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1、图书分类号：密 级：摘要 本文综述了国内外大型货轮专用加油车输送臂架发展概况，介绍了臂架系统的整体结构及其截面形状与尺寸以及每节输送臂的具体结构和臂与臂之间的连接方式。并用液压系统来实现大型货轮专用加油车输送臂架的收放、回转变幅。本文重点介绍了大型货轮专用加油车输送臂架伸缩部分的设计、回转变幅结构的设计和液压系统的设计。本次设计主要内容和要求：设计出大型货轮专用加油车完整的上车结构，绘制出支承臂架的总装配图和每节臂的结构图。设计出上车液压系统，绘制上车液压系统原理图。通过分析和计算，确定每节臂的截面尺寸及截面形状，设计每节臂的具体结构和臂之间的连接方式，设计整个臂架的伸缩方式。并且设计加油车上
2、车实现臂架伸缩，回转变幅所需的液压系统，计算选择合适的泵，油缸及阀等液压元件。关键词 加油车；伸缩臂；液压元件AbstractThis paper reviewed the delivery of large cargo arm dedicated Overview of fuel trucks, introduced the boom systems overall structure and its cross-section shape and size, and each section of the concrete structure and the transport arm b
3、etween the arm and arm connections.And hydraulic systems to achieve specific fuel trucks transport large cargo arm of the retractable, rotating amplitude.This paper focuses on large fuel trucks transport cargo-specific part of the design of telescopic boom, slewing luffing hydraulic structure design
4、 and system design.The design of the main contents and requirements: design of large cargo ships full of special fuel trucks on the train structure, draw the arm supporting the general assembly drawings, and each section arm in the process.Designed hydraulic system on the car, rendering the car hydr
5、aulic system diagram.The analysis and calculations to determine the section size of each section and arm section shape, the design arm of each section of the concrete structure and the connection between the arm, telescopic boom means the whole design.Oil on board vehicles and designed to achieve bo
6、om telescopic, rotating amplitude required hydraulic system, calculation of selection of suitable pumps, valves, hydraulic cylinders and components.Key word Refueller Telescopic Hydraulic Components目 录1 绪论11.1概述11.2国内加油车的发展概况及趋势21.3国外加油车的发展概况及趋势31.4新技术助推加油车输送臂的发展32 输送臂架的机械部分设计52.1臂架结构形式52.2伸缩臂架连接尺寸的
7、确定5臂架根部铰点位置的确定5臂架各节尺寸的确定6变幅油缸铰点的确定82.3伸缩臂架的截面形状8矩形截面9梯形截面9六边形及八边形截面10椭圆形截面102.4截面特性11第四节臂的截面设计11第三节臂的截面设计12第二节臂的截面设计14第一节臂的截面设计152.5臂架受力分析17伸缩臂架的计算载荷17臂架的计算简图183 液压系统设计及计算203.1液压系统的组成部分203.2加油车臂架对液压系统的要求203.3制定基本方案21制定调速方案21制定压力控制方案213.4伸缩油路的设计22伸缩方式对臂架受力的影响22顺序伸缩机构23伸缩机构液压回路设计计算253.5回转变幅油路的设计及计算26液
8、压缸变幅机构的形式26变幅油路的设计及计算26回转油路的设计283.6液压缸的设计28液压缸的参数确定293.7液压泵的确定与所需功率的计算303.8油箱的设计31油箱容量计算313.9液压系统性能的验算31管路系统压力损失的验算31系统发热温升的验算32结论34致谢35参考文献36附录37附录137附录2491 绪论1.1概述随着我国经济建设步伐的加快，许多大型的工程建设项目相继上马，市场对加油车机械的需求呈猛增势态。这些有利的外部条件，为加油车的发展提供了广阔的空间。加油车市场虽然销量仍然较小，但技术含量和产品附加值较高，整个国内市场在中联等国内企业的带动下发展迅速。需求快速增长，市场空间
