車(chē)載裝置升降系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)(論文+DWG圖紙)
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湖南科技大學(xué)畢業(yè)論文
目錄
1選題背景 1
1.1雷達(dá)車(chē)的特點(diǎn) 2
1.2 國(guó)內(nèi)外高機(jī)動(dòng)雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r 3
2 方案論證 4
2.1 主要技術(shù)指標(biāo) 4
2.2 技術(shù)可行性 4
2.3 升降天線車(chē)的液壓系統(tǒng)說(shuō)明 5
2.4 測(cè)試系統(tǒng)的組成及功能 6
2.5 主要技術(shù)難點(diǎn)分析 8
2.6 與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比分析 8
2.7 推廣應(yīng)用價(jià)值 8
3 過(guò)程論述 8
3.1 雷達(dá)舉升機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析 8
3.2 缸的設(shè)計(jì) 12
3.3 缸的連接及材料 16
3.4 塔架的設(shè)計(jì) 23
3.5 機(jī)動(dòng)式車(chē)載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析 24
4 結(jié)論總結(jié) 31
5 致謝 32
6參考文獻(xiàn) 33
33
1 選題背景
1.1雷達(dá)車(chē)的特點(diǎn)
現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)雷達(dá)的越野作戰(zhàn)與戰(zhàn)場(chǎng)生存能力提出了越來(lái)越高的要求,以達(dá)到戰(zhàn)時(shí)快速組網(wǎng)及補(bǔ)充戰(zhàn)損的目的，高度的機(jī)動(dòng)能力已經(jīng)成為現(xiàn)代軍事雷達(dá)的必備素質(zhì);因此，對(duì)于雷達(dá)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，在考慮整機(jī)電性能指標(biāo)、可靠性、可維性、可保障性、安全性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性及加工工藝性等因素的同時(shí)，還須從結(jié)構(gòu)上對(duì)其機(jī)動(dòng)性作出精心構(gòu)思。
總的來(lái)說(shuō),雷達(dá)的高機(jī)動(dòng)性須保證雷達(dá)具有這樣一種能力，即組成雷達(dá)的諸多功能環(huán)節(jié)能夠共同形成一種良好的應(yīng)變能力，在保證性能可靠的前提下，使其在遭到敵方打擊之前，能夠方便、迅速地撤收，并且轉(zhuǎn)移到新的陣地上重新進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，以達(dá)到保護(hù)自己、克敵制勝的目的;因此，在結(jié)構(gòu)總體上須重點(diǎn)考慮下列問(wèn)題。
運(yùn)輸行駛能力主要包括以下幾點(diǎn)：
（1）.越野能力:戰(zhàn)時(shí)雷達(dá)整機(jī)將面臨復(fù)雜惡劣的地理環(huán)境情況，如土路、泥濘路等，此時(shí)仍然要求雷達(dá)能夠以一定的速度可靠地行駛;雷達(dá)載車(chē)的性能對(duì)整機(jī)的運(yùn)輸行駛能力有直接影響，因此，載車(chē)的越野能力是選型時(shí)首先要考慮的問(wèn)題，其基型車(chē)必須滿足《軍用越野汽車(chē)機(jī)動(dòng)性要求》的各項(xiàng)規(guī)定:一般來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)型雷達(dá)載車(chē)選型的原則是優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)列裝的越野載重基型車(chē)輛。
整機(jī)各運(yùn) 輸單元機(jī)動(dòng)、越野能力的主要指標(biāo)包括各運(yùn)輸單元重量、行駛速度、最大爬坡度、接近角、離去角、涉水深度、越坡溝寬度、最小轉(zhuǎn)彎直等參數(shù)。
（2）.通過(guò)能力:即雷達(dá)整機(jī)各運(yùn)輸單元外形尺寸在公路、鐵路運(yùn)輸時(shí)須符合國(guó)家有關(guān)運(yùn)軸限界的要求。
1) 公路運(yùn)輸:應(yīng)滿足公路運(yùn)輸限界。
2) 鐵路運(yùn)輸:應(yīng)滿足鐵路裝載荃本限界.
3) 雷達(dá)總重不超過(guò)小型橋梁的承重能力。
（3）.雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)：按傳動(dòng)系統(tǒng)的不同,可分為機(jī)電式和液壓式。機(jī)電式升降機(jī)構(gòu)技術(shù)較為成熟,是一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,但是,機(jī)電式升降機(jī)構(gòu)的控制及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜,同時(shí)單位驅(qū)動(dòng)負(fù)載的重量較大,在要求架設(shè)高度較高、負(fù)載較大時(shí)尤其如此。液壓式傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)電式傳動(dòng)系統(tǒng)相比,在輸出同樣功率的條件下,體積和質(zhì)量可以減小很多,同時(shí)承載能力大,可以完成較大重量雷達(dá)天線的高架。并且采用液壓傳動(dòng)還可大大簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu),從而減少機(jī)械零部件的數(shù)目,也便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。另外,隨著科技的發(fā)展,液壓元器件的生產(chǎn)工藝逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化, 制造成本在不斷下降, 制造精度越來(lái)越高,因此液壓式傳動(dòng)系統(tǒng)已逐漸在雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)中被采用。
中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)不同于普通的升降機(jī)。普通升降機(jī)負(fù)載通常較小,中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)的負(fù)載較大,特別是機(jī)構(gòu)常常需要在較大的風(fēng)載條件下甚至于需要在天線上覆蓋有冰層時(shí)工作,在舉升高度較高時(shí),風(fēng)載荷引起的顛覆力矩直接威脅著設(shè)備的安全和工作的可靠性,此外風(fēng)向的不同引起的動(dòng)力特性在機(jī)構(gòu)的升降過(guò)程中又存在較大的差異, 因此中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)存在一定的特殊性。塔架式雷達(dá)升降天線研究項(xiàng)目正是本著上述的要求而擬定的。
1.2 國(guó)內(nèi)外高機(jī)動(dòng)雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國(guó)外機(jī)動(dòng)雷達(dá)的發(fā)展方向
