平板车跳板自动操纵系统设计(附件)
本设计针对任务书，先是对跳板结构、材料进行分析，比较了不同形式跳板的优缺点后，选择了二段折叠式跳板以及制作材料；然后分析跳板的操纵形式，结合实际考虑后选择了液压操纵系统。设计操纵系统的过程有：先要分析：比较液压缸不同安装位置的优缺点，再确定适宜的安装位置。这期间要包括确定液压缸底座的位置、大小以及与跳板铰接点的位置.进行液压缸主要参数设计以及校核；液压泵的选择；验证操纵系统可行性，动力是否符合要求。以上控制系统设计完毕后，进行跳板升降的电路设计。
综上，各参数确定好之后，进行CAD画图和零件图的绘制。
关键词 平板车，跳板，液压操纵系统，设计
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外平板车跳板操纵系统的状况 1
1.3 本文主要研究内容 4
1.4跳板设计要求、液压系统的设计原则 4
2 跳板的改装设计 5
2.1跳板结构设计 5
2.2跳板选材 7
3 液压操纵系统的设计 8
3.1油缸支座的设计 8
3.2液压缸的设计 8
3.3液压缸的结构设计 15
3.4活塞杆强度校核 15
3.5液压泵的选择 16
3.6其他辅助元件的设计 16
3.7 取力装置的确定 19
4 液压系统回路设计 23
4.1液压控制系统的设计 23
5 pro/e软件的应用 26
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
平板车又称平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
板拖车、全挂平板车、全挂车、平板挂车等，是现代物流运输重要的工具。具有1）运输效率高：2）制造成本低；3）燃料消耗低：百吨公里燃料消耗比货车单车低40％；4）结构简单，维修方便、维修费用低；5）承重能力强效率高等优势，故使用平板车是提高经济效益最有效而简单的重要手段。
它主要以牵引车、叉车、拖拉机等所提供的牵引动力来行走。平板车的结构较简单，部件不多，但它的设计品质、制造成本已成为平板车市场决定竞争成败的关键! 从国家发展现状，我们可以看到平板车的发展模式主要是朝着模块化、超重化和智能化发展。而平板车跳板的自动操纵系统的提高，会大大的加快平板车的发展进程，并在某些程度上满足当今时代的需求。
即本课题研究的目的在于：设计出合理，高效，节能的操纵系统方案，使之提高重型平板运输车的操作灵敏性，可靠性，安全性，并减轻驾驶员的工作强度，满足当前及未来平板运输车辆自动操纵系统的使用性能要求。
1.2 国内外平板车跳板操纵系统的状况
1.2.1 跳板结构
随着社会工程和物流业的快速发展，以及现代工程作业车、物流运输车等工程车辆的改进、更新，传统式的主要靠人工肩扛肩抬，费事费力、劳动效率低下的装卸货物、特别是沉重货物上下车的方式已经远远落后于运输业的发展水平了，并且传统的装卸货物的方式危险性很高，时常对人身和货物造成伤害。平板车尾部采用跳板来解决长期困扰人们装卸货物的难题。
尾部跳板在欧美发达国家、香港特区等地区的货运车辆的装配率已达70%以上，在欧美发达国家一盛行了三、四十年，上世纪八十年代经港澳传入中国内地并迅速为客户所接受。在国内，虽然装配尾板得到货运车辆在各个领域都有，但所占比例仍然很小。改革开放以来，随着我国国民经济高速发展，物流量成倍的增长，再加上各类型公路的建设的速度加快，公路货运发展得到迅猛的增长，专业运输单位和个体运输经营者如雨后春笋般多了起来，平板车运输更是其中代表。平半车尾部跳板主要是以整体式跳板和折叠式跳板为主，这两类型的平板车应用 最为广泛。图1.1为整体式跳板，图1.2为升降阶梯式跳板。
图1.1 整体式跳板平板车
图1.2 折叠式跳板平板车
图上的尾侧跳板属于液压升降折叠式，包括有车架，车架的尾端铰接有跳板，跳板由上、下节板铰接组成；车架的尾端铰接有液压缸，液压缸活塞杆的端部铰接在下节板的中部附近，上节板的后端与车架的尾端之间有链条，帮助上节板收缩。该型结构简单，将原有的样式改进成上下二节相铰接的跳板结构，增加了跳板长度，同时通过液压缸活塞杆的伸缩来升降跳板，方便了跳板的升降，具有很好的实用价值。
还有过三段式的平板车跳板，但因对车辆负荷过大，收放不便等不利影响，现在一般将原有的三段式跳板改为两段式或整体式，在工程实践中效果良好。
1.2.2跳板的材料选择
运输车跳板的材料一般选择与运输车同样材料，钢的特点如下：承载力大、精度高、使用寿命长、夹缝小、易于施工，深受用户赞誉。其中具有灵活、任意组合、反复利用、钢跳板曾风靡一时；而近来，铝制跳板屡见不鲜，它主要采用的材质是质铝合金和不锈钢材质已及钢铝混合材质制造。铝质跳板的材料采用铝镁合金制成，质轻，强度和钢性比较好，经过表面氧化处理后有很好的防锈防腐性能,同时表面光洁度高又美观，所以现在国际国内跳板上都比较倾向于使用铝制跳板，使用轻便又牢靠。
