【導(dǎo)讀】①在大學(xué)課程中學(xué)習(xí)過液壓，理論結(jié)合實(shí)際；業(yè)的特種車輛，是將高空作業(yè)裝置安裝在汽車底盤上組成的?，F(xiàn)在的高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、自動(dòng)調(diào)速、安。全可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了空中作業(yè)的工作效率。形式/數(shù)量：H型/4；收放時(shí)間：收支腿：t≤60s；放支腿：t≤60s。高空作業(yè)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。高空作業(yè)車是利用汽車底盤作為行走

　　

【正文】 最大作業(yè)半徑： 回轉(zhuǎn)角度： 360176。 額定平臺(tái)載荷： 200kg 操作方式： 下操作、上操作可以任意選擇。 支腿形式 /數(shù)量： H型 /4 旋轉(zhuǎn)速度： 03r/min 兩支臂變幅時(shí)間：起臂： t≤ 70s 落臂： t≤ 6045s 支腿收放時(shí)間： 收支腿： t≤ 60s 放支腿： t≤ 60s 動(dòng)作要求 回轉(zhuǎn)臺(tái)左右均可以全周回轉(zhuǎn) 360176。 起升和旋轉(zhuǎn)可以同時(shí)互不干涉的動(dòng)作。 垂直支腿在高空作業(yè)車非工作狀態(tài)下可以自由縮放。 水平支腿在高空作業(yè)車非工作狀態(tài)下可以自由的擴(kuò)放支腿的支承范圍。 制動(dòng)液壓缸可以隨時(shí)制動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 技術(shù)性能要求 動(dòng)作平穩(wěn)、安全可靠、操作方便、體積小、自重輕。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3 確定設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案 上車個(gè)機(jī)構(gòu)均采用液壓傳動(dòng)。 采用兩節(jié)折疊臂形式。 確定執(zhí)行元件的形式 液壓執(zhí)行元件的型式要根據(jù)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)作、經(jīng)濟(jì)性分析以及整機(jī)布置得要求等確定。一般，連續(xù)回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)用液壓馬達(dá)，直線動(dòng)作機(jī)構(gòu)用液壓缸。野鴨高空作業(yè)車的變幅機(jī)構(gòu)常用液壓缸。 本例中 11米高空作業(yè)車： 四只支腿：采用 8個(gè)液壓缸。水平（ 4），垂直（ 4）。其中，水平支腿用來將液壓缸推出，直至適當(dāng)位置，從而擴(kuò)大液壓支腿的支承范圍。而垂直支腿則用于將高空作業(yè)車調(diào)平，其中，前兩支腿和后兩個(gè)支腿可以分別運(yùn)動(dòng)，而不互相干擾。 兩支支臂：采用液壓缸（ 2）。兩支臂液壓缸用來將兩個(gè)支臂支承起來，從而將工作人員送至相應(yīng)的高 度進(jìn)行工作。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：采用液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)從而使整個(gè)支臂結(jié)構(gòu)一起回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)一定的半徑內(nèi)的高空作業(yè)。其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中采用渦輪蝸桿和一對(duì)直齒輪進(jìn)行變速，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟大致如下： (1)、明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求； (2)、分析系統(tǒng)工況，確定主要參數(shù)； (3)、擬定液壓系統(tǒng)原理圖； (4)、液壓元件的計(jì)算與選擇； (5)、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； (6)、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫技術(shù)文件。 在以上的設(shè)計(jì)步驟中，前五項(xiàng)屬于性能設(shè)計(jì)，它們相互影響 ，相互滲透，本章將扼要敘述這些內(nèi)容；最后一項(xiàng)屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行時(shí)須先查明液壓元件的結(jié)構(gòu)和配置形式，仔細(xì)查閱有關(guān)產(chǎn)品樣本、設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料。 