高空作业车的液压系统设计

摘要：高空作业车是一种由液压传动系统支配多只液压油缸能够上下举升进行作业的载人高空作业车，是当代较为先进的物种机械设备。其中高空作业车采用一种全压式驱动、自行式专用底盘，并且具有良好的平稳性并且实现了在行驶过程中带载运行的功能。现在的高空作业机拥有360度可旋转，无死角可连续运作，速度控制好，微动性能强安全可靠并且具有夜间工作和照明的作用。近些年来在我国有了较快的发展也被广泛的运用与电力、路灯等高空行业。

关键词: 高空作业车；液压系统；泵站

The hydraulic system design of aerial work truck

Abstract: overhead working truck is more than one dominated by hydraulic drive system of the hydraulic oil cylinder can carry on the operation of manned overhead working truck lifting up and down, is the species of contemporary advanced machinery and equipment. The overhead working truck driven by a full pressure type and self-propelled special chassis, and has good stability and achieve the function in the process of driving belt transport line. Now the sky rig can rotate 360 degrees, no dead Angle can operate continuously, good speed control, micro performance strong safe and reliable and have night work and lighting effects. In our country has rapidly developed in recent years has been widely used and high industry such as electricity, street lamp.

Keywords : operating vehicle height ; hydraulic system ; Pump stations

一、绪论 3

1.1 引言 3

1.2发展概况 3

1.3课题的来源和意义......................................................4

二、液压系统的概况 6

2.1 液压系统的定义 6

2.2 液压传动系统的组成 6

2.3 液压系统的设计步骤及设计要求 7

三、总体设计方案 9

3.1 确定执行元件的形式与选择 9

3.2 液压系统的设计步骤 9

3.3 液压系统 9

3.3.1 液压系统工作原理 10

3.3.2 液压系统原理图 11

四、液压系统计算 12

4.1 液压缸的设计计算 12

4.1.1 液压缸的最大载荷 12

4.1.2 确定系统工作压力 17

4.1.3 液压缸的内径计算 17

4.1.4 液压缸缸筒壁厚的测量和外径计算 18

4.1.5 液压缸活塞杆直径 20

4.1.6 液压缸活塞杆强度校核 20

4.1.7 液压缸活塞杆稳定性校核 21

4.1.8 液压缸的工作压力 23

4.1.9 液压缸的流量 24

4.1.10 液压缸选择 24

4.2 液压泵的选择 25

4.2.1 计算液压泵的流量 25

4.2.2 计算液压泵的压力 26

4.2.3 选择液压泵 26

4.3 电动机的选择 27

4.4 管路的选择 27

4.5 其他辅助元件的选择 28

4.5.1 油箱 29

4.5.2 各种液压阀 29

4.5.3 接头管 29

五、阀板的设计 31

5.1 阀的集成形式 31

5.1.1 有管集成 31

5.1.2 无管集成 31

5.2 无管集成液压控制装置的设计流程 31

5.3阀块的设计 32

5.3.1 整体设计方案 32

5.3.2 阀块的设计 32

六、结论 38

致谢 39

参考文献 40

附录

一、绪论

1.1 引言

高空作业车是一种由液压传动系统支配多只液压油缸能够上下举升进行作业的载人高空作业车，是当代较为先进的物种机械设备。其中高空作业车采用一种全压式驱动、自行式专用底盘，并且具有良好的平稳性并且实现了在行驶过程中带载运行的功能。现在的高空作业机拥有全角度可旋转，可长时间连续运作，速度便于控制，小幅度操作安全可靠并且具有夜间工作和照明的能力。近些年来在我国有了较快的发展也被广泛的运用与电力、路灯等高空行业，其中液压系统对整个系统安全有着巨大的作用。

