EQ1050NJ20D3高空作業(yè)車的機構(gòu)設(shè)計-液壓系統(tǒng)含CAD圖.zip
EQ1050NJ20D3高空作業(yè)車的機構(gòu)設(shè)計-液壓系統(tǒng)含CAD圖.zip,EQ1050NJ20D3,高空作業(yè),機構(gòu),設(shè)計,液壓,系統(tǒng),CAD
一、選題依據(jù)
1.研究領(lǐng)域
車輛工程—機械設(shè)計
2.論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值
本課題主要研究的是高空作業(yè)車這種專用車輛,所謂高空作業(yè)車是指3米以上, 由液壓或電動系統(tǒng)支配多支液壓油缸,并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員、工具、材料等通過作業(yè)平臺舉升到空中指定位置進行各種安裝、維修等作業(yè)的專用高空作業(yè)機械,既屬于專用汽車,又屬于工程機械,是一種重要的施工設(shè)備。
由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展,高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時,也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象,因此,結(jié)構(gòu)性過剩是當(dāng)前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點,也是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分,它的發(fā)展中也會出現(xiàn)同樣的問題,因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù),不僅可以推動高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展,而且對于推動專用汽車行業(yè)的發(fā)展, 調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略無疑具有重要意義。
目前我國高空作業(yè)車年銷售量很低,與國外相比,產(chǎn)品技術(shù)水平差距較大,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,產(chǎn)品制造工藝落后,產(chǎn)品可靠性差等。十九大以來,我國將在 2020 年全面建成小康社會,因此我國的城市化進程將進一步加快,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會進一步加強, 需要大量添置高空作業(yè)車進行市政工程的安裝和運行維護。
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢
作業(yè)平臺目前主要以剪叉式、套筒油缸式等為主,大高度和特殊高空作業(yè)平臺國內(nèi)還有空白,仍然以進口為主,如高空絕緣作業(yè)車、蜘蛛式高空作業(yè)平臺等。其次, 從行走方式上,我國高空作業(yè)平臺的行走方式以車載式或牽引式較多,這極大地限制了其作業(yè)機動靈活性、場地適應(yīng)性及空間通過性。
(1)向大高度和特殊高空作業(yè)平臺發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺、越野式高空作業(yè)平臺、蜘蛛式高空作業(yè)平臺及履帶式高空作業(yè)平臺。
(2)車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結(jié)構(gòu)小巧緊湊的自行式。
(3)驅(qū)動方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機驅(qū)動發(fā)展。此外,利用太陽能轉(zhuǎn)化來驅(qū)動電機也是今后努力的一個方向。
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二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題
(1). 汽車底盤的選擇;
(2). 舉升機構(gòu)的設(shè)計;
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路)
(1). 總體設(shè)計要求;
(2). 底盤的選擇;
(3). 高空作業(yè)車臂的設(shè)計;
(6). 參數(shù)校核。
3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果
結(jié)合具體的設(shè)計要求,通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料,全面的了解和掌握高空作業(yè)車的工作原理和結(jié)構(gòu),完成作業(yè)車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)功能部件的優(yōu)化設(shè)計,對關(guān)鍵部件的強度進行有限元分析。
(1)完成 8000 字以上的論文;
(2)完成 3000 字左右外文文獻翻譯;
(3)使用 CAD/CAM,有限元分析等軟件進行建模、分析。
三、論文(設(shè)計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
2.論文(設(shè)計)進度計劃
(1) 第 1、2 周調(diào)研、資料收集,完成開題報告;
(2) 第 3 周研究隨車起重車的設(shè)計步驟與設(shè)計方法;
(3) 第 4 周收集材料,完成車輛的總體布置;
(4) 第 5-6 周開始用軟件進行繪圖撰寫說明書;
(5) 第 7-10 周完善設(shè)計內(nèi)容,并完成大部分圖紙;
(6) 第 10-13 周設(shè)計說明書修改及完善;
