清障車液壓系統(tǒng)設計與建模研究

1、<p>　　河 北 工 業(yè) 大 學</p><p>　　畢業(yè)設計說明書(論文) </p><p>　　作 者： 馬松 學 號： 100268 </p><p>　　學 院： 機械工程學院 </p><p>　　系(專業(yè))：

2、 車輛工程 </p><p>　　題 目： 清障車液壓系統(tǒng)設計與建模研究 </p><p>　　指導者： 王金剛 教授 </p><p>　　(姓 名) (專業(yè)技術職務)</p><p>　　評閱者：

3、 </p><p>　　(姓 名) (專業(yè)技術職務)</p><p>　　2014 年 5 月 23 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）中文摘要</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展以及計算機在科學領域的應用，機械領域中的虛擬樣機技術也得到了很大的發(fā)展和突破。虛擬樣機技術的開發(fā)與利用不但節(jié)

4、省了產(chǎn)品的設計費用，而且支持團隊并行設計從而縮短設計周期。因此虛擬樣機技術能大大提高產(chǎn)品的質量和性能。所以本次設計采取的主要是虛擬樣機技術對產(chǎn)品進行設計。</p><p>　　本次設計介紹了運用虛擬樣機技術對產(chǎn)品的設計過程，主要是使用CAD、UG軟件，對清障車的液壓系統(tǒng)進行設計與建模研究。液壓系統(tǒng)是清障車的主要工作系統(tǒng)，借助于液壓系統(tǒng)，將事故車拖拽到清障車的貨箱上并拖離公路，以便盡快恢復交通秩序。因此，液壓系統(tǒng)設

5、計的好壞直接影響到清障車的性能和工作的可靠性。設計過程中對已有的清障車進行廣泛的調研，并根據(jù)已有資料完成清障車液壓系統(tǒng)的設計，利用CAD對清障車的液壓系統(tǒng)各個部件的結構形式及尺寸建立二維圖,在此基礎上利用UG建立清障車液壓系統(tǒng)各個部件的三維圖，并進行裝配，為進行仿真研究提供條件。</p><p>　　關鍵字:清障車液壓系統(tǒng)，虛擬樣機技術，CAD,UG</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）外

6、文摘要</p><p><b>　　目次 </b></p><p>　　1 引言 ……………………………………………………………………… 1 </p><p>　　1.1 清障車國內外發(fā)展狀況…………………………………………… 1<

7、/p><p>　　1.2 本文研究的主要內容和工作要求 ………………………………… 2</p><p>　　2 清障車的概述……………………………………………………………… 4</p><p>　　2.1 清障車的結構形式及其應用………………………………………… 4</p><p>　　2.2 清障車及其液壓系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)與設計要求…

8、…………………… 7</p><p>　　3 液壓系統(tǒng)的設計與尺寸計算……………………………………………… 8</p><p>　　3.1 液壓系統(tǒng)的原理圖的擬定…………………………………………… 8</p><p>　　3.2 吊臂的受力分析……………………………………………………… 8</p><p>　　3.3 變幅液壓

9、缸參數(shù)的確定……………………………………………… 9</p><p>　　3.4 吊臂伸縮液壓缸參數(shù)的確定………………………………………… 10</p><p>　　3.5 折臂液壓缸參數(shù)的確定……………………………………………… 11</p><p>　　3.6 拖臂液壓缸參數(shù)的確定……………………………………………… 12</p>&

10、lt;p>　　3.7 支腿液壓缸受力分析及參數(shù)確定…………………………………… 13</p><p>　　3.8 絞盤型號確定………………………………………………………… 15 4 利用UG軟件對清障車液壓系統(tǒng)進行實體建?！?21</p><p>　　4.1 UG軟件的簡介………………………………………………………… 21</p>&

11、lt;p>　　4.2 清障車液壓系統(tǒng)的建模……………………………………………… 22</p><p>　　結論 …………………………………………………………………………… 32 </p><p>　　致謝 …………………………………………………………………………… 33 </p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………

12、………………… 34 </p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　清障車是指完成道路事故車輛托運轉移任務的專用汽車。隨著我國汽車保有量的迅速增加，這種專用汽車的應用前景越來越廣。液壓系統(tǒng)是清障車的主要工作系統(tǒng)，借助于液壓系統(tǒng)，將事故車拖拽到清障車的貨箱上并拖離公路，以便盡快恢復交通秩序。因此，液壓系統(tǒng)設計的好壞直接影響到清障車的性能和工作的