高空作业车以其独特的升降机构保证其高空作业的安全，以及其工作的效率和工作的能力，可以更好的帮助人们完成自己的工作，所以这类设备大多采取臂式，主要分为4种垂直升降式、伸缩臂式、折叠式以及混合式。其中垂直升降式和伸缩臂式灵活性不好，其工作臂展开的范围有限导致其工作高度不太理想，但是在其工作范围内有着良好的机动性，可以进行良好的小范围的细微操作。折叠式具有其他形式所没有的能力，它不需要一个非常稳固的工作环境，因为折叠式工作臂的易于展开的特性，致使其在一个流动的工作环境中都可以很好的完成其所需要完成的任务。而混合式虽然拥有以上几种形式的大部分缺点，导致其看起来一无是处，但正是因为其过于复杂的操作方式以及笨重的设备，使他拥有完善的设施可以胜任非常复杂的工作环境，也使其能在非常复杂的情况下完成人们所要完成的任务。

1.2发展概况

高空作业车首先兴起于国外，可以帮助人们可以更好的完成中低空的作业，随着国内的工业化程度的加快以及人文、安全、城市的快速发展致使人们需要更快、更好、更方便以及更安全的工具来帮助人们来完成一些需要快速并且要更好的注意安全的具有一些危险的工作。高空作业车就是在这种情况被挑选脱颖而出，从国外引进而来的。起初高空作业车在国内并没有受到太多的注意，但随着电力供应的大幅度的短缺以及火灾隐患的威胁越来越大高空作业车就进入了人们的视野。凭借着在这两行业的良好表现，人们把越来越多的目光发在了高空作业车上并且尝试将其向其他方向其他方面发展，结果高空作业车在其他方面的优异的的表现，使高空作业车获得了空前的发展。尤其是近些年来，政府在政策上的鼓励以及社会上需求，使高空作业车发展进程大幅度的加快。现在我国的大多数高空作业车都是从国外买进，国内自主生产的高空作业车技术含量不高各个其生产公司没有重视其的生产，导致我国国内各大知名公司在高空作业车上投入的研发经费很低，致使研发部门在缺少经费的情况下开发不出具有较好性能的高空作业车，而中小型企业开发能力低，力量弱并且没有足够的经费来保证其的运营，导致中小型企业只能从国外引进技术，在引进了技术后只顾得生产盈利没有自己的吸收和消化更谈不上有自己的创新与改造。导致国产的高空作业车含金量过低，由于技术的过于低下导致国内生产的高空作业车大多以中小型为主，而大型的高空作业车需要专门从国外买进，国内至今无法成批量生产。国内的高空作业车在夏季是旺季，因为在夏季由于用电量的大幅度上涨，从而导致用电线路的安全问题，以及夏天是火灾高发期等等原因致使高空作业车在这个季节有非常良好的收益与销量。但带来的后果也十分的明显，就是高空作业车有较高的门槛由于国内的该行业发展时间较短，在高空作业车的维护和售后处理上有十分明显的缺陷，这是在短短十几年来无法完成的快速发展，也是国内高空作业车这一行业滞碍其发展的一个十分重要的原因。而在这一方面国外品牌往往做的很好，由于国外品牌进过长时间的发展，已经形成了完善的生产销售以及售后服务及维修。使的国外品牌在国内的声望与销量远远的高出了国产的品牌，使的国内品牌在与国外品牌竞争国内市场是只能不断的压低市场价格来换取一定量的销售空间。正是因为压低了销售价格导致了利润的低下，让国内的大部分此行业的企业在给予研发经费是望而止步，不敢下定决心去投入导致以上的恶性循环，从而大幅度的限制住了国内的高空作业车的发展，使得我国在高空作业车行业上越发的依赖国外品牌。也使得在此行业中外资企业处处压国内企业一头，进而更进一步遏制了中国的高空作业车的发展。从而使国内品牌和国外品牌实力相差过于悬殊，相对于国外品牌往往显得缺乏竞争力。我们不可能一直依赖于国外的品牌，因此要改变这种现在我国内的情况，政府理应适当颁布适合国产企业发展的政策，以及加大公共行业中使用的高空作业车在国产企业的占重比。国产企业也因加大在高空作业车这方面研发经费的投入，也要改善从企业的结构到生产，以及在销售和售后服务、维修上多花功夫才行。这样才能是我国的高空作业车有更加良好的发展，才能在本质上改变中国国内的现状现在国内使用的高空作业车大都是折叠升降式的中小型车辆。

