车辆工程毕业设计论文-高空作业车改装设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-高空作业车改装设计(编辑修改稿)内容摘要：

............................. 45 副车架的校核 ............................................................................................. 45 销 和螺栓 的校核与计算 ........................................................................................ 48 钢丝绳的选择与计算 ............................................................................................ 49 钢丝绳的计算与校核 ................................................................................. 49 钢丝绳接头的压制方法 ............................................................................. 51 本章小结 ................................................................................................................ 51 结 论 ............................................................................................................................ 52 黑龙江工程学院本科生毕业设计 参考文献 ............................................................................................................................ 53 致 谢 ............................................................................................................................ 54 附 录 ............................................................................................................................ 55 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 概述 高空作业车是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆，是将高空 作业装置安装在汽车底盘上组成的一种重要工程机械。 近年来， 工程机械发展速度快。 其主要原因 :一是我国在改革开放政策指引下，经济发展快，对工程机械的需要增多 ； 二是从中央到地方给与发展的优惠政策，增加资金注入，加以扶植 ； 三是引进国外多项先进技术，经过消化吸收，产品技术水平提高。 四是，企业经过组织结构调整，相互合作，并在竞争中促使相互提高。 高空作业装置包括工作臂、回转平台、副车架、工作斗、液压系统和操纵装置等。 现在的高空作业装置具有操作平顺、工作稳定、自动调速、安全可靠等优点，大大提高了空中作业的工作效率。 高空作业车 是利用汽车底盘作为行走机构，具有汽车的行驶通过性能，机动灵活，行驶速度高，可快速转移，转移到作业场地后能迅速投入工作，因此被越来越多的应用在工程建设、工业安装、设备检修、物业管理、航空、船舶、石化、电力、影视、市政、园林等许多行业，是近几年来国内发展最快的专用汽车产品之一。 但是国内生产制造的高空作业机械同国外同类型高空作业机械产品相比仍有一定差距， 主 要表现为技术含量低、大型的较少、结构笨重、作业时微动性能差等问题。 图 高空作业车 高空作业车按工作臂的型式，有四种基本型式，分别为：垂直升降式、折 叠臂式、伸缩臂式和混合臂式 ]2[。 