冷戰(zhàn)時(shí)期，由于兩大軍事集團(tuán)的長(zhǎng)期對(duì)峙，西方國(guó)家十分重視機(jī)動(dòng)雷達(dá)尤其是高激動(dòng)雷達(dá)的發(fā)展與研制；大批各種型號(hào)的機(jī)動(dòng)雷達(dá)裝備部隊(duì)，并且將高機(jī)動(dòng)雷達(dá)部署在戰(zhàn)略要地，以提高雷達(dá)網(wǎng)的彈性和整個(gè)防空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。下表是七十年代以來(lái)西方各國(guó)裝備的集中主要的機(jī)動(dòng)雷達(dá)。
型 號(hào)
工作波段
測(cè) 距
架設(shè)時(shí)間
用 途
技術(shù)體制
美 國(guó)
AN/TPS-61
2.9-3.1GHz
140Km
3分鐘
對(duì)空搜索
兩坐標(biāo)雷達(dá)
美 國(guó)
LAADS
L波段
60 Km
7分鐘
低空警戒
兩坐標(biāo)雷達(dá)
英 國(guó)
Gainfanen
S波段
140 Km
1分鐘
低空警戒
兩坐標(biāo)雷達(dá)
德 國(guó)
TRMS
S波段
200 Km
3分鐘
防空預(yù)警
三坐標(biāo)雷達(dá)
日 本
NPN-510
S波段
135 Km
3分鐘
防空預(yù)警
三坐標(biāo)雷達(dá)
不難看出，目前世界各國(guó)都把防空雷達(dá)網(wǎng)建設(shè)中如何發(fā)展激動(dòng)作戰(zhàn)力量和研制高機(jī)動(dòng)雷達(dá)當(dāng)做一件大事來(lái)抓，這是高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)的必然趨勢(shì)。獨(dú)聯(lián)體國(guó)家的70000部防空雷達(dá)中大部分是車(chē)載式機(jī)動(dòng)雷達(dá)，且有相當(dāng)數(shù)量為高機(jī)動(dòng)雷達(dá)；英國(guó)和法國(guó)的雷達(dá)站，幾乎不采用固定式，而采用可運(yùn)輸單元，一旦需要，激動(dòng)雷達(dá)可在較短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到新的陣地展開(kāi)工作； 日本的機(jī)動(dòng)雷達(dá)站與固定雷達(dá)站之比，近年來(lái)由原來(lái)的1：14升到1：2.5，而且其雷達(dá)天線可折疊運(yùn)輸，雷達(dá)具有較好的探測(cè)性能、抗干擾性能和自動(dòng)化入網(wǎng)功能。我國(guó)周邊的一些國(guó)家和地區(qū)也十分重視雷達(dá)的機(jī)動(dòng)和隱蔽。臺(tái)灣則大力發(fā)展機(jī)動(dòng)雷達(dá)，其固定雷達(dá)除天線外，其余部分均可進(jìn)入坑道。軍事力量最強(qiáng)的美國(guó)，也是重視雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的國(guó)家，他的艦載、機(jī)載和衛(wèi)星偵察雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)，其雷達(dá)情報(bào)網(wǎng)抗摧毀能力達(dá)到了完善的程度。
2 方案論證
2.1 主要技術(shù)指標(biāo)
2.1.1 升降高度10米，負(fù)載1.5噸；
2.1.2 .具有自動(dòng)調(diào)平功能，且應(yīng)保證水平5‘以內(nèi)；
2.1.3 .調(diào)平系統(tǒng)抗風(fēng)（裝上頂部作業(yè)部件，10級(jí)風(fēng)）擺動(dòng)小于；
2.2 技術(shù)可行性
2.2.1 .升降塔架式結(jié)構(gòu)雷達(dá)天線車(chē)總體及液壓傳動(dòng)研制的技術(shù)方案天線車(chē)的總體結(jié)構(gòu)說(shuō)明升降天線車(chē)的升展高度除車(chē)橋高度以外凈空高10米。下降后高度為3米左右。要求車(chē)橋長(zhǎng)5米，寬2米，占空間體積約為3×5×2=30立方米
2.2.2 塔架結(jié)構(gòu)
塔架為三節(jié)組合成形，固定座為3米，其中第一節(jié)為1.3米，第二節(jié)為2.6米，最后一節(jié)為3.1米。舉升鉸安裝在第三節(jié)的1.8米處，這樣可使得塔架上升和下降折置時(shí)運(yùn)行自如。在舉升鉸的上端設(shè)置了鏈輪機(jī)構(gòu)，使得天線發(fā)射箱在運(yùn)動(dòng)和升位的過(guò)程中始終保持與地面垂直。
2.2.3 塔架的舉升執(zhí)行機(jī)構(gòu)
塔架的舉升執(zhí)行機(jī)構(gòu)為四級(jí)伸縮式油缸。此型油缸的工作原理為活塞直徑大的先運(yùn)動(dòng)，依次升高。下降時(shí)小活塞先運(yùn)動(dòng)，依次下降。直徑小則運(yùn)動(dòng)速度高，反之速度低。整個(gè)升降時(shí)間約為2.5分鐘。為了防止油缸承受側(cè)向力矩，在設(shè)計(jì)塔架具體構(gòu)件時(shí)還要著重考慮回轉(zhuǎn)和重力矩的平衡。
2.2.4 塔架索拉機(jī)構(gòu)
升降塔架為橫向跨襠結(jié)構(gòu)，由此沿縱向方向由于風(fēng)動(dòng)力而產(chǎn)生的彈性側(cè)向偏擺力及顛覆力矩對(duì)塔架影響很大。為了確保塔架的相對(duì)剛度及穩(wěn)定性，在車(chē)橋底座對(duì)稱(chēng)角上設(shè)置了四索拉機(jī)構(gòu)，擬產(chǎn)生四均衡的拉力，使得塔架垂直定位。
2.2.5 承載支腿
雷達(dá)天線要在一個(gè)相對(duì)與水平垂直的軸上運(yùn)行，而且在要10級(jí)風(fēng)的環(huán)境下仍能正常工作，整個(gè)天線車(chē)的綜合承載力都傳遞在支腿上。天線車(chē)的支腿既要克服重力和顛覆力矩，又要作為水平校正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以在支腿的支臂上設(shè)置了展開(kāi)收合油缸，并在支腿的支點(diǎn)上折紙了比例閥控油缸，使四角支腿在較快時(shí)間內(nèi)完成支撐校平工作。校平完畢如需要，可用人工鎖緊機(jī)構(gòu)將其鎖緊。
2.2.6 輔助支撐機(jī)構(gòu)及其它
當(dāng)塔架折放和轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，必須防止塔架震動(dòng)而對(duì)油缸的重力沖擊，因此在塔架縱向設(shè)置了防震托架及輔助支撐機(jī)構(gòu)。\
2.3升降天線車(chē)的液壓系統(tǒng)說(shuō)明
升降天線車(chē)采用變量泵液壓系統(tǒng)，其流量為自適應(yīng)注油。在供油流量大時(shí)，壓力相應(yīng)減??；供油流量小時(shí)，壓力相應(yīng)增大。這樣既能滿足負(fù)載的要求，又可減少系統(tǒng)發(fā)熱。
2.3.1 舉升伸縮油缸單元與塔架鎖緊單元：舉升單元由三位四通電液換向閥、單向調(diào)速閥、液控單向閥、壓力繼電器和油缸組成。當(dāng)油泵打出壓力油后，電液換向閥切換到左位，壓力油經(jīng)調(diào)速閥、液控單向閥進(jìn)入油缸，使油缸上升；當(dāng)油缸上升到終點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)壓力上升，此時(shí)繼電器動(dòng)作，控制三位四通電磁閥處于右位，四油缸鎖緊塔架。若伸縮油缸下降，只有在三位四通電磁閥切換到左位，鎖緊油缸反向，即回到終點(diǎn)缸內(nèi)，壓力升高時(shí)，壓力繼電器2動(dòng)作，控制三位四通電液閥處于右位使得油缸下降，這時(shí)塔架重力迫使油缸快速下行，但液控單向閥產(chǎn)生的背壓力克服油缸的沖力，而使得油缸緩慢下降。
2.3.2 角支腿液壓?jiǎn)卧?