13、可靠性。</p><p>　　清障車的發(fā)展史比較短，它起源于美國，早在20世紀50年代就生產(chǎn)了世界上第一輛清障車，這也是道路清障車發(fā)展的開端。清障車主要用于排除道路障礙、清理事故車輛、整理城市環(huán)境、給駕駛員提供幫助和救援服務。其應用范圍較廣，大部分應用于公路、高速公路、城市建設和機場【1】。</p><p>　　我國目前還是一個發(fā)展中國家，除了東部以外，西部、中部不少地區(qū)還比較貧窮落后，衛(wèi)

14、生設施、城鎮(zhèn)、公路、鐵路等多方面仍有待建設，這無形中也給清障車的發(fā)展提供了很大的空間，隨著近年來城市交通的發(fā)展和車輛擁有的增多，交通事故的頻繁發(fā)生，因此，提高清障車的生產(chǎn)能力和研究技術，跟上世界的發(fā)展趨勢將是我們所追求的【2】。然而，液壓系統(tǒng)是清障車的主要工作系統(tǒng)，借助于液壓系統(tǒng)，將事故車拖拽到清障車的貨箱上并拖離公路，以便盡快恢復交通秩序。因此，液壓系統(tǒng)設計的好壞直接影響到清障車的性能和工作的可靠性。所以，提高清障車的工作性能主要是要

15、提高清障車的液壓系統(tǒng)。</p><p>　　1.1 清障車國內外發(fā)展情況</p><p>　　國內外清障車技術現(xiàn)狀：我國80年代末期開始引進和仿制清障車，從國外清障車發(fā)展的第三階段開始起步，起點較高，走了一條引進技術與自主開發(fā)相結合的道路。無論是研發(fā)技術還是生產(chǎn)能力，我國企業(yè)都能滿足國內市場需求。但是與世界先進水平相比還是有一定的差距。主要表現(xiàn)在：（1）國內目前基本使用載貨汽車的二類底盤改

16、裝清障車，據(jù)了解，只是因為各類汽車底盤不能大批量被采購應用，所以不愿意投入資金和精力去開發(fā)。因此，清障車上裝與底盤的匹配不盡合理，底盤的作業(yè)能力未有得到充分發(fā)揮。（2）產(chǎn)品開發(fā)主要還處于模仿階段，自主開發(fā)的品種不多。多數(shù)企業(yè)由于生產(chǎn)量少，為減少成本，仍然采用原始的手工作坊式技術，導致產(chǎn)品外形比較粗糙，只有少數(shù)生產(chǎn)量大的企業(yè)，采用等離子或激光等技術，保證產(chǎn)品的下料尺寸準確，減少毛坯因受熱變形。（3）智能化監(jiān)控。目前國內清障車的技術，僅僅滿

17、足基本的施救和清障，智能化的監(jiān)控儀器應用較少【2】。</p><p>　　國內外清障車發(fā)展趨勢：人性化設計和個性化服務是國外目前的發(fā)展趨勢。國外的清障車，技術方面非常成熟，尤其是美國清障車技術經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，其主要結構技術的創(chuàng)新與改進已經(jīng)很小，現(xiàn)今清障車產(chǎn)品的技術研發(fā)，主要集中在人性化的設計和個性化的服務發(fā)面。另外上裝輕量化也是目前清障車的發(fā)展趨勢，隨著全球環(huán)境惡化和能源危機的日益加劇，汽車輕量化設計作為實現(xiàn)

18、節(jié)能減排的最有效措施之一，國外平板大量采用鋁合金型材加普通鋁板制造，會越來越受到企業(yè)和用戶的重視。我國清障車技術今后還將在一下幾個方面進行改進和優(yōu)化。（1）底盤專用化。為了達到清障車對底盤的專門要求，需要研發(fā)一系列專用的二類底盤，使整車與上裝的匹配更加合理，使軸距及前后橋的設計承載能力更強，最大限度地發(fā)揮底盤性能。（2）設計、生產(chǎn)、實驗手段采用新技術。國內清障車設計還在研究和仿制國外主流產(chǎn)品，主要是在運用Auto CAD或國產(chǎn)電子圖版進

19、行二維設計，美國米勒公司的清障車設計已邁向3D CAD設計。用3D原型圖，進行工裝、家具和檢具的設計、校準和驗證，提高了產(chǎn)品開發(fā)質量和成功率，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，實際上也相應降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。（3）生產(chǎn)自動化。目前</p><p>　　1.2 本文研究的主要內容和工作要求</p><p>　　學習了解清障車的工作原理和工作內容，收集大量有關的資料對清障車的液壓系統(tǒng)有初步的認識，并根據(jù)給

