毕业设计（论文）GKZ高空作业车液压和电气控制系统设计（完整图纸）

1、全套cad图纸，翻译，联系695132052目 录摘要3第一章 绪论 31.1 空作业车的的现状和发展趋势61.2 课题的来源和意义8第二章 液压系统设计 92.1 本参数及主要技术性能指标 92.1.1 行驶状态主要技术参数 9 2.1.2 作业状态主要技术参数 9 2.1.3 作业车平台作业工作状态图 9 2.1.4 机构简述 112.2 液压系统的构成13 2.3 各系统工作原理简述132.4 主要机构液压回路的设计与分析14 2.4.1 升机构的回路设计 14 2.4.2 伸缩机构回路设计 162.4.3 回转机构回路设计 17 2.4.4 变幅机构回路设计 17 2.4.5 整体液压

2、回路设计 182.5 主要液压元气件的选择与计算202.5.1 液压泵的确定 202.5.2 上下臂液压缸确定 212.5.3 液压马达选择 232.5.4 换向阀的选择 242.5.5 油箱有效容的积确定 25第三章 电气控制系统设计 263.1 电气控制方案的确定 26 3.1.1 高空作业机构的电气控制电路 26 3.1.2 通讯装置 27 3.1.3 选择开关装置 27 3.1.4 总的控制电路 27 3.2 电气元器件的选择 28 3.2.1 按钮的选用 28 3.2.2 行程开关的选用 30 3.2.3 热继电器的选用 30 3.2.4 熔断器的选用 303.2.5 电线的选择 3

3、13.2.6 照明电器选择 313.2.7 变压器的选择 32第四章 电气控制面板的操作334.1 转台处控制箱操作面板及其操作件介绍334.2 平台（吊篮）控制箱操作面板及操作元件344.3 高空作业电气部分操作方法354.4 高空作业操作中注意事项35附录37附录1 37附录2 37附录3 39附录4 39附录5 40结论42后记43参考文献44gkz高空作业车液压和电气控制系统设计摘 要高空作业车广泛用于建筑、市政、机场、工厂、园林、住宅等场所，从事消防、抢险救灾、安装、维护等工作。本文针对徐州海伦哲工程机械有限公司gkz14型高空作业车，进行了大量的理论研究和实验测试。本设计是对该车的

4、重要组成部分-液压系统和电气控制系统进行设计和研究，其液压系统由上车液压系统和下车液压系统组成。两者之间由中心回转接头连接(垂直升降式高空车除外),上车液压系统由变幅系统、伸缩系统和回转系统三个基本系统组成。在整个液压系统设计中，采用制动器控制克服了液压马达存在内泄而平衡阀不能锁住停在空中的重物，使重物可靠地停在空中。制动器采用恒压外控，可以进一步降低平衡阀的开启压力，提高回路效率。从安全性、可靠性角度看，高空车不同于一般的工程机械, 其特点是作业频率不高, 负荷较小, 但要求安全性, 可靠性较高。因此, 高空车应具备紧急停止装置。高空车在各执行机构动作的终点位置设限位装置, 尤其是对于折叠臂

5、式及混合臂式的高空车应设中臂限位装置, 以确保整车的稳定性。高空车的变幅系统和伸缩系统的速度必须加以控制, 以防止产生“超速”现象。因此，为保证高空作业车的工作稳定、可靠、安全，作业灵活，效率高，设计出优良的液压系统和电气控制系统就显得尤为重要。 关键词：高空作业车；制动器；内泄；恒压外控；限位装置。hydraulic and electricity control system design of the high-altitude working machineabstractthe high-altitude working machine has been widely used in

6、 architecture, city planning, airport, factory, garden, house and other place. it plays an important role in fire protection, dealing with an emergency, construction, installation, maintenance and so on. aiming at the gkz14 high-altitude working machine of xhzhou hailun machinery group, it does a lo

7、t of theoretical research and experiment test.this design is carries on the design and the research to this vehicleimportant constituent - hydraulic system and the electricitycontrol system, its hydraulic system by boards the hydraulic systemand alights the hydraulic system to be composed. two betwe

8、en (verticalfluctuation type upper air vehicle is an exception) by the centerswivel joint connection, boards the hydraulic system by the amplitudesystem, the expansion and contraction system and the rotary systemthree basic systems is composed. in the entire hydraulic systemdesign, used the brake co