支腿的展開(kāi)和收合驅(qū)動(dòng)是由三位四通電液閥控制油缸實(shí)現(xiàn)，支腿的支撐與水平校正驅(qū)動(dòng)是由比例閥控油缸實(shí)現(xiàn)。當(dāng)支腿展開(kāi)之后，四個(gè)比例閥在水平測(cè)試儀所給出的訊號(hào)控制下調(diào)整油缸的行程及高度，使得天線車(chē)處于一個(gè)相對(duì)水平的狀態(tài)下工作。
2.3.3 中支腿與索拉液壓?jiǎn)卧?
中支腿設(shè)置意在風(fēng)力較大和長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)展開(kāi)使用，故而只設(shè)置展開(kāi)及收合驅(qū)動(dòng)油缸，支點(diǎn)支撐由人工螺旋調(diào)節(jié)固定。
索拉單元采用的是閥控馬達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)塔架上升定位后四馬達(dá)輸出均衡的拉力，即可增強(qiáng)抗顛覆的能力和克服彈性擾度。如果塔架索拉機(jī)構(gòu)允許加強(qiáng)，或者其結(jié)構(gòu)形式能克服10級(jí)風(fēng)力時(shí)索拉機(jī)構(gòu)可以不用。
2.3.4 結(jié)構(gòu)方案和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可行性和可靠性
2.3.4.1 .結(jié)構(gòu)件的制造可行性和使用可靠性
塔架的結(jié)構(gòu)可采用單種型材和多中型材焊接回火加工成形。鉸接用軸承預(yù)應(yīng)力方法，既可保證塔架相對(duì)剛度，又可減少回轉(zhuǎn)的摩擦力。由于采用了錐銷(xiāo)油缸鎖緊塔架，其整體性可以得到保證。依國(guó)內(nèi)的制造加工、裝配水平完全能滿足其幾何精度要求。整體結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是簡(jiǎn)明可靠。
2.3.4.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可行性及可靠性
液壓泵采用傷害高壓泵廠生產(chǎn)的YCY14-1B型泵，比例閥采用LFDG4V-3.2*系列。比例油缸由設(shè)計(jì)者提供圖紙定專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)，舉升油缸可定點(diǎn)加工。液壓馬達(dá)采用浙江鎮(zhèn)海液壓件廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，其他閥類(lèi)引進(jìn)德國(guó)力士樂(lè)公司技術(shù)生產(chǎn)的閥件，液壓附件選用國(guó)內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)廠家的產(chǎn)品。
2.4 測(cè)試系統(tǒng)的組成及功能
2.4.1 測(cè)試系統(tǒng)功能方框圖如下：
2.4.2 水平測(cè)試儀
功能：同時(shí)測(cè)量X、Y兩個(gè)方向的水平偏差。
型號(hào)：SDS10-1
性能：分辨率：0.01mm/m（<0.001o）
顯示范圍：0——±1999數(shù)字
輸出電壓：0——5v
運(yùn)行環(huán)境：-40℃）——+80℃
2.4.3 只能遠(yuǎn)端
根據(jù)需要自行開(kāi)發(fā)的單片機(jī)系統(tǒng)。
功能：將水平儀的檢測(cè)信號(hào)（X、Y）方向分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)串口與主機(jī)通信。
性能：12位A/D轉(zhuǎn)換，采用RS485串口。
2.4.4工控機(jī)
主機(jī)選用研華工控機(jī)，并選用需要的板卡。
功能：處理測(cè)量數(shù)據(jù)，控制液壓比例執(zhí)行系統(tǒng)，控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。
主要部件：
2.4.4.1 主機(jī)：接受人工指令，按程序工作控制機(jī)械和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，將智能遠(yuǎn)端傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、處理，分解為四個(gè)伺服缸的行程。
2.4.4.2 顯示器：顯示雷達(dá)不水平度，顯示水平調(diào)整量，顯示各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，顯示故障并報(bào)警。
2.4.4.3 用戶板：液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)電控制。
2.4.4.4 D/A板：接受主機(jī)的12位數(shù)字信號(hào)，通過(guò)4路模擬輸出分別控制4個(gè)伺服缸的行程。
2.4.5 比例閥及伺服缸
性能：伺服缸最小調(diào)整行程小于0.1
功能：根據(jù)工控機(jī)的輸出信號(hào)，按比例地調(diào)整雷達(dá)地水平度，
按要求設(shè)計(jì)，由國(guó)內(nèi)廠家加工。
2.4.6 反饋
控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械行程，將雷達(dá)車(chē)調(diào)節(jié)至新的水平位置。
2.4.7 水平調(diào)整過(guò)程
初始狀態(tài)要求：雷達(dá)車(chē)的支撐點(diǎn)跨度大于4米；雷達(dá)車(chē)停車(chē)時(shí)的水平偏差小于10度，以保證雷達(dá)車(chē)的停車(chē)狀態(tài)在調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整范圍內(nèi)；在水平儀調(diào)整前，其他機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)暫停工作，以保證水平儀的測(cè)量結(jié)果不受機(jī)械振動(dòng)的影響。4個(gè)伺服缸與地面的接觸點(diǎn)之間的水平偏差小于±10mm，穩(wěn)定工作時(shí)，不應(yīng)有下陷現(xiàn)象。
工作過(guò)程：
2.4.7.1 暫停有振動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，穩(wěn)定10－20s
2.4.7.2 水平儀檢測(cè)雷達(dá)車(chē)在兩個(gè)方向的水平偏差
2.4.7.3 智能遠(yuǎn)端將水平儀的檢測(cè)信號(hào)由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，通過(guò)串口送至工控機(jī)
2.4.7.4 工控機(jī)將兩個(gè)方向的水平偏差分解為4個(gè)伺服缸的調(diào)整量（數(shù)字量）
2.4.7.5 D/A板將4個(gè)數(shù)字量分別轉(zhuǎn)化為控制比例閥的比例電信號(hào)
2.4.7.6 每個(gè)比例閥按電信號(hào)控制相應(yīng)的伺服缸比例地調(diào)整支撐點(diǎn)的高低
