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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目:江鈴15米三節(jié)臂高空作業(yè)車
改裝設(shè)計（液壓支腿系統(tǒng)）
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-10班
學(xué) 生 姓 名: 郭世琦
導(dǎo) 師 姓 名: 齊曉杰
開 題 時 間: 2011年3月14日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
郭世琦
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師姓名
齊曉杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
交通工程
是否外聘
□是否
題目名稱
江鈴15米三節(jié)臂高空作業(yè)車改裝設(shè)計（液壓支腿系統(tǒng)）
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
高空作業(yè)車是指3米以上，由液壓或電動系統(tǒng)支配多支液壓缸，能夠上下舉升進(jìn)行作業(yè)的一種車輛。采用液壓傳動的載人高空作業(yè)車，是當(dāng)代先進(jìn)的特種機械設(shè)備。目前我國有多個企業(yè)生產(chǎn)高空作業(yè)車。按功能分有折疊臂、伸縮臂、混合臂、自行式等系列。
近年來美國等發(fā)達(dá)國家專用車市場十分巨大，就專用車品種而言，美國就有5000多個品種，國外舉升車的生產(chǎn)主要以重型為主，其主要原因重型車經(jīng)濟效益好、功率大、強度高有中小型車無法代替的優(yōu)點。隨著一些礦業(yè)的開發(fā)需要和運輸性能、及特殊作業(yè)的要求，重型自卸車在國外得到了迅速的發(fā)展。專用底盤的專業(yè)化非常明顯，例如日本豐田等大汽車公司底盤系列化專業(yè)化生產(chǎn)，新材料、新技術(shù)的應(yīng)用越來越突出如高強度的合金和鋁合金材料的應(yīng)用大大減輕的整車的整備質(zhì)量、提高了車輛的使用壽命。由此國外市場對專用車產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值的要求越來越高，一些高新技術(shù)開始在專用汽車上得到廣泛的應(yīng)用，很多專用車已經(jīng)被E化，裝有電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航等系統(tǒng)，一些能夠滿足特殊功能要求的專用車底盤被開發(fā)研制。不論是液壓舉升裝置、排料卸料裝置、計量測量裝置、機械作業(yè)裝置，還是制冷保溫裝置、安全防護裝置、自動控制裝置、作業(yè)監(jiān)視裝置；不論是各類缸、泵、閥、儀表等總成，還是各種箱體、罐體等車身結(jié)構(gòu)，均在專用汽車上得到了廣泛應(yīng)用，在一定程度上滿足了新形勢下用戶對專用車產(chǎn)品的多樣化需求。在專用車在功能、結(jié)構(gòu)、外觀上進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計，注重個性化和人性化設(shè)計。欄板起重運輸車因其在商業(yè)運輸行業(yè)中突出的優(yōu)越性，正在國外發(fā)達(dá)國家的郵政、商業(yè)等行業(yè)中占據(jù)了巨大的市場和競爭力。
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展展以及國內(nèi)大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要等因素，專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)隨國內(nèi)市場需求格局較過去有很大變化，重型車和輕型車比例處于增長趨勢，中型車比例繼續(xù)下降；體現(xiàn)專用汽車產(chǎn)品專用功能特性的產(chǎn)品在總量中的比重加大；專用汽車品種數(shù)得到大幅增加；整個專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于更合理化的發(fā)展。 專用功能較強的城建類專用車等均有大幅增長，今后隨著市場需求變化，適合高等級公路運輸車輛,滿足專項作業(yè)功能車輛將會繼續(xù)增加，而普通傳統(tǒng)型運輸類車輛如自卸車將會隨著國民經(jīng)濟的深入發(fā)展而逐漸減少。 由于國內(nèi)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)較多，市場總需求量有限等原因，為滿足市場競爭的需要，近幾年多數(shù)企業(yè)根據(jù)市場需要注重新產(chǎn)品開發(fā)力度,產(chǎn)品范圍基本涉及到國民經(jīng)濟的各個環(huán)節(jié)。
但是目前，國產(chǎn)專用車從技術(shù)角度而言，雖經(jīng)過十多年的苦練內(nèi)功與摔打磨練，不斷地汲取國外技術(shù)，取得了很大進(jìn)步，但同國外著名品牌相比，仍然存在較大差距，仍基本停留在仿制階段，開發(fā)設(shè)計雷同現(xiàn)象十分普遍，專用車的品種還較少，而且產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。表現(xiàn)在核心技術(shù)缺失，重、中、輕，高、中、普、特、新比例嚴(yán)重失調(diào)，大多數(shù)企業(yè)只能生產(chǎn)中型普通專用車、其他類型的專用車產(chǎn)量仍較少且功能簡單。高技術(shù)含量、高附加值、高可靠性的國產(chǎn)專用車還不夠多，底盤企業(yè)與專用車企業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)，這些都嚴(yán)重影響了我國專用車行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級。確切地說，我國專用車市場最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。尤其是隨著我國公路運輸主體的逐漸變化，將加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化和技術(shù)的升級。去年以來，我國專用車市場取得較好的經(jīng)營業(yè)績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車23.06萬輛，銷售23.05萬輛?？蛙嚫难b量最大，共改裝103492萬輛，占總量的44.88％；載貨汽車44870輛，占總量的19.46％；自卸汽車27125輛，占總量的11.76％；廂式、罐式等專用車銷售40966輛，占總量的17.77％。通過數(shù)字來看，去年一年銷售專用車達(dá)23萬輛，結(jié)合我國道路、經(jīng)濟等實際情況，應(yīng)該說數(shù)量還是比較可觀的。但是問題就在于395家改裝企業(yè)才生產(chǎn)23萬輛。可以看出，我國汽車改裝企業(yè)和汽車制造一樣，存在著規(guī)模小、技術(shù)落后、生產(chǎn)點過多等問題。
