裝置拖車就不用細(xì)說了，和前面所述一樣。這里主要講講背載車輛如何背載，從前面解釋可以體會得到是“通過牽引或吊舉車輛至平板上進行背載運輸”。吊舉好理解，就是用起吊裝置將被拖車吊到平板車廂上。那么牽引呢？如圖8所示，該型車的平板車廂是可以在一個固定軌道上前后滑移的，由一個行程3米左右的水平拉缸控制，而這個固定軌道又可以帶著平板車廂在推缸的作用下繞著鉸鏈軸擺轉(zhuǎn)。當(dāng)需要背載車輛時，擺動臂先放下適當(dāng)位置，避免與車廂干涉，然后平板車廂向后滑移所需距離，固定軌道擺轉(zhuǎn)至車廂尾端接地，這時由于被拖車輛前懸較低，一般要求車廂與地面夾角小于110，防止?fàn)恳龝r被拖車輛前懸與車廂接觸。液壓絞盤將被拖車輛牽引到車廂的合適位置后，收回車廂，放下軌道，收起擺動臂，將被拖車輛固定好背走，背載作業(yè)完成【3】。3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與尺寸計算 液壓系統(tǒng)的原理圖的擬定 清障車液壓執(zhí)行裝置，包括變幅液壓缸兩個、吊臂伸縮液壓缸一個、折臂液壓缸一個、托臂液壓缸兩個、支腿液壓缸兩個、絞盤液壓馬達兩個。液壓執(zhí)行裝置由一個7聯(lián)的手動換向閥統(tǒng)一控制，其中變幅液壓缸、吊臂伸縮液壓缸、折臂液壓缸、兩個液壓絞盤分別都裝有平衡閥，作用是使執(zhí)行機構(gòu)失去壓力之后停留在指定位置不動。支腿液壓缸以及托臂伸縮液壓缸裝有雙向液壓鎖，作用是鎖止執(zhí)行機構(gòu)，防止機構(gòu)在外力作用下動作?！?】。 液壓系統(tǒng)原理圖 吊臂的受力分析 ，該工況是吊臂最大吊起高度為5m，吊起重量為2000kg時的受力情況。 吊臂受力示意圖根據(jù)吊臂受力以及力矩平衡原理列出方程，解得：F2=277667N F3=167149N其中：吊臂質(zhì)量G=1490kg最大起吊質(zhì)量F1=20000kgL1=8110mmL2=2968mmL3=4018mmθ1=700θ2=650【7】。 變幅液壓缸參數(shù)的確定 變幅液壓缸無桿腔的最大壓力為最大行程時液壓缸的容積（無桿腔）：活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔）：變幅液壓缸所需總流量（兩個變幅液壓缸）：式中：t液壓缸至最大行程所需時間，t=60s變幅液壓缸最大排量（兩個變幅液壓缸）：=2 吊臂伸縮液壓缸參數(shù)的確定根據(jù)液壓缸的標(biāo)準(zhǔn)系列選擇吊臂伸縮液壓缸徑為140mm，活塞桿直徑為80mm，其液壓缸行程為3400mm。吊臂液壓缸無桿腔最大壓力為最大行程時液壓缸的容
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