1009折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計

1、【有全套設(shè)計】感謝您的認(rèn)可，如需完整 cad+說明書請聯(lián)系 qq1175231241 海量畢業(yè)設(shè)計 課程設(shè)計，承接定制 編編 號號 無錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文） 題目：題目： 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號： 0923110 學(xué)生姓名： 殷曉鋒 指導(dǎo)教師： 黃 敏（職稱：副教授） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 折疊臂式橋梁檢測車 的設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)

2、行研究所取得的成果，其內(nèi)容除 了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢 業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械 93 學(xué) 號： 0923110 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 i 無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī)系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 橋梁檢測車是一種可以為橋梁檢測人員在檢測過程中提供作業(yè)平臺，裝 備有橋梁檢測儀器，

3、用于流動檢測和(或)維修作業(yè)的專用汽車。它可以隨時 移動位置，能安全、快速、高效地讓檢測人員進(jìn)入作業(yè)位置進(jìn)行流動檢測或 維修作業(yè)。工作時不影響交通，而且可以在不收回臂架的情況下慢速行駛。 橋梁檢測車技術(shù)含量很高，涉及到機(jī)械、液壓、電子、雷達(dá)、通信等先 進(jìn)技術(shù)。具有效率高、安全性好、適應(yīng)性強(qiáng)、功率消耗低等優(yōu)點，適用于特 大型公路橋、城市高架橋、鐵路橋、公鐵兩用橋的預(yù)防性檢查和維修作業(yè)， 并為操作者在檢測每一組成部分時提供安全保障，還可用于環(huán)境險惡不適合 人工檢測的場合。這種車輛一般是在二類貨車底盤基礎(chǔ)上加裝專用工作裝置 而成的。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)

4、到的要求： 完成折疊臂式橋梁檢測車的總體方案設(shè)計； 完成零部件的選型計算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核； ii 熟練掌握有關(guān)計算機(jī)繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙，折合 a0 圖紙 不少于 3 張； 完成設(shè)計說明書的撰寫，并翻譯外文資料 1 篇。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 93 班班 姓名姓名 殷曉鋒 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所所長學(xué)科組組

5、長研究所所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 2012 年年 11 月月 12 日日 iii 摘摘 要要 隨著公路交通的發(fā)展，我國的橋梁數(shù)量也迅猛增加。雖然在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面創(chuàng)造了良 好的交通條件，但隨之而來的檢驗維修問題將比較嚴(yán)重。由于橋梁的隱患問題而導(dǎo)致的 交通事故往往是很嚴(yán)重的，因此，橋梁的安全越來越顯得重要，從而產(chǎn)生了橋梁檢測的 問題，并由此衍生出一種新的檢測工具-橋梁檢測車。 我國未來幾年的橋梁將保持著較快的速度發(fā)展，橋梁檢測車在橋梁檢測方面具有十 分廣闊的市場。 橋梁檢測車是一種搭載檢測設(shè)備和工作人員的改裝汽車，因此安全顯得特別重要。 本文針對橋梁檢測車的特點，以折疊臂式橋梁檢測車為

6、例子，結(jié)合液壓控制系統(tǒng)，做如 下研究: 1. 折疊臂式橋梁檢測車的工作原理； 2. 對汽車設(shè)備的選型； 3. 支腿受力分析； 4. 液壓控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：橋梁檢測車；折疊臂式；受力分析；液壓控制 iv abstract with the development of highway traffic, the number of bridges in china is increasing rapidly. while in the aspect of economic development to create a good traffic conditions, but the subse

7、quent inspection maintenance issues will be more serious. due to the concerns of bridge caused by traffic accidents is often very serious, therefore, the safety of the bridge is more and more important, then produce the bridge detection problem, and thus derived a new detection tool - bridge inspect

8、ion vehicle. chinese bridge in the next few years will remain relatively high speed development, bridge inspection vehicle has a very broad market in bridge inspection. bridge inspection vehicle is a kind of modified car carrying test equipment and staff, so is very important to safety. in this pape

9、r, according to the characteristics of the bridge inspection vehicle, with folding arm type bridge inspection vehicle car as an example, combined with the hydraulic control system, do the following research: 1. folding arm bridge inspection vehicle automobile works; 2. selection of automotive equipm

10、ent; 3. leg force analysis; 4. hydraulic control system. keywords: bridge inspection vehicle; the folding arm type; leg force analysis; hydraulic control system v 目目 錄錄 摘 要.iii abstract.iv 目 錄 .v 1 緒 論.1 1.1 課題意義與背景.1 1.1.1 課題意義.1 1.1.2 課題背景.1 1.2 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.2 1.2.1 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式.2 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)

11、展?fàn)顩r.3 1.3 本文的主要研究內(nèi)容.5 2 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計.6 2.1 折疊臂式橋梁檢測車總設(shè)計方案.6 2.2 總運(yùn)動方案.7 2.3 本章小結(jié).7 3 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)備裝置.8 3.1 動力裝置.8 3.2 工作裝置類型.8 3.2.1 支腿機(jī)構(gòu).8 3.2.2 舉升機(jī)構(gòu).9 3.2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).9 3.2.4 作業(yè)平臺的分析.10 3.3 安全裝置.13 3.4 主題參數(shù).13 3.4.1 尺寸參數(shù).13 3.4.2 質(zhì)量參數(shù).13 3.5 折疊臂式橋梁檢測車地盤的選擇.14 3.6 本章小結(jié).14 4 舉升機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計.15 4.1 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計.15

12、4.1.1 舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍.15 4.1.2 動臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要尺寸.15 4.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計.15 4.2.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計.16 4.2.2 確定圓柱滾子的允許載荷.16 4.3 本章小結(jié).17 5 支腿機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計計算.18 vi 5.1 支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計計算.18 5.1.1 支腿跨距.18 5.1.2 支撐腳接地面積.20 5.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計.20 5.2.1 液壓系統(tǒng)原理分析.20 5.2.2 油缸選型.21 5.2.3 液壓泵的選型與計算.22 5.2.4 油箱容積與管路內(nèi)徑計算.23 5.2.5 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計.24 5.2.6 液壓泵的選型.24 5.3 本章小結(jié)

