车辆工程毕业设计论文-hq5050jgk高空作业车改装设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-hq5050jgk高空作业车改装设计(编辑修改稿)内容摘要：

45 结论 ……………………………………………………………………………………… 46黑龙江工程学院本科生毕业设计 参考文献 ………………………………………………………………………………… 47 致谢 ……………………………………………………………………………………… 48 附录 49 附录 A 外文文献原文 49 附录 B 外文文献中文翻译 53 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 选题的目的及意义 经调研发现，目前 高空作业车 具有一定需求市场，但生产厂家相对较少，主要在于其结构较为复杂，因此难以形成批量生产，为使 高空作业车 能够完善其结构和性能，提高 高空作业车 的功能，形成小批量生产。 本设计 将 对 高空作业车 主要工作装置所采用的各种方案 进行比较分析，分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。 高空作业 机械式在工程起重机械基础上发展起来的高空作业设备，广泛应用在建筑、消防等行业。 随着我国经济建设的不断发展，对 高空作业车 的需求越 来 越多，要求工作范围也越来越广泛。 高空作业车 提高了机械化程度，减少了劳动消耗，降低了成本，缩短了工作时间，提高了工作效率并且以满足各种特殊需要。 高空作业车 的国内外发展概况 高空作业车的分类方式有好多种，按臂架的展开方式分类，有折叠式和伸缩式及混合式三种。 按臂架的形状分类有，直臂式和曲臂式。 按驱动方式分类，有 自动式、拖动式和手动式等等。 高空作业车的国外研究状况 国外高空作业机械属新兴行业，是在工程起重机械基础上发展起来的高新技术产业系统，只有二十几年的历史。 但是发展速度很快，随着科学技术不断发展，尤其是电子技术在机械领域的应用，是高空作业更加智能化，更加人性化，操作更加方便，更加安全的方向发展，采用自动化控制，高空作业车的微动性能好，定位也来越来越准确。 目前，专业生产高空作业机械的公司比较少。 近年来，由于汽车起重机销售量下降及市场平淡，一批汽车起重制造公司，相继发展高空作业机械，但总计年产量仍不能 满足市场需求，正处于发展时期。 国外高空作业机械，发展迅速，技术水平不断提高。 我国在其主要差距在设计方法。 其关键是电液比例操纵、微动性能问题，支腿调平技术问题，微机自动程序控制以及机电一体化问题等和国外有很大的差距。 为了提高我国高空作业的生产水平，从目前的状况来看应首先从如下的几个方面来进黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 行。 解决工程汽车底盘问题，这样才可使高空作业车轻便、可靠，使用上既灵活又可承担繁重的工作任务； 提高液压元件的制造质量，这样就可以提高使用寿命和可靠性，相应的也就提高了高空作业车的质量和性能； 改变高空作业 车的生产方式，向规模化模块化发展，这不但可保证质量还可降低成本； 要扩大新型高空作业车的使用范围，可刺激本行业的发展，并投入力量加强对新产品的开发； 应用现代的设计方法和手段对现有的产品进行改造。 在目前的高空作业车的生产水平上，改进高空作业车的工作性能，开发研制机动灵活、技术含量高安全、可靠的高空作业机械具有重大的意义。 高空作业车的国内研究状况 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，随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品， 开始在市政、园林、电力等行业推广使用，但最大作业高度只有 35m，且功能单一。 在消防救援高空车产品中，锦州重型机械股份有限公司开发出 50m 产品，沈阳北方交通重工集团开发了 53m产品，徐州重型机械有限公司开发出 68m 产品。 在高空作业车产品中，目前只有杭州爱知 (日资控股 )、徐州海伦哲等近 30 家企业生产，最大作业高度只有杭州爱知和徐州海伦哲达到 35m，与欧美的差距较大。 也正因为此，高空作业车目前还只是用于电力保障、城市道路照明保障、城市园林维护和公安、交通等行业。 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、国防、市政、通讯、园林、交通、造船、消防等行业使用，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，需要相应出台有关政策、法规，限制传统落后、无安全保障、低效率、劳动强度大、能耗高的高空作业方式，更多地使用高空作业车。 (2) 随着经 济的发展和劳动力成本的上升，更多的高空作业依靠机械化，而不是黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 靠更多的人工作业，促进高空作业车需求量的快速增长。 (3) 随着经济发展水平的提高和社会保障要求的严格，高空作业车也将成为应急保障的必备设备。 目前我国在应急保障方面远远落后于发达国家。 (4) 目前高空作业车的应用多为市政、电力等公用部门，随着整个社会经济发展和企业经济效益的增长，高空作业车使用场合将大大拓宽，为高空作业车的发展带来极为广阔的发展前景。 (5) 35m 以上高度高空作业车目前基本依赖进口，也将为国产大高度高空作业车提供发展的机会。 高 空作业车发展动向 高空作业车的发展主要动向是实现六化、三性，以提高高空作业机械的适用性。 六化 :即液压化、最优化 (采用计算机辅助设计 )、轻量化 (采用高强度材料减轻构件重量 )、机电液一体化 (如安全保护、报警装置等 )、通用化、系列化。 三性：可靠性、安全性和舒适性。 高空作业车 的组成及功用 高空作业 车是用来运送工作人员和使用器材到达指定现场并进行作业的专用汽车。 高空作业 车除底盘部分外，为实现高空作业功能，还有动力传动装置、工作装置、安全装置及 控制 系统等。 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 工作 装置安装在汽车底盘上组成的。 工作 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 [2]。 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，具有汽车的形势通过性能，机动灵活，行驶速度高，可快速转移，转移到工作场地后能迅速投入工作 [3]。 剪叉式高空作业车中外观如图 所示。 高空作业车 正常进行作业，需要工作装置、动力装置与控制系统三部分。 这三个部分的组成及其作用分述如下 ： 工作装置 工作装置为实现 高空作业车 不同的运动要求而设置的。 高空作业车 一般设有变幅机构、平衡机构和行走机构。 依靠变幅机构实现载人工作斗在两个水平和垂直方向的移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角保持不变，依靠行走机构实现转移工作场所。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 图 剪叉式高空作业车 高空作业车的工作装置包括支腿机构、举升机构、作业平台及其调平机构。 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 高空作业车 的可靠性都有重要意义。 支腿机构是大多数高空作业车所必备的工作装置，目前均采用液压支腿。 这类装置时从外接动力驱动液压泵，通过控制阀把液压泵产生的液压油供给液压支腿的工作缸，实现支腿伸缩。 在作业车的两侧，一般备有操纵机构，可以使前、后、左、右四黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 个液压支腿单独的伸出或缩回，所以即使在不平整或者倾斜的地面上，也 能把车体调整到水平状态，安全作业。 举升机构的作用是实现作业平台的升降和变幅，变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。 其结构型式有垂直升降式和动臂式。 垂直升降式举升机构按转动方式，可分为液压传动和机械传动；按其结构分交叉剪刀式和套筒式交叉见导师是按交叉布置，铰接成剪刀形的连杆框架结构，当改变连杆交叉的角度就可以实现升降运动。 套筒有桁架式、箱式和圆筒式等型式，通过多节套筒的伸缩完成升降运动，驱动方式也可以采用液压传动和钢丝滑轮传动，垂直升降式举升机构作业高度有限，工作范围小，但作业平台 较大，且支撑稳定。 动臂式举升机构可以分为伸缩臂式或直臂式、折叠式或者曲臂式、伸缩和折叠混合组成的混合臂式等三种型式。 伸缩臂式是由多节套装、可伸缩的箱形臂结构，包括基本臂和伸缩臂两部分。 伸缩臂可以一节或多节，各节间装有液压缸，液压缸工作是，各节臂可以伸缩，从而改变臂架的长度。 整个臂架系统职称在液压缸底部的铰支座和变幅液压缸的两端，通过变幅液压缸的伸缩实现臂架摆动，从而达到变幅和升降的目的，这种型式的最大作业高度可达 60～ 80m。 折臂式是由多节箱型臂折叠而成，一般采用 2～ 3节折叠臂组成，折叠方式可分为上折式和 下折式两种，各节臂的折叠和展开都是由各节液压缸完成，这种型式的举升机构可以完成一定高度和幅度的作业，还可以完成地平面以下空间的作业。 混合臂式举升机构是由折叠臂式和伸缩式混合组成，这种型式组合上诉两种举升机构的优点，使这种型式的举升机构具有更大的作业空间。 高空作业车 变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。 变幅机构扩大了 高空作业车 的作业范围，由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。 高空作业车 变幅机构一般采用液压油缸变幅。 高空作业车 的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分 （一般指下车部分或非回转部分）做相对的旋转运动称为回转。 为实现 高空作业车 的回转运动而设置的机构称为回转机构。 它是由液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮上，小齿轮既作自转又作沿着固定在底架上的回转支承大齿圈公转，从而带动整个上车部分回转。 有了回转运动，从而使 高空作业车 从面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。 高空作业车 在工作臂起伏时，工作斗与水平面夹角必须保持相对稳定，才能保证工作人员正常工作。 