由此可見，經(jīng)濟建設(shè)對于專用車的發(fā)展也具有顯著的拉動作用，并為專用車提供廣闊的市場空間。特別是全球金融危機前后，國家4萬億投資的工程項目加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，工程建筑專用車和自卸車等車型的產(chǎn)銷量逐步增長，實現(xiàn)超常規(guī)發(fā)展。此外，迅速繁榮的商品運輸促使廂式運輸類專用車的需求快速升溫。后欄板起重運輸車是專用自卸車的一種，是在二類汽車底盤上裝有車廂和具有裝卸功能的欄板起重裝置的專用汽車。根據(jù)現(xiàn)今已有的高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)與特點，從專用的整體設(shè)計出發(fā)，主要是對后欄板起重運輸車的整體形式與主要性能參數(shù)的確定、專用貨箱、起重裝置等裝置的詳細(xì)設(shè)計，通過計算，對汽車的重要部件如液壓系統(tǒng),進(jìn)行了定性的分析，以確定舉升力的大小、達(dá)到設(shè)計載荷是所需的要求,，并對車廂的長、寬、高進(jìn)行了計算設(shè)計，以達(dá)到底盤最大總質(zhì)量的要求，使舉升車的前后軸的載荷在最大承載質(zhì)量的范圍之內(nèi)，完善專用汽車的功用。后欄板起重運輸車主要有二類底盤、貨箱、欄板起重裝置等組成。按起重裝置的動力源不同可分為發(fā)動機式和蓄電池式。欄板起重裝置在發(fā)展初期為汽車發(fā)動機通過取力器帶動液壓泵驅(qū)動，但工作時發(fā)動機需要怠速運轉(zhuǎn)，目前基本都采用微型液壓泵站驅(qū)動，以汽車蓄電池為動力源。同時按欄板起重裝置升降機構(gòu)的液壓缸布置形式又可分為單缸對中式、雙杠對稱式和多缸式。欄板起重運輸車采用汽車車廂的欄板或附加起重欄板為其重裝置并利用車身的動力源，驅(qū)動欄板進(jìn)行升降以裝卸貨物。具有使用方便，節(jié)約裝卸成本，運輸效率高，于在商業(yè)、郵政地質(zhì)勘探、圖書發(fā)行等部門大量使用，在以箱、袋、桶、捆等包裝方式的貨物運輸中具有較好的優(yōu)越性。
由于專用汽車是一種在許多特征不同于本型汽車或經(jīng)過特殊改裝之后才用于運輸?shù)?，而我國專用汽車的品種還比較單一、生產(chǎn)規(guī)模小、數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，增加產(chǎn)品和品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量是擺在專用汽車廠家一項迫切且艱巨的任務(wù)。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、基本內(nèi)容：
（1）研究高空作業(yè)車汽車的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計；
（2）進(jìn)行汽車的總體結(jié)構(gòu)布置；
（3）進(jìn)行二類底盤的選擇；
（4）進(jìn)行輔助裝置設(shè)計選型；
（5）整車性能計算分析。
2擬解決的主要問題：
（1）車輛的總體布置；
（2）副車架設(shè)計、副車架和主車架的連接；
（3）支腿機構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計；
（3）液壓裝置進(jìn)行設(shè)計計算選型；
（4）整車性能分析計算。
主要解決的問題有：
（1）正確進(jìn)行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實踐意義的選型總結(jié)；
（2）進(jìn)行車輛的總體布置，用總布置草圖表達(dá)主要底盤部件的改動和重要工作裝置的布置；
（3）進(jìn)行起重裝置的詳細(xì)設(shè)計，在正確計算的基礎(chǔ)上，完成部部件設(shè)計選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；
（4）進(jìn)行液壓裝置設(shè)計計算選型；
（5）分析整車改裝設(shè)計后的主要性能。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)研、收集資料
完成報告
確定總體設(shè)計方案
液壓系設(shè)計
取力器選擇
二類底盤的選擇
舉升機構(gòu)設(shè)計計
支腿選擇設(shè)計計
車架選擇
整車機構(gòu)設(shè)計計算分析
校核造型，分析各部件
審查校核
完成設(shè)計說明書
四、進(jìn)度安排
（1）第1周：領(lǐng)取任務(wù)、資料收集，進(jìn)行調(diào)研 ；
（2）第2周：繼續(xù)調(diào)研，撰寫開題報告，制定方案；
（3）第3周：開題答辯、設(shè)計任務(wù)、總體方案草圖設(shè)計與計算；
（4）第4周：總體設(shè)計方案草圖審核與修改；
（5）第5-10周：完成圖紙各總成、所有零件圖的設(shè)計、計算與校核；
（6）第11-12周：總圖的修訂、部件修訂、校核、完成計算、修訂說明書 ；
（7）第13周：畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善；
（8）第14周：畢業(yè)設(shè)計（論文）委員會小組審核、預(yù)審；
（9）第15周：畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善；
（10）第16周：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師總審核 ；
（11）第17周：畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。
五、參考文獻(xiàn)
[1]鄧亞東，陳森濤，易興初，竇傳威.一種廂式載貨汽車尾板舉升機構(gòu)的設(shè)計[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報，2005.27(7)
[2]楊建剛.欄板起重裝置的結(jié)構(gòu)與設(shè)計[J].專用汽車,1998,12（2）
[3]徐達(dá)，蔣崇賢.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：北京大學(xué)出版社，1998.12
[4]徐達(dá)，陸錦榮.專用汽車工作原理與設(shè)計計算[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2002.9
[5]許賢良，王傳禮.液壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006.9.