20、出的數(shù)據(jù)和掌握的專業(yè)知識設計清障車的液壓系統(tǒng)并對其建模。</p><p>　?。?）完成清障車液壓系統(tǒng)的設計工作；</p><p>　?。?）完成清障車液壓系統(tǒng)的建模工作；</p><p>　?。?）完成設計計算說明書的撰寫工作；</p><p>　?。?）提供清障車液壓系統(tǒng)總圖和有關零件圖等二維圖紙；</p><p>

21、;　?。?）提供清障車液壓系統(tǒng)的三維模型；</p><p>　?。?）提供包含清障車液壓系統(tǒng)三維模型和有關設計計算內容的設計計算說明。</p><p><b>　　2.清障車的概述</b></p><p>　　2.1 清障車的結構形式及其應用</p><p>　　清障車是裝備有其中、托舉、拖曳等設備，用于清除道路障礙的專

22、用汽車（GB/T17350-1998）。這里說的“道路障礙物”絕大部分是指停留在道路上影響交通暢通的各種車輛【3】。</p><p>　　要清除道路上停留的不同類型的車輛是不是用同一種作業(yè)裝置就能將其拖走呢？答案是不能的。比如轎車根據(jù)其體積小、質量輕、底盤離地間隙小的特點，可以采取抱起其輪胎的方式將其拖走；或者干脆直接將其牽引到清障車的平板上將其背走。但用同樣的方法對幾十噸重的載貨汽車就不好用或者根本就不能用了。

23、這就根據(jù)不同類型的車輛產(chǎn)生了不同的作業(yè)裝置。下面介紹清障車作業(yè)裝置常見的結構形式和應用【3】。</p><p>　　1 托吊分離型 托吊分離型即吊臂和拖臂可以單獨工作，互不影響。托吊分離型又包含吊臂旋轉和不旋轉兩種形式。</p><p>　　1.1 臂旋轉的托吊分離型清障車 該車一般為4軸或5軸的重型清障車（圖1）。吊臂通過主軸安裝在回轉臺上，回轉臺帶動起重臂實現(xiàn)3600回轉。吊臂

24、一般分為兩節(jié)臂或三節(jié)臂，可以自由伸縮。在舉升油缸的作用下，吊臂還可以繞主軸在一定范圍內起吊?；剞D臺后座上安裝了兩個液壓絞盤，協(xié)助吊臂實現(xiàn)拖拽和起吊的功能。吊臂負責將被拖車輛從不便拖牽的位置轉移到便于拖牽的位置，或將已傾翻的車輛擺正以便于拖牽。</p><p>　　托舉裝置作為清障車作業(yè)裝置中最重要的執(zhí)行元件，負責將被拖車輛拖走。它由三部分組成：托舉機構、擺動臂和托具。托舉機構是實現(xiàn)擺動臂上下移動和擺動的裝置，當擺

25、動臂通過托具將被拖車輛固定好后，由托舉機構將被拖車輛托離地面一定距離并使擺動臂上擺一個小角度（約70），這個小角度可以很大程度上避免被拖車輛的滑脫和保險杠等部件的損壞（圖2）。托具即是拖車用的工具，它的一端與擺動臂用銷軸連接，為了清障車拖車行駛時轉彎的需要，托具可以水平小角度擺動。托具的另一端是托叉座，根據(jù)拖被拖車的不同位置選擇相應的托叉裝入托叉座即可（圖3）。根據(jù)拖被拖車的不同位置托叉分為板簧托叉、前橋托叉、縱梁托叉、輪胎托叉、板簧前

26、耳座托叉等【3】。</p><p>　　吊臂旋轉的托吊分離型清障車應用比較廣泛，作業(yè)對象絕大多數(shù)是中重型載貨汽車、大中型客車、重型載貨汽車及超重型半掛汽車列車等。它也可以拖牽中小型車，但考慮拖牽成本，一般不使用。</p><p>　　1.2 吊臂不旋轉的托吊分離型清障車 該型清障車一般為2軸或3軸的中型清障車（圖4）。與吊臂旋轉的托吊分離型清障車相比較，它沒有回轉臺，吊臂不能回轉，吊臂座

27、固定在車架上，2個液壓絞盤安裝在吊臂上，除此之外其它功能基本相同。吊臂不旋轉的托吊分離型清障車應用不是很廣泛，它有被托吊聯(lián)體型清障車取代的趨勢，作業(yè)對象一般是輕型載貨汽車、微型客貨車、中重型載貨汽車、大中型客車等【3】。</p><p>　　2 托吊聯(lián)體型 </p><p>　　該型清障車系吊臂與拖臂聯(lián)結一體，一般為2軸或3軸的中重型清障車（圖5）。該車的吊臂與吊臂不旋轉的托吊分離型清

