高空作业车液压系统分析与改进设计(附件)
高空作业车是一种用来载人进行高空作业的专用设备，由于工作情况的需要，其安全性和稳定性是评价工作性能的重要指标。本文主要针对高空作业车液压系统中的变幅机构和支腿机构两个方面进行改进优化，从而提高其平稳性和安全性。一方面，高空作业车的变幅机构存在着不同程度上的冲击和抖动，为此，通过提高平衡阀控制压力的稳定性来提高变幅机构的稳定性。另一方面，因为在臂架与支腿间没有互锁装置，所以当臂架不完全收回时支腿就开始收回，这时就会容易引起高空作业车的倾覆。为此，通过加装上、下车互锁安全装置来提高整车的可靠性。关键词 高空作业车， 液压系统， 变幅机构， 支腿机构， 改进 目 录
1 引言 1
1.1 高空作业车概况 1
1.2 高空作业车国内外发展情况 2
2 高空作业车液压系统概况 3
2.1 高空作业车液压系统基本组成 3
2.2 高空作业车液压系统的特点 4
3 高空作业车变幅机构 5
3.1 变幅机构液压系统常见故障分析 5
3.2 高空作业车变幅机构液压系统分析 6
3.3 改进后的变幅机构液压系统分析 7
4 高空作业车支腿机构 9
4.1 支腿机构液压系统常见故障分析 9
4.2 高空作业车支腿机构液压系统分析 10
4.3 改进后的支腿机构液压系统分析 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 引言
1.1 高空作业车概况
所谓的高空作业车，就是一种将人和装备运送到某一高度进行工作的特种作业设备，而称之为特种作业设备是因为，相比于起重机来说，它要求更高的安全性和可靠性，这种安全性和可靠性就来源于其载人作业的需要。与传统普遍的作业方式相比，高空作业车的工作平台可以达到一个更高的空间，这就能大大拓展人们的作业范围。另外，其机械性能不但可以减少劳动力的输入，提高工作效率，而且安全、可靠。也正是因为其机动、安全、可靠等显著的特点，所以被广泛的应用在工地的施工，电力部门的抢修，消防车的救火等方面。<
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而称之为特种作业设备是因为，相比于起重机来说，它要求更高的安全性和可靠性，这种安全性和可靠性就来源于其载人作业的需要。与传统普遍的作业方式相比，高空作业车的工作平台可以达到一个更高的空间，这就能大大拓展人们的作业范围。另外，其机械性能不但可以减少劳动力的输入，提高工作效率，而且安全、可靠。也正是因为其机动、安全、可靠等显著的特点，所以被广泛的应用在工地的施工，电力部门的抢修，消防车的救火等方面。
高空作业车包括底盘、动力传动装置、工作装置、安全装置和液压系统等。动力传动装置指高空作业车各个工作装置的动力传动部分。工作装置包括变幅机构、支腿机构、回转机构、作业平台及其调平机构等。
高空作业车的液压系统能够实现无级调速，这大大提高了控制的方便性与省力性。特别地，当其液压系统处于机、电、液一体化时，还能够更为容易地实现一些较复杂的工作过程和更远距离上的作业。其液压系统的工作装置不但能够快速的启动，而且在之后自动而又频繁的换向中工作平稳。工作装置的过载保护也充分体现了它的安全性能。在工作中使用矿物油作为润滑介质，能够在很大程度上减小摩擦并延长高空作业车的使用寿命。
1.2 高空作业车国内外发展情况
1.2.1 国内高空作业车行业
对于高空作业车，我国从20世纪60年代开始研制，经过十年才向市场推出样机。但随着改革开放的到来，徐州海哲伦公司研制出了新型联动折叠加伸缩混合臂架式高空作业车，具有很高的效率，并且还能跨越障碍。杭州爱知工程车辆有限公司也在高空作业车的绝缘型方面有了很大的突破。与此同时，调平系统也在快速的发展着，其中，自动调平系统具有的快速、精确性被广泛地应用在平台调平系统中。然而在多执行器并联驱动的液压系统之中，由于工作装置中执行器负载的差别较大，导致液压系统的效率变低，增加运行过程中的能量损耗。也就是说，我国虽然已经在高空作业车的一些方面取得了很大的成就，但是与国外水平相比，还是存在着很大的差距，主要可以概括为以下几点。
（1）我国的高空作业车仍有一些关键性的技术未得到解决，并且在技术上也没有一个固定的衡量标准，以至于不能应用于绝大多数的产品，即在产品中的通用性较低。
（2）产品结构比较笨重。目前我国的产品中，工作平台结构较为笨重，在工作过程中就会占据较大空间。并且其较大的重量还使得在搬动、运输过程中很是不便。
