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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 高空作業(yè)車改裝設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-2 學(xué) 生 姓 名: 楊鳳明 導(dǎo) 師 姓 名: 楊兆 開 題 時 間: 2011年02月28號 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 楊鳳明 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-2 指導(dǎo)教師姓名 楊兆 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 高空作業(yè)車改裝設(shè)計 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 高空作業(yè)車研究現(xiàn)狀： 1、專用汽車的現(xiàn)狀 根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計顯示，目前我國專用汽車行業(yè)已有60％左右的企業(yè)建立了完整的產(chǎn)品研發(fā)體系，具備獨立的系列化產(chǎn)品開發(fā)能力。大部分專用汽車企業(yè)采用開發(fā)軟件進行模塊化仿真設(shè)計，如AutoCAD、Pro／E、CATIA等，大大提高了研發(fā)質(zhì)量和縮短了開發(fā)周期。但是，我們還應(yīng)該清醒地看到，目前我國專用汽車產(chǎn)品研發(fā)還處于較低水平，模仿設(shè)計痕跡比較明顯，技術(shù)雷同現(xiàn)象突出，并沒有實現(xiàn)質(zhì)的轉(zhuǎn)變。 我國專用汽車在產(chǎn)量上已具有相當?shù)囊?guī)模，但大多數(shù)為勞動密集型及中低技術(shù)水平的產(chǎn)品，如半掛車、自卸車、保溫車、集裝箱運輸車等。一些技術(shù)含量較高的車型尤其是關(guān)鍵零部件仍需進口。例如一些近百米的登高消防車的上裝部分，混凝土泵車、混凝土攪拌車上裝部分的關(guān)鍵件，C級防彈運鈔車(我國的產(chǎn)品主要為A、B級，防彈等級低于國外同類產(chǎn)品)等。國外專用汽車的動力性、耐久性及駕駛室舒適性等方面也普遍比國產(chǎn)車好。 本課題主要研究的是高空作業(yè)車這種專用車輛，所謂高空作業(yè)車是指3米以上，由液壓或電動系統(tǒng)支配多支液壓油缸，并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員、工具、材料等通過作業(yè)平臺舉升到空中指定位置進行各種安裝、維修等作業(yè)的專用高空作業(yè)機械，既屬于專用汽車，又屬于工程機械，是一種重要的施工設(shè)備。 2、國外高空作業(yè)車的現(xiàn)狀 高空作業(yè)車在國外某些發(fā)達國家從20世紀20年代就開始研制了，已有近百年的發(fā)展歷史。產(chǎn)品技術(shù)水平高，安全性好，可靠性高，作業(yè)高度大，規(guī)格齊全，結(jié)構(gòu)型式豐富，功能多樣。歐洲高空作業(yè)車的制造商主要以BRONTO（波浪濤)、RUTHMANN（胡特曼)、PALFINGER（帕爾菲格）等廠家為代表。它主要以非絕緣型高空作業(yè)車為主，絕緣型高空作業(yè)車數(shù)量很少，所謂的絕緣型也僅僅采用玻璃鋼工作斗，絕緣等級不超過1kV。歐洲高空作業(yè)車的臂架形式以伸縮臂為主，此車型和其他一些車型應(yīng)用領(lǐng)域相當廣泛，包括市政、園林、室外裝潢、交通設(shè)施維護、建筑、風(fēng)電維修等，年銷售量超過2萬臺，且保有量巨大，僅荷蘭一國高空作業(yè)車的保有量就超過1萬臺。美國以ALTEC（阿爾泰克)、TEREX（特雷克斯)、TIME（時代)等為代表。美國與歐洲的高空作業(yè)車主要用途和風(fēng)格截然不同。美國的高空作業(yè)車作業(yè)高度很少超過40m，以帶電作業(yè)的絕緣型為主，絕緣等級達到500kV的超高壓水平，為世界最高。日本以AICHI（愛知)、TADANO（多田野)等為代表。日本高空作業(yè)車的年銷售量超過6千臺，既有絕緣型又有非絕緣型，但其絕緣型的絕緣等級遠低于美國的水平，非絕緣型的作業(yè)高度也遠低于歐洲的高度，以日本愛知為例：非絕緣型高空作業(yè)車最大作業(yè)高度不超過28m，絕緣型高空作業(yè)車的最大絕緣等級不超過220kV。 歐美日發(fā)達國家和地區(qū)的高空作業(yè)車產(chǎn)品的特點：控制系統(tǒng)普遍智能化、采用高強度材料和輕質(zhì)金屬材料、安全裝置齊全、做工精良、應(yīng)用成熟等。 