[6]王望予.汽車設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.8
[7]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.3
[8]王少懷.機械設(shè)計實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.
[9]喬雅敏.工程力學(xué)[M].北京：中國計量出版社，2007.2
[10]齊曉杰.汽車液壓、液力與氣壓傳動[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.9
[11]馬秋生.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.12
[12]劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001. (5)
[13]《機械設(shè)計手冊》編委會.機械設(shè)計手冊液壓傳動與控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.2
[14]卞學(xué)良.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.7
[15]王傳妹.廂式貨車廂體結(jié)構(gòu)特點[J]. 專用汽車, 2001.(1)
[16]崔增輝，王祖德.專用汽車發(fā)展趨勢研究[J].汽車工業(yè)研究，2006.（3）
[17]時培成，李文江.當(dāng)前經(jīng)濟形勢下我國專用汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J]. 機械工程師,2009.(5)
[18]劉晶郁.后欄板起重裝置的優(yōu)化設(shè)計[J].專用汽車.1999.（1）
[19]劉晶郁.后欄板起重裝置液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].專用汽車，1997.(4)
[20] LIU Jin-yu.Design of Hydraulic Control System of Tail-lift Devices[J].Special Purpose Vehiele, January.1999.(1)
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-4
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）
學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）
學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）
學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄
題 目
江鈴15米三節(jié)臂高空作業(yè)
車改裝設(shè)計（液壓支腿系統(tǒng)）
學(xué)生姓名
郭世琦
院系名稱
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師
齊曉杰
職 稱
教授
教 務(wù) 處 制
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表
填表日期
2011年 4 月 10 日
迄今已進(jìn)行 8 周剩余 8 周
學(xué)生姓名
郭世琦
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師姓名
齊曉杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
江鈴15米三節(jié)臂高空作業(yè)車改裝設(shè)計（液壓支腿系統(tǒng)）
指
導(dǎo)
教
師
填
寫
畢業(yè)
設(shè)計
（論文）工作
進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
1.完成了資料的搜集調(diào)研
2.完成了調(diào)研開題報告，制定了技術(shù)路線
3.完成了大體上的計算與校核，畫出了裝配草圖
4.選擇了取力器
1. 總圖的修訂
2. 部件的修訂校核
3. 說明書的編寫
存在問題及努力方向
對任務(wù)還是存在一些模糊，努力改正。
學(xué)生簽字：郭世琦
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字： 年 月 日
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計
江鈴15米三節(jié)臂高空作業(yè)車改裝設(shè)計
（液壓、支腿系統(tǒng)）
院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級： 車輛工程 07-10班
學(xué)生姓名： 郭世琦
指導(dǎo)教師： 齊曉杰
職 稱： 教 授
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Jiangling 15 meters three arms aloft Working car modification design
(hydraulic pressure, a leg system)
Candidate： Guo Shiqi
Specialty： Vehicle Engineering
Class： B07-10
Supervisor： Prof. Qi Xiaojie
Heilongjiang Institute of Technology
2006-06·Harbin
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1高空作業(yè)車的發(fā)展概況 1
1.1.1概況 1
1.1.2 國外趨勢與動向 2
1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法 3
1.2.1 現(xiàn)狀 3