（3）在市场的流通中，一部分企业仅仅关注于产品的售前，而忽视了产品的售后。并未获取客户对产品的一些反馈并进行统计，以此来对产品中存在的问题作出及时有效的改进处理。
（4）目前我国的高空作业车液压系统大多使用的是电液控制，而国外的高空作业车液压系统早已步入比例控制方式，换而言之，我国的液压系统研究仍然处于比例控制技术的初级阶段。
（5）我国的高空作业车仍未形成较为显著的品牌优势，在市场竞争中地位较弱势[1]。
1.2.2 国外高空作业车行业
对于国内的高空作业车来说，欧美等发达国家和地区发展较早，从20世纪20年代就开始研制。与国内的产品相比，其技术水平更高，作业高度更大，结构形式更丰富，功能更齐全，还有完善的售后服务体系。在日本，作业的高度较低，却也更为灵活；在欧洲，作业的高度尤为突出，最低10m，最高超过100m，并且，在欧洲除了芬兰BRONTO外基本不生产和使用高空绝缘车；而在北美，因为法律法规的要求，则以绝缘型为主，且多为较简单的结构形[2]。按照国外各产品的特点可以进行以下几方面的概括：
（1）从结构上看：底盘不是源于通用公司生产即为专用底盘，通用公司生产的底盘能够实现各个方向的活动，移动中更为灵活；而专用底盘的直径则较为大些，移动较为困难，所以常被用于固定的作业中。使用的动作臂大多为伸缩臂式、折叠式、混合臂式和剪叉式。当高空作业车的作业高度较低时，多为机械调平和液压调平；当高空作业车的作业高度较高即超过30m时，则多为电液比例调平。
（2）从液压系统上看：国外高空作业车采用的比例控制方式可以分为开环式和闭环式两种，而且其中的闭环式控制系统能够在一定程度上减小高空环境中污染物对其工作作业过程的干扰，这可以提高高空作业车的工作效率并延长其使用寿命[3]。
（3）从控制上看：国外的高空作业车多采用嵌入式的控制系统，并通过CAN总线的方式来进行控制系统之间的通信，这样就可以提高人们在高空作业过程中的安全性。
2 高空作业车液压系统概况
2.1 高空作业车液压系统基本组成
高空作业车的液压系统包括了由中心回转接头相连接的上车液压系统和下车液压系统[4]，其中，油泵作为其动力来源由发动机带动工作着，下车液压系统为一个独立的液压回路来驱动，而上车液压系统则为同一液压回路驱动。
在上车液压系统中包涵三部分，即变幅机构液压系统、回转机构液压系统和伸缩机构液压系统，此外，还有工作斗调平机构液压系统、工作斗卷扬机构液压系统和工作斗摆动机构液压系统。而且，变幅机构液压系统由液压缸控制，伸缩机构液压系统和回转机构液压系统则由液压马达控制[5]。
1 引言 1
1.1 高空作业车概况 1
1.2 高空作业车国内外发展情况 2
2 高空作业车液压系统概况 3
2.1 高空作业车液压系统基本组成 3
2.2 高空作业车液压系统的特点 4
3 高空作业车变幅机构 5
3.1 变幅机构液压系统常见故障分析 5
3.2 高空作业车变幅机构液压系统分析 6
3.3 改进后的变幅机构液压系统分析 7
4 高空作业车支腿机构 9
4.1 支腿机构液压系统常见故障分析 9
4.2 高空作业车支腿机构液压系统分析 10
4.3 改进后的支腿机构液压系统分析 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 引言
1.1 高空作业车概况
所谓的高空作业车，就是一种将人和装备运送到某一高度进行工作的特种作业设备，而称之为特种作业设备是因为，相比于起重机来说，它要求更高的安全性和可靠性，这种安全性和可靠性就来源于其载人作业的需要。与传统普遍的作业方式相比，高空作业车的工作平台可以达到一个更高的空间，这就能大大拓展人们的作业范围。另外，其机械性能不但可以减少劳动力的输入，提高工作效率，而且安全、可靠。也正是因为其机动、安全、可靠等显著的特点，所以被广泛的应用在工地的施工，电力部门的抢修，消防车的救火等方面。<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
而称之为特种作业设备是因为，相比于起重机来说，它要求更高的安全性和可靠性，这种安全性和可靠性就来源于其载人作业的需要。与传统普遍的作业方式相比，高空作业车的工作平台可以达到一个更高的空间，这就能大大拓展人们的作业范围。另外，其机械性能不但可以减少劳动力的输入，提高工作效率，而且安全、可靠。也正是因为其机动、安全、可靠等显著的特点，所以被广泛的应用在工地的施工，电力部门的抢修，消防车的救火等方面。