垂直升降式高空作业车的升降机构只能在垂直方向上进行运黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 动。 它的主要特点是结构简单，承载能力强，但作业范围小，作业高度低，这种结构型式应用比较少。 折叠臂式高空作业车工作臂之间的连接全部采用铰接型式，所以国外又把它叫做铰接式高空作业车。 折叠臂高空作业车结构适合于较低作业高度的车型，如要加大作业高度，必然要增加臂长或增加工作臂数量，增加臂长会使作业车体积庞大，降低灵活性；增加工作臂数量会造成操作繁琐，安全性降低。 伸缩臂式的高空作业车在行驶状态 时，工作臂缩回套叠，工作时伸出，可以有效增大作业高度，同时具有工作效率高、操作简单、动作平稳等特点。 混合臂式高空作业车工作臂之间既有铰接，也有伸缩，是折叠臂式和伸缩臂式高空作业车的结合，它综合了两种结构型式的优点，工作性能最好，但结构也最为复杂。 高空作业车的发展现状 专用车的现状 根据 相关资料统计显示，目前我国专用汽车行业已有 60％左右的企业建立了完整的产品研发体系，具备独立的系列化产品开发能力。 大部分专用汽车企业采用开发软件进行模块化仿真设计，如 AutoCAD、 Pro／ E、 CATIA等，大大提高了研发质量和缩短了开发周期。 但是，我们还应该清醒地看到，目前我国专用汽车产品研发还处于较低水平，模仿设计痕迹比较明显，技术雷同现象突出，并没有实现质的转变。 我国专用汽车在产量上已具有相当的规模，但大多数为劳动密集型及中低技术水平的产品，如半挂车、自卸车、保温车、集装箱运输车等。 一些技术含量较高的车型尤其是关键零部件仍需进口。 例如一些近百米的登高消防车的上装部分，混凝土泵车、混凝土搅拌车上装部分的关键件， C级防弹运钞车 (我国的产品主要为 A、 B级，防弹等级低于国外同类产品 )等。 国外专用汽车的动力性 、耐久性及驾驶室舒适性等方面也普遍比国产车好。 我国高空作业车的现状和发展 用高空作业车进行高空作业是一种先进的登高作业方式．其发展与国民经济的发展水平密切相关，经济越发达，需求量越大，且单位 GDP的需求量也越大。 与发达国家相比，我国不仅单位 GDP的需求量小，而且单位 GDP需求量与 GDP的比例也低，这说明高空作业车的市场需求量既与经济规模有关，又与经济发达程度有关，这也恰恰表明高空作业车在我国有非常广阔的发展前景。 概况 我国高空作业车行业起步较晚，自 20世纪 60年代开始研制， 70年代才推出 商业化样机。 目前我国高空作业车的市场销售、使用及保有量最大的车型还是折叠臂式，其黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 他型式如伸缩臂式和混合臂式占有的比重还很小，最大作业高度只有几十米。 国内高空作业安全法规尚待完善，存在各种原始方式的高空作业，应用普及范围与国外相比还有很大的差距。 限制这一行业发展的主要因素是大高度复杂截面混合臂架技术、安全技术、智能化高效控制技术、可靠性等．缺乏前瞻性研究．缺少向更大高度发展的技术支撑。 应用情况 我国高空作业车的应用远远落后于发达国家和地区，尚处于初级阶段．目前仅在电力．市政等少数行业普及使用，而且也只是 在最近 5年才进入快速发展阶段。 进一步的发展将依赖于下面几个主要方面： （ 1） 更加重视文明、安全施工。 （ 2） 加快高空作业车的机械化。 （ 3） 35m以上高度高空作业车目前基本依赖进口，这将为国产大高度高空作业车提供发展的机会，也将为高空作业车的发展带来极为广阔的发展前景。 产品和技术 目前我国高空作业车年销售量很低，与国外相比，产品技术水平差距较大，产品结构单一， 产品制造工艺落后，产品可靠性差等。 未来 ，我国的城市化进程将进一步加快，基础设施建设会进一步加强，需要大量添置高空作业车进行市政工程的安装和 运行维护；电力系统也将加快发展，目前国家电网正大规模投资建设 750kV以上的超高压输电网，需要大量的高空作业车用于电网的建设和运营维护；随着我国工程设备租赁行业的发展，可以节约大量设备购置资金的租赁方式将进一步促进高空作业车市场的发展，租赁行业将是高空作业车市场需求量增长潜力最大的行业 ]3[。 如何适应市场需求并引导市场需求，高空作业车技术将如何发展。 这些都对高空作业车行业提出了更高的要求。 （ 1） 产品结构 折叠臂式高空作业车仍然是市场主流产品，但市场份额将逐步下降， 伸缩臂和混合臂式高空作业车将以无可替代的优势占据市场半壁江山。 1） 折叠臂式高空作业车由于市场保有量大、用户熟悉、价格低廉、维护简单等优势仍然会成为市场主流产品，但需在安全性和人性化方面改进提高。 2） 伸缩臂式高空作业车将以其作业效率高、操作简单、安全性好等优势得到快速发展，作业高度在 18～ 28m之间的将成为主力产品。 