【毕业论文】折叠臂式高空作业车总体毕业设计说明书

本研究课题，将以高空作业车升降臂结构以及液压系统为对象，根据作业高度和液压驱动部分进行结构设计，得出种较为准确的设计方法。

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开越多，要求工作范围也越来越广泛。

小型折叠臂式高空作业车的发展概况折叠臂式高空作业车采用的工作装置为液压驱动。

高空作业车的升降机构的稳定可靠是实现安全作业的必要条件之，这类装置的升降机构大多采用臂式或剪式升降机构，采用液压缸作为液压驱动力，液压缸需要随升降机构运动，因此液压缸与液压主回路需使用液压胶管连接。

因此液压缸作为升降时的动力，又作为施工作业时的升降机构的支撑构件，因此液压缸及其连接管路对于整个系统安全起着非常重要的作用。

高空作业车是以反复循环的方式完成设备安装的作业车。

高空作业车主要由高空作业臂工作平台起升机构动力系统液压系统电气系统等六部分组成国内外折叠臂式高空作业车的发展概况国外折叠臂式高空作业机械新兴行业，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。

目前，专业生产折叠臂式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，批汽车起重机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。

国外折叠臂式高空作业机械发展迅速，技术水平不断提高。

工业发达国家般都有专门的跨国公司和集团主营和兼营高空作业机械，如美国公司格鲁夫和吉尼公司英国公司公司西蒙意大利利高芬兰公司波浪涛公司日本的多田野和爱知株式会社等。

国内折叠臂式高空作业机械发展刚刚起步，只有十几年的发展历史，虽然起步晚，但由于高空作业机械制造企业的努力，已逐步走向稳定的发展轨道。

我国从年代开始抚顺起重机总厂武汉起重机总厂四川度岩机械厂四川长江起重机械有限责任公司杭州园林机械厂北京攀尼高空作业车有限公司徐州重型机械厂等开始着手研制高空作业车和登高平台消防车，投放市场。

抚顺起重机械总厂生产的型登高平台消防车已出口泰国。

四川长江起重机有限责任公司研制的型高空作业车是最近推向市场的种新产品。

该产品采用现代设计手段设计，填补了国内伸缩臂式高空作业车的空白。

尽管我国在折叠臂式高空作业车设计制造上取得了些成绩，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定差距，主要表现为技术含量低大型的较结构笨重作业时未动性能差等问题。

在开发研制过程中，应采取有效措施实验研究，逐项加以解决，以缩小差距。

同时对目前存在的技术关键，有待于组织力量攻关解决，其关键是电液比例操纵微动性能问题，支腿调平技术问题，数显微机自动程序控制以及机电体化问题等，。

目前，折叠臂式高空作业车的发展动向是实现六化三性，以提高折叠臂式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建重量机电液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。

综上所述，在目前的折叠臂式高空作业车的生产水平上，改进折叠臂式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意义。

论文研究基本内容调研折叠臂式高空作业车技术应用情况，结合国内外情况，明确折叠臂式高空作业车技术的发展趋势，运用专业汽车技术及理论知识，确定折叠臂式高空作业车的研究方向。

选择适合型号整车分析采用折叠臂式高空作业装置的可行性，确定高空作业的工作方式，论证高空作业装置工作原理及工作过程。

设计种高空作业装置，对折叠臂式高空作业装置进行运动分析和优化设计。

通过对折叠臂式高空作业车的研究，分析折叠臂式高空作业车工况的稳定性。

计算折叠臂式高空作业装置在工作过程中的受力情况，分析各参数对折叠臂式高空作业装置的影响。

计算折叠臂式高空作业装置在工作过程中的受力情况，校核主要零部件的强度。

第章折叠臂式高空作业车作业臂设计高空作业臂选择高空作业臂分析高空作业臂包括上臂和下臂，上臂头部有工作平台。

行驶状态时，两节工作臂折叠在起进行高空作业时，两节工作臂由上下臂油缸举升伸展至定角度，将工作人员送至工作位置。

上臂和下臂间通过水平销轴铰接，铰接处设有专门的滑动轴承，以保证工作臂转动时阻力小，运动平稳。

该高空作业车采用折臂式工作臂结构，工作装置为液压驱动。

工作臂为两节工作臂。

具有操作简便，稳定性好等特点。

其组成主要是高空作业臂，如图所示，高空作业臂包括上臂和下臂上臂头部有工作平台。

图作业臂作业状态主要技术参数作业车技术参数如下表所示表作业臂作业状态中安装平衡阀。

为使支腿垂直液压缸在移动的过程中能在任意位置上停止，并防止停止后在外力的作用下发生位移，导致事故发生，应在支腿液压缸的进回油路上设有双向液压锁。

高空作业车应配备紧急停止装置，并安装在操作者的应急位置。

发生操作时，该装置应能有效的排除由此产生的故障和危险，保护高空作业车和各机构的安全。

重力自重式调平机构四杆调平机构等容积液压缸调平机构图作业斗的平衡机构在公路上进行作业的折叠臂式高空作业车，若车上的动力传动装置出现故障，而工作人员又困在高空作业平台上，无法排除故障，可能发生阻碍道路交通的事故。

