高空作业车举升机构设计

        以折叠臂式为例介绍举升机构的设计

       1.折叠型式和运动范围的选取

        常用的上折叠式动臂举升机构如图5-52所示，它由三个动臂组成，即下臂3、上臂4和折叠臂7.下臂的下端铰接在回转台上，由下臂液压缸驱动；上臂的下端与下臂的上端铰接，由撑臂液压缸5和四杆机构驱动；折叠的一端与上臂的上端铰接，由折臂的液压缸6驱动；作业斗与折臂的另一端铰接，有内藏式链式四杆机构保证作业斗保持水平。

        该举升机构在铅垂平面内的运动范围为：

        下臂相对于回转台：0°~82°

        上臂相对于下臂：0°~160°

        折臂相对于上臂：0°~90°

        2.驱动液压缸设计

        （1）下臂液压缸    应以下臂液压缸所受最大载荷的设计工况，同时还要校核下臂处于最大仰角时的工况，此时也液压油缸轴线至下臂铰接点距离最近，液压缸可能出现反拉现象，且在做回缩动作时，有杆腔工作，液压缸受拉力作用。

        （2）撑臂液压缸    撑臂液压缸一般与四杆机构配合，组成撑臂机构，如图5-53所示，其目的是减少液压缸的体积。但这种机构使上臂动作的速度不均匀，设计时要特别注意。设为上臂绕铰接点的回转角速度，由图中可知，撑臂机构的运动速度有如下关系：

式中    v——液压缸的工作速度（m/s）；

        有上述公式可见，合理的布局可使上臂速度变化小，有利于作业斗的稳定性。

        对液压缸的参数确定和设计，按有关液压传动和液压系统设计的要求进行。

        3.动臂的主要尺寸确定和结构设计

        动臂为主要受力构件，受弯扭联合作用。为获得较大的强度个刚度，一般采用薄壁箱形结构。为减少焊接变形，臂架一般由两块冲压成形的槽型板对接而成，如图5-52所示，槽型板折边采用大圆角型式，这可增强板件的抗局部失稳能力。为使主受弯截面获得较高的抗弯截面模量，可加布上、下加强筋板，获得渐进的等强度受力状态。

        （1）主要尺寸确定    动臂的截面高度h可按使结构质量最小的高度提出的设计公式计算，有：

        （5-45）

式中    ——按动臂最大合成弯矩求得的抗弯截面模量；

            ——腹板的厚高比。

        动臂的高宽比h/b不宜太大，因为动臂除受弯外还受扭，为获得合理的抗扭截面，一般推荐h/b=1.25~1.5.

        (2)动臂的强度校核    按动臂的工况，采用相应的载荷组合进行强度校核。

        正应力为：

        （5-46）

式中    ——主受弯截面的最大弯矩；

            ——由水平力引起的最大弯矩；

            ——主梁截面对中性轴x和y的截面模量；

            ——材料的许用应力。

        剪应力r为：

        （5-47）

式中    ——主受弯截面的垂直剪力；

           ——截面的扭矩；

            ——截面对中性轴的惯性矩；

            ——截面的最大静距；

           A=bh——由板的中线所围成的截面面积（见图5-52）；

            ——腹板的厚度

            [r]——材料的许用剪应力。

        验算动臂的合成应力，有：

        （5-48）

        除上述强度校核外，还应进行动臂的稳定性，板的局部稳定性校核。

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