13、.24 6 折疊臂式橋梁檢測車穩(wěn)定性能分析.25 6.1 支腿壓力計算.25 6.2 本章小結(jié).27 7 結(jié) 論.28 致 謝.29 參考文獻(xiàn).30 附 錄.31 v 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 1 1 緒緒 論論 1.1 課題意義與背景課題意義與背景 1.1.1 課題意義課題意義 橋梁是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，橋梁是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要組成部分。橋梁的建設(shè)需要 大量的資金投入，在經(jīng)濟(jì)社會中又有著重要作用，使得人們對橋梁的安全性、耐久性越 來越重視。與此同時，橋梁長時間的使用，由于各種外界環(huán)境的影響，橋梁結(jié)構(gòu)將不可 避免地產(chǎn)生自然老化、損傷積累等各種各樣的疲勞和損傷，這些損傷都將導(dǎo)致嚴(yán)重的交 通事故，造

14、成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。此外，早期設(shè)計與社會發(fā)展的不協(xié)調(diào)，很多 橋梁承載能力已經(jīng)達(dá)不到社會的需求、橋面寬度不能滿足巨大的車流量，這就需要對原 有橋梁的結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行檢測評估，鑒定它的實際承載能力，以確定加固改造方案；同時 新建橋梁也須進(jìn)行承載力檢測，以檢驗其施，工質(zhì)量，為竣工驗收提供科學(xué)依據(jù)1。 對橋梁的結(jié)構(gòu)損傷采取有效手段進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)測和控制，不但可以發(fā)現(xiàn)橋梁當(dāng)時的 結(jié)構(gòu)是否損壞或服務(wù)功能是否降低外，確保交通樞紐的安全和正常運(yùn)行，并可獲得下列 的效益：（1）準(zhǔn)確提供橋梁信息；（2）提供橋梁損壞程度信息；（3）對橋梁有完整的 記錄；（4） （5）及時維修；（6）對新建設(shè)的橋梁提供有效的信息2

15、。 對橋梁裂縫進(jìn)行長期的監(jiān)測和壽命評估是十分重要的。由于大多數(shù)橋梁的結(jié)構(gòu)裂縫 主要產(chǎn)生在橋梁底部，檢測起來很困難，與此同時橋梁結(jié)構(gòu)形式日趨發(fā)展向大型化和新 穎化，使這個問題更加難于解決。由此，橋梁檢測己經(jīng)成為一個巫待探索的研究領(lǐng)域。 1.1.2 課題背景課題背景 目前我國橋梁檢測存在的主要問題表現(xiàn)在： 設(shè)備不先進(jìn)： 對于跨線橋等旱地上橋梁，多采用在橋梁的下方搭架，然后人員在架上工作的方式 進(jìn)行，對于跨河橋則采用船上搭架的方式進(jìn)行，部分過高的橋梁或船只沒法靠近的橋梁 基本上找不到好辦法來解決檢測檢查問題。 耗資高： 搭設(shè)腳手架需要耗費(fèi)更多的人力、物力、財力，而且從搭設(shè)到開始使用，最后再拆 除也耗

16、時較長，并且影響進(jìn)度。交通影響大： 安全?。?工作人員站在支架上或者船上進(jìn)行工作，容易造成事故。 范圍?。?由于受到橋梁的具體環(huán)境和搭設(shè)支架的限制，現(xiàn)有的辦法很難對橋梁的每一部分進(jìn) 行檢測，只能選擇有代表性的部分進(jìn)行檢查，這樣也就使降低了我們對橋梁使用狀況的 掌握，如果設(shè)備陳舊、手段落后自然無法反映橋梁的全部現(xiàn)狀，影響了對橋梁的質(zhì)量評 估。 為了克服以上橋梁檢測方式存在的問題，需要設(shè)計生產(chǎn)出一種可以為橋梁檢測人員 在檢測過程中提供作業(yè)平臺的專用設(shè)備。這就是通常大家所說的橋梁檢測車，它實際上 是一種用于橋梁檢測維修作業(yè)的專用汽車，可以讓作業(yè)人員隨時移動位置，安全、快速、 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

17、 2 高效地進(jìn)入作業(yè)位置。 有專家認(rèn)為，由于“十五”期間及至少未來 10 年內(nèi)我國公路及橋梁建設(shè)仍將保持較 快的發(fā)展速度，所以預(yù)計我國今后大型橋梁檢測車等在內(nèi)的道路養(yǎng)護(hù)檢測機(jī)械車將具有 十分廣闊的市場。 專用的橋梁檢測車通過液壓伸臂機(jī)構(gòu)，將檢測裝置(攝像機(jī)、超聲波探測器等)或工作 人員承載到橋梁底面任意位置的有效探測距離內(nèi)，檢測橋梁底部缺陷或進(jìn)行維修。這種 橋梁底部缺陷的檢測方式，具有高效率，安全性好，較強(qiáng)適應(yīng)性、低功率消耗等優(yōu)點3。 因此，本文研究的目的和意義在于： 1. 為研究和開發(fā)出新型智能化的檢測裝備，提供參考和基礎(chǔ)。 2. 檢測車析架結(jié)構(gòu)小、工作臂長，可以穿過斜拉索，能準(zhǔn)確、高效率地

18、解決特大橋 梁特別是斜拉橋底部缺陷的檢測難題。 3.可將檢測儀送到橋底的各個位置檢測橋梁底部缺陷，取代人工探身橋底的檢測方式， 建立安全、可靠的無危險工作環(huán)境。 4.有效降低橋梁檢測車的生產(chǎn)成本。 1.2 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.2.1 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)形式 橋梁檢測車是指裝備有橋梁檢測儀器和工作臺，用于流動檢測和（或）維修作業(yè)的 專用汽車。它由汽車底盤和上裝（上部工作裝置）2 部分組成。橋梁檢測車最早出現(xiàn)在歐 美，現(xiàn)在的裝備技術(shù)已很先進(jìn)，均采用電子液壓控制，并配置有應(yīng)急裝置、穩(wěn)定裝置、 遙控裝置及發(fā)電設(shè)備。其上

19、裝結(jié)構(gòu)型式有折疊臂式和桁架式 2 種。 （1） 桁架式橋梁檢測車 采用通道式工作平臺，穩(wěn)定性好，承載能力大，使用時檢測人員能方便地從橋面進(jìn) 入平臺或返回橋面，如配置升降機(jī)則可大大增加下橋深度。 （2） 折疊臂式橋梁檢測車 折疊臂式橋檢車也叫吊籃式橋梁檢測車，其結(jié)構(gòu)小巧,受橋梁結(jié)構(gòu)制約少,工作靈活, 既可檢測橋下也可升起檢測橋梁上部結(jié)構(gòu),可有線、無線操作,靈活方便,有時候還可以做 為高空作業(yè)車使用,價格相對析架式橋檢車低4。 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 國外狀況： 橋梁檢測車最早出現(xiàn)在歐美，美國 hydra 公司、aspen aerials(賽奔馳)公司，德國 moog 公司，意大