28、障車的吊臂結構相仿，都沒有回轉臺，吊臂不能回轉，吊臂座固定在車架上，2個液壓絞盤安裝在吊臂上。但車的最大特點就是吊臂下連接一個副臂，該副臂起到了托舉機構的功能，大大降低了該車的制造成本。當擺動臂通過托叉將被托車輛固定好以后，只需輕輕舉升吊臂就能將被拖車輛托起，且擺動臂自然形成了一個上擺的小轉角，對避免被拖車輛的滑脫和保險杠等部件的損壞很有好處（圖6），可見該車的操作很方便。</p><p>　　托吊聯(lián)體型清障車很

29、受用戶歡迎，在中重型清障車里占有很大的市場份額。作業(yè)對象一般是中重型載貨汽車、大中型客車、輕型載貨汽車、微型客貨車等【3】。</p><p><b>　　3 平板背拖型</b></p><p>　　該型清障車系通過牽引或吊舉車輛至平板上進行背載運輸，同時還能進行拖載運輸（圖7）。由圖便可看出該行車的最大特點：一車拖二，同時可以將兩輛車拖離現(xiàn)場，而且該型車總質量小，省

30、油，操作方便。但是該車也有很大的拖車局限性，由于該車載質量小，故只能背拖轎車、微型客貨車等總質量小的車型。</p><p>　　該車的作業(yè)裝置是怎樣實現(xiàn)一車拖二的呢？托舉裝置拖車就不用細說了，和前面所述一樣。這里主要講講背載車輛如何背載，從前面解釋可以體會得到是“通過牽引或吊舉車輛至平板上進行背載運輸”。吊舉好理解，就是用起吊裝置將被拖車吊到平板車廂上。那么牽引呢？如圖8所示，該型車的平板車廂是可以在一個固定軌道

31、上前后滑移的，由一個行程3米左右的水平拉缸控制，而這個固定軌道又可以帶著平板車廂在推缸的作用下繞著鉸鏈軸擺轉。當需要背載車輛時，擺動臂先放下適當位置，避免與車廂干涉，然后平板車廂向后滑移所需距離，固定軌道擺轉至車廂尾端接地，這時由于被拖車輛前懸較低，一般要求車廂與地面夾角小于110，防止牽引時被拖車輛前懸與車廂接觸。液壓絞盤將被拖車輛牽引到車廂的合適位置后，收回車廂，放下軌道，收起擺動臂，將被拖車輛固定好背走，背載作業(yè)完成【3】。<

32、;/p><p>　　2.2清障車及其液壓系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)與設計要求</p><p>　　3 液壓系統(tǒng)的設計與尺寸計算</p><p>　　3.1 液壓系統(tǒng)的原理圖的擬定</p><p>　　清障車液壓執(zhí)行裝置，包括變幅液壓缸兩個、吊臂伸縮液壓缸一個、折臂液壓缸一個、托臂液壓缸兩個、支腿液壓缸兩個、絞盤液壓馬達兩個。</p><

33、p>　　液壓執(zhí)行裝置由一個7聯(lián)的手動換向閥統(tǒng)一控制，其中變幅液壓缸、吊臂伸縮液壓缸、折臂液壓缸、兩個液壓絞盤分別都裝有平衡閥，作用是使執(zhí)行機構失去壓力之后停留在指定位置不動。支腿液壓缸以及托臂伸縮液壓缸裝有雙向液壓鎖，作用是鎖止執(zhí)行機構，防止機構在外力作用下動作。圖3.1為根據(jù)執(zhí)行機構動作要求擬定的液壓系統(tǒng)原理圖【4、5、6】。</p><p>　　圖3.1 液壓系統(tǒng)原理圖</p><

34、;p>　　3.2 吊臂的受力分析</p><p>　　圖3.2為清障車吊臂油缸以及變幅液壓缸的受力簡圖，該工況是吊臂最大吊起高度為5m，吊起重量為2000kg時的受力情況。</p><p>　　圖3.2 吊臂受力示意圖</p><p>　　根據(jù)吊臂受力以及力矩平衡原理列出方程，解得：</p><p>　　F2=277667N

35、 F3=167149N</p><p>　　其中：吊臂質量G=1490kg</p><p>　　最大起吊質量F1=20000kg</p><p><b>　　L1=8110mm</b></p><p><b>　　L2=2968mm</b></p><p><b>

36、　　L3=4018mm</b></p><p><b>　　θ1=700</b></p><p>　　θ2=650【7】。</p><p>　　3.3 變幅液壓缸參數(shù)的確定</p><p>　　變幅液壓缸無桿腔的最大壓力為 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><

