新式轻巧型曲臂高空工程作业车液压控制系统的设计与分析

　　高空作业车是指3m以上,由液压或电动系统支配多支液压油缸,能够上下举升进行作业的一种车辆。采用液压传动的载人高空作业车,是当代先进的物种机械设备。作者新研制出的一款高空工程作业车属于履带自行式折叠曲臂型的,它与传统高空作业车的区别就在于:轻巧、多折叠曲臂、履带自行式且人在车外控制其行走。其液压系统含上车和下车控制系统,其中上车控制系统主要包括回转、调幅、伸缩和工作台的调平系统;下车控制系统则主要包括支腿和行走系统。作者介绍了各个液压系统和各个液压控制系统回路的分析和设计。

　　1　“轻巧型”曲臂高空工程作业车对液压系统技术要求的分析与确立

　　“轻巧型”曲臂高空工程作业车结构设计如图1示。

　　1·1　结构与性能分析

　　1·1·1　技术要求分析

　　(1)该车采用的是折叠式曲臂升降工作台,且机臂比普通的多了一段伸缩臂;

　　(2)该车要求可自行行走,其行走系统采用的是液压马达带动履带式系统;

　　(3)该车的载重量为200 kg,可以乘坐2个工作人员;

　　(4)此车采用X式的支腿支撑,横向宽度为1·2 m;

　　(5)其最高作业位高度为9 m,水平工作作业位宽度达4·2 m;整车折叠后总尺寸: 3·5 m×1 m×1·8 m,其主机和底盘部分总尺寸仅为: 1 m×1 m×0·7 m。

　　因此这是一台“轻巧型”的高空作业车,要求控制灵活、易于操控。

　　1·1·2　液压系统结构

　　该车是具有液压多执行元件的系统。其中上车液压系统包含: 4个机臂变幅液压缸、1个用于工作台的调平液压缸、1个机臂伸缩缸及1个回转马达;下车液压系统含有:驱动小车履带的行走液压马达、4个平衡支腿支撑液压缸。

　　1·2　液压执行器配置的分析及负载分析计算

　　1·2·1　各机构液压执行器的配置及负载分析

　　图1所示工程车的各工位要求,通过对其工作台调平、小臂变幅、中臂变幅、平衡下支腿、第一和第二下臂液压变幅缸工作状况及工位进行液压执行器的配置及负载分析(详细分析求解过程此处不赘述),可知整个液压系统的执行件相关运动参数如表1所示。

　　1·2·2　回转机构的液压驱动马达

　　在质量较大的回转装置中,回转液压马达的负载实际上相当于飞轮的转动;故此处将小车的回转机构看成是一个外径为4 000 mm、宽度为1 000 mm、重力为2 450 N及回转速度为2 r/min的飞轮。当工作机构作旋转运动时,液压马达必须克服的负载力矩为