毕业设计（论文）-登高平台消防车吊篮调平机构设计.docx

登高平台消防车吊篮调平机构设计BASKET1.EVE1.INGMECHANISMDESIGNFORAERIA1.P1.ATFORMFIRETRUCK摘要登高平台消防车是用来救火和高空救援的全要工具，火灾救险往往都要用到。登高平台消防车的关犍部件之一是吊篮机构，吊篮可用手承栽消防m控制水炮灭火，也可用于救援高处的被困人员等。在消防车伸将伸缩、升降、旋转等过程中，要求吊篮必须时刻水平,口对稳定性的要求非常高。通过传感器和控制电路等设计一套自动调平系统，保证消防车在救援过程中吊篮的水平调平。登高平台消防车出篮调平机构设计，是基于吊篮液压调平系统的研究，闭环反馈电路来调节吊篮的水平,该毕业设计以大型登高平台消防车作为研究对象，首先是消防车的各部分机械结构的设计，对臂架结构的力学性能进行校核，然后对普架结构优化，最后设计液压传动系统，以电液比例调节实现吊篮的自动调平。关键询：登高平台消防车:结构设计:变幅机构：电液比例调平系统AbstractAeria1.p1.atIbnnfiretruckcanextinguishfireandhigh-riserescue,p1.ayinganimportantro1.einfirerescue."hebasketmechanism.asoneofkeycomponentsinaeria1.p1.atformfiretruck.isusedtobeartheweightoffirefighterswhocontro1.sb1.isterstoextinguishthefire.aswe1.1.asrescuewhoarctrapped.Thefiretruckoutriggerisrequiredtomaintainhorizonta1.1.y1.eve1.a1.1.thetimeinthePnxXSSofstretching1.iftingandro1.a1.ing,whicha1.sohashighdemandonstabi1.ity.n>roughthesensorandcontro1.circuit,Idesignasetofautomatic1.eve1.ingsystem,ioensurethat(hebasket1.eve1.duringtherescue.Designofaeria1.p1.atformfiretruckbasket1.eve1.ingmechanismisaresearchbasedonbaskethydrau1.ic1.eve1.ingsystcm.usingc1.osed-1.oopfeedbackcircuittoadjustthe1.eve1.ingofbasket.Anautomatic1.eve1.ingsystemisdesignedtoensurethebasket'shorizonta1.1.eve1.ingduringtherescue.Thispapertakesgiantaeria1.P1.a1.fbrmfirei11ckastheObjCC1.StUdiCSgenera1.designschene.au1.the1.u1.1.ingmechanismasve1.1.,checkthestructureandoptimizeit,eventua1.1.ythee1.ectric-hydrau1.icPrOPoriona1.regu1.atingsystemkeepsthebasketautomatica1.1.y.Keywordsaeria1.p1.atformfiretruckstructuredesign1.uf11ngmechanisme1.ectric-hydrau1.icpHjportiona1.regu1.atingsystem摘要IAbstract111结论11.1登高平台消防车概述I111登高平台消防车特征11.1.2登高平台消防车的结构蛆成11.2国内外登高平台消防车发展现状41.3课题研究背景及意义51.4设计内容安排62登高平台消防车结构部件的设计72.1结构部件设计的思路72.2消防车各部件总体设计概述72.2.1伸缩臂架的强度和刚度校核72.2.2转台的设计102.3稳定性的分析102.3.1下车的稳定性102.3.2作业时稳定性112.4支腿的压力分析121.1 .1四点支撑121.4 .2三点支撑132. 5主要机构的设计思路143登高平台消防车变幅机构设计153.1主臂的优化设计153.1.1 三较点结构分析153.1.2 优化的对象163. 2伸缩臂的优化设计163.1.1 优化的对象163. 2.2力学分析173. 2.3变幅机构优化193. 3伸缩臂变幅机构的强度校核203. 3.1一号连杆的强度校核203. 3.2二号连杆的强度校核203. 4变幅机构优化的总结224液压调平系统设计234.1登高平台消防车液压系统概述234. 2液压设计方案的选择244. 3吊篮调平机构液压方案参数254. 3.1调平液压方案的选择254. 3.2方案的比较274. 4电路设计304. 4.1电路设计的概述304. 4.2电源304. 4.3死区设置304. 4.4载波315. 4.5P1.C芯片型号的选用316. 4.6传感器信号输入端口分配317. 4.7调平信号输出端口分配318. 4.8P1.C电路工作流程31结论33致谢34参考文献351绪论1.1 登高平台消防车概述登高平台消防车是用来救火和高空救援的消防专用工具军，能够应对高层建筑的失火危险以及自然灾害中队高层被困人员的救援。