37、p>　　最大行程時液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　變幅液壓缸所需總流量（兩個變幅液壓缸） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　式中：t-液

38、壓缸至最大行程所需時間，t=60s</p><p>　　變幅液壓缸最大排量（兩個變幅液壓缸） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。=2 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　3.4 吊臂伸縮液壓缸參數(shù)的確定</p><p

39、>　　根據(jù)液壓缸的標準系列選擇吊臂伸縮液壓缸徑為140mm，活塞桿直徑為80mm，其液壓缸行程為3400mm。</p><p>　　吊臂液壓缸無桿腔最大壓力為 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　最大行程時液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　活塞桿完全縮回時液

40、壓缸的容積（有桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　吊臂液壓缸所需總流量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　式中：t-液壓缸至最大行程所需時間，t=60秒</p><p>　　吊臂液壓缸最大排量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><

41、;p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。= \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。【7】。</p><p>　　3.5 折臂液壓缸參數(shù)的確定</p><p>　　拖車部分由一個折臂液壓缸、兩個托臂液壓缸組成</p><p>　　最大起吊質量12370kg</p><p>　　折臂液壓缸參數(shù)確定：<

42、;/p><p>　　根據(jù)液壓缸的標準系列選擇折臂液壓缸徑為90mm，活塞桿直徑為50mm的折臂液壓缸，根據(jù)工作機構位置要求行程450mm。</p><p>　　折臂液壓缸無桿腔的最大壓力為 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　最大行程時液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p>

43、<p>　　活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　折臂液壓缸所需總流量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　式中：t-液壓缸至最大行程所需時間，t=60s</p><p>　　折臂液壓缸最大排量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未

44、找到引用源。：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。= \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　3.6 拖臂液壓缸參數(shù)的確定</p><p>　　對于托臂液壓缸來說，設清障車在清障行走時速度為40km/h，假設清障車遇到突發(fā)事件需要緊急制動，設4秒鐘可以將車制動住，則加速度a=2.78m/s,該清

45、障車額定托牽質量為32000kg。</p><p>　　則計算可得液壓缸受力為：F4=88960N</p><p>　　根據(jù)液壓缸的標準系列選擇托臂液壓缸徑為90mm，活塞桿直徑為50mm的托臂液壓缸，根據(jù)工作機構位置要求一節(jié)液壓缸行程為670mm，另一節(jié)液壓缸行程為770mm。</p><p>　　托臂液壓缸無桿腔的最大壓力為 \* MERGEFORMAT 錯誤

46、!未找到引用源。</p><p>　　770mm行程液壓缸最大行程時液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　670mm行程液壓缸最大行程是液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　770mm行程液壓缸活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔） \* M

47、ERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　670mm行程液壓缸活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　托臂液壓缸所需總流量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　式中：t-液壓缸至最大行程所需時間，t=60s</p>

48、<p>　　折臂液壓缸最大排量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。= \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源?！?、9、10】。</p><p>　　3.7 支腿液壓缸受力分析及參數(shù)確定</p><p>　　支腿液壓缸需要以前輪為支點，支起整車質量與

49、滿載質量。其受力示意圖如下：</p><p>　　圖3.4 支腿液壓缸受力圖</p><p>　　一個支腿液壓缸的受力為 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　根據(jù)液壓缸的標準系列選擇支腿液壓缸徑為125mm，活塞桿直徑為70mm的支腿液壓缸，根據(jù)工作機構位置要求行程580mm。</p><p>　　支腿液

50、壓缸無桿腔的最大壓力為 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　最大行程時液壓缸的容積（無桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　活塞桿完全縮回時液壓缸的容積（有桿腔） \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　支腿液壓缸所需總流量 \* MERGEFO

51、RMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　式中：t-液壓缸至最大行程所需時間，t=60s</p><p>　　支腿液壓缸最大排量 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。= \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源?！?1】。</p><p

52、>　　3.8 絞盤型號確定</p><p>　　對于液壓絞盤來說最大起吊重量為G=10000kg，鋼絲繩的拉力為F=Gg=10000N。</p><p>　　圖3.5 液壓絞盤受力圖</p><p>　　經(jīng)計算，絞盤液壓馬達需要在行星齒輪降速增扭之后提供9310Nm的轉矩，綜合絞盤的各種要求，選擇如下圖所示的液壓絞盤系統(tǒng)，該系統(tǒng)回路連接平衡閥，防止液壓絞盤