平衡机构就是为了实现这一功能。 对于伸缩臂或混合臂型式的 高空作业车 ，通常有自重平衡、液压伺服缸平衡、电液平衡几种方式。 高空作业车 的行走机构就是通用或专用汽车底盘。 工作臂、副车架（车架大梁，门架、支腿等），金属结构是 高空作业车 的重要组黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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 高空作业车 的可靠性都有重要意义。 动力装置 动力装置是 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。 路灯安装 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 高空作业车 工作时不允许底盘行驶，因此底盘发动机的动力足以保证 高空作业车工作 装置工作。 因为 高空作业车工作 装置需要功率不大，通常高空作业车采用变速箱取力方式，通过安装在底盘变速箱侧面的取力器取出发动机的动力，并驱动液压油泵向高空作业装置供油。 取力系统中还设置控制装置，在底 盘行驶时，取力器没有输出，液压油泵不工作，需要进行高空作业时，取力器输出，油泵工作。 设计技术路线 主要内容 本设计目标是设计一种 最大举升高度为 8m，举升质量 300Kg 的高空作业车。 本设计的主要研究内容有：支腿机构设计、举升机构设计、回转机构设计、液压传动装置设计以及整车的整体布置。 主要解决的问题有：二类底盘的选择、 高空作业车 的总体布置、工作装置的设计、整车性能计算。 设计 技术路线 安排如下： 方案设计与分析； 二类底盘选型； 总体布置设计； 工作装置设计； 高空作业 车稳定 性能计算。 技术路线 技术路线如图。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 图 技术路线 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 第 2 章 高空作业车总体设计 高空作业车底盘的选择 二类 底盘选择依据 根据我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足国民经济某一服务领域的特定使用要求，主要是在已定型的基本车型底盘的基础上，进行车身及工作装置的设计，与此同时对底盘各总成的结构与性能进行局部的更改设计与合理匹配，以达到满足使用需求的较为理想的整车性能 [11]。 因此，专用汽车性能的好坏直接取 决于专用汽车底盘的好坏，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘。 二类底盘是在整车基础上去掉货厢，三类底盘是从整车上去掉驾驶室与货厢，四类底盘是在三类底盘的上去掉车架总成剩下的散件。 汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎 80%以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。 采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置和工作装置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整 车性能基本与原车接近。 选择 二类底盘要求 在汽车底盘选型方面，一般应满足下述要求 ： 适用性 对于专用改装车底盘应适用于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装造型设计。 可靠性 所选用汽车底盘要求工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命。 且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡。 先进性 应使用整车在动力性、经济性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平的汽车底盘。 而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。 方便 性 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 所选用的底盘要 求 便于安装、检查保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。 目前国内市场上底盘的种类多、品种全，因为解放和东风系列底盘性能好，价格便宜，市场保有量大，在载重量围 5~6t 的中型汽车，选用的底盘多为解放和东风系列的产品。 东风汽车有限公司生产的 EQ1050D3ADJ3AC 系列二类底盘是东风汽车有限公司五吨底盘，采用东风汽车有限公司成熟总成，经过优化设计，各总成匹配合理，通用性强。 表 为 EQ1050D3ADJ3AC 底盘 的部分参数列表。 市场价格 经济 和在市场上的占有率 高 ，因此， EQ1050D3ADJ3AC 底盘是 最佳 选择，适合于 高空作业车 车改装设计，所以选择 EQ1050D3ADJ3AC 底盘作为本次设计汽车所用底盘。 表 EQ1050D3ADJ3AC底盘参数 底盘型号 EQ1050D3ADJ3AC 整车整备。