高空作业车包括底盘、动力传动装置、工作装置、安全装置和液压系统等。动力传动装置指高空作业车各个工作装置的动力传动部分。工作装置包括变幅机构、支腿机构、回转机构、作业平台及其调平机构等。
高空作业车的液压系统能够实现无级调速，这大大提高了控制的方便性与省力性。特别地，当其液压系统处于机、电、液一体化时，还能够更为容易地实现一些较复杂的工作过程和更远距离上的作业。其液压系统的工作装置不但能够快速的启动，而且在之后自动而又频繁的换向中工作平稳。工作装置的过载保护也充分体现了它的安全性能。在工作中使用矿物油作为润滑介质，能够在很大程度上减小摩擦并延长高空作业车的使用寿命。
1.2 高空作业车国内外发展情况
1.2.1 国内高空作业车行业
对于高空作业车，我国从20世纪60年代开始研制，经过十年才向市场推出样机。但随着改革开放的到来，徐州海哲伦公司研制出了新型联动折叠加伸缩混合臂架式高空作业车，具有很高的效率，并且还能跨越障碍。杭州爱知工程车辆有限公司也在高空作业车的绝缘型方面有了很大的突破。与此同时，调平系统也在快速的发展着，其中，自动调平系统具有的快速、精确性被广泛地应用在平台调平系统中。然而在多执行器并联驱动的液压系统之中，由于工作装置中执行器负载的差别较大，导致液压系统的效率变低，增加运行过程中的能量损耗。也就是说，我国虽然已经在高空作业车的一些方面取得了很大的成就，但是与国外水平相比，还是存在着很大的差距，主要可以概括为以下几点。
（1）我国的高空作业车仍有一些关键性的技术未得到解决，并且在技术上也没有一个固定的衡量标准，以至于不能应用于绝大多数的产品，即在产品中的通用性较低。
（2）产品结构比较笨重。目前我国的产品中，工作平台结构较为笨重，在工作过程中就会占据较大空间。并且其较大的重量还使得在搬动、运输过程中很是不便。
（3）在市场的流通中，一部分企业仅仅关注于产品的售前，而忽视了产品的售后。并未获取客户对产品的一些反馈并进行统计，以此来对产品中存在的问题作出及时有效的改进处理。
（4）目前我国的高空作业车液压系统大多使用的是电液控制，而国外的高空作业车液压系统早已步入比例控制方式，换而言之，我国的液压系统研究仍然处于比例控制技术的初级阶段。
（5）我国的高空作业车仍未形成较为显著的品牌优势，在市场竞争中地位较弱势[1]。
1.2.2 国外高空作业车行业
对于国内的高空作业车来说，欧美等发达国家和地区发展较早，从20世纪20年代就开始研制。与国内的产品相比，其技术水平更高，作业高度更大，结构形式更丰富，功能更齐全，还有完善的售后服务体系。在日本，作业的高度较低，却也更为灵活；在欧洲，作业的高度尤为突出，最低10m，最高超过100m，并且，在欧洲除了芬兰BRONTO外基本不生产和使用高空绝缘车；而在北美，因为法律法规的要求，则以绝缘型为主，且多为较简单的结构形[2]。按照国外各产品的特点可以进行以下几方面的概括：
（1）从结构上看：底盘不是源于通用公司生产即为专用底盘，通用公司生产的底盘能够实现各个方向的活动，移动中更为灵活；而专用底盘的直径则较为大些，移动较为困难，所以常被用于固定的作业中。使用的动作臂大多为伸缩臂式、折叠式、混合臂式和剪叉式。当高空作业车的作业高度较低时，多为机械调平和液压调平；当高空作业车的作业高度较高即超过30m时，则多为电液比例调平。
（2）从液压系统上看：国外高空作业车采用的比例控制方式可以分为开环式和闭环式两种，而且其中的闭环式控制系统能够在一定程度上减小高空环境中污染物对其工作作业过程的干扰，这可以提高高空作业车的工作效率并延长其使用寿命[3]。
（3）从控制上看：国外的高空作业车多采用嵌入式的控制系统，并通过CAN总线的方式来进行控制系统之间的通信，这样就可以提高人们在高空作业过程中的安全性。
2 高空作业车液压系统概况
2.1 高空作业车液压系统基本组成
高空作业车的液压系统包括了由中心回转接头相连接的上车液压系统和下车液压系统[4]，其中，油泵作为其动力来源由发动机带动工作着，下车液压系统为一个独立的液压回路来驱动，而上车液压系统则为同一液压回路驱动。
在上车液压系统中包涵三部分，即变幅机构液压系统、回转机构液压系统和伸缩机构液压系统，此外，还有工作斗调平机构液压系统、工作斗卷扬机构液压系统和工作斗摆动机构液压系统。而且，变幅机构液压系统由液压缸控制，伸缩机构液压系统和回转机构液压系统则由液压马达控制[5]。
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