3、我國高空作業(yè)車的現(xiàn)狀和發(fā)展 用高空作業(yè)車進行高空作業(yè)是一種先進的登高作業(yè)方式．其發(fā)展與國民經(jīng)濟的發(fā)展水平密切相關(guān)，經(jīng)濟越發(fā)達，需求量越大，且單位GDP的需求量也越大。與發(fā)達國家相比，我國不僅單位GDP的需求量小，而且單位GDP需求量與GDP的比例也低，這說明高空作業(yè)車的市場需求量既與經(jīng)濟規(guī)模有關(guān)，又與經(jīng)濟發(fā)達程度有關(guān)，這也恰恰表明高空作業(yè)車在我國有非常廣闊的發(fā)展前景。 1） 概況 我國高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚，自20世紀60年代開始研制，70年代才推出商業(yè)化樣機。目前我國高空作業(yè)車的市場銷售、使用及保有量最大的車型還是折疊臂式，其他型式如伸縮臂式和混合臂式占有的比重還很小，最大作業(yè)高度只有幾十米。國內(nèi)高空作業(yè)安全法規(guī)尚待完善，存在各種原始方式的高空作業(yè)，應(yīng)用普及范圍與國外相比還有很大的差距。限制這一行業(yè)發(fā)展的主要因素是大高度復(fù)雜截面混合臂架技術(shù)、安全技術(shù)、智能化高效控制技術(shù)、可靠性等．缺乏前瞻性研究．缺少向更大高度發(fā)展的技術(shù)支撐。 2）應(yīng)用情況 我國高空作業(yè)車的應(yīng)用遠遠落后于發(fā)達國家和地區(qū)，尚處于初級階段．目前僅在電力．市政等少數(shù)行業(yè)普及使用，而且也只是在最近5年才進入快速發(fā)展階段。進一步的發(fā)展將依賴于下面幾個主要方面： (1)更加重視文明、安全施工。 (2)加快高空作業(yè)車的機械化。 (3)35m以上高度高空作業(yè)車目前基本依賴進口，這將為國產(chǎn)大高度高空作業(yè)車提供發(fā)展的機會，也將為高空作業(yè)車的發(fā)展帶來極為廣闊的發(fā)展前景。 3）產(chǎn)品和技術(shù) 目前我國高空作業(yè)車年銷售量很低，與國外相比，產(chǎn)品技術(shù)水平差距較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，產(chǎn)品制造工藝落后，產(chǎn)品可靠性差等。 未來的“十二五”期間，我國的城市化進程將進一步加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會進一步加強，需要大量添置高空作業(yè)車進行市政工程的安裝和運行維護；電力系統(tǒng)也將加快發(fā)展，目前國家電網(wǎng)正大規(guī)模投資建設(shè)750kV以上的超高壓輸電網(wǎng)，需要大量的高空作業(yè)車用于電網(wǎng)的建設(shè)和運營維護；隨著我國工程設(shè)備租賃行業(yè)的發(fā)展，可以節(jié)約大量設(shè)備購置資金的租賃方式將進一步促進高空作業(yè)車市場的發(fā)展，租賃行業(yè)將是高空作業(yè)車市場需求量增長潛力最大的行業(yè)。如何適應(yīng)市場需求并引導(dǎo)市場需求，高空作業(yè)車技術(shù)將如何發(fā)展？這些都對高空作業(yè)車行業(yè)提出了更高的要求。 1） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)　 折疊臂式高空作業(yè)車仍然是市場主流產(chǎn)品，但市場份額將逐步下降，伸縮臂和混合臂式高空作業(yè)車將以無可替代的優(yōu)勢占據(jù)市場半壁江山。 (1)折疊臂式高空作業(yè)車由于市場保有量大、用戶熟悉、價格低廉、維護簡單等優(yōu)勢仍然會成為市場主流產(chǎn)品，但需在安全性和人性化方面改進提高； (2)伸縮臂式高空作業(yè)車將以其作業(yè)效率高、操作簡單、安全性好等優(yōu)勢得到快速發(fā)展，作業(yè)高度在18～28m之間的將成為主力產(chǎn)品； (3)混合臂式高空作業(yè)車既有折疊臂式跨越障礙能力，又有伸縮臂式操作簡單、作業(yè)效率高的優(yōu)點，在特殊領(lǐng)域和大高度上具有無比優(yōu)勢，但由于該型式車技術(shù)復(fù)雜、制造工藝要求高、成本高等缺點，普及程度要低于伸縮臂式高空作業(yè)車； (4)采用越野底盤的高空作業(yè)車也將成為一個新的產(chǎn)品方向。 2）產(chǎn)品技術(shù)　 大量采用新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)，逐步執(zhí)行國際標準，以降低整車重量、車高度，增大作業(yè)幅度、工作斗承載能力。 (1)臂體截面從矩形改進為六邊形或多棱形，甚至采用U形截面，這些已經(jīng)普遍應(yīng)用在汽車起重機上，隨著制造工藝提高和加工成本降低，將推廣使用到高空作業(yè)車上。 (2)高強度、低重量和高耐腐蝕性的鋁合金工作斗將成為主流配置，同時工作斗的額定載荷也將超過目前普遍的200kg，以適應(yīng)不同行業(yè)作業(yè)要求。 (3)降低整車高度和前軸載荷，提高整車通過性能和駕駛性能，方便出入工作斗的轉(zhuǎn)臺前置、工作斗后置布置結(jié)構(gòu)將成為伸縮臂式高空作業(yè)車的主流結(jié)構(gòu)。 (4)安全控制上向國際先進水平看齊，安全控制更加完善，雙冗余控制將成為標準配置，基于CAN總線的智能化控制系統(tǒng)將成為主流，同時基于GPRS的遠程監(jiān)控和維修技術(shù)將投入使用，能有效對設(shè)備使用狀況和故障情況進行實時監(jiān)控，將大大提高產(chǎn)品的安全性和可靠性。 (5)提高產(chǎn)品人性化設(shè)計，操作使用和維護維修更加簡單方便，并在工作斗中多設(shè)計和配置一些方便高空作業(yè)的功能及設(shè)備，例如風(fēng)、水、液壓、電接口，以及更高級的多功能工作臺、焊機、切割機等多種裝備，擴大高空作業(yè)的適用領(lǐng)域，提高高空作業(yè)車的利用率。 (6)節(jié)能環(huán)保技術(shù)將更多應(yīng)用，全電驅(qū)動底盤高空作業(yè)車將隨著新能源汽車技術(shù)的成熟在城市市政領(lǐng)域得到快速發(fā)展。 3）產(chǎn)品制造工藝　 標準化制造、部件化噴漆裝配必將成為各生產(chǎn)廠家的標準生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品裝配水平和表面處理質(zhì)量能有效提高產(chǎn)品的可靠性；電氣系統(tǒng)采用汽車或移動設(shè)備的產(chǎn)品配置和接線方法，提高電氣系統(tǒng)的可靠性。 4）產(chǎn)品方向　 重點發(fā)展35m以下作業(yè)高度的車型，著重于輕量化和小型化，并提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和人性化，以適應(yīng)我國城市空間和場地狹窄、道路地面承重能力差異大等特點。我國經(jīng)濟發(fā)展程度決定目前在民用高空作業(yè)領(lǐng)域50m以上的作業(yè)要求還很少，應(yīng)不急于向超大作業(yè)高度如50m以上的產(chǎn)品發(fā)展。 選擇高空作業(yè)車為題的意義與目的： 由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展，高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時，也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象，因此，結(jié)構(gòu)性過剩是當前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點，也是當前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分，它的發(fā)展中也會出現(xiàn)同樣的問題，因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù)，不僅可以推動高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展，而且對于推動專用汽車行業(yè)的發(fā)展，調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略無疑具有重要意義。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 基本內(nèi)容：改裝設(shè)計一種高空作業(yè)車。滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計要求。 要求正確進行二類底盤的選擇（主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動態(tài)匹配等決定）、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實踐意義的選型總結(jié)； 要求進行車輛的總體布置（盡量避免變動汽車地盤各總成的位置、總成部件位置的變動；盡量滿足專用汽車工作裝置性能要求，充分發(fā)揮專用功能；必須對裝載質(zhì)量、軸荷分配等參數(shù)進行估算和校核；盡量避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷，因采用副車架；盡量減少專用汽車的整車整備質(zhì)量；還應(yīng)符合相關(guān)法規(guī)的要求），用總布置草圖表達主要底盤部件的改動和重要工作裝置的布置； 要求進行舉升機構(gòu)、支腿機構(gòu)的詳細設(shè)計，在正確計算的基礎(chǔ)上，完成部部件設(shè)計選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高； 要求進行裝卸裝置（作業(yè)平臺）設(shè)計計算選型； 完成總裝配圖，清楚表達設(shè)計。 