20、利 bar 工 n 公司等已有用于橋梁檢測的檢測車?，F(xiàn)在的裝備技術(shù)已很 先進(jìn)，均采用電子液壓控制制，并配置有應(yīng)急裝置、穩(wěn)定裝置、遙控裝置及發(fā)電設(shè)備。 意大利 barin（百靈）：公司生產(chǎn)的 abc 系列桁架式橋梁檢測車最大水平工作范 圍 623 m，最大下橋深度 49.5m，最大承載質(zhì)量 300800 kg，最大跨越寬度 1.74.65m，最大跨越護(hù)欄高度 2.0 5.4mab 系列折疊臂式橋梁檢測車橋下最大水平 距離 6.522m，橋下最大垂直距離 1025.5m，橋上最大垂直距離 820.5 m，吊籃最大 載質(zhì)量 200300kg5。 nibl 系列吊籃式橋梁檢測車橋下最大水平距離 121

21、6m，橋下最大垂直距離 1519. 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 3 5m，橋上最大垂直距離 1421m，吊籃最大載質(zhì)量 280 kg。 美國 aspen aerials(賽奔馳)：公司只生產(chǎn)折疊臂式橋梁檢測車6，主要產(chǎn)品型號有 a30，ad0，ub50，a62，a75，其橋下最大水平距離 9.422. 8m，橋下最大 垂直距離 12.122m，橋上最大垂直距離 9. 216.1m，吊籃最大載質(zhì)量 272318 kg。所 有 aspen aerials 橋梁檢測車系列均可在無須裝設(shè)液壓支腿和配重的情況下進(jìn)行平穩(wěn)、安 全、可靠地操作。 奧地利 palfinger （帕爾菲格）公司研發(fā)生產(chǎn)的 pa19

22、000 型折疊臂式橋梁檢測 車，橋下吊籃最大水平伸長可達(dá) 16.2m，最大下橋深度 14m,最大承載質(zhì)量 280 kg，吊 籃向上最大舉升高度 24.5m；美國 reachall 公司生產(chǎn)的 ub 系列折疊臂式橋梁檢測 車，橋下吊籃水平伸長可達(dá)到 13.2-18.6m，下橋深度可達(dá) 15.8-21.3m，最大承載質(zhì)量 272 kg，吊籃向上最大舉升高度 10.7-14.4m。 國內(nèi)狀況： 在我國，橋梁檢測維修車尚處于研發(fā)的初級階段。我國早在 20 世紀(jì) 80 年代末 90 年 代初，由交通部公路規(guī)劃設(shè)計院在北京起重機(jī)廠生產(chǎn)的 qy8 型汽車起重機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn) 行改造設(shè)計，最后以失敗告終，后來國內(nèi)

23、又有幾家單位研制也均以失敗告終。最近幾年， 國內(nèi)一批大型工程機(jī)械廠家開始從事橋梁檢測車的研制，主要有徐工集團(tuán)、湖南寶龍等， 其產(chǎn)品和性能均能達(dá)到國外設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。 徐工集團(tuán)：徐工集團(tuán)成立于 1989 年，主要從事工程機(jī)械的研發(fā)和生產(chǎn)，1997 年由徐 工集團(tuán)液壓氣動機(jī)械公司、西安公路交通大學(xué)和河南省公路局聯(lián)合成功研制出 xzj5140jqj10 型折疊臂式橋梁檢測車，結(jié)束了我國無橋梁檢測車的歷史7。 吊籃式(折疊臂式)橋梁檢測車主要有 qj07， qj12，qj16、qj16l，其橋下最水平距 離 816. 37 m，最大下橋深度 1020m，最大承載質(zhì)量 100200 kg。 2006 年 1

24、 月，徐工集團(tuán)成功研制出 18m 桁架式橋梁檢測車，標(biāo)志著徐工躋身于全球 4 大橋梁檢測車生產(chǎn)領(lǐng)域，與意大利 barin，德國 moog、美國凱捷公司并駕齊驅(qū)，進(jìn) 入橋梁檢測車系列化的快車道。目前該集團(tuán)己經(jīng)形成 922m 桁架式系列產(chǎn)品，最大水平 工作范圍 921. 9m，最大下橋深度 68.5m，最大承載質(zhì)量 600800kg，最大跨越寬度 2.12.5m，最大跨越護(hù)欄高度 2.03.2m。 湖南恒潤高利有限公司湖南恒潤高利有限公司，有多年的高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗， 是以提供滿足客戶需求的高品質(zhì)道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械為目標(biāo)，集產(chǎn)品研發(fā)、制造、營銷為一體 的專業(yè)化工程機(jī)械企業(yè)。 2009 年 2 月，該

25、公司根據(jù)市場行情和發(fā)展需要，參照德國 moog 橋梁檢測車，在其 基礎(chǔ)上合理改進(jìn)，井在吸取國內(nèi)外橋梁檢測作業(yè)車經(jīng)驗的基礎(chǔ)上研制推出 16 in 桁架式橋 梁檢測作業(yè)車。該公司目前主要有 hhr5250jqj16，hhr5250jqj08 車型，其最大水平工 作范圍 816 m，最大下橋深度 7. 0m，最大承載質(zhì)量 600700 kg，最大跨越寬度 2. 12. 2 m，最大跨越護(hù)欄高度 2.2m。 1.3 本文的主要研究內(nèi)容本文的主要研究內(nèi)容 1. 根據(jù)橋梁檢測的要求,確定橋梁檢測車的總體方案和臂架機(jī)構(gòu)的方案。 2. 設(shè)計出檢測車臂架結(jié)構(gòu)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 3. 液壓控制操作方

26、案。 4. 折疊臂式橋梁檢測車的穩(wěn)定性。 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 5 2 橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)橋梁檢測車主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計的設(shè)計 2.1 折疊臂式橋梁檢測車折疊臂式橋梁檢測車總設(shè)計方案總設(shè)計方案 橋梁檢測車按照舉升機(jī)構(gòu)可以分為四種類型。 1、交叉剪刀式舉升機(jī)構(gòu) 交叉剪刀式舉升機(jī)構(gòu)是按交叉布置，鉸接成剪刀型的連桿框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)改變連桿交 叉的角度時即實現(xiàn)升降運(yùn)動，如圖 2.1（c）所示。連桿交叉角度的改變，可通過液壓油 缸活塞桿的伸縮或鋼絲繩的收放來實現(xiàn)。這種舉升機(jī)構(gòu)能完成較低高度的作業(yè)，工作平 穩(wěn)，作業(yè)平臺較大，被廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)、船舶制造、室內(nèi)維修、清潔電車線路維修等 作業(yè)場地。但是，這種作業(yè)車越