9、ntrol to overcome in the oil motor existenceto release but the by-pass valve not to be able to lock in stops inthe airborne heavy item, caused the heavy item reliably to stop inairborne. the brake uses outside the constant pressure to control, mayfurther reduce the by-pass valve to open the pressure

10、, enhances thereturn route efficiency.from the security, the reliable angle looked that, the upper airvehicle is different with the general project machinery, it scharacte ristic is the work frequency is not high, load smaller, butthe request security, the reliability is higher. therefore, the upper

11、air vehicle should have the urgent stop device. the upper air vehiclesupposes the spacing installment in each implementing agency movementend position, regarding folds the arm type and the mix arm -like upperair vehicle in particular should suppose the arm spacing installment,guarantees the entire v

12、ehicle the stability. the upper air vehicleamplitude system and the expansion and contraction system speed mustperform to control, prevents the production overspeed thephenomenon.therefore, for guaranteed work high above the ground vehicle workstable, reliable, safe, work nimble, the efficiency is h

13、igh, designs the fine hydraulic system and the electricity control system appears especially importantly.keywords: the high-altitude working machine; braker, iternal leakage;external control with constant voltage;the installment limits the position.第一章 绪 论1.1高空作业车的现状和发展趋势我国高空作业机械的生产于20世纪70年代末开始起步，发展

14、较快，目前生产经营企业已由原来的几家迅速增加到40余家，其中与国外合资或合作生产的企业有5家。根据2004年和2005年中国工程机械年鉴，2003年高空作业机械工业总产值为32139万元，生产各类高空作业平台。1906年，高空作业车740台，2004年高空作业机械工业总产值为36340万元，生产各类高空作业平台2500台，高空作业车800台。行业几个骨干企业通过近几年的技术改造，其生产规模不断扩大，形成了各自特色的产品系列，基本能满足国内市场高空作业机械的需要，企业的各项主要经济指标逐步上升，经济效益也逐年提高。我国高空作业机械行业的一些骨干企业利用自己的技术和设备优势，通过学习引进和消化国外

15、先进技术开发了许多新产品，其产品的技术水平和产品质量都不断提高，达到和接近了国际同类产品的水平，推动了高空作业机械行业的技术进步，在国内市场中竞争力强，市场销路好，产量增加较快。一些企业利用自身的优势，在原有产品的基础上根据国内底盘品种的发展和基础零部件的更新，不断加大新产品的开发力度，走企业横向联合多种经营的综合开发道路，不但使企业自身的生产和销售步入了良性循环轨道，还带动了附属企业和国内相关产品的销售发展。 高空作业行业作为城市建设的新型产业，必须调整产品结构。要抓好供电用高空作业机械产品、建筑用自行式登高作业机械及带电绝缘高空作业机械产品的开发，室内外轻型作业平台和25m以上消防救援高空

16、作业车的开发和应用。总的发展趋势是致力于扩大高空作业机械的作业范围，满足不同作业的需要；确保使用人员的作业安全；提高操纵和使用性能。高空作业平台产品以往国内大多以手推式为主，体积大、质量重，更换工作场地非常困难，给用户使用带来不便，而发达国家在产品上早已更新。因此，开发轻便的铝合金平台和自行式平台有着广阔的前景，从国内近几年开发的铝合金平台销量来看也证明了这一点。应该优先进行高空作业机械的自动控制和安全保护技术、室内外轻型作业平台及自行式作业平台和大作业幅度平台及新型多功能高空作业车的研究、开发。要提高我国高空作业车的技术水平，首先必须解决工程车辆底盘问题。我国目前正在努力提高汽车工业的整体水

17、平，走集团化规模道路，并积极引进国外资金及技术，但还只限于轻型底盘。汽车制造厂家应该在此基础上根据高空作业车的具体要求，专门设计轻型、中型和重型的工程车底盘以供高空作业车的改装之用。我国高空机械的使用范围还比较窄，使用较多的主要有路灯、道路交通、园林部门、国内大多厂家把用户集中在车站、地铁、商店、工厂、供电、路灯等部门，其市场远远没有挖掘和培育出来。高空作业机械在有发展前途的电力、电信及有线电视系统使用较少，究其原因是国内产品技术性能及参数还不能完全满足上述三大系统使用的要求，在产品用途和功能上还需更新。如将高空作业机械用在建筑施工中以替代某些脚手架施工、建筑物外墙表面的装饰、清洗和维护等；绝

