【正文】 0 液壓缸的安裝方式，選擇合適的安裝方式。此類液壓缸特點(diǎn)為活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=16MPa。起升機(jī)構(gòu)則主要是用于實(shí)現(xiàn)重物的提升和下降。其中伸縮機(jī)構(gòu)主要是控制伸縮臂。磨床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，機(jī)床操縱機(jī)構(gòu)擺線馬達(dá)負(fù)載速度中等，體積要求小塑料機(jī)械、煤礦機(jī)械、挖掘機(jī)軸向柱塞馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)速較高負(fù)載大，有變速要求，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，低速平穩(wěn)性要求高。 各種液壓馬達(dá)的適用工況和應(yīng)用范圍馬達(dá)類型適用工況應(yīng)用范圍齒輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造簡(jiǎn)單,但轉(zhuǎn)速脈動(dòng)性較大,齒輪馬達(dá)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不大,速度平穩(wěn)性要求不高,噪聲限制不嚴(yán),適用于高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩情況下。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3》—20 物體的摩擦系數(shù)[12] ?。耗Σ料禂?shù)。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》:,取最大為。代入式（）中，得： （2）缸體外徑的計(jì)算 ()代入數(shù)據(jù)得: 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》(P23192)取液壓缸外徑為200[4]。取，即。4)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算(1)缸筒壁厚的計(jì)算[4]按薄臂筒計(jì)算: （）式中 液壓缸缸筒厚度()。如下圖所示： () 如上圖()所示，由計(jì)算得下臂升至最大角時(shí)，下臂鉸點(diǎn)與底盤鉸點(diǎn)之間的距離為：。 活塞桿的伸出速度。 液壓缸直徑()。即?。?。 ()由此計(jì)算得: 。 。 點(diǎn)到力的垂直距離。 點(diǎn)到下臂重力的垂直距離。 點(diǎn)到力的垂直距離。 高空作業(yè)車吊籃最大承受力。此時(shí)，上下臂夾角為，下臂水平放置，上臂抬起與下臂成夾角。其中的計(jì)算過(guò)程如下： 當(dāng)高空作業(yè)車上下臂處于如下?tīng)顟B(tài)時(shí)。 與上一個(gè)液壓缸相似，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》 液壓缸的安裝 (P23176)選擇耳環(huán)型安裝方式[4]，這種安裝方式使液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動(dòng),滿足下臂動(dòng)作要求。此類液壓缸特點(diǎn)為活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=16MPa。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》:,。代入式（）中，得： （2）缸體外徑的計(jì)算 ()代入數(shù)據(jù)得: 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》(P23192)圓整液壓缸外徑為105[4]。取，即。4)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算(1)缸筒壁厚的計(jì)算按薄臂筒計(jì)算: （）式中 液壓缸缸筒厚度()。3)液壓缸行程的確定 由于上下臂工作狀態(tài)最大夾角為,如下圖所示： （）上下臂鉸點(diǎn)位置如上所示,代入數(shù)據(jù)可求出線段的長(zhǎng)度,由此長(zhǎng)度計(jì)算上臂油缸的最大行程,計(jì)算過(guò)程如下: 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》 液壓缸活塞行程第一系列()[4]。 活塞桿的伸出速度。 液壓缸直徑()。代入公式()得: 將,代入式(),得: 按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》[4]。 高空作業(yè)車吊籃最大承受力。 ( ) 有: （）其中:上臂自重, 。其中的計(jì)算過(guò)程如下： 當(dāng)高空作業(yè)車上下臂處于如下?tīng)顟B(tài)時(shí)。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》 液壓缸的安裝 (P23176)選擇耳環(huán)型安裝方式，這種安裝方式使液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動(dòng),滿足上臂動(dòng)作要求[4]。 