27、障能力差、工作范圍小 。 2、套筒式舉升機(jī)構(gòu) 套筒式舉升機(jī)構(gòu)通過多節(jié)套筒的伸縮完成升降運(yùn)動，如圖 2.1(d)所示。驅(qū)動方式也 可采用液壓傳動或鋼絲繩滑輪傳動，這種垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)作業(yè)高度有限，工作范圍 小，但作業(yè)車平臺較大，且支撐穩(wěn)定 。 3、伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu) 伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)由多節(jié)套裝、可伸縮的箱型臂構(gòu)成，如圖 2.1（a）所示。它包 括基本臂和伸縮臂兩部分。伸縮臂可為一節(jié)或多節(jié)，各節(jié)間裝有液壓缸。液壓缸工作時， 各節(jié)臂在液壓缸活塞桿的推動下可沿導(dǎo)向元件（滑塊）上、下滑動，從而改變臂架的長 度。整個臂架系統(tǒng)支承在液壓缸底部的鉸支座和變幅液壓缸的兩端。通過變幅液壓缸活 塞桿的伸縮實現(xiàn)臂架擺

28、動，從而達(dá)到變幅與升降的目的。這種型式的臂架其最大作業(yè)高 度可達(dá) 6080 米。由于伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)可獲得較大的作業(yè)高度和變幅，因此，被廣 泛的應(yīng)用于各種橋梁檢測車上。但是，這種作業(yè)車的越障能力差 。 4、折疊臂式舉升機(jī)構(gòu) 折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)由多節(jié)箱形臂折疊而成，如圖 2.1（c）所示。這種型式一般采用 23 節(jié)折疊臂組成。其折疊的方式可分為上折式和下折式兩種。各節(jié)臂的折疊和展開運(yùn) 動由各節(jié)間液壓缸完成。這種型式的舉升機(jī)構(gòu)可完成一定高度和幅度的作業(yè)，另外，下 折式還可完成地平面以下的空間作業(yè)，擴(kuò)大了 折疊臂式橋梁檢測車的作業(yè)范圍8。由 于折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)具有靈活多樣、適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng)等優(yōu)點，

29、所以，應(yīng)用非常廣 泛。 綜上所述，由于折疊臂式舉升機(jī)構(gòu) 比交叉剪刀式和套筒式的工作范圍大、越障能力 好，且折疊式舉升機(jī)構(gòu)比伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)來說具有靈活多樣、適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng) 等優(yōu)點。如圖 2.1(b)所示。 相比較而言，折疊臂式橋梁檢測車有著更多的有點，因此，本設(shè)計選擇折疊臂式橋 梁檢測車作為研究對象。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 (a) 伸縮式 (b) 折疊式 (c) 交叉剪式 (d) 套筒式 圖 2.1 橋梁檢測車的結(jié)構(gòu)簡圖 2.2 總運(yùn)動方案總運(yùn)動方案 通過下臂液壓缸的伸縮，可以實現(xiàn)下臂的收放，再通過中間的上臂液壓缸的伸縮， 實現(xiàn)上臂的收放。工作平臺的旋轉(zhuǎn)，是通過下邊后車體上的電機(jī)

30、通過軸帶動齒輪，再帶 動旋轉(zhuǎn)平臺上的大齒輪實現(xiàn)的。 工作人員站在工作平臺上，由舉升臂的收放實現(xiàn)在高空 3.5m 到 8m 的工作空間。汽 車的行走可以帶動工作設(shè)備的移動，實現(xiàn)多地方的工作。 總裝配圖如下： 2.3 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章通過比較，選擇一種合適的橋梁檢測車，最終確定了折疊臂式橋梁檢測車。并 確定了由電機(jī)帶動回轉(zhuǎn)平臺，由液壓缸實現(xiàn)舉升的工作原理。 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 7 3 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)備裝置折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)備裝置 3.1 動力裝置動力裝置 動力傳動裝置包括折疊臂式橋梁檢測車各工作裝置的動力傳動部分，其設(shè)計要求如 下： (1)對作業(yè)功能，在規(guī)定的載荷范圍內(nèi)，不

31、論載荷大小，要求動力傳動裝置具有穩(wěn) 定的工作轉(zhuǎn)速； (2)在同一工作循環(huán)內(nèi)，工作裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)等是正向和逆向運(yùn)動交替 進(jìn)行的，因此要求能適應(yīng)運(yùn)動方向的不斷改變 ； (3)在工作過程中，各工作裝置的工作速度應(yīng)能隨作業(yè)進(jìn)度及時調(diào)整，且調(diào)速范圍 大，如舉升機(jī)構(gòu)需要有很低的微動速度。 1、內(nèi)燃機(jī)機(jī)械傳動 這種傳動方式僅在用途單一的 橋梁檢測車上使用。動力源為汽車發(fā)動機(jī)，動力經(jīng)變 速器傳出后，還要經(jīng)分動器、離合器、減速器、卷揚(yáng)機(jī)、滑輪以及鋼絲繩等傳遞到工作 裝置，傳動路線長，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 2、電力機(jī)械傳動 這種傳動方式是利用外接電源或車載電源（蓄電池），通過電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī) 械能，再經(jīng)機(jī)械

32、傳動裝置將動力傳遞到各工作裝置。由于電動機(jī)具有逆轉(zhuǎn)性和在較大轉(zhuǎn) 速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速等特點，并且各機(jī)構(gòu)可由獨立的電機(jī)驅(qū)動，簡化了傳動和操縱機(jī) 構(gòu)，而且噪聲小、污染少，適用在外接電源方便或流動性不大的場地作業(yè)。 3、內(nèi)燃機(jī)電力傳動 這種傳動方式的路線是汽車發(fā)動機(jī) 發(fā)電機(jī) 電動機(jī)，然后帶動各工作裝置 運(yùn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點是利用直流電動機(jī)的優(yōu)良工作特性，使 橋梁檢測車獲得良好的作業(yè)性能， 但這些傳動裝置質(zhì)量較大，價格昂貴。 4、內(nèi)燃機(jī)液壓傳動 大部分折疊臂式橋梁檢測車都采用這種工作方式，它可充分利用液壓傳動的優(yōu)點， 簡化傳動結(jié)構(gòu)，并且易于實現(xiàn)無級調(diào)速和運(yùn)動方向的變換，傳動平穩(wěn)、操作簡單、方便、 省力、能防止