整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 31 12米高空作業(yè)車結(jié)構(gòu)圖 Ⅰ支臂液壓缸 Ⅱ支臂液壓缸 工作斗 汽車底盤 Ⅱ支臂 Ⅰ支臂 液壓油箱 支腿液壓缸 取力器 圖 32 高空作業(yè)車的作業(yè)范圍 液壓系統(tǒng) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)原理圖如圖 33 所示。在熟悉液壓系統(tǒng)主要元件的作用的情況下，可直接對(duì)系統(tǒng)的工作循環(huán)和工作回路進(jìn)行分析。 液壓系統(tǒng)工作原理 液壓系統(tǒng)主要元件的作用 在圖 33 所示的液壓系統(tǒng)中，動(dòng)力元件為雙聯(lián)液壓泵。 執(zhí)行元件是兩對(duì)水平支腿液壓缸、兩隊(duì)垂直支腿液壓缸、一對(duì)支臂液壓缸和一個(gè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)以及用于制動(dòng)的制動(dòng)馬達(dá)。 控制元件有方向閥和壓力閥。 方向閥包括以下幾個(gè)部分： 六個(gè)三位四通 M型機(jī)能的電磁換向閥 —— 用于控制各組液壓缸運(yùn)動(dòng)。其中，上 支臂液壓缸控制上支臂變幅，下支臂液壓缸控制下支臂變幅。水平支腿液壓缸控制支腿的伸展范圍，垂直支腿液壓缸用于控制四個(gè)支腿的伸出收回。 液壓鎖 —— 主要用于鎖緊前后支腿液壓缸。 壓力控制閥包括： 一對(duì)溢流閥 —— 這里用做安全閥，安全閥 1用于控制支承、穩(wěn)定工作回路免于過載，其調(diào)定壓力為 8 MPa；安全閥 2用于控制支臂的變幅、回轉(zhuǎn)回路免于過載，其調(diào)定壓力為 16～20 MPa。兩個(gè)安全閥分別裝于兩多路閥組中。 一對(duì)平衡閥 —— 分別用于控制支臂的變幅的平穩(wěn)和單向鎖緊。 工作原理 汽車底盤型高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)可以 分為兩個(gè)部分，變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作回路組成一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)；前后支腿的工作回路組成一個(gè)串并聯(lián)系統(tǒng)，兩部分油路不能同時(shí)工作。整個(gè)液壓系統(tǒng)除了液壓泵、濾油器、前后支腿及油箱外，其他工作機(jī)構(gòu)都在平臺(tái)上面，因而有的稱為上車油路和下車油路。上部分和下部分油路通過中心回轉(zhuǎn)接頭連接。 根據(jù)高空作業(yè)車的工作性質(zhì)和作業(yè)要求，液壓系統(tǒng)完成下列的工作循環(huán)：車身支撐、調(diào)平、支臂的變幅、回轉(zhuǎn)。 （ 1）車身的支撐、調(diào)平 車身的液壓支撐、調(diào)平由支腿工作回路完成。操縱換向閥 1處于左邊，這時(shí)的工作油液進(jìn)入水平支腿液壓缸內(nèi)，使水平液壓缸 伸出，從而擴(kuò)大或者縮小支腿的支撐范圍。當(dāng)換向閥處于右位時(shí)，液壓缸收回。同時(shí)，操縱換向閥 2處于左位，則前水平支腿液壓缸伸出；操縱換向閥 2處于右位，則后水平支腿液壓缸伸出，從而在將高空作業(yè)車的車身調(diào)平。 （ 2）支臂的變幅、回轉(zhuǎn) 操縱換向閥 3處于左位，則上支臂缸伸出，推動(dòng)上支臂上升。若處于右位，則上支臂液壓缸收回，支臂下降。 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 液壓系統(tǒng)原理圖 油箱 濾油器 雙聯(lián)齒輪液壓泵 電動(dòng)機(jī) 中心回轉(zhuǎn)接頭 溢流閥 電磁換向閥 水平支腿液壓缸 前垂直支腿液壓缸 后垂直支腿液壓缸 1雙向液壓鎖 1平衡閥 1下支臂液壓缸 1上支臂液壓缸 1回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 1制動(dòng)液壓缸 1單向調(diào)速閥 1單向閥 1手動(dòng)應(yīng)急泵 圖 33 高空作業(yè)車液壓系統(tǒng) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 4 液壓系統(tǒng)計(jì)算 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓缸的最大載荷 Ⅰ 支臂液壓缸 （ 1）狀態(tài)一：如圖 41 所示 圖 41 121 2 1 m a x 1 2( c os ) ( ) ( c os )2 2 2 DDl l dF l m g m g l m m g l l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ? ， 2 ? ， 11 ? 1 ? ， 2 max 70?? ??? 2 2 20 . 5 1 1 . 1 1 8c a b? ? ? ? ? 222 22111 1 11 1 . 0 0 8 1 . 4 2 1 . 2 5c o s 2 2 1 . 0 0 8 1 . 4 2l d cld? ?? ???? ?? ? sin ? ? 11 s i n 1 . 0 0 8 0 . 7 8 2 5 0 . 7 8 9l l m?? ? ? ? ? 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 14 .5 4 6 5 .3 4 68 0 0 9 .8 8 0 0 9 .8 ( 4 .5 4 6 c o s 7 0 )220 .7( 1 0 0 2 0 0 ) 9 .8 ( 4 .5 4 6 5 .3 4 6 c o s 7 0 )20 .7 8 9F?