（优秀毕业全套设计）折叠臂式高空作业车设计与研究（整套下载）

在同工作循环内，工作装置的回转机构举升机构等是正向和逆向运动交替进行的。

因此要求能适应运动方向的不断改变。

在工作过程中，各工作装置的工作速度应能随作业进度及时调整，且调速范围大，如举升机构需要有很低的微动速度。

动力传动装置的选择内燃机机械传动这种传动方式仅在用途单的高空作业汽车上使用，如用于电力设施维修的垂直升降式高空作业汽车多采用这种形式。

动力源为汽车发动机，动力经变速器传出后，还要经分动器离合器减速器卷扬机滑轮以及钢丝绳等传递到工作装置，传动路线长，结构较复杂。

电力机械传动这种传动方式是利用外接电源或车载电源蓄电池，通过电动机将电能转换成机械能，再经机械传动装置将动力传递到各工作装置。

由于电动机具有逆转性和在较大转速范围内实现无级调速等特点，并且各机构可由独立的电机驱动，简化了传动和操纵机构，而且噪声小污染少，适用在外接电源方便或流动性不大的场地作业。

内燃机电力传动这种传动方式的路线是汽车发动机发电机电动机，然后带动各工作装置运转。

其优点是利用直流电动机的优良工作特性，使高空作业汽车获得好的作业性能。

但这些传动装置质量较大，价格昂贵。

内燃机液压传动大部分折叠臂式高空作业汽车都采用这种工作方式，它可充分利用液压传动的优点，简化传动结构，并且易于实现无级调速和运动方向的变换，传动平稳操作简单方便省力能防止过载。

通过以上各种动力传动装置的结构经济性适用范围以及操作性能等多方面性能的分析，将动力传动装置选定为内燃机液压传动这种形式。

.工作装置设计与分析折叠臂式高空作业汽车的工作装置包括支腿机构回转机构操作及安全保护装置等。

支腿机构支腿机构的选择支腿机构是大多数折叠臂式高空作业汽车所必备的工作装置，目前均采用液压支腿。

这类装置是利用从汽车发动机取出的动力来驱动液压泵，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。

其优点是操作简单，动作迅速。

液压支腿按其结构形式又可分为蛙式支腿式支腿和式支腿。

蛙式支腿图为种蛙式支腿的结构示意图，支腿的伸缩动作由个液压缸完成。

在运动过程中，支腿除有垂直位移外，在接地过程中还有水平位移如图。

这种支腿结构简单，液压缸数少，支腿液压缸，结构质量小。

但支腿在伸出过程中受摇臂尺寸的限制，支腿的跨距图种的不能很大，调平性能较差，且在支反力变化过程中有爬移现象。

式支腿如图.所示，这种形式的支腿对地面适应性好，易于调平，且在支反力变化过程中无爬移现象，是高空作业车较理想的支腿形式。

式支腿由两个液压缸驱动即水平推力液压缸和垂直的支撑液压缸。

这种支腿形式的稳定性良好。

图蛙式支腿图蛙式支腿的运动示意图图式支腿图式支腿式支腿如图所示，这种支腿的垂直液压缸作用在伸缩腿的中间，当推力液压缸将腿伸出后，垂直支撑液压缸将支腿压向地面，使轮胎离地如图所示，四个伸缩腿是同步工作的，而垂直液压缸可同时顶升，也可单独工作，以便对车架进行调平。

由于式支腿的垂直支撑液压缸作用在横梁的中间，而横梁又直接支撑在地面上，这就比式支腿更加稳定。

但式支腿离地间隙较小，在伸支腿的接地过程中有水平位移运动，从而加大了液压缸的推力，液压缸易损坏。

综上所述，型支腿稳定性较蛙式支腿好，虽然型支腿的稳定性比型支腿更好，但型支腿的离地间隙比型支腿小。

因此，高空作业车的支腿机构选择型支腿，如图所示。

支腿机构的计算折叠臂式高空作业车的支腿机构起调平和保证整车工作稳定的作用，要求坚固可靠，操作方便。

支腿跨距的确定折叠臂式高空作业车的支腿般为前后设置，并向两侧伸出，如图所示。

支腿支撑点纵横方向的位置选择要适当，其原则是作业平台在标定载荷和最大作业幅度时，整车稳定性要达到规定的要求。

图高空作业车的支腿跨距支腿横向跨距支腿横向外伸跨距的最小应保证路灯装车在侧向作业时的稳定性，即全部载荷的重力合力落在侧倾覆边以内，并使绕左右倾覆边或的稳定力矩大于倾覆力矩。

