高空作业车 详解

高空作业车

 

 

 

第一节

 

 

 

一、高空作业车的用途

 

高空作业车是用来运送工作人员和使用器材到达指定现场，进行作业的专用汽车。高空作业车广泛用于有点通信、市政建设、消防救护、建筑装饰、高空摄影以及造船、石油、化工、航空等行业。它具有机动灵活，转移迅速，覆盖面广，便于接近、到达作业地点，能迅速投入工作等优点。

 

 

 

二、高空作业车的分类

 

    高空作业车按其举升机构的形式分为：伸缩臂式（直臂式）、折叠臂式（曲臂式）、垂直降式(直升式）和混合式等。（www.hbclwdf.com)

 

 

 

 

第二节高空作业车的构造

 

 

 

高空作业车除底盘部分外，为实现高空作业功能，还包括动力传动装置、 工作装置、安全保护装置及液压系统等。

 

 

 

一、动力传动装置

 

    动力传动装置包括驱动高空作业车各工作装置的动力设备，对其主要要求有：在规定的载荷范围内，不论载荷大小，要求动力传动装置应具有稳定的工作转速；能适应不断该表的运动方向（在同一作业循环内，工作装置的回转机构、举升机构的正向和逆向运动交替进行）；能适应工作装置速度变换的要求（各工作装置的工作速度应能随作业进度及时调速，且调速范围大，如举升机构需要有很低的微动速度）。

 

 

 

动力传动有一下几种形式：

 

1、内燃机-机械传动

 

这种传动方式仅在用途单一的高空作业车上使用，如维修电力设备的直升式高空作业车多采用该形式。动力来源汽车发动机，动力经变速器传出后，还要经过分动器、离合器、减速器、卷扬机、滑轮机钢丝绳等器件传递到工作装置，传动路线长，结构较复杂。

 

 

 

2、电力-机械传动

 

这种传递形式是利用外接电源或者车载蓄电池，通过电动机将电能转变成机械能，再经过机械传动装置将动力传递到各工作装置。由于电动机具有可逆转性和在较大转速范围内实现无极调速等特点，并且各机构可由独立的电动机驱动，简化了传动和操纵机构，而且噪声小、污染少，适用在外接电源方便或流动性不大的场地作业。

 

 

 

3、内燃机-电力传动

 

这种传动方式的路线是汽车发动机-发电机-电动机，然后带动各工作装置运转。其优点是利用直流电动机的优良工作特性，使高空作业车获得良好的作业性能。但传动装置质量较大，价格昂贵。

 

 

 

4、内燃机-液压传动

 

大部分高空作业车都采用这种传动方式。它充分利用液压传递的有地啊，简化传动结构，且易于实现无极调速和运动方向的变换，传动平稳，操作简单、方便、省力，能防止过载。

 

 

 

二、工作装置

 

高空作业车的工作装置包括了支腿机构、举升机构、回转机构、作业平台及其调平机构等。

 

1、支腿机构

 

支腿是大多数高空作业车所必备的工作装置，目前均采用液压支腿。在车的两侧，一般备有操作杆，可使前、后、左、右4个液压支腿单独地伸出或缩回，所以即使在不平的地面上 ，也能把车体调到水平状态，安全作业。

 

液压支腿的形式有用于重型作业车的大型H形支腿，可实现横向伸缩和垂直升降；用于重型作业车的硅式液压支腿，可实现绕固定铰摆动和由稳定凸轮定位，也可向斜下放伸缩支腿。也有用于中、小型作业汽车的液压支腿。

 

 

 

2、举升机构

 

举升机构的作业时实现作业平台的升降和变幅，其机构形式有直升式和动臂式。

 

   （1）直升式举升机构  按传动方式可分为液压传动和机械传动；按其机构形式可分为交叉剪刀式和套筒式。交叉剪刀式指连杆交叉布置，铰接成剪刀形的结构，改变交叉角即可实现升降，通过液压缸活塞杆的伸缩或钢丝绳的收放来改变交叉角度。套筒式通过多节套筒的伸缩完成升降，它包括衍架势、箱式或圆筒式等形式，可采用液压或钢丝绳滑轮传动。套筒式作业高度有限，工作范围小，但作业平台较大且支撑稳定。