2.4.7.7 重復(fù)上述6個(gè)步驟，直到水平儀檢測(cè)到雷達(dá)車(chē)在兩個(gè)方向的水平偏差均小于0.01（伺服缸調(diào)整0.5mm）
2.5主要技術(shù)難點(diǎn)分析
2.5.1 液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的精度；
2.5.2 天線升高架設(shè)后的穩(wěn)定性，抗風(fēng)能力的保證；
2.5.3 液壓系統(tǒng)的防泄漏。
2.6 與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比分析
塔架式升降天線雷達(dá)的機(jī)動(dòng)性能指標(biāo)為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,能達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的性能指標(biāo)。
2.7 推廣應(yīng)用價(jià)值
升降塔架式雷達(dá)是本著適應(yīng)快速，準(zhǔn)確，機(jī)動(dòng)的戰(zhàn)爭(zhēng)要求而設(shè)計(jì)擬定的，是為了提高我軍雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的裝備需求。樣機(jī)按當(dāng)前部隊(duì)使用較廣泛的572雷達(dá)設(shè)計(jì)，各種部件及功能充分考慮各種環(huán)境的需求，適用地域廣。同時(shí)本裝備易于改裝到其他型號(hào)雷達(dá)上，可移植性強(qiáng)。
升降塔架式雷達(dá)彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，與購(gòu)?fù)?lèi)進(jìn)口裝備相比可節(jié)省經(jīng)費(fèi)70％。具有較高的軍事價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
3過(guò)程論述
3.1 雷達(dá)舉升機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析
按總體設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)速時(shí)，雷達(dá)天線以工作；當(dāng)風(fēng)速時(shí)，雷達(dá)天線停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生永久性裂變?？紤]到陣風(fēng)系數(shù)k=1.5，則天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)速為，停止轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生永久性裂變時(shí)的風(fēng)速為。
天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：
其中：C=0.6為風(fēng)阻系數(shù)；
S= 為反射體迎風(fēng)面積
傾覆力矩：
傾覆半徑：
不產(chǎn)生裂變時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：
令塔架桿寬度b=0.2m，塔架桿厚度h=0.04m
塔架桿重量
塔架桿頂部許用變形：
塔架桿橫截面示意圖（1）
塔架桿受力圖（2）
由圖（1）有：
慣性矩
慣性矩
3.1.1 剛度校核
令鋼絲繩的預(yù)緊力為500kg，鋼絲繩的剛度系數(shù)為K，參考圖2的受力分析圖，考慮Y方向的變形（因?yàn)椋瑒t有：
則
令，則有：
鋼絲繩的拉力
此時(shí)對(duì)于Y方向的最大變形，有
對(duì)于X方向，有：
所以
鋼絲繩的拉力
此時(shí)對(duì)于X方向的最大變形，有：
3.1.2 強(qiáng)度校核
此時(shí)，對(duì)于Y方向，同理可有：
即 則
鋼絲繩的拉力
此時(shí)對(duì)于Y方向的最大變形，有：
對(duì)于X方向，有：
即
則
鋼絲繩的拉力為N=7688kg
此時(shí)對(duì)于X方向的最大變形，有
因?yàn)樘炀€、箱體的重量主要由油缸承受，故不必對(duì)塔架桿進(jìn)行壓桿穩(wěn)定校核，下面進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度校核。
3.1.2.1 正應(yīng)力校核
故合格
3.1.2.2 剪應(yīng)力校核
故合格
在塔架桿處于折疊位置而剛剛升起的瞬間，塔架桿所受的應(yīng)力如下：
故塔架桿的強(qiáng)度校核合格。
3.1.2.3 重量分析
因油缸半徑，經(jīng)過(guò)估算，主升油缸的重量為800kg，則主升油缸、天線、箱體、塔架的總重量為：800+1425+1248=3473kg。如果再加上承載支腿、各型油泵及輔助機(jī)構(gòu)的重量，則塔架式雷達(dá)升降天線的總重量將大于4噸。為此，必須換用更大型號(hào)的拖車(chē)，以使其能夠滿足高機(jī)動(dòng)雷達(dá)的重量要求。此外，可以對(duì)本型高機(jī)動(dòng)雷達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低其重量。在結(jié)構(gòu)上，可以將鋼絲繩的作用點(diǎn)上移，使其水平分力直接承受風(fēng)載荷，這樣不僅雷達(dá)的搖擺幅度更小，而且降低了對(duì)于塔架桿的尺寸要求。在材料上，可以選用強(qiáng)度更高的材料以代替目前塔架桿所使用的普通鋼材，從而提高其許用應(yīng)力，降低塔架桿的重量。
3.2 缸的設(shè)計(jì)
3.2.1 液壓回路：
序號(hào)
元件名稱(chēng)
型號(hào)
數(shù)量
備注
1
鎖緊缸
4
[]
2
水平缸
4
[]
3
單向背壓閥
B—25B
4
Φ14
4
液控單向閥
DIF—L20H1
4
Φ20
5
三位四通閥
34D—B8C
5
Φ10 []
6
單向節(jié)流閥
LDF-L10C
1
Φ10
7
二位三通閥
23D0—B8C
1
[]
8
調(diào)速閥
QI—63
1
Q=63L/min
9
壓力表
Y—100
2
10
溢流閥
YF-L10C
2
Φ10[]
11
壓力繼電器
DP1—68
2
[s]〈0.5s
12
二位二通閥
QI—63B
1
13
葉片泵
YB1—63
2
[]
14
吸油過(guò)濾器
Y—60T
2
3.2.2 缸的尺寸確定
由于液壓缸需要從離地3m的距離舉升雷達(dá)到達(dá)離地10米的位置，而液壓缸座距離地面高度為0.5米，而且液壓缸的總體尺寸為2.5米。
塔架桿子的第三節(jié)總長(zhǎng)為3.1米，在桿的1.3米處，液壓缸與塔架相連，，所以剩余3.1-1.3=1.8米的距離。
液壓缸需要舉升的距離為10-2.5-0.5-1.8=5.2
設(shè)計(jì)液壓缸為四級(jí)缸，每級(jí)行程為1.5米。
塔架和雷達(dá)總重G〉3 tons
有效作用面積
缸徑mm
查GB/T2348-1993，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后有
缸套的厚度mm，而與上下級(jí)缸套連接部分的厚度
則
則整個(gè)液壓缸的直徑為.