如图所示，支腿横跨距应满足由于车总宽，且，故取式中转台重力，选取同等规格的高空作业车的转台的质量作参考，质量为底盘重力，所选取的底盘资料查找为，即。

臂架重力，上臂下臂上臂和下臂的材质为作业平台重力，所设计的平台具体尺寸为平台上部为铝合金围栏，下部为铝合金板，经估算质量为作业平台标定载荷，平台可容纳个人，每个人平均，再加上些操作工具，规定为转台重力中心至回转中心的距离臂架重力中心至回转中心距离。

作业半径臂幅，。

当下臂升起时，下臂升起时，以上臂上端点的垂线为旋转中心，上臂和下臂交接处到旋转中心的距离为作业半径。

即支腿纵向跨距支腿纵向跨距的确定和横向跨距确定的原则样，应绕前后倾覆边或的稳定力矩大于倾覆力矩。

当作业平台在车辆后方作业时，如图所示，可得后支腿支撑点至回转中心的距离应满足式中底盘质心至回转中心的距离。

经上图分析和相关高空作业车的侧量为同理，可得前支腿支撑点至回转中心的距离为图支腿跨距的确定支腿的纵向跨距因此取。

.支撑脚接地面积确定为了使折叠臂式高空作业车工作时能在规定的地面承受压力不下陷，且保证在不同地面能可靠支撑，支承脚要有足够的接地面积，保证在最大支反力下对地面的压强不大于地基强度，即综合考虑选取。

经查阅，式中地基强度，般为.。

回转机构回转机构是由回转驱动机构和回转支撑机构两部分构成的。

根据驱动装置的不同回转机构可分为机械驱动式电力驱动式和液压驱动式。

根据回转支撑的结构不同，回转机构可分为转柱式立柱式和转盘式，其中转盘式是种较常用的形式。

转盘式回转支撑装置又可分为两种支撑滚轮式和滚动轴承式。

支撑滚轮式回转支撑装置增大了转盘回转装置的高度，且质量增加，成本增大滚动轴承式回转支撑装置是目前应用最多的种，它是在普通滚动轴承的基础上发展起来的，结构上相当于放大了的滚动轴承。

其优点是回转摩擦阻力矩小，承载能力大，高度低。

由于回转支撑装置的高度降低，可以降低整车的质心，从而增大了汽车的稳定性。

滚动轴承式回转支撑机构按结构可分为以下几种单排滚球式转盘如图所示，单排球转盘多数是由内外座圈组合成个整体的滚道，其滚道是圆弧形曲面，是最简单的种回转支撑装置，球和导向体从内圈或外圈的圆孔中装进滚道里，然后将装配孔堵塞。

这种回转支撑装置的优点是质量轻结构紧凑成本较低，但其承载能力小，故应用不多。

双排滚球式转盘如图所示，主要由上下双排球体内外座圈间隔体和润滑密封装置等组成。

上下球体均排列在整体的内或外座圈内。

双排球转盘回转支撑装置比同样大小和相同数目的单排球转盘回转支撑装置的承载能力要大得多。

交叉滚柱式转盘如图所示，滚子的接触角般为，相邻的滚子轴线交叉排列，即相邻的两圆柱滚子轴线成交叉。

这不但使回转机构能承受轴向和径向载荷，而且还能承受翻倾力矩。

此外，和滚球转盘相比，这种滚道是平面，加工工艺比较简单，容易达到加工要求。

高承载能力转盘在些大型的起重举升专用汽车中，可用双排多排的滚球或滚柱式回转支撑装置。

外齿式内齿式外齿式内齿式图单排球转盘结构图双排球转盘结构外齿式图交叉圆柱滚子转盘结构内齿式图以上通过对各种回转支撑装置的结构特点承载能力加工性能以及应用情况等的分析，最后确定回转支撑机构选择交叉滚柱式。

操作及安全防护装置为了使举升机构能停在任意位置，并防止工作平台自由或超速下落，必须在液压系统中安装平衡阀。

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。

发生错误操作时，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。