33、過載9。 綜上所述，通過以上各種動力傳動裝置的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性、適用范圍以及操作性能等 多方面性能的分析，將動力傳動裝置選定為內(nèi)燃機(jī) 液壓傳動這種形式。 3.2 工作裝置類型工作裝置類型 3.2.1 支腿機(jī)構(gòu)支腿機(jī)構(gòu) 支腿機(jī)構(gòu)是大多數(shù)折疊臂式橋梁檢測車所必備的工作裝置，目前均采用液壓支腿。 這類裝置是利用從汽車發(fā)動機(jī)取出的動力來驅(qū)動液壓泵，通過控制閥把液壓泵產(chǎn)生的液 壓油供給液壓支腿的工作缸，實現(xiàn)支腿伸縮。其優(yōu)點是操作簡單，動作迅速。 液壓式支腿按數(shù)量來分有雙支腿和四支腿兩種。雙支腿的兩個支腳布置在起重裝置 下的車體兩側(cè)，起支撐點只有兩個，因而支撐能力低，穩(wěn)定性差。 1、單缸雙支腿 無錫太湖學(xué)院學(xué)

34、士學(xué)位論文 8 這是用一個雙作用液壓缸來驅(qū)動兩側(cè)支腿伸縮的。這種支腿結(jié)構(gòu)簡單，操作方便， 但液壓缸行程長，且是浮置于箱形長槽內(nèi)，動作慢，強(qiáng)度差，一般較少采用。 2、雙缸雙支腿 其各支腿均由單獨的液壓缸驅(qū)動，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，動作迅速，制成效能高等特點。 3、四支腿 其中兩個支腿安裝在汽車的后部，另兩個支腿安裝在前后輪之間。在作業(yè)車的兩側(cè)， 一般具有操縱桿，可使前、后、左、右 4 個液壓支腿單獨地伸出或縮回，所以即使在不 平整或傾斜的地面上，也能把車調(diào)整到水平狀態(tài)，提高了整車作業(yè)時的穩(wěn)定性 10。 液壓支腿按其結(jié)構(gòu)形式又可分為：蛙式支腿、 h 式支腿和 x 式支腿。 1、蛙式支腿 蛙式支腿的伸縮動

35、作由一個液壓缸完成。這種支腿結(jié)構(gòu)簡單，液壓缸數(shù)少，一支腿 一液壓缸，結(jié)構(gòu)質(zhì)量小。但支腿在伸出過程中受搖臂尺寸的限制，支腿的跨距不能很大， 調(diào)平性能較差，且在支反力變化過程中有爬移現(xiàn)象。 2、h 式支腿 這種形式的支腿對地面適應(yīng)性好，易于調(diào)平，且在支反力變化過程中無爬移現(xiàn)象， 是橋梁檢測車車較理想的支腿形式。h 式支腿由兩個液壓缸驅(qū)動即水平推力液壓缸和垂 直的支撐液壓缸。這種支腿形式的穩(wěn)定性良好。 3、x 式支腿 這種支腿的垂直液壓缸作用在伸縮腿的中間，四個伸縮腿是同步工作的，而垂直液 壓缸可同時頂升，也可單獨工作，以便對車架進(jìn)行調(diào)平。由于 x 式支腿的垂直支撐液 壓缸作用在橫梁的中間，而橫梁又

36、直接支撐在地面上，這就比 h 式支腿更加穩(wěn)定。 綜上所述，h 型支腿穩(wěn)定性較蛙式支腿好，雖然 x 型支腿的穩(wěn)定性比 h 型支腿更 好，但 x 型支腿的離地間隙比 h 型支腿小。因此，橋梁檢測車的支腿機(jī)構(gòu)選擇 h 型支 腿。 3.2.2 舉升機(jī)構(gòu)舉升機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)構(gòu)的作用是實現(xiàn)作業(yè)平臺的升降和變幅，其結(jié)構(gòu)型式有交叉剪刀式 、套筒 式、伸縮臂式和折疊臂式。 3.2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成的。 根據(jù)驅(qū)動裝置的不同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 可分為：機(jī)械驅(qū)動式、電力驅(qū)動式和液壓驅(qū)動式。 根據(jù)回轉(zhuǎn)支撐的結(jié)構(gòu)不同，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可分 為轉(zhuǎn)柱式、立柱式和轉(zhuǎn)盤式，其中轉(zhuǎn)盤式 是一種較常用

37、的形式。 轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支撐裝置又可分為兩種：支撐滾輪式和滾動軸承式。支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支 撐裝置增大了轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)裝置的高度，且質(zhì)量增加，成本增大；滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置 是目前應(yīng)用最多的一種，它是在普通滾動軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大 了的滾動軸承。其優(yōu)點是回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩小，承載能力大，高度低。由于回轉(zhuǎn)支撐裝置 的高度降低，可以降低整車的質(zhì)心，從而增大了汽車的穩(wěn)定性。 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 9 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)可分為以下幾種： 1、單排滾球式轉(zhuǎn)盤 單排球轉(zhuǎn)盤多數(shù)是由內(nèi)外座圈組合成一個整體的滾道，其滾道是圓弧形曲面，是最 簡單的一種回轉(zhuǎn)支撐裝置，球和導(dǎo)向體從內(nèi)圈或外圈的圓孔中

38、裝進(jìn)滾道里，然后將裝配 孔堵塞。這種回轉(zhuǎn)支撐裝置的優(yōu)點是：質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，但其承載能力小， 故應(yīng)用不多。 2、雙排滾球式轉(zhuǎn)盤 主要由上、下雙排球體、內(nèi)、外座圈、間隔體和潤滑密封裝置等組成。上、下球體 均排列在一整體的內(nèi)（或外）座圈內(nèi)。雙排球轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)支撐裝置比同樣大小和相同數(shù)目 的單排球轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)支撐裝置的承載能力要大得多。 3、交叉滾柱式轉(zhuǎn)盤 滾子的接觸角一般為 45，相鄰的滾子軸線交叉排列，即相鄰的兩圓柱滾子軸線成 90交叉。這不但使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能承受軸向和徑向載荷，而且還能承受翻傾力矩。此外， 和滾球轉(zhuǎn)盤相比，這種滾道是平面，加工工藝比較簡單，容易達(dá)到加工要求。 4、高承載能力轉(zhuǎn)盤