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 1 7 8 2 0 . 3 2 2 8 4 7 3 . 1 6 6 9 6 0 . 6 30 . 7 8 9??? 67495N? （ 2）狀態(tài)二 ：如圖 42 所示 圖 42 121 1 1 2 1 1 m a x 2 1 1c os ( c os ) ( ) ( c os )2 2 2 DDl l dF l m g m g l m m g l l? ? ?? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 2 2 21 1 21 1 21 . 0 0 8 2 1 . 2 5c o s 2 2 1 . 0 0 8 2l d cld? ? ? ? ??? ?? ? 2s i n 1 c o s 0 .3 5 7??? ? ? 11 sin 1. 00 8 0. 35 7 0. 36 0l l m?? ? ? ? ? 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 4. 54 6 5. 34 680 0 9. 8 c os 80 80 0 9. 8 ( 4. 54 6 c os 80 )220. 7( 10 0 20 0) 9. 8 ( 5. 34 6 4. 54 6 c os 80 )20. 36 0F? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? 3 0 9 4 .4 7 1 4 7 6 7 .3 9 1 4 4 2 5 .3 90 .3 6 0??? 72495N?? 故可知 Ⅰ 支臂液 壓缸的最大載荷為 2 m a x N K N?? Ⅱ 支臂液壓缸 如圖 43 所示，在圖示狀態(tài)液壓缸受力最大 圖 43 22 2 1 1 m a x 2sin ( ) ( )22 DDldF l m g m m g l?? ? ? ? ? ? ? 22221 12 121 211c os 2e l l lel? ?? ? ?? ? sin ?? 5 .3 4 6 0 .78 0 0 9 .8 ( 1 0 0 2 0 0 ) 9 .8 ( 5 .3 4 6 )222 1 .3 1 6 sinF ?? ? ? ? ? ? ?? ? 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 2 0 9 5 6 .3 2 1 6 7 4 6 .2 41 .3 1 6 0 .1 5 81 8 1 3 2 5 1 8 1 .3 2 5N K n????? 支腿液壓缸 （ 1）打開支腿時(shí)，如圖 44 所示 圖 44 支腿縱向跨距 4560HL a b? ? ? 支腿橫向跨距 4462BL ? ， 140000GN? 前支腿至中心的距離： 560a? 后支腿至重心的距離： 4000b? 故前兩支腿反力 12()RR 12 12 bR R G ab? ? ? ? ? 1 4 0 0 01 4 0 0 0 0 6 1 4 0 02 4 5 6 0 N? ? ? ? 后兩支腿反力 34()RR 34 12 aR R G ab? ? ? ? ? 1 5 6 01 4 0 0 0 0 8 5 9 02 4 5 6 0 N? ? ? ? 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 （ 2）最大載荷時(shí)支腿力的計(jì)算 該高空作業(yè)車工作時(shí)，支承在 A、 B、 C、 D 四個(gè)支腿上由于回轉(zhuǎn)工作部分的回轉(zhuǎn)變幅作業(yè)等運(yùn)動(dòng)，則作用工作面內(nèi)必然產(chǎn)生附加力矩。 狀態(tài)一：如圖 41 所示，產(chǎn)生的附加力矩為： 121 2 1 m a x 1 2( c o s ) ( ) ( c o s )2 2 2 DDl l dM m g m g l m m g l l??? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 . 5 4 6 5 . 3 4 68 0 0 9 . 8 8 0 0 9 . 8 ( 4 . 5 4 6 c o s 7 0 )22? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 7( 1 0 0 2 0 0 ) 9 . 8 ( 4 . 5 4 6 5 . 3 4 6 c o s 7 0 )2?? ? ? ? ? ? ? 53254Nm?? 產(chǎn)生的附加支承反力為 1 53254 58392 2 4 . 5 6HMRNL? ? ? ?? 狀態(tài)二：如圖 42 所示，產(chǎn)生的附加力矩為： 4 . 5 4 6 5 . 3 4 68 0 0 9 . 8 c o s 8 0 8 0 0 9 . 8 ( 4 . 5 4 6 c o s 8 0 )22M ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 7( 1 0 0 2 0 0 ) 9 . 8 ( 5 . 3 4 6 4 . 5 4 6 c o s 8 0 )2 ?? ? ? ? ? ? ? 3 0 9 4 1 4 7 5 7 1 4 4 2 5 2 6 0 9 8 Nm? ? ? ? ? ? 附加支承反力為 22 26098 28622 2 4 . 5 6HMRNL? ? ?