53、在突然失重的情況下快速下落，另外閥塊上部M14的接頭與制動器外接油口M14的接頭用油管連接。制動器梭閥取得壓力油后使彈簧壓縮，液壓馬達處于正常工作狀態(tài)，當突然失重時，彈簧伸出，對液壓馬達進行制動。其原理圖如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 絞盤液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　正常情況下閥塊平衡閥調節(jié)口朝外側安裝，如果改變出繩方向時，可將閥塊平衡閥調節(jié)口朝內側安裝，進出油口

54、位置不變。</p><p>　　綜上所述選擇江陰中新工程設備有限公司的YJP100系列液壓絞盤。其圖片和參數(shù)分別如圖3.7和表3.2所示。</p><p>　　圖3.7液壓絞盤圖片</p><p>　　表3.2液壓絞盤參數(shù)表</p><p>　　液壓缸選取完之后，液壓系統(tǒng)中還需要對液壓系統(tǒng)的動力單元、比例換向閥、電動單向閥、雙向液壓鎖、管路、

55、油箱、液壓油進行選取，下面分析對其進行選取。</p><p>　　(1) 液壓動力單元的選取</p><p>　　液壓泵要求可以使兩組液壓缸同時動作</p><p>　　液壓泵的最大工作壓力 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。為：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源?！畲笠簤焊资芰?lt;

56、/p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源?！偟墓苈窊p失（這里取0.5MPa）</p><p>　　由此確定液壓泵額定工作壓力為16MPa</p><p>　　液壓泵的輸出流量應為：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。52.31 \* MERGEFORMAT 錯誤!未找到引用源。&l

57、t;/p><p>　　K—系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般K=1.1-1.3；</p><p>　　由此，選擇榆次液壓有限公司CB-型齒輪泵，排量為30ml/r，額定壓力為16MPa，最高壓力為20MPa，額定轉速為2000r/min，最高轉速為3000r/min【12】。</p><p>　　(2)換向閥與控制閥的選取：</p><p>　　根據(jù)其工作壓力，

58、額定流量大小選定了電磁比例換向閥、雙向液壓鎖、平衡閥。其中電磁比例換向閥為派克VG35型7聯(lián)多路換向閥。</p><p>　　工作壓力：p=160 bar,額定流量Q=60 L/min。</p><p>　　圖3.8 多路換向閥</p><p>　　雙向液壓鎖為寧波東海液壓公司產(chǎn)品，型號為SXY6-1。</p><p>　　工作壓力：p=21

59、MPa，額定流量Q=15 L/min。</p><p>　　圖3.9 雙向液壓鎖</p><p>　　平衡閥選擇寧波漢商液壓有限公司hov型平衡閥</p><p><b>　　圖3.10 平衡閥</b></p><p>　　(3)油箱尺寸的確定</p><p>　　在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系

60、統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，液壓油不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。</p><p>　　所需油箱容積（最大值，所有液壓缸均為最大行程）</p><p>　　考慮液壓絞盤的液壓油供應，以及管路液壓油，最終確定油箱尺寸為長為520mm，寬為550mm，高為600mm。</p><p><b>　　(4)液壓油的選取

61、</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)的最大工作壓力為16MPa,液壓油選擇抗磨液壓油。冬季用32#抗磨液壓油，夏季使用46#抗磨液壓油。</p><p>　　(5)液壓管路的確定</p><p>　　管道的材料一般推薦采用15號、20號的薄壁無縫鋼管、和拉制紫銅管。鋼管承受的工作壓力較高，價廉，所以本系統(tǒng)主要采用鋼管。 </p><

62、p>　　油管直徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。 油管的內徑d按下式進行計算：</p><p>　　式中：d—— 管道直徑（mm）； </p><p>　　q —— 液體流量（L/min）； </p><p>　　v —— 允許流速，按金屬管內油液推薦流速值選用，吸油管路取 v =0.6～1.3m/s,壓力

63、管路取v=2～7m/s。 </p><p>　　管道的壁厚可根據(jù)工作壓力由下式計算得出</p><p>　　式中：d—— 油管內徑（mm）； </p><p>　　p —— 工作壓力，取16MPa；</p><p>　　—— 許用應力（MPa），對于鋼管≤98.1MPa</p><p>　　綜上所述，液壓泵供及回油管路

64、用鋼管外徑為18mm的鋼管，壁厚為2mm。折臂、托臂、變幅油缸供油與回油路用鋼管外徑為12mm的鋼管，壁厚為2mm。液壓絞盤、吊臂伸縮供油與回油路用14mm的鋼管，壁厚為2mm。</p><p>　　在液壓鋼管無法布置部位采用具有兩層鋼絲編織層的液壓膠管，其中液壓泵吸油軟管外徑為34mm，供油軟管為28mm。其他鋼管與軟管連接12mm鋼管對應連接18mm液壓膠管。14mm鋼管對應連接24mm軟管。</p&g