1.2.2 差距 4
1.2.3 液壓系統(tǒng)及液壓原理分析 4
1.3 設(shè)計部分與要求 4
1.3.1 設(shè)計參數(shù) 4
1.3.2 設(shè)計目標(biāo) 5
1.3.3 設(shè)計內(nèi)容 5
1.4 設(shè)計技術(shù)路線 6
第2章 高空作業(yè)車總體結(jié)構(gòu)及參數(shù)確定 7
2.1高空作業(yè)車總體結(jié)構(gòu) 7
2.1.1工作裝置 7
2.1.2動力裝置 8
2.2 運動參數(shù)確定 8
2.2.1作業(yè)高度、幅度、速度 8
2.2.2液壓缸基本參數(shù)確定 9
第3章 高空作業(yè)車副車架設(shè)計 13
3.1副車架主要尺寸設(shè)計 13
3.2副車架的強度剛度彎曲適應(yīng)性校核 13
第4章 液壓支腿設(shè)計 20
4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計 20
4.1.1 支腿的選型 20
4.1.2 支腿跨距的確定 22
4.2 力學(xué)計算 支腿的壓力計算 26
4.3支腿液壓缸設(shè)計 29
4.3.1打開支腿 29
4.3.2 最大載荷時支腿力的計算 30
4.3.3 液壓缸的內(nèi)徑計算 31
4.3.4 液壓缸缸筒壁厚和外徑計算 31
4.3.5 液壓缸活塞桿直徑 32
4.3.6 液壓缸活塞桿強度校核 32
4.3.7 液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 33
第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 35
5.1回路設(shè)計 35
5.1.1 動臂的回路設(shè)計（變幅機構(gòu)） 35
5.1.2 回轉(zhuǎn)臺回路設(shè)計 36
5.1.3 支腿回路油設(shè)計 37
5.1.4 液壓油路總圖設(shè)計 38
5.2 液壓元件的選擇 39
5.2.1 液壓馬達(dá)計算： 39
5.2.2 液壓泵的選擇 43
5.2.3 管路選擇 45
5.2.4 油液選用 46
5.2.5 控制閥的選擇 46
5.4 油箱的設(shè)計 47
結(jié)論 49
參考文獻(xiàn) 51
致謝 52
附錄 53
附錄A 54
附錄B 59
摘 要
文中主要對江鈴JX1060TSG23型15米三節(jié)臂高空作業(yè)車的二類底盤的選型和整體布置、動力傳動裝置設(shè)計分析、工作裝置設(shè)計分析和控制系統(tǒng)設(shè)計分析，最后進(jìn)行整車穩(wěn)定性校核。
根據(jù)設(shè)計要求及其技術(shù)參數(shù)的要求，其設(shè)計思路為：根據(jù)高空作業(yè)車的質(zhì)量要求，確定支腿的結(jié)構(gòu)方案，然后確定汽車及車輛液壓控制系統(tǒng)。
在設(shè)計說明中，首先對升降機不同結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了比較，得出了設(shè)計方案，然后對負(fù)載進(jìn)行分析計算，選擇確定了整車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后根據(jù)負(fù)載和使用狀況進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計。
文中主要完成的是JX1060TSG23高空作業(yè)車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、液壓回路設(shè)計及傳動裝置工作裝置的詳細(xì)設(shè)計。
關(guān)鍵詞：高空作業(yè)車；動力傳動裝置；工作裝置；控制系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；液壓支腿.
ABSTRACT
Focuses on JX1060TSG23 aerial second class chassis selection and the overall layout, power transmission equipment design analysis, work equipment design analysis and control system design and analysis, the last vehicle stability check.
According to design requirements and technical parameters of the requirements, design ideas are as follows: under the aerial lift vehicle quality requirements, to determine the structure of the lift program, and then determine the vehicle chassis and the overall layout and control system.
In the design specification, the first lift programs with different structures are compared, obtained design program, then loads analysis and calculation, select the vehicle to determine the structural parameters and based load and use the situation to the hydraulic system design.
In the main text to complete the JX1060TSG23 Aerial overall structural design, hydraulic circuit design and gear detailed design of working device.