39、在一些大型的起重舉升專用汽車中，可用雙排、多排的滾球或滾柱式回轉(zhuǎn)支撐裝置。 3.2.4 作業(yè)平臺的分析作業(yè)平臺的分析 舉升機(jī)構(gòu)的端部連接作業(yè)平臺，它是用于載人或器材的基本構(gòu)件。為了保證作業(yè)人 員安全工作和防止器材掉落，各國對作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)和性能提出了明確的要求 11。如 平臺的護(hù)欄高度、平臺寬度、平臺的防滑表面、平臺上的安全帶及短索的結(jié)點等。 為了使作業(yè)平臺的底平面在作業(yè)過程中始終保持水平，高空作業(yè)車上裝有式作業(yè)平 臺保持水平的自動調(diào)平機(jī)構(gòu)，主要有以下四種： 1、重力（自重）式調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 3.1（a）所示。其原理是將作業(yè)臂的頂端與作業(yè)平臺質(zhì)心鉛垂線上的一點鉸接， 這樣使工作臂無論作什么運(yùn)動

40、、作業(yè)平臺始終處于鉛錘狀態(tài)，其底平面能保持水平位置。 但是這種機(jī)構(gòu)在舉升過程中由于慣性力的作用及作業(yè)人員的質(zhì)心不能與作業(yè)平臺的質(zhì)心 完全重合。使作業(yè)平臺出現(xiàn)偏移和偏擺，減少了安全感，這種機(jī)構(gòu)已很少采用。 2、平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 3.1（b）所示，是常采用的機(jī)械式結(jié)構(gòu)。其原理是 當(dāng)上、下折臂同時或分別 作起伏運(yùn)動時，兩套四桿機(jī)構(gòu)中的連桿、始終保持平行，使與連桿相鉸接的abcdef 作業(yè)平臺的底面在舉升過程中總處于水平。這種調(diào)平機(jī)構(gòu)用于折疊式動臂。其平衡精確， 制造簡單，工作可靠，使用非常廣泛。 3、機(jī)液組合式等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 3.1（c）所示。其原理是主調(diào)液壓缸 5 與副調(diào)液壓缸

41、2 的結(jié)構(gòu)、大小、容積 完全相同，在作業(yè)前兩液壓缸充滿壓力油，且兩液壓缸的有桿腔和無桿腔分別相連，使 兩缸形成一個封閉回路。當(dāng)作業(yè)臂受變幅液壓缸作用時，會帶動主調(diào)液壓缸5 的活塞 桿伸縮，與此同時，和液壓缸 5 形成封閉回路的液壓缸 2 的活塞桿則產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 運(yùn)動。當(dāng)滿足 ad 和 bf、ad 和 ae、bf 和 bg 始終相等時，無論作業(yè)臂處于何種狀態(tài)，都 能保持作業(yè)平臺底面處在水平位置。這種機(jī)構(gòu)一般用于伸縮式動臂。 4、電液伺服調(diào)平機(jī)構(gòu) 它的工作原理是在作業(yè)臂的頂端與作業(yè)平臺之間，通過重力元件獲得信號，再由電 磁閥根據(jù)電信號控制液壓油缸工作，使作業(yè)平臺自

42、動保持平衡。 下圖 3.2 為一種電 液伺服調(diào)平系統(tǒng)原理圖。 綜上所述，重力式調(diào)平機(jī)構(gòu)安全性能太差，不宜應(yīng)用；等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu)一般 只應(yīng)用于伸縮式舉升機(jī)構(gòu)；電 液伺服調(diào)平機(jī)構(gòu)實現(xiàn)起來比較困難。由于以上原因作業(yè) 平臺及調(diào)平機(jī)構(gòu)選定為平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)，如圖 3.1(b)所示。 (a) 重力（自重）式調(diào)平機(jī)構(gòu) 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 11 (b) 四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) (c) 等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 圖 3.1 作業(yè)斗的平衡機(jī)構(gòu) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 反饋，跟蹤角度位移信號 轉(zhuǎn)子擺錘 信號 傾斜 傳感器 放大 器 伺服 閥 伺服 液壓缸 四連 機(jī)桿 能源器 圖 3.2 電液調(diào)平原理圖 3.3

43、安全裝置安全裝置 為了使舉升機(jī)構(gòu)能停在任意位置，并防止工作平臺自由或超速下落，必須在液壓系 統(tǒng)中安裝平衡閥。 為使支腿垂直液壓缸在移動的過程中能在任意位置上停止，并防止停止后在外力的 作用下發(fā)生位移，導(dǎo)致事故發(fā)生，應(yīng)在支腿液壓缸的進(jìn)回油路上設(shè)有雙向液壓鎖。 橋梁檢測車應(yīng)配備緊急停止裝置，并安裝在操作者的應(yīng)急位置。發(fā)生錯誤操作時， 該裝置應(yīng)能有效的排除由此產(chǎn)生的故障和危險，保護(hù) 橋梁檢測車和各機(jī)構(gòu)的安全。 在公路上進(jìn)行作業(yè)的折疊臂式橋梁檢測車，若車上的動力傳動裝置出現(xiàn)故障，而工 作人員又困在高空作業(yè)平臺上，無法排除故障，可能發(fā)生阻礙道路交通的事故。因此， 橋梁檢測車必須設(shè)置輔助下降裝置，中小型

44、橋梁檢測車采用手動泵人工輔助下降。 折疊式橋梁檢測車為防止作業(yè)平臺翻轉(zhuǎn)，則規(guī)定下臂處于接近水平狀態(tài)時，上臂與 水平面的夾角不允許超過 78。為此，在橋梁檢測車上設(shè)置了限位行程開關(guān)，只要發(fā)生 超過上述規(guī)定的情況，行程立即斷電，液壓油卸荷，阻止上臂與水平面的夾角超過規(guī)定 值。同時，蜂鳴器報警，提醒操作人員注意，防止事故發(fā)生。 3.4 主題參數(shù)主題參數(shù) 3.4.1 尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 折疊臂式橋梁檢測車都是在二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上 應(yīng)于原車底盤尺寸相同，保證性能參數(shù)與原車基本保持不變。只有整車的高度由于舉升 機(jī)構(gòu)高于車頭的頂部，所以整車的高度會有所增加。 3.4.2 質(zhì)量參數(shù)

