高空作业车臂架变幅下降时的平稳性研究

摘要

高空作业车是一种用来载人进行高空作业的专用设备，由于工作环境特殊，安全性与稳定性是评价其工作性能的重要指标。目前国产高空作业车在臂架变幅下降时存在不同程度的冲击以及抖动等问题，严重威胁到工作人员的安全，因此对高空作业车臂架变幅下降时的平稳性进行研究具有重要的意义。
　　本研究主要内容包括：⑴综述了国内外高空作业车发展现状，阐述了臂架变幅机构的研究现状，提出了课题的研究意义和主要内容。⑵对臂架变幅机构进行深入研究，建立了臂架变幅机构数学模型，研究臂架变幅时变幅油缸活塞杆的受力状况以及变幅油缸位移对工作平台高度的映射关系;对高空作业车臂架变幅机构进行仿真，得到臂架变幅下降时变幅油缸的受力、工作平台高度与变幅油缸位移关系等曲线，为臂架的平稳性研究和仿真优化奠定基础。⑶深入研究臂架变幅机构液压系统工作原理，建立变幅机构液压系统数学模型;将臂架变幅机构液压系统理论研究与其机械系统仿真结果相结合，研究平衡阀控制压力方式、平衡阀特性、比例调速阀特性以及负载变化等因素对臂架变幅机构运行平稳性的影响，针对性地提出了改善臂架运行平稳性的方案，并就各种优化方案相结合的改善效果进行了理论研究。⑷建立了臂架变幅机构AMESim/ADAMS联合仿真模型，综合考虑变幅机构和液压系统对臂架运行平稳性的影响，对臂架变幅下降时的平稳性进行仿真优化;分析比较各种优化方案及其综合改善效果，验证了所采用优化方案的有效性。⑸对原始系统和优化后的系统进行实车试验，试验结果验证了理论研究以及仿真分析的正确性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高空作业车概述

1．1．1 高空作业车分类及应用领域

1．1．2 伸缩臂式高空作业车简介

1．1．3 国内外高空作业车的发展现状

1．2 臂架变幅机构研究现状

1．2．1 臂架变幅机构简介

1．2．2 臂架变幅机构研究现状

1．3 课题的主要内容和意义

1．3．1 课题的来源和研究意义

1．3．2 课题的主要内容

2 高空作业车臂架变幅机构数学模型及仿真

2．1 高空作业车臂架结构简介

2．1．1 臂架伸缩机构

2．1．2 臂架变幅机构

2．2 臂架变幅机构数学模型

2．2．1 臂架变幅机构的结构简化模型

2．2．2 臂架变幅机构各结构间的映射关系

2．2．3 臂架变幅机构载荷计算

2．3 臂架变幅机构仿真模型的建立及仿真分析

2．3．1 ADAMS仿真软件简介

2．3．2 臂架变幅机构仿真模型的建立

2．3．3 仿真结果分析

2．4 本章小结

3 高空作业车臂架变幅下降时的平稳性研究

3．1 臂架变幅机构液压系统工作原理

3．1．1 油源分配系统

3．1．2 臂架变幅系统

3．1．3 臂架伸缩系统

3．2 臂架变幅机构液压系统数学模型

3．2．1 负载敏感阀数学模型

3．2．2 比例调速阀数学模型

3．2．3 螺纹插装式平衡阀数学模型

3．3 臂架变幅机构非平稳性下降原因分析

3．3．1 平衡阀控制压力方式对臂架平稳性的影响

3．3．2 平衡阀特性对臂架平稳性的影响

3．3．3 比例调速阀特性对臂架平稳性的影响

3．3．4 负载变化对臂架平稳性的影响

3．3．5 综合因素对臂架平稳性的影响

3．4 提高臂架变幅机构平稳性的方案

3．4．1 减小负载变化速率

3．4．2 合理匹配平衡阀的导压比

3．4．3 提高平衡阀控制压力的平稳性

3．4．4 各种改进方案相结合效果分析

3．5 本章小结

4 高空作业车臂架变幅下降时的平稳性仿真优化

4．1 臂架变幅机构联合仿真模型的建立

4．1．1 AMESim仿真软件简介

4．1．2 平衡阀模型的建立和分析

4．1．3 比例调速阀模型的建立和分析

4．1．4 联合仿真模型的建立和分析

4．2 臂架变幅机构联合仿真分析

4．2．1 仿真参数的设置

4．2．2 仿真结果分析

4．3 臂架变幅机构负载下降时的平稳性优化

4．3．1 负载变化速率优化

4．3．2 平衡阀导压比优化

4．3．3 平衡阀阻尼网络优化

4．3．4 三种优化方案的对比分析

4．3．5 各种优化方案相结合的仿真分析

4．4 本章小结

5 高空作业车臂架变幅下降时的平稳性试验研究

5．1 试验目的和内容

5．1．1 试验目的

5．1．2 试验内容

5．2 试验设备

5．2．1 试验设备

5．2．2 测点布置及测试仪器

5．3 试验步骤及结果分析

5．3．1 试验步骤

5．3．2 试验结果分析

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要研究成果

致谢