3） 混合臂式高空作业车既有折叠臂式跨越障碍能力，又有伸缩臂式操作简单、作业效率高的优点，在特殊领域和大高度上具有无比优势，但由于该型式车技术复杂、制造黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 工艺要求高、成本高等缺点，普及程度要低于 伸缩臂式高空作业车。 4） 采用越野底盘的高空作业车也将成为一个新的产品方向。 （ 2） 产品技术 大量采用新技术和新结构，逐步执行国际标准，以降低整车重量、车高度，增大作业幅度、工作斗承载能力。 1） 臂体截面从矩形改进为六边形或多棱形，甚至采用 U形截面，这些已经普遍应用在汽车起重机上，随着制造工艺提高和加工成本降低，将推广使用到高空作业车上。 2） 高强度、低重量和高耐腐蚀性的铝合金工作斗将成为主流配置，同时工作斗的额定载荷也将超过目前普遍的 200kg，以适应不同行业作业要求。 3） 降低整车高度和前轴载荷，提高 整车通过性能和驾驶性能，方便出入工作斗的转台前置、工作斗后置布置结构将成为伸缩臂式高空作业车的主流结构。 4） 安全控制上向国际先进水平看齐，安全控制更加完善，双冗余控制将成为标准配置，基于 CAN总线的智能化控制系统将成为主流，同时基于 GPRS的远程监控和维修技术将投入使用，能有效对设备使用状况和故障情况进行实时监控，将大大提高产品的安全性和可靠性。 5） 提高产品人性化设计，操作使用和维护维修更加简单方便，并在工作斗中多设计和配置一些方便高空作业的功能及设备，例如风、水、液压、电接口，以及更高级的多功能工作台 、焊机、切割机等多种装备，扩大高空作业的适用领域，提高高空作业车的利用率。 6） 节能环保技术将更多应用，全电驱动底盘高空作业车将随着新能源汽车技术的成熟在城市市政领域得到快速发展。 （ 3） 产品制造工艺 标准化制造、部件化喷漆装配必将成为各生产厂家的标准生产模式，提高产品装配水平和表面处理质量能有效提高产品的可靠性；电气系统采用汽车或移动设备的产品配置和接线方法，提高电气系统的可靠性。 （ 4） 产品方向 重点发展 35m以下作业高度的车型，着重于轻量化和小型化，并提高产品的安全性、可靠性和人性化，以适应我国城 市空间和场地狭窄、道路地面承重能力差异大等特点。 我国经济发展程度决定目前在民用高空作业领域 50m以上的作业要求还很少，应不急于向超大作业高度如 50m以上的产品发展。 高空作业车的组成 高空作业车除了底盘部分外，为实现高空作业功能，还包括工作装置、金属机构、黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 控制系统、动力传动装置 ]2[。 工作装置 高空作业车的工作装置包括行走机构、支腿机构、举升机构、会装机构、工作平台及其调平机构。 高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。 金属结构 工作臂、回转平台、副车架 （ 车架大梁，门架、支腿等）金属结构是高空作业车的重要组成部分。 高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的。 金属结构是高空作业车的骨架。 它承受高空作业车的自重以及作业时的各种外载荷。 组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量的一半以上，耗钢量大。 因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作业性能，节约钢材，提高高空车的可靠性都有重要意义。 控制系统 高空作业车控制系统是解决各机构怎样运动的问题。 如动力传递的方向，各机构运动速度的快慢，以及使机构启动停止等。 控制系统包括操纵装置、执行元件和安全装置。 当今的高空作业车全部采用电气液压操纵，因此控制装置包括各种液压操作阀，电控装置等，以实现机构的起动、调速、换向、制动和停止。 执行元件包括变幅用的液压油缸、回转马达、油泵等，用来推动结构件实现动作。 安全装置包括各种传感器、行程开关、报警器、液压锁止阀，用来检测危险工况保证工作安全。 动力传动装置 动力传动装置是高空作业车的动力源。 由于高空作业车采用汽车底盘作为行走机构，通常不再另外设置动力源，而是直接采用汽车底盘发动机 作为整车的动力源。 高空作业装置需要的功率不大，一般约 10~20kw，而载重汽车底盘发动机的功率根据载重量不同从 50kw 一直到 150kw 以上，且高空作业装置工作时不允许底盘行驶，因此底盘发动机的动力足以保证高空作业装置工作。 因为高空作业装置需。