两者比较而言，钢质跳板，由于自身比较重 ，且容易生锈腐蚀 ，经过热镀锌处理后防锈、防腐性能大大提高，但表面光洁度很难提高，即影响表面美观，目前很少选用了。铝质跳板的材料，采用铝镁合金制成，质轻，强度和钢性比较好，经过阳极氧化处后有很好的防锈防腐性能，同时表面光洁度高又美观，所以现在国际国内都比较倾向于使用铝质跳板。而钢铝质跳板，因制作麻烦又影响美观，使用较少。
欧洲目前几乎90%的尾部跳板是铝制的，采用铝制型材的最大优点是轻量化，于同一型号的钢制尾部跳板相比可以减轻150-200kg的重量。由于国际燃油价格不断上涨，轻量化将最终成为国内尾部跳板的发展趋势。另外，尾部跳板得起轻量化也为减轻整车重量、在增加载重量、降低运输成本带来好处。
目前国内的尾部跳板市场有一定的研发能力，我国在这方面的最大优势是价格便宜，相当于国外产品的一半左右；国内产品的劣势也非常明显，在技术、产品外观以及制造工艺等方面，国内的尾部跳板很难达到国外产品的标准。发达国家的尾部跳板具有产品系列化、制造工艺精湛、发展历史长等三大优势而国内产品相对单一。国内的产品设计单调，为手工焊接，而国外早已采用电控以及人性化设计，并用机械化焊手焊接。
1.2.3 跳板的执行机构
关于操纵跳板的执行机构，种类概括如下，主要有三种：
气动执行机构 现今大多数机械行业所用执行机构为气动执行机构，用气源作动力，气动执行机构比其他类型的执行机构易于操作和校定，在现场也可以很容易实现正反左右的互换。它最大的优点是安全具有防爆功能，当使用定位器时，对于易燃易爆环境是非常理想的。相较之下，比电动和液动要经济实惠，且结构简单，易于掌握和维护。主要缺点是：响应较慢，控制精度较低，抗偏离能力较差，在不要求高度的控制精度和及快速的响应以及抗偏能力的工矿中气动执行机构是最佳的选择。
电动执行机构 是一种能控制阀体直行程或角行程运动的驱动装置。使用交流电或直流电作为驱动能源。电动执行机构，替代了人工操作，提高了工业自动化生产的效率和可靠性。节省了大量的人工成本和运行成本，省事、方便。电动执行机构控制精度比气动执行器要高。主要缺点：结构较复杂，更容易发生故障，且由于他的复杂性，对现场维护人员的技术要求就相对要高一些；电机运行要产生热，如果调节太频繁，容易造成电机过热，产生热保护，同时也会加大对减速齿轮的磨损；另外就是运行较慢，从调节器输出一个信号，到调节阀响应而运动到那个相应的位置，需要较长的时间。
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外平板车跳板操纵系统的状况 1
1.3 本文主要研究内容 4
1.4跳板设计要求、液压系统的设计原则 4
2 跳板的改装设计 5
2.1跳板结构设计 5
2.2跳板选材 7
3 液压操纵系统的设计 8
3.1油缸支座的设计 8
3.2液压缸的设计 8
3.3液压缸的结构设计 15
3.4活塞杆强度校核 15
3.5液压泵的选择 16
3.6其他辅助元件的设计 16
3.7 取力装置的确定 19
4 液压系统回路设计 23
4.1液压控制系统的设计 23
5 pro/e软件的应用 26
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
平板车又称平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
板拖车、全挂平板车、全挂车、平板挂车等，是现代物流运输重要的工具。具有1）运输效率高：2）制造成本低；3）燃料消耗低：百吨公里燃料消耗比货车单车低40％；4）结构简单，维修方便、维修费用低；5）承重能力强效率高等优势，故使用平板车是提高经济效益最有效而简单的重要手段。
它主要以牵引车、叉车、拖拉机等所提供的牵引动力来行走。平板车的结构较简单，部件不多，但它的设计品质、制造成本已成为平板车市场决定竞争成败的关键! 从国家发展现状，我们可以看到平板车的发展模式主要是朝着模块化、超重化和智能化发展。而平板车跳板的自动操纵系统的提高，会大大的加快平板车的发展进程，并在某些程度上满足当今时代的需求。
即本课题研究的目的在于：设计出合理，高效，节能的操纵系统方案，使之提高重型平板运输车的操作灵敏性，可靠性，安全性，并减轻驾驶员的工作强度，满足当前及未来平板运输车辆自动操纵系统的使用性能要求。
1.2 国内外平板车跳板操纵系统的状况
1.2.1 跳板结构