將缸體固定，活塞桿運(yùn)動(dòng)，按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》—40 液壓缸的安裝方式，選擇合適的安裝方式[4]。下圖為單桿活塞式雙作用液壓缸示意圖： （）此類液壓缸特點(diǎn)為活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=16MPa。以下，就主上臂油缸，下臂油缸及控制回轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。下臂液壓缸是指下臂與支架之間的液壓缸，它主要用于控制下臂的上升和下降動(dòng)作。第3章 高空作業(yè)部分液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算高空作業(yè)部分主要由變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其中，變幅機(jī)構(gòu)主要是指上下臂液壓缸。只有它通了電，高空作業(yè)機(jī)構(gòu)才可能動(dòng)作。通電時(shí)油路導(dǎo)通，不通電時(shí)，油路不導(dǎo)通。壓力表。中心回轉(zhuǎn)接頭。當(dāng)高空作業(yè)部分出現(xiàn)故障時(shí)，可以按動(dòng)手柄使二位四通閥置于左位，油路卸荷，高空作業(yè)部分不能動(dòng)作。當(dāng)該兩位四通閥位于左位時(shí)，油路卸荷，油液直接流回油箱則相當(dāng)于是高空作業(yè)機(jī)構(gòu)的總開(kāi)關(guān)沒(méi)有開(kāi)啟，高空作業(yè)部分不能動(dòng)作。在整個(gè)液壓系統(tǒng)圖中，起重結(jié)構(gòu)部分的動(dòng)作是靠手動(dòng)控制的，而高空作業(yè)部分的機(jī)構(gòu)是靠電動(dòng)控制的。按下手柄時(shí)，兩位四通閥置于右位，由于閥端被堵，此油路不同；通常情況下，兩位四通閥置于左位，則H型閥口使回路通順，即使先導(dǎo)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口接回了油箱。例如當(dāng)工作人員在高空作業(yè)籃內(nèi)，上臂起升和下降時(shí)，如果速度高將會(huì)十分危險(xiǎn)，通過(guò)節(jié)流閥的調(diào)速后則可以使作業(yè)籃平穩(wěn)緩慢的上升和下降。流液正向通過(guò)時(shí)可以順利通過(guò)該閥，反向通過(guò)時(shí)，則可根據(jù)調(diào)節(jié)節(jié)流閥節(jié)流口面積的方法來(lái)控制通過(guò)閥的流量，從而達(dá)到控制液壓缸和液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)速度的目的。由于液壓馬達(dá)本身沒(méi)有密封裝置，它靠馬達(dá)外殼將泄漏的液壓油聚集起來(lái)，然后通過(guò)細(xì)管送回油箱。 ()總圖分析： 圖中虛線部分是屬于控制油路。 整體液壓回路設(shè)計(jì) 結(jié)合以上能滿足起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊臂伸縮機(jī)構(gòu)動(dòng)作要求的液壓回路,完成整體液壓回路設(shè)計(jì)。當(dāng)電磁換向閥處于中位時(shí)，液壓缸不運(yùn)動(dòng)[13]。而右腔的油液則從右邊的平衡閥到右邊的節(jié)流閥再流出。先看左邊液壓缸的控制過(guò)程。平衡閥：可使運(yùn)動(dòng)速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，附加的單向閥功能，密封性好，在管路損壞或制動(dòng)失靈時(shí)，可防止重物自由下落造成事故。上臂和下臂、下臂和轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接處均設(shè)有專門的滑動(dòng)軸承，保證工作臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。這樣，即使液壓馬達(dá)有內(nèi)泄露也能保證吊臂被迅速制動(dòng)住[13]。 換向閥置于左位時(shí)，液壓油經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)的另一腔，同時(shí)經(jīng)梭閥進(jìn)入制動(dòng)器液壓缸，松開(kāi)制動(dòng)器，液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)?？刂七^(guò)程分析如下：如圖()所示，換向閥置于右位時(shí)，壓力油經(jīng)梭閥進(jìn)入制動(dòng)器液壓缸，制動(dòng)器松開(kāi)。單向節(jié)流閥：正向流動(dòng)時(shí)起單向閥作用，反向流動(dòng)時(shí)起節(jié)流閥作用。(2) 液壓回路設(shè)計(jì) （）電磁換向閥：電磁換向閥借助于電磁鐵吸力推動(dòng)閥心動(dòng)作來(lái)改變流液流向。(2) 液壓回路設(shè)計(jì)此處吊臂伸縮機(jī)構(gòu)的液壓回路設(shè)計(jì)省略。