《車載裝置升降系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《車載裝置升降系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、湖南科技大學(xué)畢業(yè)論文 目錄1選題背景11.1雷達(dá)車的特點(diǎn)21.2 國(guó)內(nèi)外高機(jī)動(dòng)雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r32 方案論證42.1 主要技術(shù)指標(biāo)42.2 技術(shù)可行性42.3 升降天線車的液壓系統(tǒng)說明52.4 測(cè)試系統(tǒng)的組成及功能62.5 主要技術(shù)難點(diǎn)分析82.6 與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比分析82.7 推廣應(yīng)用價(jià)值83 過程論述83.1 雷達(dá)舉升機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析83.2 缸的設(shè)計(jì)123.3 缸的連接及材料163.4 塔架的設(shè)計(jì)233.5 機(jī)動(dòng)式車載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析244 結(jié)論總結(jié)315 致謝326參考文獻(xiàn)33331 選題背景 1.1雷達(dá)車的特點(diǎn)現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)雷達(dá)的越野作戰(zhàn)與戰(zhàn)場(chǎng)生存能力提出了越來越高的要求,以達(dá)
2、到戰(zhàn)時(shí)快速組網(wǎng)及補(bǔ)充戰(zhàn)損的目的，高度的機(jī)動(dòng)能力已經(jīng)成為現(xiàn)代軍事雷達(dá)的必備素質(zhì);因此，對(duì)于雷達(dá)設(shè)計(jì)師來說，在考慮整機(jī)電性能指標(biāo)、可靠性、可維性、可保障性、安全性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性及加工工藝性等因素的同時(shí)，還須從結(jié)構(gòu)上對(duì)其機(jī)動(dòng)性作出精心構(gòu)思。總的來說,雷達(dá)的高機(jī)動(dòng)性須保證雷達(dá)具有這樣一種能力，即組成雷達(dá)的諸多功能環(huán)節(jié)能夠共同形成一種良好的應(yīng)變能力，在保證性能可靠的前提下，使其在遭到敵方打擊之前，能夠方便、迅速地撤收，并且轉(zhuǎn)移到新的陣地上重新進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，以達(dá)到保護(hù)自己、克敵制勝的目的;因此，在結(jié)構(gòu)總體上須重點(diǎn)考慮下列問題。運(yùn)輸行駛能力主要包括以下幾點(diǎn)：（1）.越野能力:戰(zhàn)時(shí)雷達(dá)整機(jī)將面臨復(fù)雜
3、惡劣的地理環(huán)境情況，如土路、泥濘路等，此時(shí)仍然要求雷達(dá)能夠以一定的速度可靠地行駛;雷達(dá)載車的性能對(duì)整機(jī)的運(yùn)輸行駛能力有直接影響，因此，載車的越野能力是選型時(shí)首先要考慮的問題，其基型車必須滿足軍用越野汽車機(jī)動(dòng)性要求的各項(xiàng)規(guī)定:一般來說，機(jī)動(dòng)型雷達(dá)載車選型的原則是優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)列裝的越野載重基型車輛。整機(jī)各運(yùn) 輸單元機(jī)動(dòng)、越野能力的主要指標(biāo)包括各運(yùn)輸單元重量、行駛速度、最大爬坡度、接近角、離去角、涉水深度、越坡溝寬度、最小轉(zhuǎn)彎直等參數(shù)。（2）.通過能力:即雷達(dá)整機(jī)各運(yùn)輸單元外形尺寸在公路、鐵路運(yùn)輸時(shí)須符合國(guó)家有關(guān)運(yùn)軸限界的要求。1) 公路運(yùn)輸:應(yīng)滿足公路運(yùn)輸限界。2) 鐵路運(yùn)輸:應(yīng)滿足鐵路裝載荃本限