 

   （2）动臂式举升机构  可分为伸缩臂式或直臂式、折臂式或曲臂式、伸缩和折叠臂合成混合臂式等三种形式。

 

     1）伸缩臂式：举升机构由多节套装、可伸缩的箱形臂构成，它包括基本臂和伸缩臂两部分。伸缩臂可为一节或多节，各节之间装有液压缸，液压缸工作时，各节臂在液压缸活塞杆的推动下可沿导向元件（滑块）上、下滑动，从而改变臂架的长度。整个臂架系统支撑在液压缸底部的铰支座和变幅液压缸的两端。通过变幅液压缸活塞杆的伸缩实现臂架摆动，从而达到变幅与升降的目的。这种臂架的最大作业高度可达60m--80m。

 

     2）折叠臂式：举升机构由多节箱形折叠形成，它一般有二到三节折叠臂组成。折叠的方式可分为上折式和下折式两种，各节臂的折叠和展开运动由各节间液压缸完成。这种形式的举升机构可完成一定高度和幅度的作业。另外，下折式还可完成地平面以下的空间作业，如立交桥下桥梁的维修和装饰。

 

     3）混合臂式：举升机构由折叠臂式和伸缩臂式混合组成，它结合了上述两种机构的优点，既扩大了作业的高度和幅度，又具有较强的越障能力。该形式一般设有上、下两个工作臂，其中 一个可设置几节伸缩臂，亦可两臂都设置几节伸缩臂。作业时利用上、下两臂伸距的组合，使该机构具有更大的作业空间。

 

 

 

     3、回转机构

 

     高空作业汽车通常采用全回转式回转机构，正、反回转方向可根据需要进行选择。一般由液压马达带动具有减速作用的机械回转装置旋转。回转机构的回转部分和作业平台均安装在回转转台上。传动装置（液压马达和减速器）固定在转台上，其下端装有主动齿轮。回转支撑由转台和与车架固定连接的内齿圈座组成。当驱动装置转动时，齿轮与固定齿轮齿合，齿轮 沿齿圈滚动，带动转台回转。在转台与固定内齿圈座之间装有滚球或滚柱以减少 转台的摩擦阻力。

 

     回转机构的机械传动形式有蜗杆传动、摆线针轮传动和行星齿轮传动等。

 

   

 

     4、作业平台及调平机构

 

举升机构的端部连接作业平台，它是用于载人或器材的基本构件。为了保证作业人员安全和防止器材掉率，各国对作业平台的设计提出了明确的要求，如平台的护栏高度、宽度、平台的防滑表面、平台上的安全带等。

 

为了使作业平台的底平面在作业过程中保持水平，高空作业车上装有使作业平台保持水平的自动调平机构，主要有以下三类：

 

1）机械式：有四杆机构、钢丝绳机构、钢丝绳与链轮机构和锥齿轮机构。

 

2）机液组合式：即机械与静压液压缸组合机构。

 

3）电液组合式：即电-液伺服机构。

 

    

 

重力式调平机构，其原理是将作业臂的顶端与作业平台质心铅垂线上的一点铰接，这样工作臂无论作何运动，作业平台始终处于铅垂状态，其底平面能保持水平。但是这种机构在举升过程中由于惯性力的作业及作业人员的质心不能与作业平台的质心完全重合，使作业平台出现偏移或偏摆，减少了安全感，目前这种机构已经很少采用了。

 

 

 

平行四杆调平机构，是常采用的机械机构。其原理是当上、下折臂同时或分别作起伏运动时，两套四杆机构中的连杆始终保持平行，则与连杆铰接的作业平台的底平面在举升过程中总处于水平位置。

 

 

 

机液组合式等容积液压缸调平机构。其原理是主调液压缸与副调液压缸的结构、大小、容积完全相同，在作业前两液压缸充满液压油，且两液压缸的有杆腔和无杆腔分别两联，使两缸形成一个封闭回路。当作业臂受变幅液压缸作用时，会带动主调液压缸的活塞杆伸缩，与此同时，和液压缸形成封闭回路的液压缸2的活塞杆则产生相应的伸缩运动。当满足1、2、3、4、5等始终相等时，无论作业臂处于何种状态，都能使作业平台底面保持水平位置。