18、缘架线和维修；消防救援及大型物体（船舶、飞机）维护检查等，但开发以上这些产品需要从产品的适应性、技术性能上进行较大的突破。随着我国经济的发展，停电对工农业生产和人民生活带来的损失不可估量，国家已经开始实行电力法对供电可靠性要求越来越高，在电力系统创一流企业活动中要求供电可靠率达到99.9%所以如何解决不停电检修-带电作业的问题已经非常突出。这就要求不但能登高作业，还要具有绝缘性能好的高空作业车。这种新型高空作业车要打破常规的格局，工作斗，臂架要采用非金属的高性能绝缘材料，工作斗对整个作业的控制不能采用一般的电控和液控，还要具有起吊能力。并有更可靠的安全性、平稳性、微调性。电信和有线电视系统使用

19、的高空作业车要求小巧灵活，能走街穿巷，操作方便、乘坐舒适。这就要求设计小型先进的汽车底盘，并解决动力输出问题。应该特别注意的是，高空作业车新产品的开发不能限制在汽车上，应该考虑它是一种工程机械，以适应用户的需要为前提，行走方式可以采用电动自行式、液控自行式、轮胎自行式、履带自行式等。我国船舶行业对轮胎液控自行式高空作业车的需求量很大，建筑行业对履带自行式产品也将产生需求，室内装修、清洗行业大量需要电机自行式高空作业车。随着高速公路、高架桥的出现，逐步需要具有负低空作业性能的高空作业车，以解决高架路桥的维修问题，这种特殊的高空作业车在国外早已出现，但在我国还刚刚起步。11.2课题的来源和意义本课

20、题以徐州海伦哲工程机械有限公司研制开发 “gkz14型高空作业车” 为研究对象，对该车高空作业机构的液压电气系统进行设计。此型号高空作业车除高空作业机构外还设有起重装置，一机多用。液压系统在高空作业车里占重要地位，如起重工件装置主要由起升，变幅，吊臂升缩和回转等机构组成，这些机构都靠液压系统驱动，实现作业要求。随着经济技术的快速发展，国内外起重机市场和高空作业车市场对这两种产品的需求越来越大，我国近年来通过实行积极的财政政策和内需拉动等手段，加强和改善宏观调控，集中液压系统设计在整个高空作业车的设计里具有重要的意义，它使整个机必要力量建设一批大型工程，“gkz14型高空作业车”将有广阔的应用前

21、景，将产生巨大的社会经济效益。第二章 液压系统设计2.1 gkz高空作业车基本参数及主要技术性能指标2.1.1高空作业车行驶状态主要技术参数（表一）： （表一）类别项目单位数值江铃（五十铃）跃进尺寸参数总长7170总宽19421952总高2860质量参数乘坐人数（含驾驶员）人6总质量43705020轴荷前桥17201980后桥26503040行驶参数最高行驶速度 9080纵向通过角27横向通过角17最小离地间隙 190接近角2230离去角12132.1.2高空作业车作业状态主要技术参数（见表二）：（表二）类 别项目单位数据主要性能参数平台额定载荷200平台最大作业高度14平台最大作业高度时作业

22、幅度1.9平台最大作业幅度5.6平台最大作业幅度时作业高度7.7项目单位数据最大起重量1300最大起升高度9回转速度02支腿收放时间收80放80下臂变幅时间40上臂变幅时间40伸缩臂全伸时间30单绳起升速度0-402.1.3 高空作业车平台作业工作状态图：图2.1高空作业车平台作业工作状态图2.1.4 主要机构简述（1）高空作业工作臂 高空作业工作臂包括上臂和下臂。行使状态时，两节工作臂折叠在一起，进行高空作业时，两节工作臂分别有上下臂油缸举升至一定高度，将工作人员送至工作位置。上臂和下臂、下臂和转台铰接处均设有专门的滑动轴承，保证工作臂转动时阻力小，运动平稳。（2）起重工作臂起重工作臂由基本