9、扩大近年来，国内基础设施建设的持续发展带动了国内商品加油车的腾飞，施工规模和范围的扩大更是促进了工程机械以及相关机械的高速发展，为加油车提供了较大的市场空间。加油车是交通行业的重要工具，随着国内航海行业和工程机械租赁业务的快速发展，施工规模和范围的扩大，以及西部大开发和东北老工业基地的相机开工建设，带动了加油车机械的高速发展，加油车的市场空间也得到了进一步扩大。目前，我国加油车使用单位正在迅速增加，臂架生产企业和产量不断增加，产品性能、质量都在迅速提升。近两年加油车的市场需求量快速增加，增长幅度超过了100。目前，国内加油车市场可以为分两种类型，一种是以上海、广东、北京为代表的发达地区，这些地
10、区竞争较为激烈、市场稳定，第二种是中西部等欠发达地区，这些地区市场刚刚起步，处于兴起阶段。随着臂架等核心技术的研制成功，特别是随着近年来中国的加油车市场，民族品牌的市场占有率终于赶超国外品牌，由过去的10转变为90，从而主导了我国的加油车市场。其中，中联的加油车就占据了国内市场的大半份额，成为国产加油车的一线品牌和全球瞩目的长臂架、大排量加油车制造企业。中联在2001年就曾与沃尔沃公司合作研发出了新一代智能型加油车，并迅速完成了臂长3756m的系列开发、设计和生产。还有66m长的臂架等产品层出不穷。目前，我国加油车生产企业已达10余家，年总生产能力600辆，主要集中在东风、中联重科、辽宁海诺、
11、安徽星马、上海普斯特和山东鸿达建工集团等企业，产量占全行业的95。加油车国产化的趋势也在愈加强化。与国外先进产品的差距在缩小中国臂架式加油车近年来有了快速的发展，在产品的稳定性和工艺方面，虽然还不如国外，但在性价比、售后服务等方面，我国的产品具有明显的竞争优势，且更加符合国内的实际施工情况。随着计算机技术的广泛应用和系统工程、优化工程、价值工程、人机工程等现代设计理论的不断发展，促使许多跨学科的现代设计方法出现，使臂架设计进入高质量、高效率的阶段。以有限元分析方法为基础的计算力学经历了由简单到复杂、由线性到非线性分析的发展过程。结构分析要解决的实际工程问题，早已不是一个简单的零件或结构件，而是
12、多个复杂结构件的组合结构，或整个产品的大型复杂问题。作为结构的局部分析，必须引进局部的边界条件。但是，从结构总体受力来看，局部的边界条件往往使结构的实际传力状况发生扭曲，结构件之间的弹性连接变为了刚性连接，无法正确反映结构件之间的实际传力关系。利用结构的这种局部分析结果评估结构整体受力后的结果，往往导致较大的误差。在工程设计中，局部分析不能替代整体分析，整体分析由于规模大、难度高，往往成为十分迫切与关键的瓶颈问题。但是，大容量、高速度计算机技术的发展，对整个产品进行结构分析，已经成为十分现实的问题了。加油车的整体求解，都是这类大型复杂结构分析的典型例子。加油车臂架的更新和发展，在很大程度上取决
13、于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现输送臂架的自动化和智能化。大型货轮专用加油车输送臂架的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使臂架具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开
14、发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使加油车臂架具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，加油车臂架运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。1.2国内加油车的发展概况及趋势我国伸缩臂加油车产品是伴随着城市建筑结构的大型化和复杂化而发展起来的。国内加油车市场过去基本上被进口产品所占据。进入新世纪后，国内工程机械生产厂家和部分有实力的专用生产厂家开始涉足加油车生产领域，致使加油车产品获得了较快的发展。据统计，2000年共生产了135台，销售125台；2001年生产237台、销售248台；2002年生产520台、销售509台。进入2003年
15、，加油车市场销售继续呈现高速增长的态势，1-5月主要生产企业预计销售加油车379台（不含上海普茨迈斯特），已经超过2001年全年市场销售量。因此预计2003年全年市场销售量将超过800余台。成为加油车机械产品中又一强势增长的产品。目前国内加油车生产企业有10多家，其中市场销售规模较大的生产厂家约有7家左右。在大力发展加油车的基础上，伸缩臂产品获得了较快的发展。由于加油车目前边际利润率较高，进入壁垒相对较为容易，也将吸引一部分生产企业进入，从而增加行业竞争的激烈性。1999年以前，加油车还依赖进口。但是随着国内工程机械技术开发水平的逐步提高，各主要加油车生产企业在消化国外先进技术的基础上，自主开发研制，并生产了26m，32m等加油车。但仍然存在较多的问题，主要表现在：一是布料杆的技术含量较高，几乎依赖进口，只有数量很少的生产厂家掌握布料杆的生产制造技术；二是其他主要关键如臂架也是依赖进口，三是我国尚未有与该产品相匹配的汽车专用底盘，依赖的都是进口的。 特别是十五规划的颁布对加油车机械市场规模的不断扩大和加油车的发展将起到积极的推动作用。1.3国外加油车的发展概况及趋势国际加油车臂架尺寸规格系列由于臂架尺寸规格参