3.2.3 缸的強(qiáng)度分析
按總體設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)速v1=25m/s時(shí)，雷達(dá)天線以n=6rpm工作；當(dāng)風(fēng)速v2=30m/s時(shí)，雷達(dá)天線停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生永久性裂變?？紤]陣風(fēng)系數(shù)K=1.5，則天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)速為v3=37.5m/s，停止轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生永久性裂變時(shí)的風(fēng)速為v4=45m/s。
天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：=
其中：C=0.6為風(fēng)阻系數(shù)；S=24.8為反射體迎風(fēng)面積。
傾覆力矩：M=16740；傾覆半徑：R=4.81m
不產(chǎn)生裂變時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：
（其中向下）
以下為受力圖和彎矩圖：
計(jì)算抗彎強(qiáng)度公式如下：
可見(jiàn)多級(jí)缸的頂端為危險(xiǎn)截面處
把缸的尺寸代入抗彎強(qiáng)度公式得：<[]。
所以強(qiáng)度滿足。
3.3缸的連接及材料
3.3.1 缸體端部連接形式
半環(huán)連接：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛且不會(huì)出現(xiàn)焊后變形。設(shè)計(jì)中缸體底部采用與法蘭螺釘連接，在通過(guò)螺栓與底座連接。
3.3.2 缸體的材料
油缸缸體的常用材料為20、25、35、45號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管。20號(hào)鋼用的較少，因其性能機(jī)械性能低而且不能調(diào)質(zhì)。45號(hào)缸具有良好的機(jī)械性能，但當(dāng)有焊接的時(shí)候一般不才用。所以我選擇缸體的材料為35號(hào)缸，它具有良好的焊接性能和機(jī)械性能。
3.3.3 缸體的技術(shù)條件
缸體采用H8、H9配合。表面粗糙并且當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，Ra為0.1～0.4μm，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra為0.2～0.4μm。
缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按8能精度選取?！ ?
缸體端面T的垂直度公差值可按7級(jí)精度選取。
為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)應(yīng)鍍以厚度為30～40μm的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。
3.3.4 活塞
3.3.4.1 活塞的材料
液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵(HT300、HT350)、鋼(有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán))及鋁合金等。
3.3.4.2 活塞的技術(shù)要求
3.3.4.2.1 活塞外徑D對(duì)內(nèi)徑D1的徑向跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。
3.3.4.2.2 端面T對(duì)內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。
3.3.4.2.3 外徑D的圓柱度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。
3.3.4.3 導(dǎo)向套材料：導(dǎo)向套常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。
3.3.4.4 活塞桿結(jié)構(gòu)與材料
對(duì)于多級(jí)液壓缸來(lái)說(shuō)，除最外一級(jí)缸筒外，其它所有缸筒同時(shí)又是充當(dāng)活塞桿的作用。普通活塞桿有實(shí)心和空心兩種，毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)于多級(jí)缸來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用空心結(jié)構(gòu)桿。
空心活塞桿材料為35、45無(wú)縫鋼管。由于本設(shè)計(jì)中，考慮到焊接質(zhì)量，采用45號(hào)無(wú)縫鋼管。
3.3.4.5 活塞桿技術(shù)要求：
3.3.4.5.1 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB,必要時(shí)再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45～55HRC。
3.3.4.5.2 活塞桿d和d1的圓度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。
3.3.4.5.3 活塞桿d的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。
3.3.4.5.4 活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.01mm。
3.3.4.5.5 端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。
3.3.4.5.6 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造。
3.3.4.5.7 活塞桿上下工作表面的粗糙度為Ra0.63μm，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.02mm,鍍后拋光。
3.3.4.6 液壓缸的緩沖
緩沖裝置是為了防止或減小液壓缸活塞在運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)因慣性力造成的沖撞。通常是通過(guò)節(jié)流作用，使液壓缸運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)附近時(shí)形成足夠的內(nèi)壓，降低液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，以減小沖擊。常用的液壓缸緩沖裝置見(jiàn)下表。
緩沖方式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
緩沖特性
恒
節(jié)
流
面
積
固
定
型
1—? 液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度；
2—? 緩沖腔的壓力
可
調(diào)
型
錐
形
拋
物
線
形
變
節(jié)
流
面
積
階
梯
形
三
角
形