23、臂和伸缩臂组成。高空作业工作下臂兼做起重基本臂。伸缩臂由伸缩油缸控制，不工作时，回缩至基本臂内部，进行起重作业时，伸缩臂根据需要的起重幅度和起升高度进行伸缩。（3）工作平台（工作吊篮）工作平台的作用是将高空作业人员和必要的工具送至空中，并作为工作人员空中作业的场所。gkz系列车型的工作平台采用钢管焊接框架结构，周围设有护拦，右侧护拦开有侧门，方便人员进出，平台底版采用防滑的花纹铝板，平台周圈下部设有护围，防止工具或其它物品掉落。（4）回转机构回转机构由液压马达、回转减速机以及回转小齿轮、回转支承等组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速机减速后带动输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮与回转支承

24、的的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而回转减速机带动与之相连的转台回转。（5）起升机构 起升机构由液压马达和起升减速机组成。其工作原理是：起升液压马达驱动起升减速机旋转，带动滚筒将钢丝绳收进或放出，实现重物的提升和下降。（6）动力系统gkz系列作业车高空作业和起重作业动力源为底盘发动机，其动力由取力器从底盘变速箱取出。取力器和变速箱之间的动力传递由机械式操纵系统控制，平时取力器与变速箱取力齿轮处于断开状态，当进行高空作业或起重作业时，操纵拉杆使取力器的滑移齿轮与变速箱的输出取力齿轮啮合，取力器输出轴带动油泵工作，从而将发动机的机械能转为液压能，为系统提供动力。（7）中心回转接头中

25、心回转接头由导电滑环、液压滑环两部分组成，它的作业是当作业车进行回转动作时，作业车转动部分与固定部分的电路及液压油路始终保持畅通。（8）液压系统液压系统采用定量齿轮泵供油，系统工作压力为16mpa，油路中设有安全溢流阀，保证系统安全。液压系统通过电液比例流量阀对工作臂油缸、回转马达和卷扬马达供油，供油量大小由比例阀控制，输出流量与负荷变化无关，可使系统达到稳定的工作速度，并且能够实现无级调速。系统工作压力由溢流阀调定。支腿的收放由下车多路换向阀控制，下车多路换向阀可对各支腿的进回油油路分别控制，因此各支腿的伸缩量均可单独调节，使作业车能够适应不同的路面状况。为了增加液压系统的安全性，在下车附设

26、了手动泵作为应急液压源，当主动力源发生故障时，可用手动泵压杆操纵手动泵收回工作臂。（9）电气系统电气系统包括示廓灯、警示灯、照明灯（可选件）等灯具、上臂限位系统、下臂限位系统、上下车互锁系统、蜂鸣器、转台控制箱和吊篮控制箱等部分。 示廓灯与汽车行车灯并联，表示该车的轮廓。警示灯为夜间工作时 显示吊蓝的位置，提醒过往车辆与行人。照明灯在夜间工作时起照明作用。当支腿油缸支起，下臂离开原始位置后，系统自动切断支腿油缸的回油油路，确保高空作业时支腿油缸不会因误操作而收回。上、下臂限位行程开关限制上、下臂最大的仰角，当工作臂举升至最大仰角时，行程开关动作接通蜂鸣器，提醒操作者注意，同时系统切断油缸进油路

27、，使工作臂不能继续举升，但工作臂的下落不受影响。蜂鸣器受蜂鸣器按钮和上、下臂限位行程开关控制，在作业车开始作业及工作臂处于极限位置时起警示作用。2.2 液压系统的构成 gkz系列车型有底盘（简称下车）和起重工作装置、高空作业装置（简称上车）两大部分。整个高空作业车工作装置由以下几部分构成：（1） 支腿 是汽车轮胎离开地面，架起整个车，不使载荷压在轮胎上，同时调整整机平衡（2） 回转机构 使上下臂回转（3） 伸缩机构 用以改变吊臂的长度（4） 变幅机构 用以改变上下臂的倾角（5） 起升机构 使重物升降2.3 各系统工作原理简述gkz系列车型采用折叠式工作臂结构，工作装置为液压驱动，360全回转。

28、该系列车分为底盘（简称下车）和起重工作装置、高空作业装置（简称上车）两大部分在此次液压系统设计过程中，将构成作业车主要工作机构的液压回路分成起升机构、变幅机构、回转机构、吊臂伸缩机构和支腿收放这几部分。其中起升机构和回转机构由液压马达控制，吊臂伸缩机构和上下吊臂的动作由液压缸控制,在此次设计中主要是对这两部分进行液压设计，而支腿是用于支撑整机，同时调整整机平衡，支腿收放部分在此次设计中不予考虑。重点对上车液压系统进行分析，各主要回路功能如下：（1）起升回路 液压马达和起升减速机组成。起升液压马达驱动起升减速机旋转，带动滚筒将钢丝绳收进或放出，实现重物的提升和下降。在液压马达的回油路上设有平衡回