(7) 第 14 周畢業(yè)設(shè)計答辯;
四、需要閱讀的參考文獻
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附:文獻綜述
文獻綜述
1.引言
本課題主要研究的是高空作業(yè)車,高空作業(yè)車為特種專用車輛,所謂高空作業(yè)車是指工作高度 3 米以上,由液壓或電動系統(tǒng)控制液壓油缸,并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員、工具、材料等通過作業(yè)平臺舉升到空中指定位置進行各種安裝、維修等作業(yè)的專用高空作業(yè)機械。高空作業(yè)車既屬于專用汽車,又屬于工程機械,是一種重要的施工設(shè)備。現(xiàn)在的高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、自動調(diào)速、安全可靠等優(yōu)點,大大提高了空中作業(yè)的工作效率。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。
高空作業(yè)車按工作臂的型式,有四種基本型式,分別為:垂直升降式、折疊臂式、伸縮臂式和混合臂式。垂直升降式高空作業(yè)車的升降機構(gòu)只能在垂直方向上進行運動。它的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單,承載能力強,但作業(yè)范圍小,作業(yè)高度低,這種結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用比較少。折疊臂式高空作業(yè)車工作臂之間的連接全部采用鉸接型式,所以國外又把它叫做鉸接式高空作業(yè)車。折疊臂高空作業(yè)車結(jié)構(gòu)適合于較低作業(yè)高度的車型,如要加大作業(yè)高度,必然要增加臂長或增加工作臂數(shù)量,增加臂長會使作業(yè)車體積龐大, 降低靈活性;增加工作臂數(shù)量會造成操作繁瑣,安全性降低。伸縮臂式的高空作業(yè)車在行駛狀態(tài)時,工作臂縮回套疊,工作時伸出,可以有效增大作業(yè)高度,同時具有工作效率高、操作簡單、動作平穩(wěn)等特點?;旌媳凼礁呖兆鳂I(yè)車工作臂之間既有鉸接, 也有伸縮,是折疊臂式和伸縮臂式高空作業(yè)車的結(jié)合,它綜合了兩種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點, 工作性能最好,但結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜。
2.國外高空作業(yè)車發(fā)展現(xiàn)狀
高空作業(yè)車在國外某些發(fā)達國家從 20 世紀 20 年代就開始研制了,已有近百年的發(fā)展歷史。產(chǎn)品技術(shù)水平高,安全性好,可靠性高,作業(yè)高度大,規(guī)格齊全,結(jié)構(gòu)型式豐富,功能多樣。國外先進高空作業(yè)車主要技術(shù)特點如下:
(1)液壓系統(tǒng)中負載敏感技術(shù)、電液比例控制技術(shù)等應(yīng)用成熟。通常采用電液比例變量控制方式, 廣泛采用成熟的比例多路閥實現(xiàn)多執(zhí)行機構(gòu)的比例控制。
(2)臂架應(yīng)用高強度材料和輕質(zhì)金屬材料。選用高強度的特殊合金材料, 不僅使工作臂結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理, 而且使最大作業(yè)高度和作業(yè)幅度得到明顯增加, 同時有效地降低了整車質(zhì)量,提高了底盤的使用性能。
(3)先進的電控通訊系統(tǒng)和完善的安全保障系統(tǒng)。國外高空作業(yè)車多采用嵌人
式控制系統(tǒng), 使用工程機械專用控制器實現(xiàn)整車的自動控制功能。
(4)產(chǎn)品功能的多樣化和設(shè)計的人性化。國外高空作業(yè)車功能齊全,操作便捷, 接口可擴展, 甚至可根據(jù)用戶的需求進行定制, 實現(xiàn)了一機多用, 提高作業(yè)效率, 擴展使用范圍。工作平臺具有平臺伸縮功能, 最大可達 3.8m, 同時可進行士 90°回轉(zhuǎn),極大地增大了作業(yè)范圍和作業(yè)的舒適性。
(5)節(jié)能、綠色環(huán)保的新技術(shù)應(yīng)用。為提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求, 國外高空作業(yè)車企業(yè)主要從降低發(fā)動機排放和全電動綠色驅(qū)動等方面人手。
因此我設(shè)計的高空作業(yè)車應(yīng)盡量采用輕型環(huán)保結(jié)構(gòu),降低整車裝備質(zhì)量,更加合理的去設(shè)計工作臂的結(jié)構(gòu)。
3.我國高空作業(yè)車發(fā)展現(xiàn)狀
我國高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚,自 20 世紀 60 年代開始研制,70 年代才推出商業(yè)化樣機。目前我國高空作業(yè)車的市場銷售、使用及保有量最大的車型還是折疊臂式, 其他型式如伸縮臂式和混合臂式占有的比重還很小,最大作業(yè)高度只有幾十米。國內(nèi)高空作業(yè)安全法規(guī)尚待完善,存在各種原始方式的高空作業(yè),應(yīng)用普及范圍與國外相比還有很大的差距。限制這一行業(yè)發(fā)展的主要因素是大高度復(fù)雜截面混合臂架技術(shù)、安全技術(shù)、智能化高效控制技術(shù)、可靠性等,缺乏前瞻性研究,缺少向更大高度發(fā)展的技術(shù)支撐。