本設(shè)計(jì)中采用的的是恒節(jié)流面積固定型緩沖方式。
3.3.4. 7液壓缸安裝連接部分的型式及尺寸
液壓缸進(jìn)出油口的的型式
3.3.4.8 密封圈的選用
3.3.4.8.1 對(duì)于固定密封，O型圈提供了一種既有效又經(jīng)濟(jì)的密封元件。O型圈是在模具里硫化成形的；O形圈的特點(diǎn)是具有圓形截面的圓環(huán)狀。它的尺寸是用它的內(nèi)徑和其截面直徑定義的。
O型圈是一種雙向作用密封元件。由于在安裝時(shí)，在徑向或軸向作用的初始?jí)嚎s，使O型圈具有了初始密封的能力。由系統(tǒng)壓力而產(chǎn)生的密封力與初始密封力一起合成為總密封力，它隨系統(tǒng)壓力的提高而增大。
O型圈具有以下優(yōu)點(diǎn)：
簡(jiǎn)單，整體式溝槽設(shè)計(jì)減少了零件和設(shè)計(jì)費(fèi)用
設(shè)計(jì)緊湊，零件外形小
安裝簡(jiǎn)單，減少差錯(cuò)
為和大多數(shù)的流體想容，有很多復(fù)合物可供選擇
在全球范圍內(nèi)可供現(xiàn)貨，易于保養(yǎng)和維修
3.3.4.8.2 Yx形密封圈，用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，工作壓力可達(dá)到14MP，具有摩擦系數(shù)小、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，分為軸用和孔用兩種。這種密封圈的密封效果來(lái)自于它本身的預(yù)加負(fù)載，以及在安裝時(shí)密封唇的壓縮。在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的壓力增大了密封徑向機(jī)械接觸力。這種密封圈具有協(xié)同工作的主唇和副唇，產(chǎn)生一個(gè)加載最恰當(dāng)?shù)钠胶夤ぷ鼽c(diǎn)。主唇的內(nèi)唇較短，內(nèi)、外的邊都經(jīng)過(guò)修整，且由于硬度較低，有良好的回彈能力和柔性，所以達(dá)到了較好的密封性能。副唇和表面保持最小的接觸，有助于安裝時(shí)防止密封圈的旋轉(zhuǎn)。在主唇和副唇間的油腔形成的潤(rùn)滑油油腔，減少了摩擦和爬行現(xiàn)象。
由于本設(shè)計(jì)導(dǎo)向套和缸筒內(nèi)壁之間是相對(duì)靜止的，根據(jù)以上優(yōu)點(diǎn)我選用了O型圈來(lái)作為密封元件。
而一級(jí)缸套、二級(jí)缸套、三級(jí)缸套、4級(jí)缸套和活塞桿之間，我選用了Yx形密封圈和O形密封圈的結(jié)合使用，以達(dá)到最好的密封效果。
3.3.4.9 在液壓缸中，防塵圈被安放在作軸向運(yùn)動(dòng)的活塞桿和柱塞上。在活塞桿和柱塞運(yùn)動(dòng)期間，灰塵能進(jìn)入液壓缸內(nèi)，從而引起密封圈、導(dǎo)向套和支承圈的損傷和過(guò)早的磨損。使用防塵圈能防止出現(xiàn)這種情況。
在缸蓋和缸體的接觸處我選用了DKI型防塵圈作為密封元件，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
良好的刮塵作用，甚至對(duì)牢固粘結(jié)的灰塵也具有良好的刮除作用
設(shè)計(jì)緊湊
便于安裝和拆卸方便
價(jià)格便宜
溝槽設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單
輕微的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)不影響工作性能
3.3.4.10泵的選用
葉片泵是利用插入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片間容積變化，完成泵的作用。在軸對(duì)稱(chēng)位置上布置有兩組吸油口和排油口徑向載荷小，噪聲較低流量脈動(dòng)小，同時(shí)污染敏感度不高，有較好的變量能力。價(jià)格合適。
系統(tǒng)需要的流量為100L/min，我選用雙作用葉片泵，且選用的葉片泵流量應(yīng)至少為系統(tǒng)需要流量的2倍，所以我選擇型號(hào)為Y2B——C200C——*F的葉片泵。
3.3.4.11 進(jìn)油口面積計(jì)算
設(shè)進(jìn)油口處流速為V，進(jìn)油口面積為A
所以
主升油缸活塞直徑，另外整個(gè)油缸要在2.5分鐘內(nèi)升高5.2m，所以舉升速度為。
根據(jù)流量連續(xù)性方程
所以得到進(jìn)油口的直徑為14.7mm，取整后為15mm，考慮到流量的跳動(dòng)，取進(jìn)油口面積為20mm?！ ?
3.3.4.12 螺紋處強(qiáng)度計(jì)算
3.3.4.12.1 缸體與缸蓋處強(qiáng)度計(jì)算
本設(shè)計(jì)中，第三級(jí)缸的缸頂采用的是螺紋連接一個(gè)鉸接部分，螺紋處的強(qiáng)度計(jì)算如下：
螺紋處的拉應(yīng)力：
螺紋處的剪應(yīng)力：
合成應(yīng)力：
許用應(yīng)力：
上列各式中：
——油缸最大推力（）
D——油缸內(nèi)徑[cm]（D=4.2）
——螺紋直徑[cm]（=6.8）
——螺紋內(nèi)徑[cm]（=6）
K——螺紋預(yù)緊力系數(shù)，取1.3
K1——螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，取0.12
——缸筒屈服極限，取215Mpa
N——安全系數(shù)，取1.75
由以上公式計(jì)算得，=，
所以 ，故螺紋強(qiáng)度滿足要求。
3.3.4.12.2 缸體與缸蓋法蘭螺栓連接的計(jì)算螺栓的強(qiáng)度計(jì)算如下
螺紋處的拉應(yīng)力：
螺紋處的剪應(yīng)力：
合成應(yīng)力：
以上各式中：Z——螺栓數(shù)量；
——螺紋內(nèi)徑[cm]
——螺紋直徑[cm]
Z=6
K=1.3 計(jì)算可得： 可見(jiàn)，當(dāng)螺栓材料選用45號(hào)鋼的時(shí)候，強(qiáng)度是滿足的。
另外，法蘭底部與端蓋之間螺栓的連接強(qiáng)度計(jì)算如下：
Z=6 計(jì)算得到
可見(jiàn)，當(dāng)螺栓材料同樣選用45號(hào)鋼的時(shí)候，強(qiáng)度是滿足的。
3.4塔架的設(shè)計(jì)
3.4.1 塔架尺寸的確定
塔架分為2個(gè)部分，第一部分為連桿，由三根桿子構(gòu)成，考慮到需要把雷達(dá)從離地3米舉升到離地10米，連桿的總長(zhǎng)應(yīng)為7米，設(shè)計(jì)三根桿子的長(zhǎng)度分別為：
在前面，我已經(jīng)對(duì)塔架進(jìn)行了受力的計(jì)算，取桿子的長(zhǎng)、寬為100mm，滿足前面計(jì)算過(guò)的校核要求。
3.4.2.塔架的結(jié)構(gòu)
除了連桿之外，塔架還有其他幾個(gè)部分：
3.4.2.1 支承桿：塔架需要固定在車(chē)子上，這時(shí)就需要有兩根桿子來(lái)起到固定的作用，這兩跟桿子和液壓缸一起承受全部的3 tons的負(fù)載，但主要的負(fù)載都在液壓缸上，所以支承桿受力并不大，所以我取桿子的長(zhǎng)寬均為80mm。
3.4.2.2 拉鎖：塔架被液壓缸舉升到位后，如果液壓缸不再供油，則舉升力消失，此時(shí)，拉索將起到拉緊機(jī)構(gòu)的作用，將塔架固定在死點(diǎn)位置，即便液壓缸不再提供力，塔架還是一樣的穩(wěn)定。