29、路，以防止重物自由下落，此外采用马达制动器控制，考虑到由于液压马达存在内泄，平衡阀不能锁住停在空中的重物，必须靠制动器使重物可靠地停在空中。（2）伸缩回路 起重吊臂有基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂之中，用一个由三位四通手动换向阀控制的伸缩液压缸来改变驱动吊臂的伸出和缩回。为防止因自重而使吊臂下落，油路中设有平衡回路。 （3）回转机构 回转机构采用液压作为执行元件，液压马达通过蜗轮蜗杆减速箱和一对内啮合的齿轮来驱动转盘。系统中一个由三位四通手动换向阀控制转盘的正转、反转和不动三种工况。（4）变幅回路变幅就是用液压缸来改变上下臂的角度。变幅液压缸由三位四通电磁换向阀来控制，为防止在变幅作业时

30、因自重而使吊臂下落，在油路中设有平衡回路。（5）支腿回路 关于支腿回路这里省略。2.4 主要机构液压回路的设计与分析2.4.1 起升机构的回路设计图2.2 起升机构的回路1-液压泵 2-油缸3-换向阀 4-梭阀5-平衡阀 6-制动器液压缸7-液压马达(1) 动作分析如图(3.1)所示开始分析动作控制过程：换向阀3置于右位液压泵单向阀换向阀梭阀4液压缸6制动器松开平衡阀7液压马达吊重起升换向阀3置于左位液压泵单向阀换向阀梭阀4液压缸6制动器松开液压马达换向阀3置于中位 马达不工作，整个回路卸荷，制动器锁紧实现空中可靠悬停或就位。（2）性能分析本回路采用制动器恒压外控，如果马达制动器控制采用的为内

31、控，制动器压力随负载变化而变化，在负载压力小于制动器开启压力时，起升会出现抖动现象。另一方面，为了弥补回路的开启压力。这种回路特别在空钩时会出现抖动现象。在回路上增加背压阀解决抖动现象会使系统效率降低。采用制动器恒压外控方法，这样还可以进一步降低平衡阀的开启压力，提高回路效率。吊重放下此时，平衡阀5的远控口受到压力油的作用，推动平衡阀的阀芯，调节其开度，使吊重平稳下落。但这种液压回路只能靠调节发动机转速和换向阀开度的节流作用来调速，调速范围小，能耗大，但它简单，容易配置，适宜用于这种中小型起重车。2.4.2 伸缩机构回路设计图2.3 伸缩机构回路(1) 动作分析换向阀置于左位液压泵单向阀换向阀

32、液压缸（伸缩臂伸出）平衡阀油箱换向阀置于右位液压泵单向阀换向阀平衡阀中的单向阀液压缸油箱换向阀置于中位 伸缩臂不伸缩工作（2）性能分析该高空作业车工作下臂兼做起重基本臂，伸缩臂由伸缩油缸控制，不工作时，回缩至基本臂内部，进行起重作业时，伸缩臂根据需要的起重幅度和起升高度进行伸缩。该伸缩臂式起重机采用单液压缸. 伸出时，平衡阀的远控口受到压力油的作用，推动平衡阀的阀芯，调节其开度，使伸出平稳。2.4.3 回转机构回路设计图2.4 回转机构回路（1）动作分析换向阀置于左位液压泵换向阀梭阀液压缸制动器松开左节流阀 液压马达换向阀置于右位液压泵换向阀梭阀液压缸制动器松开右节流阀 液压马达换向阀置于中位

33、整个回路卸荷，制动器液压缸在自身弹簧的作用下迅速刹住液压马达。（2）性能分析进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速机减速后带动输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮与回转支承的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而回转减速机带动与之相连的转台回转。如图(3.3)所示， 换向阀处在中位时，整个回路卸荷，制动器液压缸在自身弹簧的作用下迅速刹住液压马达。这样，即使液压马达有内泄露也能保证吊臂被迅速制动住,保证了安全性。2.4.4 变幅机构回路设计图2.5 变幅机构回路(1) 动作分析由于上下臂机构相似，所以只需要分析其中之一即可。当电磁换向阀置于左位液压泵换向阀左向节流阀左平衡阀液压缸右平衡阀右