Key words: Aerial work car; Power transmission device; Work device; Control system; Hydraulic system; Hydraulic a leg.
I
第1章 緒 論
1.1高空作業(yè)車的發(fā)展概況
1.1.1概況
高空作業(yè)機械是在工程起重機械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。盡管我國在高空作業(yè)車設(shè)計制造上取得了一些成績，但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機械同國外同類型高空作業(yè)機械產(chǎn)品相比仍有一定差 ,主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時微動性能差等問題。高空作業(yè)車在世界上已有近四十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已形成一個完整的專用產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)體系。如美國的CROVE(格洛夫)、GENIE(吉尼)、英國的COLES (西蒙)， 意大利的RICO (利高)，芬蘭的BRONTO(布朗托)公司等，并且它們各有側(cè)重，如BRONTO側(cè)重于高空消防車系列，COLES側(cè)重于車載高空作業(yè)平臺等。高空作業(yè)車發(fā)展到現(xiàn)在，其作業(yè)高度最高已到達(dá)72m(BRONTO公司生產(chǎn))，作業(yè)車的可靠性、安全性、舒適性、操作方便和簡單的直接性等方面都有較大提高，而且隨著電子計算機的普及和發(fā)展以及機、電、液一體化研究的進(jìn)展，國外各大公司競相采用電腦(電子)操控系統(tǒng)，提高整機性能，減少整機液壓元件的使用，減小整機體積及重量，提高操控的靈敏度。
在我國，雖然對高空作業(yè)車的研制、生產(chǎn)起步較晚，但是隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高空作業(yè)車的使用面、服務(wù)領(lǐng)域不斷擴大，現(xiàn)正處于較快的發(fā)展階段，特別是各生產(chǎn)廠家積極引進(jìn)和消化國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)新品種，提高產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量水平，已有部分達(dá)到或接近國際同類產(chǎn)品的水平。如浦沅集團公司已能生產(chǎn)作業(yè)高空6m到60m共12種規(guī)格近30個品種的高空作業(yè)車，杭州園林機械廠引進(jìn)日本先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，在近幾年內(nèi)開發(fā)出適合國內(nèi)用戶需要的l0多個新品種，能生產(chǎn)26m 內(nèi)的各種絕緣及通用高空作業(yè)車，形成年產(chǎn)350臺以上的生產(chǎn)能力，占有國內(nèi)中小高度高空作業(yè)車市場50％左右的份額，并有部分產(chǎn)品出口；撫順起重機總廠錦州重型機械股份有限公司和徐州重型機械廠針對國內(nèi)大高度消防救援作業(yè)車依賴進(jìn)口狀況，先后開發(fā)了30m 以上的高空消防作業(yè)車，產(chǎn)銷良好，深受用戶歡迎；徐工集團生產(chǎn)非常適合路燈、隧道維護使用的20m 以內(nèi)的高空作業(yè)車，并完成了53m大高度高空消防車的研制。有關(guān)專家預(yù)測，我國高空作業(yè)車在未來幾年仍將保持較高的產(chǎn)銷增長率，特別是大中城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護等方面的需求增長更快。
然而現(xiàn)階段我國高空作業(yè)車發(fā)展中還存在許多問題：1、大多數(shù)廠家產(chǎn)品單一，型號老化，產(chǎn)量小，企業(yè)規(guī)模小；2、部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力較差，技術(shù)儲備明顯不足，市場經(jīng)營范圍窄，企業(yè)效益差；3、國內(nèi)基礎(chǔ)材料的質(zhì)量參差、研發(fā)水平又較低，基礎(chǔ)零部件配套水平較差，許多原材料依賴進(jìn)口；4、基礎(chǔ)零部件配套廠家少，規(guī)格品種少，產(chǎn)品質(zhì)量、性能可靠性不高，不穩(wěn)定；5、專業(yè)化、機械化生產(chǎn)水平低，工藝落后，裝配水平較低；6、主機(底盤)型號單一，不能滿足生產(chǎn)廠的組裝要求，直接影響新產(chǎn)品的開發(fā)；7、產(chǎn)品的售后服務(wù)水平較差，缺乏專業(yè)的檢測和維修設(shè)備，維修人員專業(yè)技能不足，未形成善的售后服務(wù)體系；8、對高空作業(yè)車等專用車的管理上，有關(guān)政策滯后，不利于特種高空作業(yè)車的小批量改裝、生產(chǎn)。
為了適應(yīng)我國高空作業(yè)車發(fā)展的需求，筆者認(rèn)為，要著眼于長遠(yuǎn)目標(biāo)，走規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、產(chǎn)品配套化、系列化的道路；要盡快地培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才，要建立一套適合國際標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)體系和質(zhì)量體系， 在高空作業(yè)機械國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(TC214)已有的標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，建立適合我國的標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量體系，以防止國外技術(shù)壟斷；各廠家要做到強強聯(lián)合，在研發(fā)上與高校及專業(yè)研究機構(gòu)聯(lián)合研發(fā)，加快相關(guān)產(chǎn)品的研制和研究成果的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免各自為營的現(xiàn)象；要能帶動國內(nèi)基礎(chǔ)零件配套產(chǎn)品的發(fā)展，使之形成完整的生產(chǎn)體系、配套體系，同時，形成幾家在技術(shù)力量、產(chǎn)品質(zhì)量、人才儲備上能達(dá)到國際先進(jìn)水平的配套件生產(chǎn)廠家。