4、界.3) 雷達(dá)總重不超過小型橋梁的承重能力。（3）.雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)：按傳動(dòng)系統(tǒng)的不同,可分為機(jī)電式和液壓式。機(jī)電式升降機(jī)構(gòu)技術(shù)較為成熟,是一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,但是,機(jī)電式升降機(jī)構(gòu)的控制及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜,同時(shí)單位驅(qū)動(dòng)負(fù)載的重量較大,在要求架設(shè)高度較高、負(fù)載較大時(shí)尤其如此。液壓式傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)電式傳動(dòng)系統(tǒng)相比,在輸出同樣功率的條件下,體積和質(zhì)量可以減小很多,同時(shí)承載能力大,可以完成較大重量雷達(dá)天線的高架。并且采用液壓傳動(dòng)還可大大簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu),從而減少機(jī)械零部件的數(shù)目,也便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。另外,隨著科技的發(fā)展,液壓元器件的生產(chǎn)工藝逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化, 制造成本在不斷下降, 制造精度越來越高,
5、因此液壓式傳動(dòng)系統(tǒng)已逐漸在雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)中被采用。中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)不同于普通的升降機(jī)。普通升降機(jī)負(fù)載通常較小,中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)的負(fù)載較大,特別是機(jī)構(gòu)常常需要在較大的風(fēng)載條件下甚至于需要在天線上覆蓋有冰層時(shí)工作,在舉升高度較高時(shí),風(fēng)載荷引起的顛覆力矩直接威脅著設(shè)備的安全和工作的可靠性,此外風(fēng)向的不同引起的動(dòng)力特性在機(jī)構(gòu)的升降過程中又存在較大的差異, 因此中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)存在一定的特殊性。塔架式雷達(dá)升降天線研究項(xiàng)目正是本著上述的要求而擬定的。1.2 國(guó)內(nèi)外高機(jī)動(dòng)雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r1.2.1 國(guó)外機(jī)動(dòng)雷達(dá)的發(fā)展方向 冷戰(zhàn)時(shí)期，由于兩大軍事集團(tuán)的長(zhǎng)期對(duì)峙，西方國(guó)家十分重視機(jī)動(dòng)
6、雷達(dá)尤其是高激動(dòng)雷達(dá)的發(fā)展與研制；大批各種型號(hào)的機(jī)動(dòng)雷達(dá)裝備部隊(duì)，并且將高機(jī)動(dòng)雷達(dá)部署在戰(zhàn)略要地，以提高雷達(dá)網(wǎng)的彈性和整個(gè)防空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。下表是七十年代以來西方各國(guó)裝備的集中主要的機(jī)動(dòng)雷達(dá)。型 號(hào)工作波段測(cè) 距架設(shè)時(shí)間用 途技術(shù)體制美 國(guó)AN/TPS-612.9-3.1GHz140Km3分鐘對(duì)空搜索兩坐標(biāo)雷達(dá)美 國(guó)LAADSL波段60 Km 7分鐘低空警戒兩坐標(biāo)雷達(dá)英 國(guó)GainfanenS波段140 Km 1分鐘低空警戒兩坐標(biāo)雷達(dá)德 國(guó)TRMSS波段200 Km 3分鐘防空預(yù)警三坐標(biāo)雷達(dá)日 本NPN-510S波段135 Km 3分鐘防空預(yù)警三坐標(biāo)雷達(dá)不難看出，目前世界各國(guó)都把防空雷達(dá)網(wǎng)建設(shè)
7、中如何發(fā)展激動(dòng)作戰(zhàn)力量和研制高機(jī)動(dòng)雷達(dá)當(dāng)做一件大事來抓，這是高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)的必然趨勢(shì)。獨(dú)聯(lián)體國(guó)家的70000部防空雷達(dá)中大部分是車載式機(jī)動(dòng)雷達(dá)，且有相當(dāng)數(shù)量為高機(jī)動(dòng)雷達(dá)；英國(guó)和法國(guó)的雷達(dá)站，幾乎不采用固定式，而采用可運(yùn)輸單元，一旦需要，激動(dòng)雷達(dá)可在較短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到新的陣地展開工作； 日本的機(jī)動(dòng)雷達(dá)站與固定雷達(dá)站之比，近年來由原來的1：14升到1：2.5，而且其雷達(dá)天線可折疊運(yùn)輸，雷達(dá)具有較好的探測(cè)性能、抗干擾性能和自動(dòng)化入網(wǎng)功能。我國(guó)周邊的一些國(guó)家和地區(qū)也十分重視雷達(dá)的機(jī)動(dòng)和隱蔽。臺(tái)灣則大力發(fā)展機(jī)動(dòng)雷達(dá)，其固定雷達(dá)除天線外，其余部分均可進(jìn)入坑道。軍事力量最強(qiáng)的美國(guó)，也是重視雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的國(guó)家，他