34、节流阀换向阀油箱当电磁换向阀置于右位液压泵换向阀右向节流阀右平衡阀液压缸左平衡阀左节流阀换向阀油箱当电磁换向阀处于中位时，液压缸不运动。（2）性能分析行驶状态时，两节工作臂折叠在一起，进行高空作业时，两节工作臂分别由上下臂油缸举升升展至一定高度，将工作人员送至工作位置。上臂和下臂、下臂和转台铰接处均设有专门的滑动轴承，保证工作臂转动时阻力小，运动平稳。2.4.5. 整体液压回路设计结合以上能满足起升机构、回转机构、伸缩机构、变幅机构、动作要求的液压回路,完成整体液压回路设计。如下图所示： 图2.6 整体液压回路（1）系统分析系统中只有当单向阀的电磁线圈y1接通，变幅机构和回转机构才能进行工作.

35、回转机构和卷扬机构的马达外控口都与油箱直接相连，起到一定的保护作用，在每个液压缸的进回油回路中都设节流阀调速，在整个系统中安全阀作为系统的安全保证。整个系统设置合理，采用模块设计。（2）性能分析系统的设计除应满足主机要求的功能和性能外，还考虑符合质量轻、体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护方便等一般要求及工作可靠这一特别重要的要求。 系统设计的出发点，可以是充分发挥其组成元件的工作性能，也可以是着重追求其工作状态的绝对可靠。前者着眼于效能，后者着眼于安全；实际的设计工作则常常是这两种观点不同程度的组合。在整个液压系统设计中，考虑到由于液压马达存在内泄，平衡阀不能锁住停在空中的重物，必须靠

36、制动器使重物可靠地停在空中。在开式回路中再次提升重物时，当制动器打开先与系统建立起负载压力或制动器开启虽与系统建立起负载同步，但流向马达的流量如小于马达的泄露流量，会产生二次下滑。采用压力记忆回路虽可保证制动器开启与系统建立起负载压力同步，但系统复杂。采用负荷传感回路，可使制动器打开的同时系统压力也建立起来，有效地消除因马达内泄产生的二次下滑现象。马达制动器控制采用的为内控，制动器压力随负载变化而变化，在负载压力小于制动器开启压力时，起升会出现抖动现象。另一方面，为了弥补回路的开启压力。这种回路特别在空钩时会出现抖动现象。在回路上增加背压阀解决抖动现象会使系统效率降低。最好的解决办法是制动器采

37、用恒压外控。这样还可以进一步降低平衡阀的开启压力，提高回路效率。42.5 主要液压元气件的选择与计算2.5.1 液压泵的确定根据泵的压力和流量选取适合的液压泵1确定液压泵最大工作压力 (1)-液压泵最大工作压力 -液压缸的最大工作压力，-管路损失。取则2确定液压泵的流量 (2)-系统泄漏系数，取；-同时动作液压缸最大总流量，取系统中有溢流阀等，取溢流量等总和3。即： 根据以上求得的和，按系统中拟定的确液压泵形式，从产品样本选择cbf-e型外啮合单级齿轮泵，它的额定压力为16mpa,额定转速为。2.5.2 上下臂液压缸确定设计液压缸时，要在分析液压缸系统工作情况的基础上，根据液压缸在机构中所要完

38、成任务来选择液压缸的结构形式，然后按负载、运动要求、最大行程来确定主要尺寸。 上臂液压缸确定5液压缸内径d的确定根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径d 计算公式： =3.57 (3) -液压缸内径（m） -液压缸推力（km） -选定的工作压力16mp -上臂自重,由计算为7.5310 -上臂长度，为5.950m -高空作业车吊篮最大承受力，由计算知为2.0-为力距，由计算得=1.796m。可得： 所以 按机械设计手册4表23.6-33给出的缸筒内径尺寸系列圆整成标准值即取: 活塞杆直径的确定 根据速度比的要求来计算活塞杆直径 (4)-活塞杆直径(); -液压缸直径(); -速度比液