尤其在現(xiàn)階段， 筆者認(rèn)為要優(yōu)先做好以下產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)：l、建筑用自行式作業(yè)平臺和蜘蛛式作業(yè)平臺；2、帶電作業(yè)(10KV 以上)的絕緣高空作業(yè)車；3、25m 以上多功能消防救援高空作業(yè)車；4、室內(nèi)外輕型作業(yè)平臺；5、大作業(yè)幅度平臺及新型多功能高空作業(yè)車；6、高空作業(yè)機械的自動控制和安全保護技術(shù)的研制；7、機、電、液一體化技術(shù)在高空作業(yè)車上的應(yīng)用。
1.1.2 國外趨勢與動向
國外高空作業(yè)機械屬新興行業(yè)，是在工程起重機械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。目前，專業(yè)生產(chǎn)高空作業(yè)機械的公司比較少。近年來，由于汽車起重機銷售量下降及市場平淡，一批汽車起重機制造公司，相繼發(fā)展高空作業(yè)機械，但總計年產(chǎn)量仍不能滿足市場需求，正處于發(fā)展時期。
國外高空作業(yè)機械，發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提高。工業(yè)發(fā)達(dá)國家，一般都有專門的跨國公司和集團主營和兼營高空作業(yè)機械，如美國GROVE公司(格魯夫)和(吉尼公司)、英國COLES公司、ST-MON公司(西蒙)、意大利RICO(利高)、芬蘭BRONTO公司(波浪濤公司)、日本的多田野和愛知株式會社等。高空作業(yè)機械的底盤分通用型和專用型，
采用通用汽車底盤的高空作業(yè)機械，機動靈活，能快速轉(zhuǎn)移，作業(yè)高度較高，采用專用底盤的高空作業(yè)機械，即自行式高空平臺車，適用于固定場所作業(yè)，具有微動行駛，擴大作業(yè)半徑等特點。
為了滿足實際工程的需要，高空作業(yè)車的作業(yè)高度越來越高，隨之作業(yè)半徑也越來越大。如西蒙公司S600高度已達(dá)62 m、芬蘭BROTO公司產(chǎn)品最高己達(dá)72 m，自命為“天梯”，高空作業(yè)車的下車、工作斗均采用微機進(jìn)行操縱。
操作越來越簡單可靠，自動化程度不斷提高。如GENIE〔吉尼公司)的自行式直臂式高空作業(yè)車、自行式曲臂式高空作業(yè)車、自行式剪型高空作業(yè)車。由于采用自動化控制，高空作業(yè)車的微動性能好，定位也來越來越準(zhǔn)確。
但根據(jù)不同的工況條件，考慮到造價等原因，拖動式和手動式很有實用價值，目前在一些場所仍被廣泛使用。此類高空作業(yè)車有拖動式曲臂高空作業(yè)車和手動式物料升降機。
高空作業(yè)車的發(fā)展主要動向是實現(xiàn)六化、三性，以提高高空作業(yè)機械的適用性。六化: 即液壓化、最優(yōu)化(采用計算機輔助設(shè)計)、輕量化(采用高強度材料、減輕構(gòu)件重量)、機電液一體化(如安全保護、報警裝置等)、通用化、系列化。三性:可靠性、安全性和舒適性。
為了滿足高層建筑的復(fù)雜情況，要求人們不斷改進(jìn)舉高車，以適應(yīng)施工、滅火等需要，以及舉高車制造公司間日趨激烈的競爭，促進(jìn)了舉高車技術(shù)的發(fā)展。新技 術(shù) 的 采用，使發(fā)達(dá)國家80年代的舉高車在性能和安全上有較大的提高，這主要體現(xiàn)在三個方面:
1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法
國內(nèi)高空作業(yè)機械發(fā)展剛剛起步，只有十幾年的發(fā)展歷史，雖然起步晚，由于高空作業(yè)機械制造企業(yè)的努力，已逐步走向穩(wěn)定的發(fā)展軌道。
1.2.1 現(xiàn)狀
我國高空作業(yè)機械的生產(chǎn)于20世紀(jì)70年代末開始起步，發(fā)展較快， 目前生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)已由原來的幾家迅速增加到40余家，其中與國外合資或合作生產(chǎn)的企業(yè)有5家。根據(jù)2004年和2005年《中國工程機械年鑒》，2003年高空作業(yè)機械工業(yè)總產(chǎn)值為32139萬元，生產(chǎn)各類高空作業(yè)平臺1906臺，高空作業(yè)車740臺；2004年高空作業(yè)機械工業(yè)總產(chǎn)值為36340萬元，生產(chǎn)各類高空作業(yè)平臺2500臺，高空作業(yè)車800臺。行業(yè)幾個骨干企業(yè)通過近幾年的技術(shù)改造，其生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，形成了各自特色的產(chǎn)品系列，基本能滿足國內(nèi)市場高空作業(yè)機械的需要，企業(yè)的各項主要經(jīng)濟指標(biāo)逐步上升，經(jīng)濟效益也逐年提高。從 80 年 代開始撫順起重機總廠、武漢起重機廠、四川度巖機械廠、四川長江起重機有限責(zé)任公司、杭州園林機械廠、北京攀尼高空作業(yè)車有限公司、徐州重型機械廠等開始著手研制高空作業(yè)車和登高平臺消防車，投放市場。撫順市起重機總廠生產(chǎn)的CDZ32型登高平臺消防車已出口泰國。最近四川長江起重機有限責(zé)任公司，研制的QZC5120JGKS25型高空作業(yè)車是最近向推向市場的一種新產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用現(xiàn)代設(shè)計手段設(shè)計，填補了國內(nèi)25m伸縮臂式高空作業(yè)車的空白。
