高空作业车的液压系统、液压站的设计及PLC控制.doc

1、摘 要高空作业车是一种应用范围广泛的工程机械，它是利用汽车底盘作为行走机构，并且把工作人员和工作装备运送到指定高度进行作业的特种车辆。本文对高空作业车的主要的结构作了简单的介绍；它的工作过程是通过液压系统和PLC的联合控制的作业的。本文对高空作业车主要机构的液压系统进行了详细的分析及其设计，对马达、液压泵、液压阀等进行了选型计算，并且设立了液压站。高空作业车作业平台和支腿机构的调平是由双轴倾角传感器分别检测X、Y轴方向水平状态的，当发生倾斜时，传感器就传出模拟信号（电压/电流）与给定精度的设定值相比较并将结果传给PLC，PLC 根据预置程序输出调平信号分别控制各电磁阀，使液压缸动作，消除作业平

2、台和支腿机构的倾角水平误差，实现自动控制调平。通过利用液压系统和PLC控制的设计和调节，使得高空作业车作业平台的稳定性和可靠性提高，同时提高了工作人员在工作时的安全性。关键词：高空作业车；作业平台；液压系统；PLC iAbstractAerial vehicle is engineering a wide range of applications, it is the use of automobile chassis as the walking mechanism, and the transport workers and equipment to the designated spe

3、cial vehicle height for work. The main structure of aerial vehicles are introduced; its working process is through the joint control of hydraulic system and PLC operation.The main mechanism of hydraulic system of high-altitude operation car are analyzed and designed in detail, on the motor, hydrauli

4、c pump, hydraulic valve are calculated, and set up the hydraulic station. Aerial work platform and the supporting leg mechanism of leveling is composed of tilt sensor was used to detect X, Y axis horizontal state, when the inclination sensor, spread the analog signals (voltage / current) and compare

5、d the results to the PLC with a given accuracy setting, PLC respectively to control the solenoid valve according to a preset program output leveling signal, to make the action of hydraulic cylinder, eliminating angle error operation platform and the leg mechanism, realize the automatic control of le

6、veling. By adjusting the design and use of hydraulic system and PLC control, the work platform of aerial vehicle stability and reliability, but also improve the safety of staff at work.Keywords: high altitude working vehicle; hydraulic system; PLC platform;目 录摘 要iAbstractii第1章 绪 论11.1 引 言11.2 高空作业车的

7、发展状况11.2.1 高空作业车国外的发展状况11.2.2 高空作业车国内发展现状21.2.3 高空作业车发展趋势31.3 课题背景41.4 课题的设计内容及意义4第2章 高空作业车的简介52.1 高空作业车的含义52.2 高空作业车的分类52.3 高空作业车的用途52.4 高空作业车的技术特点6第3章 高空作业车组成结构73.1 动力传动装置73.1.1 动力传动装置设计要求73.1.2 动力传动装置类型73.2 工作装置83.2.1 支腿机构83.2.2 举升机构103.2.3 回转机构11第4章 作业平台调平机构的介绍及其方案的确定144.1 作业平台调平机构的介绍144.2 本课题调平

8、机构的方案确定174.2.1 调平机构类型的选择要求174.2.2 机构特点的综合分析174.2.3 方案的最终确定17第5章 高空作业车各结构的液压系统195.1 液压传动系统195.1.1 液压传动系统的工作原理195.1.2 液压传动系统的组成195.1.3 液压传动系统的特点205.2 高空作业车的液压传动205.2.1 高空作业车主要机构的液压传动215.2.2 高空作业车的液压系统总图265.3 高空作业车液压系统的计算275.3.1 初选执行元件的设计压力275.3.2 计算和确定液压缸的主要结构尺寸与液压马达的排量275.3.3 液压泵的选择385.3.4 液压阀的选择415.

9、3.5 管道尺寸的确定435.3.6 油箱容量的确定445.3.8 液压系统主要性能验算45第6章 高空作业车的PLC设计516.1 可编程控制器516.1.1 可编程控制器的定义516.1.2 可编程控制器的产生516.1.3 PLC与其他工业控制系统的比较516.1.4 PLC的主要特点536.1.5 PLC在高空作业车上应用的可能性和前景546.2 高空作业车作业平台PLC控制的设计546.2.1 自动调平控制系统的调平功能要求546.2.2 设计分析556.2.3 系统硬件设计566.2.4 系统软件设计586.3 举升机构和回转机构PLC的设计616.3.1 设计分析616.3.2