39、压缸的往复运动速度比，一般有1.46 1.33 1.25和1.15等几种，这里取为1.25，由机械设计手册4表23.6-57(p23-191)查得: 将代入式(4) 得: 查机械设计手册4表23.6-34 液压缸活塞杆外径尺寸系列取液压缸活塞杆外径尺寸 液压缸行程的确定由于上下臂工作状态最大夹角为时，上臂油缸伸出为最大。代入相关数据可求出此长度为 ： 油缸的最大行程一般取此长度的一半，参照(gb23491980)如下：2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000取 液压缸结构参数的确定5a) 缸筒壁厚的确定 (

40、5)-液压缸缸筒厚度(); -试验压力()。取，即，。 -液压缸内径（m）； -刚体材料的许用应力（），取。代入式（5）式，得：代入相关数据计算最后得：8mmb) 缸体外径的确定 代入数据得:96查机械设计手册4表23.6-60(p23-192)圆整液压缸外径为105。(2) 下臂油缸的相关尺寸设计计算5 与上臂液压缸计算类似(过程省略) 液压缸内径d 取 活塞杆直径 取 液压缸行程s 液压缸结构参数的计算5a) 缸筒壁厚 19mm b) 缸体外径 取液压缸外径为200。2.5.3 液压马达选择5选择液压马达时需要考虑的因素较多，如转距，转数，工作压力，排量，容积效率，总效率等。这里采用转距计

41、算：-平台最大载荷；-上臂和下臂总重。摩擦系数取力对支架中心点取矩，得： 力对支架中心点取矩，得： 由此转矩，结合机械设计手册4表23.6-3（见附录2） 各种液压马达的适用工况和应用范围，最后选取内曲线径向马达技术规格，此型号一般适用于挖掘机、拖拉机、起重机、采煤机等。2.5.4 换向阀的选择换向阀利用阀芯相对阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油液的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。对换向阀的主要要求是：1、油液流过阀时的压力损失要小2、互不相通的油口间的泄漏要小3、换向要平稳、迅速且可靠电磁换向阀的主要性能，主要包括下面几个方面：（1）工作可靠性 工作可靠性指电磁通电

42、后能否可靠地换向，而断电后能否可靠地复位。工作可靠性主要取决于设计和制造，且和使用也有关系。液动力和液压卡紧里的大小对工作可靠性影响很大，而这两个力与通过阀的流量和压力有关。所以电磁阀也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。这个工作范围的极限称为换向极限。（2）压力损失 由于电磁阀的开口很小，故液流流过阀口时产生较大的压力损失。一般的说，阀体铸造流道中的压力损失比机械加工流道中的损失小。（3）内泄漏量 在各个不同的工作位置，在规定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。过大的内泄漏量不仅会降低系统的效率，引起过热，而且还会影响执行机构的正常工作。（4）换向和复位时间 换向时间指

43、从电磁铁通电到阀心换向终止的时间；复位时间是指从电磁铁断电到阀心回复到初始位置的时间。减小换向和复位时间可提高机构的工作效率，但会引起液压冲击。一般来说，交流电磁阀的换向时间约为0.030.05s，换向冲击较的大，而直流电磁的换向时间为0.10.3s，换向冲击小。通常复位时间比换向时间稍长。（5）换向频率 换向频率是在单位时间内阀所允许的换向次数。目前单电磁铁的电磁阀的换向频率一般为60次/min（6）使用寿命 使用寿命指电磁阀用到它某一零件损坏，不能进行正常的换向或复位动作，或者用到电磁阀的主要性能指标超过规定指标是经历的换向次数。电磁阀的使用寿命主要取决于电磁铁。湿式电磁铁的寿命比干式的长

44、，直流电磁铁的寿命比交流的长。 选用型号为4we6e60/sg24n9k4/v，其最大压力为35mpa，最大流量80l/min,通径6mm。该换向阀为三位四通型，通过控制两端的电磁铁的通断电，实现控制油液的开启、停止和方向。在未通电的状态下，控制阀芯由复位弹簧保持在中间，处于中位截至。22.5.5 确定油箱的有效容积5油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。油箱的有效容积： v=aqv所选泵的总流量为135.6l/min,这样每分钟排出来压力油的体积为0.15参照机械设计手册4表23.4-11 取a

