【正文】 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? ? ? ?。若處于右位，則上支臂液壓缸收回，支臂下降。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。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。 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)。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。 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。 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。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。 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)。 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)。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。 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。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。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：采用液壓馬達(dá)。 兩支支臂：采用液壓缸（ 2）。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。 本例中 11米高空作業(yè)車： 四只支腿：采用 8個(gè)液壓缸。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。 采用兩節(jié)折疊臂形式。 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。 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。 起升和旋轉(zhuǎn)可以同時(shí)互不干涉的動(dòng)作。 額定平臺(tái)載荷： 200kg 操作方式： 下操作、上操作可以任意選擇。 工作 環(huán)境：風(fēng)力六級(jí)以下，溫度 20～ 30 ℃，無(wú)腐蝕性極易爆易燃性氣體。 通過本課題的研究和設(shè)計(jì)，尤其可以對(duì)液壓泵站的設(shè)計(jì)和制造有一個(gè)較為全面的了解，能夠從中學(xué)會(huì)一些比較簡(jiǎn)單的液壓泵站的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)液壓系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提高了獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。 通過本課題的研究和設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的流程，加深對(duì)工程機(jī)械的了解，尤其是對(duì)高空作業(yè)設(shè)備的發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀都有了全面的認(rèn)識(shí)。建立起數(shù)學(xué)模型和液壓系統(tǒng)模型，然后針對(duì)具體的參數(shù)給出實(shí)例計(jì)算。 總之，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種既滿足人機(jī)工程學(xué)又能夠運(yùn)用于多種場(chǎng)合下的新 型的高空作業(yè)車是極為必要的。應(yīng)該特別注意的是，高空作業(yè)車新產(chǎn)品的開發(fā)不能限制在汽車上，應(yīng)該考慮它是一種工程機(jī)械，以適應(yīng)用戶的需要為前提，行走方式可以采用電動(dòng)自行式、液控自行式、輪胎自行式、履帶自行式等。電信和有線電視系統(tǒng)使用的高空作業(yè)車要求小巧靈活，能走街穿巷，操作方便、乘坐舒適。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，停電對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來的損失不可估量，國(guó)家已經(jīng)開始實(shí)行《電力法》，對(duì)供電可靠性要求越來越高，在電力系統(tǒng)創(chuàng)一流企業(yè)活動(dòng)中要求供電可靠率達(dá)到 99． 9 ，所以如何解決不停電檢修 —— 帶電作業(yè)的問題已經(jīng)非常突出。而液壓系統(tǒng)是高空作業(yè)車的主要部分，故重點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和相應(yīng)的計(jì)算。作業(yè)車通過工作臂的舉升能夠?qū)⒐ぷ魅藛T安全送至 12米高空進(jìn)行工作，作業(yè)車的作業(yè)半徑不小于 12米，可以進(jìn)行 360176。 課題簡(jiǎn)介 本課題的目的是通過對(duì)折疊臂高空作業(yè)車各項(xiàng)技 術(shù)的研究，設(shè)計(jì)一種折疊臂型式的高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。提高系統(tǒng)的工 作效率。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。 （ 2）繪制液壓系統(tǒng)圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 4）選擇液壓動(dòng)力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。 另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動(dòng)作。 3）制定順序動(dòng)作方案 主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。 調(diào)速回路一 經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。 速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 （ 1）制定基本方案 1）制定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速 度的控制是擬定液壓回路的核心問題。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解 清楚。 1）確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4）選擇液壓元件； 5）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； 6）繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 設(shè)計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。 (4)為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上要求較高，因此它的造價(jià)高，且對(duì)油液的污染比較敏感。 (3)由于流體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn) (1)液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由于液壓油的可壓縮性和泄漏造成的。 (2) 液壓傳動(dòng)的各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活地來布置； (3) 液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向； (4) 操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速 (調(diào)速范圍達(dá) 2020： 1)，它還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速； (5) 一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)； (6) 容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)； (7) 既易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，又易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制甚至計(jì)算機(jī)控制后，可實(shí)現(xiàn)大負(fù)載、高精度、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn) 液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比有以下主要優(yōu) 點(diǎn)： (1) 在同等功率情況下，液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。如換向閥 15 即屬控制元件。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 (2) 執(zhí)行元件 ：把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善及各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化而在機(jī)械制造，工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來 。 第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動(dòng)裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用機(jī)床到本世紀(jì) 30 年代才用上了液壓傳動(dòng)。 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說，它是一門新學(xué)科，從 17 世紀(jì)中葉帕斯卡提出靜壓傳動(dòng)原理， 18 世紀(jì)末英國(guó)制成第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有 2～ 3 百年的歷史，只是由于早期技術(shù)水平和生產(chǎn)需求的不足，液壓傳動(dòng)技術(shù)沒有得到普遍地應(yīng)用。由于液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它被 廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。 液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式。流體傳動(dòng)是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)。由于原動(dòng)機(jī)的功率和 轉(zhuǎn)速變化范圍有限，為了適應(yīng)工作機(jī)的工作力和工作速度變化范圍較寬，以及其它操縱性能的要求，在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間設(shè)置了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是把原動(dòng)機(jī)輸出功率經(jīng)過變換后傳遞給工作機(jī)。原動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。 高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 綜上所述，在目前的高空作業(yè)車的生產(chǎn)水平上，改進(jìn)高空作業(yè)車的工作性能，開發(fā)研制機(jī)動(dòng)靈活、技術(shù)含量高安全、可靠的高空作業(yè)機(jī)械具有重大的意義。在開發(fā)研制過程中，應(yīng)采取有效措施、試驗(yàn)研究，逐項(xiàng)加以解決，以縮小差距。該產(chǎn)品采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi) 25m伸縮臂式高空作業(yè)車的空白。撫順市起重機(jī)總廠生產(chǎn)的 CDZ32型登高平臺(tái)消 防車已出口泰國(guó)。行業(yè)幾個(gè)骨干企業(yè)通過近幾年的技術(shù)改造，其生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，形成了各自特色的產(chǎn)品系列，基本能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高空作業(yè)機(jī)械的需要，企業(yè)的各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步上升，經(jīng)濟(jì)效益也逐年提高。 現(xiàn)狀 我國(guó)高空作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)于 20世紀(jì) 70年代末開始起步，發(fā)展較快， 目前生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)已由原來的幾家迅速增加到 40余家，其中與國(guó)外合資或合作生產(chǎn)的企業(yè)有 5家。如在 80年代德國(guó)的馬基路斯、麥茨、森田和芬蘭的波浪濤公司等紛紛采用了靠電子計(jì)算機(jī)控制舉高消防車的支腿梯架的操作和顯示等技術(shù)，這種技術(shù)提高了云梯操作自動(dòng)化程度，從而避免了因操作人員的失誤而導(dǎo) 致的危險(xiǎn)。在這方面比較突出的日本森田泵公司，在新一代云梯消防車上采用了電子計(jì)算機(jī)調(diào)平技術(shù)。在高層建筑火場(chǎng)上或在施工現(xiàn)場(chǎng)上，有時(shí)會(huì)遇到地面不平、場(chǎng)地狹窄等情況。登高平臺(tái)消防車， 70年代的最大工作高度是 40m, 80年代后期，芬蘭波浪濤公司又推出 ，而且這兩種車的登高平臺(tái)載重能力達(dá) 450比，顯著地 提高了救生能力。新技術(shù)的采用，使發(fā)達(dá)國(guó)家 80年代的舉高車在性能和安全上有較大的提高，這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面 : (1) 在公安消防上，提高救生和滅火能力。三性 :可靠性、安全性和舒適性。 高空作業(yè)車的發(fā)展主要?jiǎng)酉蚴菍?shí)現(xiàn)六化、三性，以提高高空作業(yè)機(jī)械的適用性。 但根據(jù)不同的工況條件，考慮到造價(jià)等原因，拖動(dòng)式和手動(dòng)式很有實(shí)用價(jià)值，目前在一些場(chǎng)所仍被廣泛使用。如 GENIE〔吉尼公司 )的自行式直臂式高空作業(yè)