1.2.2 差距
盡管我國在高空作業(yè)車設(shè)計制造上取得了一些成績，但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機械同國外同類型高空作業(yè)機械產(chǎn)品相比仍有一定差距，主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時微動性能差等問題。在開發(fā)研制過程中，應(yīng)采取有效措施、試驗研究，逐項加以解決，以縮小差距。同時對目前存在的技術(shù)關(guān)鍵，有待于組織力量攻關(guān)解決，其關(guān)鍵是電液比例操縱、微動性能問題，支腿調(diào)平技術(shù)問題，數(shù)顯微機自動程序控制以及機電__航天、導(dǎo)彈發(fā)射等。
綜上所述，在目前的高空作業(yè)車的生產(chǎn)水平上，改進(jìn)高空作業(yè)車的工作性能，開發(fā)研制機動靈活、技術(shù)含量高安全、可靠的高空作業(yè)機械具有重大的意義。
1.2.3 液壓系統(tǒng)及液壓原理分析
一部完整的機器是由原動機、傳動機構(gòu)及控制部分、工作機(含輔助裝置)組成。原動機包括電動機、內(nèi)燃機等。工作機即完成該機器之工作任務(wù)的直接工作部分，如剪床的剪刀，車床的刀架、車刀、卡盤等。由于原動機的功率和轉(zhuǎn)速變化范圍有限，為了適應(yīng)工作機的工作力和工作速度變化范圍較寬，以及其它操縱性能的要求，在原
動機和工作機之間設(shè)置了傳動機構(gòu)，其作用是把原動機輸出功率經(jīng)過變換后傳遞給工作機。
傳動機構(gòu)通常分為機械傳動、電氣傳動和流體傳動機構(gòu)。流體傳動是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動。它包括液壓傳動、液力傳動和氣壓傳動。
液壓傳動和液力傳動均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動方式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；而液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量。由于液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機械制造、工程建筑、石油化工、交通運輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時，也被應(yīng)用到航天航空、海洋開發(fā)、核能工程和地震預(yù)測等各個工程技術(shù)領(lǐng)域。
1.3 設(shè)計部分與要求
1.3.1 設(shè)計參數(shù)
表1.1 作業(yè)部分主要技術(shù)參數(shù)
最大作業(yè)高度
15米
最大作業(yè)半徑
6米
回轉(zhuǎn)角度
360°
額定平臺載荷
200kg
操作方式
下操作、上操作可以任意選擇
支腿形式/數(shù)量
H型/4
旋轉(zhuǎn)速度
0-3r/min
兩支臂變幅時間
起臂：t≤70s
落臂：t≤60s
支腿收放時間
收支腿：t≤60s
放支腿：t≤60s
1.3.2 設(shè)計目標(biāo)
本課題將以江鈴JX1060TSG23高空作業(yè)車為例，對其進(jìn)行特性分析。建立起數(shù)學(xué)模型和液壓系統(tǒng)模型，然后針對具體的參數(shù)給出實例計算。最終設(shè)計出一種可以有一定的承載能力，可以用于工程建設(shè)、工業(yè)安裝、設(shè)備檢修、物業(yè)管理、航空、船舶、石化、電力、影視、市政、園林等許多行業(yè)的高空作業(yè)車。
通過本課題的研究和設(shè)計，可以進(jìn)一步熟悉機械設(shè)計的流程，加深對工程機械的了解，尤其是對高空作業(yè)設(shè)備的發(fā)展歷史和國內(nèi)外的現(xiàn)狀都有了全面的認(rèn)識。其中，最為重要的是在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中可以進(jìn)一步的加強對液壓系統(tǒng)的認(rèn)識，進(jìn)一步熟悉液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)計步驟。
通過本課題的研究和設(shè)計，尤其可以對液壓泵站的設(shè)計和制造有一個較為全面的了解，能夠從中學(xué)會一些比較簡單的液壓泵站的設(shè)計方法，同時加強對液壓系統(tǒng)的認(rèn)識，提高了獨立思考問題和解決問題的能力。
1.3.3 設(shè)計內(nèi)容
本次設(shè)計的目的是通過對折疊臂高空作業(yè)車各項技術(shù)的研究，設(shè)計一種折疊臂型式的高空作業(yè)車的液壓系統(tǒng)。根據(jù)折疊型式高空作業(yè)車的使用特點和國內(nèi)實際需求情況，本課題將要研制的是最大作業(yè)高度15米的折疊臂高空作業(yè)車及其液壓系統(tǒng)。作業(yè)車通過工作臂的舉升能夠?qū)⒐ぷ魅藛T安全送至15米高空進(jìn)行工作，作業(yè)車的作業(yè)半徑不小于8米，可以進(jìn)行 360°的連續(xù)回轉(zhuǎn)。而液壓系統(tǒng)是高空作業(yè)車的主要部分，故重點進(jìn)行設(shè)計和相應(yīng)的計算。
1.4 設(shè)計技術(shù)路線
如圖1.1所示
調(diào)研、收集資料
完成報告
確定總體設(shè)計方案
液壓系設(shè)計
取力器選擇
二類底盤的選擇
舉升機構(gòu)設(shè)計計
支腿選擇設(shè)計計
車架選擇
整車機構(gòu)設(shè)計計算分析
校核造型，分析各部件
審查校核
完成設(shè)計說明書
圖1.1設(shè)計技術(shù)路線框架