45、=5,算得有效容积为 v=第三章 电气控制系统设计31 电气控制方案的确定电气控制方案的合理性直接影响机械设备工作的可靠性、易维修性以及经济性。设计电气控制系统时必须综合考虑，在保证机械设备要求的工作可靠性和易维修性的前提下，应采用简单、经济的电气控制方案。3.1.1 高空作业机构的电气控制电路 （上、下臂、回转）图3-1 如图所示，上车采用置位开关进行控制，分别在吊篮和平台上装有控制柜，sa1， sa3，sa5，装在小车上的开关，人在小车里对其进行拨动实现动作，sa2，sa4，sa6装在平台上，人在平台上进行操作。sa1打在左位电磁阀y2得电上臂升高 sa1打在右位电磁阀y3得电上臂下降同理

46、在平台上操纵sa2，实现同样的效果。拨动sa3和sa5实现下臂的变幅操作。拨动sa4和sa6实现上下臂的回转。下臂起落开关。开关拨至上位时，下臂起升；拨至下位，下臂下落；不拨动开关时，开关自动复位至中间位置，下臂不动作。回转开关。开关拨至上位时，转台左转（逆时针）；拨至下位，转台右转（顺时针）；不拨动开关时，开关自动复位至中间位置，转台不动作。上臂起落开关。开关拨至上位时，上臂起升；拨至下位，上臂下落；不拨动开关时，开关自动复位至中间位置，上臂不动作。3.1.2通讯装置有了通讯装置，人在车上操作时可与地面上的人进行紧密的沟通，对一些指导性和地空合作的工作尤为重要。如图4-3所示。 图3.23.

47、1.3 选择开关装置图3.3采用选择开关之后，接线变得更为方便，控制电路更有条理。3.1.4 总的控制电路图3-43.2 主要电气元件的选择3.2.1 按钮的选用按钮通常是用来短时接通或断开小电流控制电路的开关。按钮在结构上有多种形式的：旋钮式一用手钮动旋转进行操作；指示灯式按钮内可装入信号显示灯； 紧急式装有蘑菇形钮帽，以表示紧急操作。按钮是用于人工操作瞬间接通和断开控制电路的开关。它有不同的结构型式和颜色。一般情况下，起动按钮选用绿色，停止按钮选用红色，紧急停止按钮选用红色蘑菇头型式；需要显示按钮操作状态时选用带指示灯的按钮；大多数按钮的触头为一常开和一常闭，如果需要一个按钮控制两个或两个

48、以上的回路，则选用多对触头的按钮。按钮内部结构图如下所示：图3-1 按钮的种类较为常用的la101p型按钮有一下几种：表3-1 常用的la101p型按钮型号名称说明la101p-p平钮普通型la101p-dj 大紧急式按钮大蘑菇形钮头，用于急停la101p-lz 拉式自锁开关拉杆能自锁在拉起后的位置上，推动拉杆即可复位根据使用场合所需要的触点数，接触型式及颜色选用la101p-p型作为启动按扭， la101p-dj型作为停止按钮，la101p-lz型作为轮廓和警示灯的按钮，查简明电工手册表6-111。3.2.2 行程开关的选用查简明电工手册表6-121，lx19系列行程开关适用于交流50hz或

49、60hz、电压至380v或直流电压至220v的控制电路中，将机械信号转换为电气信号，作控制运动机构行程和变换运动方向或速度用。lx19系列行程开关采用双断点瞬动式结构，安装在金属外壳内构成防护式，在外壳上配有各种方式的机械部件，组成单轮、双轮转动及无轮直线移动等型式的行程开关。主要技术参数见附录3根据使用场合所需要，选用lx19-222(b)作为本次设计所用。3.2.3 热继电器的选用 热继电器用于对异步电动机进行过载保护的热继电器有双金属片时和电子式两种。电子式热继电器保护性能好，适用于重要电动机的保护。如果电气控制系统已经采用自动开关，不必再采用热继电器；对负载恒定、过载可能性很小的电动机，如冷却泵电机，可不设热继电器。选择热继电器时，要根据电动机的额定电流来确定其额定电流及热元件的电流等级。对星形连接电动机，可使用两相或三相结构的热继电器，对三角形连接的电动机可采用断相保护的热继电器。3.2.4 熔断器的选用熔断器是在电力电子技术设备中用来对短路、严重过电流等故障进行保护，以防事故扩大化的一种器件。熔断器分为普通熔断器和快速熔断器两类。普通与快速是针对过载或短路后，熔断器中熔体熔化而分断电路的时间长短而言的。熔断器主要类型有：插入式、螺旋式、