10、系统硬件设计626.3.3 系统软件设计646.4 支腿机构PLC的设计656.4.1 设计分析656.4.2 系统硬件设计656.4.3 系统软件设计66第7章 液压站的设计717.1 液压阀组的设计717.2 液压站油箱的设计717.2.1 油箱的设计要点717.2.2 油箱的结构设计及其要点72结束语75参考文献76外文翻译77中文翻译83致 谢87iv第1章 绪 论1.1 引 言在国家生产建设当中，大型的工程机械是不能缺少的技术设备，它在城市建设、交通运输、农田水利、能源开发和国防建设等各个方面都起着至关重要的作用。自从改革开放以后，国家加大了对基础设施的建设，以及引进了大量先进的国外

11、技术设备、制造技术的，加速了整个工程机械行业的发展壮大。高空作业车是一种用来运送工作人员和工作器材到达指定高度进行作业的工程机械。由于它具有安全可靠、机动灵活、操作简单等特点，因此在大型场馆、桥梁、港口海岸的检护;高层建筑的装饰、清洁与维护;通讯、供电及城市交通设施的安装与检修;影视作品的拍摄与现场直播;高空险境及近岸水面的脱困救生;树木的剪枝修整及药剂喷洒等方面被广泛地应用。 图1-1 高空作业车在生活中的应用1.2 高空作业车的发展状况1.2.1 高空作业车国外的发展状况在欧美日等发达国家和地区，高空作业车起步发展较早，从20世纪20年代就开始研制高空作业车，已经有了百年的发展历史。国外研

12、发的产品具有技术水平高，作业高度高，安全性好，可靠性高，作业高度高，结构型式丰富，功能多样，规格齐全等特点。欧洲高空作业车的制造商主要以BRONTO（波浪涛)、RUTHMANN（胡特曼)、PALFINGER（帕尔菲格）、OIL&STEEL、SOCAGE等厂家为代表；美国以ALTEC（阿尔泰克)、TEREX（特雷克斯)、TIME（时代)等为代表；日本以AICHI（爱知)、TADANO（多田野)等为代表。欧美日的高空作业车主要用途和风格完全不同。美国的高空作业车作业高度基本不会超过40m，主要是带电作业的绝缘型，绝缘等级达到世界最高的500KV超高压水平，主要应用于电力系统中电力线路的带电维护作业

13、，其年销售量约为1.6万台，远低于高空作业平台的平均年销售量，其它领域高空作业以牵引式高空作业平台和自行式高空作业平台为主。欧洲与美国恰恰相反，主要是非绝缘型高空作业车，绝缘型高空作业车数量非常少，所谓的绝缘型也不过是采用玻璃钢工作斗，绝缘等级不超过1KV。欧洲的高空作业车应用领域相当广泛，包括园林、市政、交通设施维护、室外装潢、建筑、风电维修等，年销售量超过2万台，且保有量巨大，仅荷兰一国高空作业车的保有量就超过1万台。欧洲高空作业车主要以租赁为主，目前世界作业高度最高的高空作业车均出自欧洲，包括BRONTO（波浪涛)、RUTHMANN（胡特曼)、WUMAG（乌马格）在内的厂家均研制了100

14、m以上的高空作业车，SOCAGE公司也正在研制100m以上的高空作业车，但使用和保有量最大的还是作业高度在2025m之间，以伸缩臂为主的臂架形式的车型。日本高空作业车的年销售量超过6千台，兼备绝缘型和非绝缘型两种类型，但其绝缘型的绝缘等级比美国的水平要降低不少，非绝缘型的作业高度也不如欧洲的作业高度，以日本爱知为例：非绝缘型高空作业车最大作业高度为28m，绝缘型高空作业车的最大绝缘等级为220KV。1.2.2 高空作业车国内发展现状我国高空作业车行业起步与国外相比较晚，开始研制的时间是20世纪60年代，商业化样机在70年代才被推出。随着改革开放的逐渐深入和引进国外的高新技术及其产品，我国的高空

15、作业车才开始在交通、城市道路照明、公安、园林领域和电力等行业进行推广使用。目前我国高空作业车年销售量在2千台左右，产品技术水平与国外的差距比较大，产品结构相对单一。市场销售、使用及保有量最大的车型还是以折叠臂式为主，其他型式如伸缩臂式和混合臂式占有的比重还很小，最大作业高度只有35m。国内存在各种原始方式的高空作业，高空作业安全法规尚待完善，法规的普及应用的范围与国外相比还有很大差距，还应继续深化法规教育。针对这种情况，一些国内高空作业机械行业的骨干企业在原有产品的基础上，不断加大新产品的开发力度。如杭州爱知车辆有限公司在短时间内先后研制了包括绝缘型高空作业车等10多种系列高空作业车产品，并自主开发了全液压驱动自行伸缩臂式高空作业平台，其最大作业高度达到了26.7m，填补了国内该型式产品的空白，为船舶修造、建筑、机场及工矿企业的安装检修