3.5 機(jī)動(dòng)式車(chē)載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析
3.5.1雷達(dá)車(chē)質(zhì)心位置及軸荷分配
圖1 雷達(dá)車(chē)在水平面上的受力圖
在設(shè)計(jì)階段,通過(guò)質(zhì)量分配法求出雷達(dá)車(chē)的質(zhì)心位置O、整車(chē)質(zhì)量G ,如圖1 所示。根據(jù)圖1 ,則由力距平衡求得軸荷分配:
中后橋載荷:N1 = G ×a/ L
前橋載荷:N2 = G ×( L - a) / L
式中:L 為前橋距離中后橋中心的尺寸, mm; a 為質(zhì)心距離前橋的尺寸, mm。
代入該車(chē)載雷達(dá)有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得:
N1 = 5435 kg
N2 = 2615 kg
通過(guò)比較,其結(jié)果與原底盤(pán)車(chē)改裝前滿載設(shè)計(jì)指標(biāo)基本一致,滿足要求。
3.5.2 雷達(dá)車(chē)行駛穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析
3.5.2.1 行駛縱向穩(wěn)定性
最大爬坡能力：
最大爬坡能力是指汽車(chē)在最低檔作等速行駛時(shí)所能克服的最大坡度。由公式(1) 、(2) 和(3) 求得該車(chē)載雷達(dá)的最大爬坡度:
（1）
（2）
（3）
代入該車(chē)載雷達(dá)有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得:
式中: imax為最低檔所能克服的最大坡度; Fmax為最低檔行駛時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)( N) ; Fw 為最低檔行駛時(shí)的迎風(fēng)阻力; Dmax為最低檔的最大動(dòng)力因數(shù); f 為滾動(dòng)阻力系數(shù)0. 015 ;A 為迎風(fēng)面積(m2) ; Cd 為迎風(fēng)阻力系數(shù);V0 為最低車(chē)速(m/ s) 。
3.5.2.2 駐車(chē)制動(dòng)性
駐車(chē)制動(dòng)性是衡量車(chē)載雷達(dá)在爬坡時(shí)的駐車(chē)制動(dòng)能力,駐車(chē)制動(dòng)一般靠手剎使驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng),路面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生地面制動(dòng)力,以實(shí)現(xiàn)駐車(chē)制動(dòng)(該車(chē)載雷達(dá)為后輪制動(dòng)) 。圖2 為該雷達(dá)車(chē)上坡時(shí)的駐車(chē)情況,根據(jù)力和力矩平衡條件,求得最大駐車(chē)坡度:
式中:φ1 為縱向附著系數(shù)0. 75 (越野輪胎在干燥水泥路面) ; h 為質(zhì)心高度(mm) ; c 為中后橋中心距離后橋中心的尺寸(mm) 。
3.5.2.3 縱向傾覆
當(dāng)車(chē)載雷達(dá)以最低車(chē)速等速上坡行駛時(shí),其受力情況同樣可以依據(jù)圖2 所示。當(dāng)前輪的法向反作用力N2 = 0 時(shí),便發(fā)生繞A 點(diǎn)向后翻傾,通常稱(chēng)為縱翻。
圖2 雷達(dá)車(chē)在縱坡上的受力圖
由力距平衡可求得車(chē)載雷達(dá)不發(fā)生縱翻的極限坡度:
代入該車(chē)載雷達(dá)有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得
i2 = 93. 3 %
式中: i2 為縱翻的極限道路縱坡度。
3.5.2.4 縱向滑移
該雷達(dá)車(chē)采用六輪驅(qū)動(dòng),在六輪驅(qū)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生滑移的情況下,可根據(jù)圖2 ,由力平衡得:
i3 = tg 5 = φ1
代入該車(chē)載雷達(dá)有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得:
i3 = 75 %
式中: i3 為產(chǎn)生縱向滑移臨界狀態(tài)時(shí)的道路縱坡度。
3.5.2.5 結(jié)論
i2 > i3 > imax > i1 = 64 % ,所以該車(chē)載雷達(dá)的最大縱向爬坡度為64 %。其次,在60 %的縱向坡道上停車(chē)制動(dòng)時(shí),不會(huì)下滑,并且可以重新起步繼續(xù)行駛爬
坡。滿足GJB1380 - 92《軍用越野汽車(chē)機(jī)動(dòng)性要求》的規(guī)定。
3.5.2.5.2 該車(chē)載雷達(dá)車(chē)最大縱向滑移坡度i3 小于縱向傾覆坡度i2 ,所以在發(fā)生縱向傾覆之前,首先發(fā)生縱向滑移現(xiàn)象,從而保證了其縱向行駛的安全性。
3.5.2.5.1 行駛橫向穩(wěn)定性
3.5.2.5.2 橫向側(cè)翻
當(dāng)車(chē)載雷達(dá)在橫向坡道上直線行駛或處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),如果橫向坡度角β超過(guò)某一值時(shí),將發(fā)生側(cè)翻,如圖3 所示：
圖3 雷達(dá)車(chē)在橫坡上的受力圖
該車(chē)載雷達(dá)不發(fā)生側(cè)翻的極限坡度角β,則由力距平衡得:
式中: b 為左右輪中心間距(mm)
橫向側(cè)滑
該車(chē)載雷達(dá)在橫坡上靜止時(shí)整車(chē)橫向側(cè)滑的極限角度,根據(jù)圖3 的受力情況,由力平衡方程得:
式中:φ2 為橫向附著系數(shù),取φ2max = 0. 6φ1 。
3.5.2.5.3 在轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)翻和側(cè)滑
3.5.2.5.3.1 側(cè)翻
如圖4 所示,該車(chē)載雷達(dá)在水平路面上作等速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),有可能繞A 點(diǎn)向外側(cè)翻,所以必須限制其轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大行駛速度,由下面公式求得:
式中: g 為重力加速度,9. 8m/ s2 ; r 為轉(zhuǎn)彎半徑(m) 。圖4 中, Fc 為轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力; Fφ 為側(cè)向附著力。
3.5.2.5.3.2 側(cè)滑
該車(chē)載雷達(dá)在水平路面上作等速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),有可能繞向外側(cè)滑,其轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大側(cè)滑行駛速度,由下面公式求得:
3.5.2.5.4 結(jié) 論