(1) 動(dòng)作分析該高空作業(yè)車工作下臂兼做起重基本臂，伸縮臂由伸縮油缸控制，不工作時(shí)，回縮至基本臂內(nèi)部，進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)，伸縮臂根據(jù)需要的起重幅度和起升高度進(jìn)行伸縮。這樣，即使液壓馬達(dá)有內(nèi)泄露也能保證吊重被迅速制動(dòng)住，實(shí)現(xiàn)空中可靠懸?；蚓臀?。此時(shí)，平衡閥7的遠(yuǎn)控口受到壓力油的作用，推動(dòng)平衡閥的閥芯，調(diào)節(jié)其開(kāi)度，使吊重平穩(wěn)下落?？繂蜗蚬?jié)流閥5的節(jié)流作用，制動(dòng)器松開(kāi)較起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)滯后，避免吊重在起升驅(qū)動(dòng)力矩未充分建立前下溜（“溜鉤”）。以下開(kāi)始分析動(dòng)作控制過(guò)程： 如圖()所示，換向閥3置于右位時(shí)，壓力油經(jīng)梭閥單向節(jié)流閥5進(jìn)入制動(dòng)器液壓缸6，制動(dòng)器松開(kāi)。平衡閥：可使運(yùn)動(dòng)速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，附加的單向閥功能，密封性好，在管路損壞或制動(dòng)失靈時(shí)，可防止重物自由下落造成事故。梭閥：梭閥相當(dāng)于有兩個(gè)單向閥組合而成，有兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口，在液壓回路中起邏輯“或”的作用。(2) 液壓回路設(shè)計(jì) ()1—液壓泵；2—油缸；3—換向閥；4—梭閥；5—單向節(jié)流閥；6制動(dòng)器液壓缸；7—平衡閥；8—起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)。 主要工作機(jī)構(gòu)液壓回路的設(shè)計(jì)(1) 動(dòng)作分析 起升機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)和起升減速機(jī)組成。 蜂鳴器受蜂鳴器按鈕和上、下臂限位行程開(kāi)關(guān)控制，在作業(yè)車開(kāi)始作業(yè)及工作臂處于極限位置時(shí)起警示作用。 當(dāng)支腿油缸支起，下臂離開(kāi)原始位置后，系統(tǒng)自動(dòng)切斷支腿油缸的回油油路，確保高空作業(yè)時(shí)支腿油缸不會(huì)因誤操作而收回。警示燈為夜間工作時(shí)顯示吊籃位置，提醒過(guò)往車輛和行人。九 電器系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)包括示廊燈、警示燈、照明燈（可選件）等燈具、上臂限位系統(tǒng)、下臂限位系統(tǒng)、上下車互鎖系統(tǒng)、蜂鳴器、轉(zhuǎn)臺(tái)控制箱和吊籃控制箱等部分。 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)個(gè)支腿的進(jìn)回油分別控制，因此各支腿的伸縮量均可單獨(dú)調(diào)節(jié)，使作業(yè)車能適應(yīng)不同的路面狀況。 液壓系統(tǒng)通過(guò)電液比例流量閥對(duì)工作臂油缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)和卷?yè)P(yáng)馬達(dá)供油，供油量大小由比例閥控制，輸出流量和負(fù)荷變化無(wú)關(guān)，可使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的工作速度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。七 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，它的作用是當(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暢通。取力器和變速箱之間的動(dòng)力傳遞由機(jī)械式操縱系統(tǒng)控制，平時(shí)取力器與變速箱取力齒輪處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)行高空作業(yè)或起重作業(yè)時(shí)，操縱拉桿使取力器的滑移齒輪與變速箱的輸出取力齒輪嚙合，取力器輸出軸帶動(dòng)油泵工作，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)為液壓能，為系統(tǒng)提供動(dòng)力。其工作原理是：起升液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)起升減速機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾筒將鋼絲繩收進(jìn)或放出，實(shí)現(xiàn)重物的提升和下降。