65、t;<p>　　具體布置與鋼管、軟管直徑，外購件、標準件的詳細列表詳見“清障車液壓系統(tǒng)布置圖”。 </p><p>　　4 利用UG軟件對清障車液壓系統(tǒng)進行實體建模</p><p>　　4.1 UG軟件的簡介</p><p>　　Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無

66、縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設計與制造。UG面向過程驅動的技術是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關鍵技術,在面向過程驅動技術的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。 不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設計功能；而且，在設計過程中可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其

67、后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/OPen GRIP，UG/open API簡單易學，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點：</p><p>　　l）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了CAD/CAE/CAM等各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實施并行工程。</p><p>　　2）采用復合建模技術，可將實體建模、曲面建模、線框建模、

68、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。</p><p>　　3）用基于特征（如孔、凸臺、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型基礎，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設計辦法，并能用參數(shù)驅動。</p><p>　　4）曲面設計采用非均勻有理B樣條作基礎，可用多種方法生成復雜的曲面，特別適合于汽車外形設計、汽輪機葉片設計等復雜曲面造型。</p><p>　　5）出圖功

69、能強，可十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按ISO標準和國標標注尺寸、形位公差和漢字說明等。并能直接對實體做旋轉剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強了繪制工程圖的實用性。</p><p>　　6）以Parasolid為實體建模核心，實體造型功能處于領先地位。目前著名CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實體造型基礎。</p><p>　　7）提供了界面良好的二次開發(fā)工具GR

70、IP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通過高級語言接口，使UG的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結合起來。</p><p>　　8）具有良好的用戶介面，絕大多數(shù)功能都可通過圖標實現(xiàn)；進行對象操作時，具有自動推理功能；同時，在每個操作步驟中，都有相應的提示信息，便于用戶做出正確的選擇【13】。 4.2 清障車液壓系統(tǒng)的建模<

71、/p><p>　　通過對清障車液壓系統(tǒng)各個部件的尺寸形狀的分析，根據(jù)已經(jīng)用CAD畫好的二維圖，開始用UG軟件繪制液壓系統(tǒng)的三維圖。各部件的建模過程如下：</p><p>　　下面以液壓鋼管7建模為例。</p><p>　　首先打開UG軟件，點擊“新建”</p><p>　　圖4-1 新建模型界面圖</p><p>　　選

72、擇模型進入建模界面，點擊“草圖”，根據(jù)液壓鋼管7的數(shù)據(jù)繪制草圖。如圖4-2所示，然后點擊“完成草圖”進入實體建模界面，利用“沿引導線掃略”工具，最終得到液壓鋼管7實體模型，如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-2 液壓鋼管7草圖</p><p>　　圖4-3 液壓鋼管7實體圖</p><p>　　建立其他零件時的步驟與液壓鋼管7的步驟基本一樣，細節(jié)部分要根

73、據(jù)模型的特點采用適當?shù)慕９ぞ?。液壓鋼管的三維圖比較多但大體都差不多就不一一列舉了，主要舉出清障車液壓系統(tǒng)其他零部件模型如圖所示。</p><p>　　圖4-4 液壓系統(tǒng)多路換向閥</p><p><b>　　圖4-5 絞盤</b></p><p>　　圖4-6 三通接頭</p><p>　　圖4-7 拖臂液壓缸

74、</p><p><b>　　圖4-8 液壓缸</b></p><p>　　圖4-9 焊接管接頭</p><p>　　圖4-10 扣卡式管接頭</p><p>　　圖4-11 支腿雙向液壓鎖</p><p>　　圖4-12 折臂液壓平衡閥</p><p>　　圖4

75、-13 絞盤專用平衡閥</p><p>　　圖4-14 拖車臂雙向液壓鎖</p><p>　　圖4-15 液壓泵</p><p><b>　　圖4-16 油箱</b></p><p>　　圖4-17 液壓系統(tǒng)總布置圖（二維）</p><p>　　圖4-18 液壓系統(tǒng)總布置圖</

76、p><p><b>　　結論</b></p><p>　　虛擬樣機技術的開發(fā)與利用，為機械行業(yè)的發(fā)展與功能的創(chuàng)新開辟了一條新的方法。本文主要是利用Auto CAD 、UG輔助設計軟件，完成了一些較為完整的液壓系統(tǒng)的設計與建模。</p><p>　　本文主要是以清障車液壓系統(tǒng)為研究對象，主要練習了對液壓系統(tǒng)發(fā)面知識的了解與學習并且掌握了液壓系統(tǒng)的整體