8、的艦載、機(jī)載和衛(wèi)星偵察雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)，其雷達(dá)情報(bào)網(wǎng)抗摧毀能力達(dá)到了完善的程度。2 方案論證2.1 主要技術(shù)指標(biāo)2.1.1 升降高度10米，負(fù)載1.5噸；2.1.2 .具有自動(dòng)調(diào)平功能，且應(yīng)保證水平5以內(nèi)；2.1.3 .調(diào)平系統(tǒng)抗風(fēng)（裝上頂部作業(yè)部件，10級(jí)風(fēng)）擺動(dòng)小于；2.2 技術(shù)可行性2.2.1 .升降塔架式結(jié)構(gòu)雷達(dá)天線車總體及液壓傳動(dòng)研制的技術(shù)方案天線車的總體結(jié)構(gòu)說明升降天線車的升展高度除車橋高度以外凈空高10米。下降后高度為3米左右。要求車橋長(zhǎng)5米，寬2米，占空間體積約為352=30立方米2.2.2 塔架結(jié)構(gòu) 塔架為三節(jié)組合成形，固定座為3米，其中第一節(jié)為1.3米，第二節(jié)為
9、2.6米，最后一節(jié)為3.1米。舉升鉸安裝在第三節(jié)的1.8米處，這樣可使得塔架上升和下降折置時(shí)運(yùn)行自如。在舉升鉸的上端設(shè)置了鏈輪機(jī)構(gòu)，使得天線發(fā)射箱在運(yùn)動(dòng)和升位的過程中始終保持與地面垂直。2.2.3 塔架的舉升執(zhí)行機(jī)構(gòu)塔架的舉升執(zhí)行機(jī)構(gòu)為四級(jí)伸縮式油缸。此型油缸的工作原理為活塞直徑大的先運(yùn)動(dòng)，依次升高。下降時(shí)小活塞先運(yùn)動(dòng)，依次下降。直徑小則運(yùn)動(dòng)速度高，反之速度低。整個(gè)升降時(shí)間約為2.5分鐘。為了防止油缸承受側(cè)向力矩，在設(shè)計(jì)塔架具體構(gòu)件時(shí)還要著重考慮回轉(zhuǎn)和重力矩的平衡。2.2.4 塔架索拉機(jī)構(gòu)升降塔架為橫向跨襠結(jié)構(gòu)，由此沿縱向方向由于風(fēng)動(dòng)力而產(chǎn)生的彈性側(cè)向偏擺力及顛覆力矩對(duì)塔架影響很大。為了確保塔
10、架的相對(duì)剛度及穩(wěn)定性，在車橋底座對(duì)稱角上設(shè)置了四索拉機(jī)構(gòu)，擬產(chǎn)生四均衡的拉力，使得塔架垂直定位。2.2.5 承載支腿 雷達(dá)天線要在一個(gè)相對(duì)與水平垂直的軸上運(yùn)行，而且在要10級(jí)風(fēng)的環(huán)境下仍能正常工作，整個(gè)天線車的綜合承載力都傳遞在支腿上。天線車的支腿既要克服重力和顛覆力矩，又要作為水平校正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以在支腿的支臂上設(shè)置了展開收合油缸，并在支腿的支點(diǎn)上折紙了比例閥控油缸，使四角支腿在較快時(shí)間內(nèi)完成支撐校平工作。校平完畢如需要，可用人工鎖緊機(jī)構(gòu)將其鎖緊。2.2.6 輔助支撐機(jī)構(gòu)及其它 當(dāng)塔架折放和轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，必須防止塔架震動(dòng)而對(duì)油缸的重力沖擊，因此在塔架縱向設(shè)置了防震托架及輔助支撐機(jī)構(gòu)。2.3升
11、降天線車的液壓系統(tǒng)說明 升降天線車采用變量泵液壓系統(tǒng)，其流量為自適應(yīng)注油。在供油流量大時(shí)，壓力相應(yīng)減小；供油流量小時(shí)，壓力相應(yīng)增大。這樣既能滿足負(fù)載的要求，又可減少系統(tǒng)發(fā)熱。2.3.1 舉升伸縮油缸單元與塔架鎖緊單元：舉升單元由三位四通電液換向閥、單向調(diào)速閥、液控單向閥、壓力繼電器和油缸組成。當(dāng)油泵打出壓力油后，電液換向閥切換到左位，壓力油經(jīng)調(diào)速閥、液控單向閥進(jìn)入油缸，使油缸上升；當(dāng)油缸上升到終點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)壓力上升，此時(shí)繼電器動(dòng)作，控制三位四通電磁閥處于右位，四油缸鎖緊塔架。若伸縮油缸下降，只有在三位四通電磁閥切換到左位，鎖緊油缸反向，即回到終點(diǎn)缸內(nèi)，壓力升高時(shí)，壓力繼電器2動(dòng)作，控制三位四通電