進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，通過(guò)回轉(zhuǎn)減速機(jī)減速后帶動(dòng)輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒圈嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速機(jī)帶動(dòng)與之相連的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。GKZ系列車型的工作平臺(tái)采用鋼管焊接框架結(jié)構(gòu)，周圍設(shè)有護(hù)欄，右側(cè)護(hù)欄開(kāi)有側(cè)門，方便人員進(jìn)出，平臺(tái)底板采用防滑的花紋鋁板，平臺(tái)周圈下部設(shè)有護(hù)圍，防止工具和其它物品掉落。伸縮臂由伸縮油缸控制，不工作時(shí)，回縮至基本臂內(nèi)部，進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)，伸縮臂根據(jù)需要的起重幅度和起升高度進(jìn)行伸縮。二 起重工作臂 起重工作臂由基本臂和伸縮臂組成。行駛狀態(tài)時(shí)，兩節(jié)工作臂折疊在一起，進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)，兩節(jié)工作臂分別由上下臂油缸舉升伸展至一定角度，將工作人員送至工作位置。 設(shè)計(jì)依據(jù) 此次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)以徐州海倫哲工程機(jī)械有限公司研制開(kāi)發(fā) “GKZ14型高空作業(yè)車” 為模版，主要依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》里液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和方法[4]，以及《起重機(jī)機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》里起重機(jī)液壓部分設(shè)計(jì)步驟和方法。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，可以是充分發(fā)揮其組成元件的工作性能，也可以是著重追求其工作狀態(tài)的絕對(duì)可靠。因此，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法只需略做調(diào)整，即可直接用于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 液壓系統(tǒng)有傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之分,本次設(shè)計(jì)中所說(shuō)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言,主要是確定整個(gè)高空作業(yè)車的液壓回路,以及其間主要執(zhí)行元件、控制元件等的主要尺寸和基本性能參數(shù)。在此次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，將構(gòu)成作業(yè)車主要工作機(jī)構(gòu)的液壓回路分成起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊臂伸縮機(jī)構(gòu)和支腿收放這幾部分。起重工作裝置和高空作業(yè)裝置主要由起升、變幅、吊臂伸縮和回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組成，起升機(jī)構(gòu)和吊臂伸縮機(jī)構(gòu)屬于起重裝置部分, 變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)屬于高空作業(yè)裝置部分，這些機(jī)構(gòu)都靠液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)要求。該系列車分為底盤（簡(jiǎn)稱下車）和起重工作裝置、高空作業(yè)裝置（簡(jiǎn)稱上車）兩大部分。 基本參數(shù)及主要技術(shù)性能指標(biāo)作業(yè)車行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)（表一）：類別項(xiàng)目單位數(shù)值江鈴（五十鈴）躍進(jìn)尺寸參數(shù)總長(zhǎng)7170總寬19421952總高2860質(zhì)量參數(shù)乘坐人數(shù)（含駕駛員）人6總質(zhì)量43705020軸荷 前橋 17201980后橋26503040 行駛參數(shù) 最高行駛速度 9080縱向通過(guò)角27橫向通過(guò)角17最小離地間隙190 接近角2230離去角1213 （表一）作業(yè)車作業(yè)狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表二）：類 別項(xiàng) 目單 位數(shù) 據(jù)主要性能參數(shù)平臺(tái)額定載荷200平臺(tái)最大作業(yè)高度14平臺(tái)最大作業(yè)高度時(shí)作業(yè)幅度平臺(tái)最大作業(yè)幅度平臺(tái)最大作業(yè)幅度時(shí)作業(yè)高度最大起重量1300最大起升高度