随着高空救援以及高层建筑的增多，消防车在变幅性能和举升高度的要求也越来越高。11.1登高平台消防车特征登高平台消防车有以卜特征：(1)应用范用广(2)作业区域大(3)灵动，响应迅速，很使r转向，拐弯半径小，通过性能优良。能够满足消防及时出警的需求。1.1.2登高平台消防车的结构组成登高平台消防车主要结构有专用底盘、回转工作台、伸缩眄、变幅机构和电液调平系统。(1)登高平台消防车的底就登海平台消防车为了应对紧急的出警情况，通常要求其能在不同路况下平稳工作，并且能够流畅的实现转弯.原因在F大型登高平台消防车底盘所使用的是专用于消防车辆的底盘，故有响应迅速，拐弯半径较小，行驶性能优良的优势。(2)登高平台消防车的转台机构转台上面有伸缩得架、变幅机构、回转机构，是联接上卜.车的关键机构，对其工程力学参数要有严苛限制。(3)消防车的伸缩臂架结构作为消防车极为关键的部件,伸缩臂的力学性能校核计算往往十分必要普架的伸缩以及工作仰角的改变，吊篮的变幅从而实现吊篮的升降,把消防员抬升到相应的高空位置.登高平台消防车的伸缩臂校核计算需要注意计算方法和理论，国际上对于登高平台消防车研究很久的机构，有自身完善的分析方法和成熟的系统理论。已经运用很久的有限元分析法，能够通过全面的分析计匏，有效的改善消防车的整体性能。(4)登高平台消防车的变幅机构以液压缸为动力源，通过液压传动，使伸缩臂绕后面的校点摆动改变仰角，实现摆动式变幅。(5)登高消防车的电液调平机构登高消防车的调平机构是逐步发展的，从原理上来说，分为吊篮玳力作用调平机构、连杆对边平行调平机构、液压缸机械调平机构、液压缸伺服调平机构和电液自动比例调平机构.1）吊篮重力作用调平机构自重调平机构是利用吊篮自理来实现自动调平，设计巧妙、结构荷维。臂杆通过钦点与工作平台较接，钦点位于重心的上方，靠;近吊篮顶部。当吊篮内有负我时，不论上升还是下降吊篮自重及负载在重力作用下使得吊篮自动水平。虽说自S：调平很便利，但容易晃动，操作时要使用锁禁机构固定，具体实践中会带来麻烦.2）连杆对边平行调平机构连杆对边平行调平机构原理如图1-1所示。图中的两段连杆，可以看作者杆，固联在一起。在吊篮上升和卜降的过程中，臂杆运动中相对的回转平台和吊篮始终能保持平行，吊篮也就能一直保持与地面水平。1.回转平台2.下连杆3.上连杆4.吊篮图1-1连杆对边平行调平机构3）液压缸机械调平机构这种调平方式是通过液压缸来实现工作平台的调平。通过换向阀驱动液压缸调整吊篮的倾角回到水平位置。该调平机构较为可靠，但调平不能连续，需要手动调节，有误差且精度往往不高.4）液压缸伺服调平机构液压缸伺服调平机构是在液压缸机械调平的基地之上，加以一组调平的伺服液压缸。调平原理如图1-2所示，一起调节水平的液压缸参数相同，通过液压网路调平.1.转台2.骨架3.调平液压缸【4.无杆腔连结油路5.有杆腔连结油路6.调平液压缸I1.7.工作平台图1-2伺眼液压打调平机构5）电液比例调平机构电液调平机构是运用传感器技术，感知平台的倾斜度，并通过控制电路输出电流信号,信号经过放大、比较'差分，辘出电信号控制液压电磁阀，实现液压缸的进给，调整工作平台的水平。下图1-3就是液压回路的走向。31.水平传感器2.工作平台3.普架4.调平液压缸5.平衡阀6.电液比例阀7.放大比较器图1-3电液比例调平原理图1.2国内外登高平台消防车发展现状(1)国外登高消防车发展现状在国外，登高平台消防车有很久的发展历史，大概始于上世纪50年代。芬兰的BrontoSky1.ift,奥地利的Rosenbeauer.德国的Magirus和Sides等，是世界主要的登高平台消防车生产商。国际上主流产品的举升高度均已超过了80米。登高消防车的生产在西方国家己经是较为成熟的行业，绝大部分消防车公司有制造重型机械丰宫的经脸。登高平台消防车享誉全球的供应商：来自芬兰的BrOntO公司，该公司产品一直走在时代的前列，控制理念先进，作业过程平桎，消防车整机的寿命长，尤为重要的是安全限位控制技术十分可靠。广受称赞的产品为112H1.A,故高能举升至112米-目前亚洲范困内只有杭州萧山消防支队配备该消防车。(2)国内同类产品发展现状总体上来说，国内的登高平台消防车的发展时间还是很短。1985年后才开始进口国外己成熟的登高消防车，十多年后才慢慢走向市场，目前正处丁不断尝试的发展阶段。国外的知名厂家大多都是有丰富的大型机械结构件的加工经股，基础部件都能在以前公司的产品之上有很大的共同性。例如Bronto1Rosenbauer前身就是做汽车起重机的，像下车的底盘支撑，回转工作台都是有很成熟的设计思路与改进方案。国内主要生产厂家如F：徐工集团徐州建型机械有限公司:CDZ32,CDZ40,CDZ53,1)G68,DG881.3 课题研究背景及意义登高平台消防车是用来救火和高空救援的消防专用工具车，能够应对高乂建筑的失火危险以及自然灾害中队高层被困人员的救援。随着高空救援以及高层建筑的增多，消防车在变他性能和举升高度的要求也越来越高。近些年施着国内经济的快速发展，都市高层建筑越来越多，现有产品还无法完全满足登高消防车的当前功能需求。但现实情况是，我国的大型登高平台消防车多数依赖进11.由于大型起盘机以及登高消防车的起步太晚，加之国内大型结构件加工工艺的水平有限，故登高'消防车的举升高度一直难以突破。虽然前几年徐工集团开发rIXnooM系列创下r亚洲第一，但和国外的超高型BrontoSky1.ift仍有不小的差距。无论是承重汽车的自主研发能力，还是对底盘,举升的液压系统的改进都有着明显的差距。关键部件，例如发动机,液压元件，整车的制