要求完成整車性能分析計算，以評價和分析整車設(shè)計情況。針對性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進行設(shè)計改進。 技術(shù)參數(shù)： 外形尺寸：6750×1950×2990(MM) 總 質(zhì) 量: 5385(KG) 整備質(zhì)量: 5060(KG) 功率(KW): 66 軸數(shù)(MM): 2 輪 胎 數(shù): 6 前/后輪距:1404 軸距(MM): 3300 前懸/后懸:1032 接近/離去角:19/16 解決的主要問題： （1）為什么高空作業(yè)車要選擇二類底盤，而不設(shè)計自己的地盤？如何選擇二類地盤？ 因為在嚴格控制整車總質(zhì)量、外形尺寸、前后軸距等時，選擇二類地盤不但可以保持原來車型的主要性能，還能減少不必要的計算（改裝后必須對整車重新做出性能分析與計算），如果高空作業(yè)車改裝設(shè)計中設(shè)計自己的地盤，不但延長了產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且開發(fā)出來的新地盤的可靠性有可能不如選擇的二類底盤的可靠性（雖然選擇二類地盤也存在這一些問題，但我國在開發(fā)具有特點的專用汽車地盤方面技術(shù)還很不完善）。 選擇主要根據(jù)它的裝載質(zhì)量和裝載能力來選擇，選擇時，底盤的受載情況可以與原設(shè)計不同，但是一定要對一些總車結(jié)構(gòu)件進行強度校核，另外，二類底盤的選擇還要滿足適用性、可靠性、先進行、方便性等要求，除此之外還要考慮它的成本和供貨的可靠來源。 （2）舉升機構(gòu)的設(shè)計的步驟是什么？ 舉升機構(gòu)有很多種，這里以折疊臂式為例： 首先要進行折臂型式(通常用上折式動臂舉升機構(gòu)，它由下臂、上臂和折臂組成。)和運動范圍的選取。 其次要進行驅(qū)動液壓缸的設(shè)計（包括下臂液壓缸和撐臂液壓缸）。 最后要進行動臂的主要尺寸的確定（包括動臂的強度校核，動臂的穩(wěn)定性、板的局部穩(wěn)定性校核）和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （3）本課題中高空作業(yè)車的改裝設(shè)計用到了許多的液壓缸，每個液壓缸是怎樣單獨工作和相互配合工作的，要在以后的設(shè)計中慢慢理解和掌握。 三、技術(shù)路線（研究方法） 通過網(wǎng)上搜索、圖書館搜集相關(guān)的資料與書籍 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 作業(yè)平臺及調(diào)平機構(gòu)的選擇 舉升機構(gòu)的設(shè)計 支腿機構(gòu)的設(shè)計 動力傳動裝置的選擇 二類地盤的選擇 設(shè)計任務(wù)說明書一套，零件圖一套 用CAD繪制裝配圖并校核 初步審核、查找不足之處、進行修改i 再次審核、確定最終方案并完成 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（ 2月28 日～ 3月13日） （2） 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進行相關(guān)部件的參數(shù)計算，并進行驗證 第 3、4、5周（3 月14 日～ 4月3 日） （3） 繪制裝配圖并進行驗證 第6、7、8周（ 4月4 日～ 4月24 日） （4）繪制零件圖 第9、10、11周（ 4月25 日～ 5月 15日） （5）設(shè)計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第12、13、14周（5 月 16日～ 6月 5日） （6）畢業(yè)設(shè)計審核、修改 第15、16周（ 6月 6日～ 6月19 日） （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 第17周（ 6月20 日～6 月26 日） 五、參考文獻 [1]喬維高.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010. 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