因此，高空作业车必须设置辅助下降装置，中小型高空作业车采用手动泵人工辅助下降。

折叠式高空作业为防止作业平台翻转，则规定下臂处于接近水平状态时，上臂与水平面的夹角不允许超过。

为此，在高空作业车上设置了限位行程开关，只要发生超过上述规定的情况，行程立即断电，液压油卸荷，阻止上臂与水平面的夹角超过规定值。

同时，蜂鸣器报警，提醒操作人员注意，防止事故发生。

第章回转机构设计计算回转机构设计经查阅有关书籍，按照有关专业标准，高空作业车的回转机构应能进行正反两个方向的回转，回转速度不大于，回转过程中的起动回转制动要平稳准确无抖动晃动现象，微动性能良好。

圆柱滚子的接触角般为，相邻的两圆柱滚子轴线成交叉。

这不但使回转装置能承受轴向和径向载荷，而且还能承受翻倾力矩。

确定圆柱滚子的最大载荷图圆柱滚子外载荷及承载最大的滚子位置图圆柱滚子内圈受力图将方向交叉的两组圆柱滚子，用Ⅰ和Ⅱ组表示。

假定每组的圆柱滚子数目各占半，并作对的间隔排列，则这组圆柱滚子在点受力最大，如图所示。

其中任圆柱滚子的最大法向载荷为式中由轴向力引起的Ⅰ组任圆柱滚子最大法向载荷，由径向力引起的Ⅰ组任圆柱滚子上最大法向载荷由倾翻力矩引起的Ⅰ组任圆柱滚子上最大法向载荷，。

和由同等特性的折叠臂式高空作业车参考得出为。

对内圈作受力分析，如图所示，由力系平衡条件可以求得和。

为求得，可以近似地把座圈看成直径为的圆圈，并假定圆柱滚子对座圈的压力在座圈上连续分布，按圆柱滚子接触压力沿圆圈弧长的比压，列出平衡方程可求得为。

图翻倾力的计算确定圆柱滚子的允许载荷根据赫茨公式，滚道与圆柱滚子的线接触应力为式中圆柱滚子在接触线上的法向载荷材料的弹性模量，般滚道材料采用碳素钢或低碳合金钢，圆柱滚子材料采用轴承钢。

故可取圆柱滚子与滚道的有效长度，般情况可取圆柱滚子与滚道接触表面的主曲率之和，圆柱滚子直径，。

用优质碳素钢或低碳合金钢轧制或锻造成的座圈，其滚道表面的热处理硬度为，在般工作条件下，可取许用接触应力值为。

因此因此圆柱滚子的允许载荷为第章液压系统设计计算确定液压缸类型和安装方式根据主机的运动要求，按机械设计手册表，选择液压缸类型为单杠活塞式双作用液压缸。

下图为单杠活塞式双作用液压缸示意图图此类液压缸的特点为活塞双向运动产生推拉力，活塞在行程终了时不减速。

安装方式将缸体固定，活塞杆运动，查机械设计手册表液压缸的安装方式，选择合适的安装方式，考虑机构的结构要求，上臂起升，下降时液压缸的活塞杆进行伸缩实现运动要求。

查表液压缸的安装，选取耳环型安装方式，这种安装方式使液压缸在垂直面内可摆动，满足上臂动作要求。

确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸根据主机的动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸，包括液压缸的内径，活塞杆直径和液压缸行程等。

液压缸内径的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算计算公式式中液压缸内径液压缸推力选定的工作压力计算过程当高空作业车上下臂处于如下状态时，上臂液压缸所受的力最大，即液压缸具备的最大力必须大于此时的力图上下臂受力状态有其中上臂自重，由计算为上臂长度为高空作业车吊篮最大承受力为点到力的垂直距离由计算知为代入上式得将，代入得查机械设计手册表给出的缸筒内径尺寸系列圆整成标准值即取活塞杆直径的计算根据速度比的要求来计算活塞杆直径式中活塞杆直径液压缸直径速度比式中活塞杆的缩进速度活塞杆的伸出速度此处，机械设计手册表取液压缸的往复运动速度比为，表查得，将代入上式得查机械设计手册表液压缸活塞杆外径尺寸系列摘自取液压缸活塞杆外径尺寸如下缸壁厚的计算按薄壁筒计算对于低压系统，液压缸缸筒厚度般按薄壁筒计算式中液压缸缸筒厚度试验压力。

取液压缸直径缸体材料的许用应力，取代入上式得缸体外径计算液压泵的选型计算常见的液压泵有齿轮泵柱塞泵叶片泵类型。

齿轮泵具有结构简单工艺性好体积小重量轻维护方便，使用寿命长的优点，叶片泵和柱塞泵结构较复杂价格较高。

高空作业车的液压系统中采用齿轮泵即可满足工作的需要液压泵理论流量折叠臂式高空作业车液压泵理论流量应按下臂缸上升时间确定。

式中油缸最大工作容积，按下式计算均为下臂液压缸的参数，且其单位均为升降时间，由设计要求，般要求，取液压泵容积效率，。

所以油泵排量式中油泵流量油泵额定转速，。

所以油箱容积计算在低压系统中可取在中压系统中可取在中高压或高压大功率系统中可取式中液压油箱有效容量液压泵额定流量。

油管内径计算由可得高压管路内径式中油泵理论流量高压管路中油的流速。

因此低压管路内径式中低压管路中油的流速