第2章 高空作業(yè)車總體結(jié)構(gòu)及參數(shù)確定
2.1高空作業(yè)車總體結(jié)構(gòu)
圖 2.1 折疊臂式高空作業(yè)車
2.1.1 工作裝置
工作裝置為實現(xiàn)高空作業(yè)車不同的運動要求而設(shè)置的。高空作業(yè)車一般設(shè)有變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、平衡機構(gòu)和行走機構(gòu)。依靠變幅機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)載人工作斗在兩個水平和垂直方向的移動；依靠平衡機構(gòu)實現(xiàn)工作斗和水平面之間的夾角保持不變，依靠行走機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)移工作場所。
高空作業(yè)車的工作裝置包括支腿機構(gòu)、舉升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、作業(yè)平臺及其調(diào)平機構(gòu)。
高空作業(yè)車的行走機構(gòu)就是通用或?qū)Ｓ闷嚨妆P。
工作臂、回轉(zhuǎn)平臺、副車架（車架大梁，門架、支腿等），金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的重要組成部分。高空作業(yè)車的各工作機構(gòu)的零部件都是安裝或支承在這些金屬結(jié)構(gòu)上的。金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的骨架。它承受高空作業(yè)車的自重以及作業(yè)時的各種外載荷。
2.1.2 動力裝置
動力裝置是高空作業(yè)車的動力源。通常不再另外設(shè)置動力源，而是直接采用汽車底盤發(fā)動機作為整車的動力源。通常高空作業(yè)車采用變速箱取力方式，通過安裝在底盤變速箱側(cè)面的取力器取出發(fā)動機的動力，并驅(qū)動液壓油泵向高空作業(yè)裝置供油。取力系統(tǒng)中還設(shè)置控制裝置，在底盤行駛時，取力器沒有輸出，液壓油泵不工作，需要進(jìn)行高空作業(yè)時，取力器輸出，油泵工作。
2.2 運動參數(shù)確定
2.2.1 作業(yè)高度、幅度、速度
圖 2.2 工作示意圖
1. 作業(yè)幅度
作業(yè)幅度是指高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)中心線至作業(yè)臺外邊緣的水平距離R ，如圖2-1所示。根據(jù)技術(shù)參數(shù)知R=5.0m。
2. 作業(yè)高度
作業(yè)高度是指作業(yè)平臺底面離地高度與作業(yè)人員手臂所能達(dá)到的平均高度之和。
通常把作業(yè)高度分為最大高度和最大作業(yè)幅度時的作業(yè)高度H,如圖所示。根據(jù)技術(shù)參數(shù)知，
=15m，H=6.8m.
3. 作業(yè)速度
高空作業(yè)車的作業(yè)速度包括：作業(yè)平臺的垂直方向起升的平局速度和下降的平均速度，以及作業(yè)平臺的回轉(zhuǎn)速度。根據(jù)國標(biāo)GB94652-88中的規(guī)定，
取作業(yè)平臺起升速度 =0.5 ，
取下降速度
回轉(zhuǎn)機構(gòu)的最大回轉(zhuǎn)速度取 。
2.2.2液壓缸基本參數(shù)確定
1 力學(xué)參數(shù)確定 液壓缸的最大載荷
Ⅰ支臂液壓缸
（1）狀態(tài)一：如圖 2.3所示
圖 2.3 液壓臂工作狀態(tài)一
，，
，
=56387N
（2）狀態(tài)二：如圖 2.4 所示
圖 2.4 液壓工作狀態(tài)二
=0.873
F=-44069N
故可知Ⅰ支臂液壓缸的最大載荷為
Ⅱ支臂液壓缸
如圖 2.5 所示，在圖示狀態(tài)液壓缸受力最大
圖 2.5 Ⅱ支臂液壓缸工作狀態(tài)
=28408N
Ⅲ支臂液壓缸
F=2790.3N
2、兩支臂液壓缸長度計算
Ⅰ支臂液壓缸：
完全收回
完全伸出
Ⅱ支臂液壓缸：
完全收回
完全伸出
Ⅲ支臂液壓缸:
完全收回
完全伸出
3、各液壓缸速度
Ⅰ支臂液壓缸:
Ⅱ支臂液壓缸：
Ⅲ支臂液壓缸:
4、 各支臂液壓缸的功率
Ⅰ支臂液壓缸：
Ⅱ支臂液壓缸：
Ⅲ支臂液壓缸:
第3章 高空作業(yè)車副車架設(shè)計
3.1副車架主要尺寸設(shè)計
副車架對主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度也相同，長度在底盤主車架長度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設(shè)計如下：
副車架長度： 4708mm
副車架寬度： 800mm
副車架高度： 240mm
副車架厚度： 160mm
3.2副車架的強度剛度彎曲適應(yīng)性校核
1、工作時整車重心作用點的求解
在高空作業(yè)車起升到最高點時，對主車架來說，其整車重心后移。其受力簡圖見圖3.1。
xmm
G
F1 F2
圖3.1 受力簡圖
設(shè)定高空作業(yè)車在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有：
N
由圖，可以列出：
=2F
求得
2、副車架剪力及彎矩的求解
副車架和主車架通過U型螺栓相聯(lián)，在額定裝載時，由主車架重心作用簡圖及求得的整車重心作用點，可以畫出額定裝載質(zhì)量時副車架受力簡化圖3.2。
G
F
L=4708mm
圖3.2 副車架受力簡圖
將此時受力的副車架看為簡支梁(見下圖3.3)，以便進(jìn)行強度剛度及彎曲變形的校核。由圖3.3，可以列方程組：
圖3.3 副車架等效簡支梁簡圖
可求得：
=
=
=59920.7N
即大小為59920.7N，方向與設(shè)定的方向相同。
可求得：
=
=
即大小為18773.79N，方向與設(shè)定的方向相反。
圖3.4 副車架實際等效梁簡圖
由以上，可畫出實際的副車架等效梁示意圖3.4。
列出彎曲剪力及彎矩方程：
OA段
= = 59920.71 N (0
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