 

 

 

电液组合式即电-液伺服调平机构，其工作原理是在作业臂的顶端与作业平台之间，通过重力元件获得信号，再由电磁阀根据电信号控制液压缸工作，使作业平台自动保持平衡。

 

 

 

三、 高空作业车的液压系统及安全保护装置

 

 

 

1、液压传动系统

 

   现代高空作业车的工作装置均采用液压传动和电液操纵，因其具有无极调速、动作平稳、安全可靠等特点。高空作业车的液压系统是一个并联的四路开式系统。其中支腿的收放、举升机构的升降、转台的回转等都是通过液压系统实现的。汽车发动机将动力通过取力器传递给液压泵，液压油经过箱内的网式过滤器吸入齿轮泵，齿轮泵输出的液压油经过滤器进入工作回路。各工作装置均由电磁换向阀和调速阀控制。不工作时，液压油通过卸荷回路直接回到油箱。

 

 

 

2、操作及安全保护装置

 

   高空作业车一般要求配备上（作业平台）、下（操作台）两套操作系统装置，而且上、下操作应具有同样的功能，可采用电-液压开关控制电磁阀，实现上、下操作。高空作业车的方向控制，应使其操作方向和运动方向一致。当松开操作手柄时，运动件应能自动回位或处在中立位置，并且不能因震动等原因而离开原位。

 

   为防止作业平台因作业中出现故障而自由下沉，必须设有安全保护装置。液压系统中一般采用平衡阀作为液压缸的锁定和下降超速保护装置，并选用具有O型中位机能的电磁阀进行相应的控制。对于靠单独提升钢丝绳或链传动实现作业平台升降的系统，应有断绳安全保护装置，防止平台的自由下降。

 

高空作业车应配备急停装置，并安装在操作者的应急位置。发生误操作时，该装置应能有效的排出由此产生的故障和危险，保护高空作业车和各机构的安全。高空作业车可能出现故障让操作人员困在空中，因此，必须安装辅助下降装置，如大型高空作业车可启动备用的动力装置辅助下降，中小型高空作业车则采用手动泵人工辅助下降。

 

折叠式高空作业车位防止平台翻转，规定下臂接近水平位置时，上臂与水平面的夹角不允许超过78°。为此在车上设置了限位行程开关，阻止上臂与水平面的夹角超过规定值。同时，蜂鸣器报警，提醒操作人员注意。

 

为防止支腿工作时液压或气动管路发生泄漏故障而出现软腿，普遍采用液压锁进行安全保护。有些作业车为了保证支腿的支撑可靠，同时采用液压锁和机械插捎锁定。另外，各支腿之间还应设有互锁装置，确保安全作业。在操作程序上规定：未支好支腿，工作装置不得进行操作；进行高空作业时，支腿不得收回。

 

 

 

 

第三节 高空作业车的主要性能指标

 

高空作业车的主要性能指标有：作业高度、作业幅度、作业速度和作业平台的装载质量等。

 

1、作业高度

 

作业高度是指作业平台底面里地高度与作业人员手臂所能达到的平均高度之和。通常把作业高度分为最大作业高度Hmax和最大作业幅度时的作业高度H。对于可才地下作业的高空作业车，除标明底面以上的作业高度外，还需注明作业车在底面以下的作业深度。

 

2、作业幅度

 

作业幅度是指作业车回转中心线（对于垂直升降的高空作业车为升降的中心线）至作业平台外边缘的水平距离R。

 

3、作业速度

 

高空作业车的作业速度包括：作业平台在垂直方向起升的平均速度和下降的平均速度，以及作业平台的回转速度。GB/T9465.2--2008中规定，作业平台起升、下降速度《0.4m/s;回转机构的最大回转速度《2r/min。

 

4、作业平台的装载质量

 

    高空作业车作业平台的装载质量是指标定装载质量，不含作业平台的自身质量。