77、布置并能熟練的利用CAD軟件建立清障車液壓系統(tǒng)零件與總布置的二維圖并繪制其原理圖。根據(jù)已繪制出來的二維圖，用UG建立清障車液壓系統(tǒng)的零件的實體模型，并利用UG軟件對零件實體模型裝配建立總裝圖。 </p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，我熟練的掌握了CAD、UG等輔助設計軟件的使用，深深體會到了虛擬樣機在機械行業(yè)上應用的重要性和必要性，也知道了只有親自做一件事的時候才知道里面有許多問題的存在。做任何事

78、情的時候都必須嚴禁、認真、負責。當遇到問題和苦難是能獨立自主地解決并能從中得到一些啟發(fā)。這次課設對我來說是個挑戰(zhàn)也是個機遇，讓我明白了自己還有很長的路要走，我將會認真學習為自己所學領域和自己的未來創(chuàng)造一片新天地。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)歷這幾個月的努力，畢業(yè)論文即將完成，但是這也意味著我四年的大學生活將要到一段落了。四年大學時

79、光，在我不經(jīng)意之間就從手指間流逝。當我攥著在這大學里給我最后的一次任務，回首想來，一次次的歡笑與淚水，要感謝的人實在太多太多。 </p><p>　　首先，我要感謝我的指導老師王金剛老師，在我做畢業(yè)設計過程中給予我細心的關懷和耐心的指導，但是，感謝的不僅如是。王老師不僅在學術上有很大的成就而且為人正直、不弄虛作假。經(jīng)常教導我們對于自己該做的事情一定要盡心盡力，不僅如此，也要為自己做的一些事承擔后果，有一定的責任感

80、。他還特別關心我們的身體健康，經(jīng)常跟我們說要在飲食上注意些。從他身上我學到了太多做人、做事的道理，都將終身難忘，他淵博的學識、敏銳的思維和科學的態(tài)度令我欽佩。 </p><p>　　在此我也要感謝我的同學們，他們在專業(yè)知識上給我了太多太多的幫助，在我有些不會的地方都毫無保留的教給我，讓我從中等到了很大的啟發(fā)，能順利完成畢業(yè)設計也有大家的一份功勞。 </p><p>　　感

81、謝我的輔導員段明洋老師，他雖然沒有在專業(yè)知識上給與我那么多的幫助，但是在生活上給予了我無數(shù)的幫助，讓我們安心的學習，而且在我們緊張的學習中也時不時的給我們安排一些有趣的活動，讓我們緊張的學習中有一些快樂。</p><p>　　我也要特別感謝我的家人：父親、母親和姐姐，他們無時無刻不牽掛我，每個星期都要打電話問問我過的是不是開心，他們的鼓勵是我認真學習的最大的動力。 </p><p&

82、gt;　　此外，感謝我的母校，給了我知識，給了我快樂，也給了我舞臺，并在這個大舞臺上綻放著自己最美麗的青春。我一定秉承工大的訓導，工大是我們的驕傲，也是我們這些學子最溫軟的家，愿工大的明天更加美好！ </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 李輝.清障車技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.商界論壇,2013（12）：369</p><

83、;p>　　2 張靜靜. 國內外清障車的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的探討.企業(yè)導報,2012（4）：293 </p><p>　　3 佟鋼，趙闖，郭大鵬. 清障車作業(yè)裝置常見的結構形式和應用.北方交通,2008(12)：78～79</p><p>　　4 關衛(wèi)國.  清障車總布置設計探討[J]. 商用汽車. 2003(12:51～53</p><p&g

84、t;　　5 馮晉祥.專用汽車設計[M].北京：人民交通出版社，2007.</p><p>　　6 李祥貴,代汝泉,王慧君.ST5100TCZ型道路清障車總體設計與計算[J].濟南交通高等?？茖W校學報，2000(9).</p><p>　　7 張占國,成凱.重型清障車吊臂結構設計與優(yōu)化[J].機械設計與制造，2011(9).</p><p>　　8 李忠生.簡

85、析中美兩國清障車標準中托舉質量的計算公式.專用汽車,2007(11)：36～38</p><p>　　9 屈軍坡，王玉良，李杰. 清障車托舉裝置結構分析.機械工程師,2013（7）：187～188</p><p>　　10 胡志敏,朱軍帥.清障車拖臂液壓管路的改進[J].工程機械與維修，2010(11)：179</p><p>　　11.黃景輝.高空作業(yè)車支腿壓