45、質(zhì)量參數(shù) 1. 額定裝載質(zhì)量 ma 對于作業(yè)型專用汽車，如起重舉升汽車、 橋梁檢測車等，總質(zhì)量主要由改裝后的汽 車底盤質(zhì)量和專用工作裝置質(zhì)量確定，無需考慮裝載質(zhì)量。 2. 整車整備質(zhì)量 m0 整車整備質(zhì)量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設(shè)備，加滿油和水， 但未載人和載貨時整車質(zhì)量。參考同類 橋梁檢測車的整車整備質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上在增 加工作裝置的質(zhì)量，便可估算 橋梁檢測車的整車整備質(zhì)量 m0。以東風(fēng)汽車有限公司生 產(chǎn)的折疊臂式橋梁檢測車做為參考，經(jīng)調(diào)查和查閱相關(guān)資料得知金杯的折疊臂式橋梁檢 測車的整車整備質(zhì)量約為 5000kg。 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 13 3.總質(zhì)量 ma 所謂

46、總質(zhì)量是指專用汽車整備齊全，滿載（規(guī)定值）貨物及乘員時的質(zhì)量。 總質(zhì)量計算公式為： kg51953655000 0 pa mmm 式中：mp乘員質(zhì)量（kg） ，按每人 65kg 計。 3.5 折疊臂式橋梁檢測車地盤的選擇折疊臂式橋梁檢測車地盤的選擇 專用汽車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車輛所采用的基本 底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類底盤。二類底盤是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類底盤 是從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤是在三類底盤的上去掉車架總成剩下的散件。 汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽 車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動力

47、匹配等決定，目前，幾乎80%以 上的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計。采用二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計工作重點是 整車總體布置和工作裝置設(shè)計，對底盤僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強(qiáng)度校核，以確保 改裝后的整車性能基本與原車接近 12。 在汽車底盤選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求 （1）適用性 對于專用改裝車底盤應(yīng)適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改 裝造型設(shè)計。 （2）可靠性 所選用汽車底盤要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命。 且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡。 （3）先進(jìn)性 應(yīng)使用整車在動力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo) 和功能方面

48、達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平的汽車底盤。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的要求。 （4）方便性 所選用的底盤要求便于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合 理的矛盾。 在選用底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個和重要的方面，一是汽車底盤價格， 它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽 車產(chǎn)品能否很快的占有市場，企業(yè)能否增加效益問題 ；二是汽車底盤供貨要有來源， 所選的底盤在市場上必須有一定的保有量。 3.6 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章通過理論及計算，基本確定了動力裝置、工作裝置、安全裝置以及主題參數(shù)和 地盤的選擇，使得折疊臂式橋梁檢測車有了初步的構(gòu)

49、架。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 4 舉升機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計舉升機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計 4.1 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.1.1 舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍 本設(shè)計中所設(shè)計的舉升機(jī)構(gòu)包括上臂和下臂兩個動臂。下臂下端鉸接在回轉(zhuǎn)臺上， 由下臂油缸驅(qū)動；上臂下端與上臂下端鉸接，由撐臂液壓缸和平行四桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動；作業(yè) 斗與上臂尾部鉸接，由外露式平行四桿機(jī)構(gòu)是作業(yè)斗保持水平。上臂和下臂在鉛錘面內(nèi) 的運(yùn)動范圍為： 下臂相對于回轉(zhuǎn)臺：070； 上臂相對于下臂：0140 4.1.2 動臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要尺寸動臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要尺寸 動臂受彎扭復(fù)合作用，為獲得較大強(qiáng)度和剛度，一般采用薄壁箱形結(jié)構(gòu)。為

50、減少焊 接變形，臂架采用兩根沖壓成型的槽形板對接而成，槽形板折邊采用大圓角形式，增強(qiáng) 板件的局部剛度。為使主受彎截面獲得較高的抗彎截面模量，可加布上下加強(qiáng)筋板，獲 得漸進(jìn)的等強(qiáng)度受力狀態(tài) ，動臂截面如圖 4.1 所示。 圖 4.1 動臂橫截面積 動臂截面高度 h 可按經(jīng)濟(jì)條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯嬎愦_定，有： （4.1） 3 n m h 式中：m動臂承受的最大合成彎矩（以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時 計算） ，；108006 . 33000 6 100 . 2 腹板的厚高比。 n 一般推薦。hb8 . 07 . 0 計算得。mmmmh120b,160則 由底盤總長及后軸中心至車前端的距離以及相關(guān)

51、高空作業(yè)車的上下臂為參考最終確 定上臂長 l1=4300mm；下臂長 l2=4030mm。 4.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計 經(jīng)查閱有關(guān)書籍，按照有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，橋梁檢測車的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)能進(jìn)行正反兩個方 向的 360回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度不大于 2r/min，回轉(zhuǎn)過程中的起動、回轉(zhuǎn)、制動要平穩(wěn)、準(zhǔn) 確、無抖動、晃動現(xiàn)象，微動性能良好。 圓柱滾子的接觸角一般為 45，相鄰的兩圓柱滾子軸線成 90交叉。這不但使回 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 15 轉(zhuǎn)裝置能承受軸向和徑向載荷，而且還能承受翻傾力矩 13。 4.2.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計 圓柱滾子在工作時要受到三種作用載荷。第一種為軸向力 q，即垂直力，它由

52、轉(zhuǎn) 臺及舉升機(jī)構(gòu)的重量、舉升貨物的重量以及升降時的慣性力等組成；第二種為徑向力 h，即水平力，該力由舉升裝置及轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)離心力、風(fēng)載荷及回轉(zhuǎn)齒輪的嚙合力而產(chǎn) 生；第三種為翻傾力矩 mov，它由軸向力和徑向力的偏心作用而引起。 將方向交叉的兩組圓柱滾子，用 和組表示。假定每組的圓柱滾子數(shù)目各占一半， 并作一對一的間隔排列，則 這組圓柱滾子在 a 點受力最大.。其中任一圓柱滾子的最大 法向載荷 fimax為: (4.2) imaxiqihim ffff 式中：fiq由軸向力 q 引起的組任一圓柱滾子最大法向載荷， n； fiq ; nkgnkg780/10)2060400300( fih由徑向力