然而现阶段我国高空作业车发展中还存在许多问题：1、大多数厂家产品单一，型号老化，产量小，企业规模小；2、部分企业技术创新能力较差，技术储备明显不足，市场经营范围窄，企业效益差；3、国内基础材料的质量参差、研发水平又较低，基础零部件配套水平较差，许多原材料依赖进口；4、基础零部件配套厂家少，规格品种少，产品质量、性能可靠性不高，不稳定；5、专业化、机械化生产水平低，工艺落后，装配水平较低；6、主机(底盘)型号单一，不能满足生产厂的组装要求，直接影响新产品的开发；7、产品的售后服务水平较差，缺乏专业的检测和维修设备，维修人员专业技能不足，未形成善的售后服务体系；8、对高空作业车等专用车的管理上，有关政策滞后，不利于特种高空作业车的小批量改装、生产。

为了适应我国高空作业车发展的需求，笔者认为，要着眼于长远目标，走规模化、标准化、集约化、产品配套化、系列化的道路；要尽快地培养高素质的专业人才，要建立一套适合国际标准的生产体系和质量体系，在高空作业机械国际标准化组织(TC214)已有的标准范围之外，建立适合我国的标准化质量体系，以防止国外技术垄断；各厂家要做到强强联合，在研发上与高校及专业研究机构联合研发，加快相关产品的研制和研究成果的生产转化，提高产品质量，避免各自为营的现象；要能带动国内基础零件配套产品的发展，使之形成完整的生产体系、配套体系，同时，形成几家在技术力量、产品质量、人才储备上能达到国际先进水平的配套件生产厂家。

在国外高空作业车相对于其他发展时间较长的专用型的工程起重机比起来也算是新，新兴行业只有短短二十几年的历史。但是随着工业的发展，和社会的进步。在原先的基础上和后来研发的新型工程起重机，随着种类的繁多，和工作的需求人们对现有的专用工程起重机进行了更加细致的划分，来满足越来越多工程需要。其中高空作业车就因为越来越快的城市化所导致电力，火灾的安全需要而被开发出来。以往制造高空作业车的企业较少，但是近两年来全球的城市化进程速度的降缓，导致了大量适用于高楼建设的专用型的工程起重机的滞销。从而导致了一批企业不得不寻找其他的方式来增加自身的盈利，这时候他们发现了因为前些年全球城市化的而导致电力与消防事故的频繁发生，社会上急需一批适合于进行与城市规范建设的小型工程起重机，高空作业车从而诞生了，虽然经过二十几年的发展，但是全球的总计年产量仍不能满足市场的需求，所以现在处于高速的发展时期。

1.3课题的来源和意义

本课题的来源来自于生活，生活中电线线路的抢修车，保护人们生命财产安全的消防车都是高空做业车，它与我们的生活息息相关并且时刻保证着我们的生活，安全顺畅的运行。为了使更多的人来了解所以我想要人们对他有更深的了解而不是就算有了解的也仅仅停留在表面，并没有去更加系统的，更加深层次的去知道它，其液压控制系统从其本质上从其的运行过程和在国内的状况上去了解它。

本课题的意义液压系统对高空作业车具有不可替代的作用，高空作业车中大部分的重要的部分都是靠液压系统带动的，列如高空作业机的伸缩，旋转，移动，起降都是由液压系统运作的。尤其是近些年来经济社会的快速发展，社会上对高空作业车的需求大幅度的上升，使的高空作业车在各个方面的要求显著上升，其中液压系统设计对高空作业车具有十分重要的作用，良好的液压设计可以明显的高空作业车的安全，传动系统，工作的强度和效率，并且可以明显的降低高空作业车的制造成本和节约设备维修的成本，可以因此获取更好的盈利。

参考文献

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