随着社会工程和物流业的快速发展，以及现代工程作业车、物流运输车等工程车辆的改进、更新，传统式的主要靠人工肩扛肩抬，费事费力、劳动效率低下的装卸货物、特别是沉重货物上下车的方式已经远远落后于运输业的发展水平了，并且传统的装卸货物的方式危险性很高，时常对人身和货物造成伤害。平板车尾部采用跳板来解决长期困扰人们装卸货物的难题。
尾部跳板在欧美发达国家、香港特区等地区的货运车辆的装配率已达70%以上，在欧美发达国家一盛行了三、四十年，上世纪八十年代经港澳传入中国内地并迅速为客户所接受。在国内，虽然装配尾板得到货运车辆在各个领域都有，但所占比例仍然很小。改革开放以来，随着我国国民经济高速发展，物流量成倍的增长，再加上各类型公路的建设的速度加快，公路货运发展得到迅猛的增长，专业运输单位和个体运输经营者如雨后春笋般多了起来，平板车运输更是其中代表。平半车尾部跳板主要是以整体式跳板和折叠式跳板为主，这两类型的平板车应用 最为广泛。图1.1为整体式跳板，图1.2为升降阶梯式跳板。
图1.1 整体式跳板平板车
图1.2 折叠式跳板平板车
图上的尾侧跳板属于液压升降折叠式，包括有车架，车架的尾端铰接有跳板，跳板由上、下节板铰接组成；车架的尾端铰接有液压缸，液压缸活塞杆的端部铰接在下节板的中部附近，上节板的后端与车架的尾端之间有链条，帮助上节板收缩。该型结构简单，将原有的样式改进成上下二节相铰接的跳板结构，增加了跳板长度，同时通过液压缸活塞杆的伸缩来升降跳板，方便了跳板的升降，具有很好的实用价值。
还有过三段式的平板车跳板，但因对车辆负荷过大，收放不便等不利影响，现在一般将原有的三段式跳板改为两段式或整体式，在工程实践中效果良好。
1.2.2跳板的材料选择
运输车跳板的材料一般选择与运输车同样材料，钢的特点如下：承载力大、精度高、使用寿命长、夹缝小、易于施工，深受用户赞誉。其中具有灵活、任意组合、反复利用、钢跳板曾风靡一时；而近来，铝制跳板屡见不鲜，它主要采用的材质是质铝合金和不锈钢材质已及钢铝混合材质制造。铝质跳板的材料采用铝镁合金制成，质轻，强度和钢性比较好，经过表面氧化处理后有很好的防锈防腐性能,同时表面光洁度高又美观，所以现在国际国内跳板上都比较倾向于使用铝制跳板，使用轻便又牢靠。
两者比较而言，钢质跳板，由于自身比较重 ，且容易生锈腐蚀 ，经过热镀锌处理后防锈、防腐性能大大提高，但表面光洁度很难提高，即影响表面美观，目前很少选用了。铝质跳板的材料，采用铝镁合金制成，质轻，强度和钢性比较好，经过阳极氧化处后有很好的防锈防腐性能，同时表面光洁度高又美观，所以现在国际国内都比较倾向于使用铝质跳板。而钢铝质跳板，因制作麻烦又影响美观，使用较少。
欧洲目前几乎90%的尾部跳板是铝制的，采用铝制型材的最大优点是轻量化，于同一型号的钢制尾部跳板相比可以减轻150-200kg的重量。由于国际燃油价格不断上涨，轻量化将最终成为国内尾部跳板的发展趋势。另外，尾部跳板得起轻量化也为减轻整车重量、在增加载重量、降低运输成本带来好处。
目前国内的尾部跳板市场有一定的研发能力，我国在这方面的最大优势是价格便宜，相当于国外产品的一半左右；国内产品的劣势也非常明显，在技术、产品外观以及制造工艺等方面，国内的尾部跳板很难达到国外产品的标准。发达国家的尾部跳板具有产品系列化、制造工艺精湛、发展历史长等三大优势而国内产品相对单一。国内的产品设计单调，为手工焊接，而国外早已采用电控以及人性化设计，并用机械化焊手焊接。
1.2.3 跳板的执行机构
关于操纵跳板的执行机构，种类概括如下，主要有三种：
气动执行机构 现今大多数机械行业所用执行机构为气动执行机构，用气源作动力，气动执行机构比其他类型的执行机构易于操作和校定，在现场也可以很容易实现正反左右的互换。它最大的优点是安全具有防爆功能，当使用定位器时，对于易燃易爆环境是非常理想的。相较之下，比电动和液动要经济实惠，且结构简单，易于掌握和维护。主要缺点是：响应较慢，控制精度较低，抗偏离能力较差，在不要求高度的控制精度和及快速的响应以及抗偏能力的工矿中气动执行机构是最佳的选择。
电动执行机构 是一种能控制阀体直行程或角行程运动的驱动装置。使用交流电或直流电作为驱动能源。电动执行机构，替代了人工操作，提高了工业自动化生产的效率和可靠性。节省了大量的人工成本和运行成本，省事、方便。电动执行机构控制精度比气动执行器要高。主要缺点：结构较复杂，更容易发生故障，且由于他的复杂性，对现场维护人员的技术要求就相对要高一些；电机运行要产生热，如果调节太频繁，容易造成电机过热，产生热保护，同时也会加大对减速齿轮的磨损；另外就是运行较慢，从调节器输出一个信号，到调节阀响应而运动到那个相应的位置，需要较长的时间。
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