53、h 引起的組任一圓柱滾子上最大法向載荷， n； fim由傾翻力矩 mov引起的組任一圓柱滾子上最大法向載荷， n。 fih和 fim由同等特性的折疊臂式橋梁檢測車參考得出為 240n。 對內(nèi)圈作受力分析，如圖 4.2 所示，由力系平衡條件可以求得 fiq和 fih。為求得 fim，可以近似地把座圈看成直徑為 d 的圓圈，并假定圓柱滾子對座圈的壓力在座圈上 連續(xù)分布，按圓柱滾子接觸壓力沿圓圈弧長的比壓，列出平衡方程可求得fim為 950n。 圖 4.2 翻傾力的計算 4.2.2 確定圓柱滾子的允許載荷確定圓柱滾子的允許載荷 根據(jù)赫茨公式，滾道與圓柱滾子的線接觸應(yīng)力為： (4.3)0.418 fe

54、 l 式中：f 圓柱滾子在接觸線上的法向載荷 ，n； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 e 材料的彈性模量，一般滾道材料采用碳素鋼或低碳合金鋼 14，圓柱滾 子材料采用軸承鋼。故可取 e=2.1105mpa； l 圓柱滾子與滾道的有效長度，一般情況可取 l=0.85m； 圓柱滾子與滾道接觸表面的主曲率之和 , =0.6； d 圓柱滾子直徑，m。 用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低碳合金鋼軋制或鍛造成的座圈，其滾道表面的熱處理硬度為 hrc5960，在一般工作條件下 15，可取許用接觸應(yīng)力值 為 1800pa。 依據(jù)所選用的許用應(yīng)力值 ，由式(4-2)便可求得圓柱滾子的允許載荷 f=222n。 4.3 本章小結(jié)本章

55、小結(jié) 本章通過計算確定了舉升機(jī)構(gòu)以及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選型。折疊臂式橋梁檢測車的最重要 的工作部件的確定，使得檢測車的構(gòu)架已基本確定。 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 17 5 支腿機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計計算支腿機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 5.1 支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計計算支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計計算 折疊臂式橋梁檢測車的支腿機(jī)構(gòu)起調(diào)平和保證整車工作穩(wěn)定的作用，要求堅固可靠， 操作方便。 5.1.1 支腿跨距支腿跨距 折疊臂式橋梁檢測車的支腿一般為前后設(shè)置，并向兩側(cè)伸出，如圖 5.1 所示。支 腿支撐點縱橫方向的位置選擇要適當(dāng)，其原則是作業(yè)平臺在標(biāo)定載荷和最大作業(yè)幅度時， 整車穩(wěn)定性要達(dá)到規(guī)定的要求 16。 圖 5.1 橋梁檢測車的支腿

56、跨距 1、支腿橫向跨距 支腿橫向外伸跨距的最小應(yīng)保證路燈裝車在側(cè)向作業(yè)時的穩(wěn)定性，即全部載荷的重 力合力落在側(cè)傾覆邊以內(nèi)，并使繞左右傾覆邊 ab 或 dc 的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。如 圖 5-2(a)所示，1/2 支腿橫跨距 a 應(yīng)滿足： (5.1) )( )( 21 11 qqggg lgrqqrg a b b )4503000(400029100600 1006002000)4503000(14004000 a mma335 由于車總寬 b=2500mm，且 2ab，故取 mma1400 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 式中：g1轉(zhuǎn)臺重力，n；選取同等規(guī)格的橋梁檢測車的轉(zhuǎn)臺的質(zhì)量作參考，質(zhì)

57、 量為 60kg； g2底盤重力， n；所選取 dfl1050bx11 的底盤資料查找為 2910kg,即 29100n。 gb臂架重力，n；gb=g 上臂+g 下臂；上臂和下臂的材質(zhì)為 q345； ；q345 的密度為 7.84g/cm3。 3 2488320. 1101512 3 . 17360cmv下臂 ；式中 1.20 為體積誤差系數(shù)；kg1951000/2488384 . 7 33 cmcmm下臂 33 2691020 . 1 390101512 3 . 17cmv上臂 ；。kg2051000/2691084 . 7 33 cmcmm上臂kg400下臂上臂m q 作業(yè)平臺重力，n；所

58、設(shè)計的平臺具體尺寸為 12008001040mm；平臺上 部為鋁合金圍欄，下部為鋁合金板，經(jīng)估算質(zhì)量為 45kg； q 作業(yè)平臺標(biāo)定載荷，n；平臺可容納 3 個人，每個人平均 65kg,再加上一 些操作工具，規(guī)定為 300kg； l1 轉(zhuǎn)臺重力中心至回轉(zhuǎn)中心的距離， mm；經(jīng)下圖分析和相關(guān)橋梁檢測車的側(cè) 量為 100mm； r 臂架重力中心至回轉(zhuǎn)中心距離 ，mm；經(jīng)下圖分析和相關(guān)橋梁檢測車的側(cè)量 為 1400mm；下臂液壓缸一半的長度為 1044,求得 r 為;mm140070cos1044 r作業(yè)半徑（臂幅） ，mm；當(dāng)下臂升起 70時，下臂升起 140時，以上臂上 端點的垂線為旋轉(zhuǎn)中心，上

59、臂和下臂交接處到旋轉(zhuǎn)中心的距離為作業(yè)半徑。即 。mm o 14002/140cos4300 2、支腿縱向跨距 支腿縱向跨距的確定和橫向跨距確定的原則一樣，應(yīng)繞前、后傾覆邊 bc 或 ad 的 穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。當(dāng)作業(yè)平臺在車輛后方作業(yè)時，如圖 5.2 所示，可得后支腿支 撐點至回轉(zhuǎn)中心的距離 b1應(yīng)滿足： (5.2) )( 21 22 1 qqggg lg ab b )4503000(400029100600 86429100 1400 1 b mm723 1 b 式中：l2 底盤質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離。 經(jīng)上圖分析和相關(guān)橋梁檢測車的側(cè)量 為 864mm； 同理，可得前支腿支撐點至回轉(zhuǎn)中心的

60、距離 b2為：。mmb1700 2 折疊臂式橋梁檢測車的設(shè)計 19 圖 5.2 支腿跨距的確定 支腿的縱向跨距： (5.3)abbb22 21 因此??；mmb1200 1 mmb2800 2 5.1.2 支撐腳接地面積支撐腳接地面積 為了使折疊臂式橋梁檢測車工作時能在規(guī)定的地面承受壓力不下陷，且保證在不同 地面能可靠支撐，支承腳要有足夠的接地面積 sj，保證在最大支反力 fmax下對地面的 壓強(qiáng)不大于地基強(qiáng)度，即： (5.4) d j f s max fmax=9377,詳見（6-10） ； 2 6 . 1 9377 mms j 2 5860mms j 綜合考慮選取 6000mm2 式中：地基