在這幾年的研究中,我國高空作業(yè)車的質(zhì)量有了顯著提高,有的甚至達到了國際先進水平。在國內(nèi)一些具有競爭力的公司對高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展起到了很好的推動作用,比如杭州愛知工程車輛有限公司研發(fā)了全液壓驅(qū)動的自行走式高空作業(yè)平臺高空作業(yè)車,最大作業(yè)高度為 26.7m;北京起重機器廠開發(fā)了具有箱型截面的鋁合金桅柱平臺高空作業(yè)車,作業(yè)高度達到了 16.5m;杭州賽奇工程機械廠開發(fā)出的多桅柱鋁合金平臺高空作業(yè)車最大作業(yè)高度達到了 22m。上面產(chǎn)品的研發(fā)是我國高空作業(yè)車歷史性進步,填補了我國此類技術(shù)的空白。除此之外,在高空作業(yè)車產(chǎn)品方面能夠研發(fā)
30m 以上高空作業(yè)車的公司有徐州工程機械集團、杭州愛知工程車輛有限公司以及徐州海倫哲有限公司等,因此我國高空作業(yè)車的使用不再完全依賴進口。目前國內(nèi)作業(yè)高度在 16m 以下的產(chǎn)品各高空作業(yè)車生產(chǎn)企業(yè)幾乎均可生產(chǎn);但是,能夠獨立自主研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)出最高作業(yè)高度 43m 的企業(yè)僅有徐州海倫哲和杭州愛知。我國高空作業(yè)行業(yè)的先進企業(yè)引入了國外企業(yè)的先進技術(shù),從而不斷提高我國高空作業(yè)車的質(zhì)量性能,目前我國高空作業(yè)車已有部分產(chǎn)品能夠達到歐美發(fā)達國家高空作業(yè)車水平。但是我國整體高空作業(yè)車的水平與國際水平相比仍有較大差距,比如作業(yè)高度較低、
控制方式落后、功能單一、安全性不夠、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)龐大笨重等。我國 35 米以上的高空作業(yè)車還不能獨立生產(chǎn)只能依賴進口;歐美發(fā)達國家高空作業(yè)車的控制系統(tǒng)完全采 用電液比例控制以及智能控制,而我國高空作業(yè)車的控制技術(shù)基本為電液控制,目前 為止我國對電液比例控制技術(shù)的應(yīng)用還不成熟,且智能控制技術(shù)的應(yīng)用則是剛剛起步。
4.高空作業(yè)車發(fā)展趨勢及展望
目前我國高空作業(yè)車現(xiàn)存量約為 2 萬臺,專家預(yù)測到 2015 年我過高空作業(yè)車將增加一倍。高空車的載人作業(yè)性質(zhì)使得對臂架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求很高,在國內(nèi)由于臂 架斷裂而造成的人員傷亡事故很多,所以臂架的強度、剛度一定要滿足使用要求,在 設(shè)計時安全系數(shù)也要設(shè)定的相對高一些,那么臂架結(jié)構(gòu)的設(shè)計是需要亟待解決的問題。
(1)近年來高空作業(yè)車研究人員利用 ANSYS 的有限元分析軟件及 ANSYS 軟件中的 APDL 語言、ADAMS 運動仿真軟件對臂體做了模擬及分析,這些軟件及方法的運用也將在今后的高空作業(yè)臂設(shè)計中廣泛應(yīng)用。
(2)高空作業(yè)車的臂架是整機里很重要的結(jié)構(gòu),它的自重影響整機的穩(wěn)定性等, 對高空臂架結(jié)構(gòu)的研究人們對臂架結(jié)構(gòu)有了深如的了解,在設(shè)計時對臂架結(jié)構(gòu)及臂架截面形狀的合理選擇會提高臂架的剛度和強度并能減輕臂架重力。一種新的混合泵車臂架是 2012 年中聯(lián)重科采用碳纖維材料制造的,它的產(chǎn)生使臂架重量減少了一半, 所以新材料的應(yīng)用會帶來高空作業(yè)車臂架輕量化變革。
(3)控制水平的智能化和自動化。提高動力的電子控制和管理系統(tǒng)水平, 根據(jù)傳動裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài), 自動調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出功率, 以滿足不同作業(yè)工況的需要, 提高燃料的經(jīng)濟性。
(4)系統(tǒng)的安全性和可靠性將大幅增強。
5. 結(jié)論
由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展,高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時,也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象,因此,結(jié)構(gòu)性過剩是當(dāng)前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點,也是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分,它的發(fā)展中也會出現(xiàn)同樣的問題,因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù),不僅可以推動高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展,而且對于推動專用汽車行業(yè)的發(fā)展, 調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略無疑具有重要意義。
折疊臂式高空作業(yè)車由于市場保有量大、用戶熟悉、價格低廉、維護簡單等優(yōu)勢仍然會成為市場主流產(chǎn)品,但需在安全性和人性化方面改進提高。故本畢業(yè)設(shè)計將設(shè)計一輛高為 10 米高空作業(yè)車,在結(jié)構(gòu)方面對普通的折疊臂式高空作業(yè)車進行改裝。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
審
核
意
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見
教研室主任意見
簽字: 年 月 日
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
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