3.5.2.5.4.1 因?yàn)閕β2< iβ1,因此,該車(chē)載雷達(dá)在橫坡上行駛的極限坡度為42 % ,滿足GJB1380 - 92《軍用越野汽車(chē)機(jī)動(dòng)性要求》的規(guī)定。并且,在平直線橫坡上勻速直線行駛或靜止時(shí),在發(fā)生橫向側(cè)翻前,首先發(fā)生橫向側(cè)滑,從而保證了其在橫坡上行駛的安全。
3.5.2.5.4.2 因?yàn)閂2 < V1 ,所以在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),在側(cè)翻前首先發(fā)生側(cè)滑,從而保證了其在彎道行駛時(shí)的穩(wěn)定性。并且公路在彎道處筑有適當(dāng)?shù)某邫M坡度,這樣在干，燥水泥路面以上述最高車(chē)速轉(zhuǎn)彎時(shí),是比較安全的。
雷達(dá)車(chē)整車(chē)工作穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
雷達(dá)車(chē)風(fēng)載荷計(jì)算
雷達(dá)車(chē)展開(kāi)工作時(shí),通過(guò)調(diào)平機(jī)構(gòu)將雷達(dá)調(diào)平。天線升起處于工作狀態(tài),雷達(dá)車(chē)所受的力主要包括自身重力和風(fēng)載荷。按照總體戰(zhàn)技指標(biāo)要求,雷達(dá)車(chē)在架高10m 時(shí),具有抗810級(jí)風(fēng)的能力。在圖5 位置時(shí),在風(fēng)載荷下,整車(chē)穩(wěn)定性最差。由風(fēng)載荷產(chǎn)生的傾覆力矩計(jì)算如下:
風(fēng)阻力計(jì)算如下:
式中: Cd 為阻力系數(shù); A 為面積(m2) ; q 為動(dòng)壓頭; q =PV2/ 2 。經(jīng)計(jì)算,天線陣面風(fēng)阻力、方艙風(fēng)阻力、運(yùn)載車(chē)底盤(pán)風(fēng)阻力分別為F1 、F2 、F3 。
由風(fēng)阻力產(chǎn)生的最大傾覆力矩計(jì)算如下:
雷達(dá)車(chē)自重穩(wěn)定力矩計(jì)算
在10 級(jí)風(fēng)下雷達(dá)車(chē)工作穩(wěn)定系數(shù)η
(取穩(wěn)定系數(shù)為2. 5)
由此可見(jiàn),在10 級(jí)風(fēng)情況下,雷達(dá)車(chē)整車(chē)工作穩(wěn)定。并且,在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)增加拉繩固定以加大穩(wěn)定余度
四、結(jié)論總結(jié)
本文具體闡述了一種車(chē)載裝置升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。本課題所研制的車(chē)載裝置升降系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的雷達(dá)的舉升和下降，通過(guò)我設(shè)計(jì)的四級(jí)舉升液壓缸的伸出和縮回，帶動(dòng)塔架的舉升和下降，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的舉升和下降。
機(jī)動(dòng)性使雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中提高生存能力的有效措施之一，因此機(jī)動(dòng)性指標(biāo)已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達(dá)的一項(xiàng)重要技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。而我現(xiàn)在設(shè)計(jì)的車(chē)載裝置升降系統(tǒng)，可以應(yīng)用成為雷達(dá)的車(chē)載裝置，從而起到對(duì)車(chē)載雷達(dá)的舉升，所以本課題有著很廣泛的應(yīng)用范圍。
設(shè)計(jì)中最主要的工作就是對(duì)液壓缸的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中我首先是根據(jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)確定缸的總行程，由于行程達(dá)到了5.2米，所以我選用了四級(jí)缸作為我的主升液壓缸。然后，我對(duì)液壓缸的受力進(jìn)行了分析，從而確定了液壓缸的總體尺寸和每級(jí)缸的尺寸。
對(duì)于舉升塔架，我做了塔架的受力分析，確定了塔架連桿的尺寸確定。我還綜合考慮了裝載雷達(dá)的車(chē)子的尺寸，保證雷達(dá)車(chē)載正常行駛時(shí)可以穿越橋梁和隧道。
本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:
（l）.提出了實(shí)現(xiàn)舉升的系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)了雙作用四級(jí)液壓缸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了液壓缸利得計(jì)算和尺寸確定。
（2）.設(shè)計(jì)了塔架的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)的進(jìn)行了塔架受力分析和風(fēng)力計(jì)算。
（3）.簡(jiǎn)單的介紹了機(jī)動(dòng)式車(chē)載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析。
本課題只完成了車(chē)載裝置升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)工作，仍有許多種其他機(jī)構(gòu)可以完成相同的工作，如車(chē)載剪叉升降系統(tǒng)、立缸式結(jié)構(gòu)等。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)沒(méi)有最好，只有更好，我會(huì)繼續(xù)努力使系統(tǒng)更加完善。
五、致謝
本論文的所有研究工作從論文的選題、實(shí)現(xiàn)條件到論文的寫(xiě)作等階段都是在唐曉群導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。唐曉群老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。唐曉群老師經(jīng)常到寢室來(lái)悉心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)，在我設(shè)計(jì)遇到難題時(shí)，是他給了我信心，使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此謹(jǐn)向唐曉群老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
感謝我的同班同學(xué)們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。也祝愿離開(kāi)學(xué)校的兄弟們開(kāi)開(kāi)心心，我們?cè)谝黄鸬娜兆?，我?huì)記一輩子的。
在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!
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