12、液閥處于右位使得油缸下降，這時(shí)塔架重力迫使油缸快速下行，但液控單向閥產(chǎn)生的背壓力克服油缸的沖力，而使得油缸緩慢下降。2.3.2 角支腿液壓?jiǎn)卧鹊恼归_和收合驅(qū)動(dòng)是由三位四通電液閥控制油缸實(shí)現(xiàn)，支腿的支撐與水平校正驅(qū)動(dòng)是由比例閥控油缸實(shí)現(xiàn)。當(dāng)支腿展開之后，四個(gè)比例閥在水平測(cè)試儀所給出的訊號(hào)控制下調(diào)整油缸的行程及高度，使得天線車處于一個(gè)相對(duì)水平的狀態(tài)下工作。2.3.3 中支腿與索拉液壓?jiǎn)卧?中支腿設(shè)置意在風(fēng)力較大和長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)展開使用，故而只設(shè)置展開及收合驅(qū)動(dòng)油缸，支點(diǎn)支撐由人工螺旋調(diào)節(jié)固定。 索拉單元采用的是閥控馬達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)塔架上升定位后四馬達(dá)輸出均衡的拉力，即可增強(qiáng)抗顛覆的能力和克服彈性擾度
13、。如果塔架索拉機(jī)構(gòu)允許加強(qiáng)，或者其結(jié)構(gòu)形式能克服10級(jí)風(fēng)力時(shí)索拉機(jī)構(gòu)可以不用。2.3.4 結(jié)構(gòu)方案和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可行性和可靠性2.3.4.1 .結(jié)構(gòu)件的制造可行性和使用可靠性 塔架的結(jié)構(gòu)可采用單種型材和多中型材焊接回火加工成形。鉸接用軸承預(yù)應(yīng)力方法，既可保證塔架相對(duì)剛度，又可減少回轉(zhuǎn)的摩擦力。由于采用了錐銷油缸鎖緊塔架，其整體性可以得到保證。依國(guó)內(nèi)的制造加工、裝配水平完全能滿足其幾何精度要求。整體結(jié)構(gòu)可以說是簡(jiǎn)明可靠。2.3.4.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可行性及可靠性 液壓泵采用傷害高壓泵廠生產(chǎn)的YCY14-1B型泵，比例閥采用LFDG4V-3.2*系列。比例油缸由設(shè)計(jì)者提供圖紙定專業(yè)廠生產(chǎn)，舉升
14、油缸可定點(diǎn)加工。液壓馬達(dá)采用浙江鎮(zhèn)海液壓件廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，其他閥類引進(jìn)德國(guó)力士樂公司技術(shù)生產(chǎn)的閥件，液壓附件選用國(guó)內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)廠家的產(chǎn)品。2.4 測(cè)試系統(tǒng)的組成及功能 2.4.1 測(cè)試系統(tǒng)功能方框圖如下：2.4.2 水平測(cè)試儀 功能：同時(shí)測(cè)量X、Y兩個(gè)方向的水平偏差。 型號(hào)：SDS10-1 性能：分辨率：0.01mm/m（0.001） 顯示范圍：01999數(shù)字 輸出電壓：05v 運(yùn)行環(huán)境：-40）+802.4.3 只能遠(yuǎn)端 根據(jù)需要自行開發(fā)的單片機(jī)系統(tǒng)。 功能：將水平儀的檢測(cè)信號(hào)（X、Y）方向分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過串口與主機(jī)通信。 性能：12位A/D轉(zhuǎn)換，采用RS485串口。2.4.4工控機(jī) 主
15、機(jī)選用研華工控機(jī)，并選用需要的板卡。 功能：處理測(cè)量數(shù)據(jù)，控制液壓比例執(zhí)行系統(tǒng)，控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 主要部件： 2.4.4.1 主機(jī)：接受人工指令，按程序工作控制機(jī)械和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，將智能遠(yuǎn)端傳來的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、處理，分解為四個(gè)伺服缸的行程。 2.4.4.2 顯示器：顯示雷達(dá)不水平度，顯示水平調(diào)整量，顯示各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，顯示故障并報(bào)警。 2.4.4.3 用戶板：液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)電控制。2.4.4.4 D/A板：接受主機(jī)的12位數(shù)字信號(hào)，通過4路模擬輸出分別控制4個(gè)伺服缸的行程。2.4.5 比例閥及伺服缸 性能：伺服缸最小調(diào)整行程小于0.1功能：根據(jù)工控機(jī)的輸出信號(hào)，按比例地調(diào)整雷達(dá)地水
16、平度，按要求設(shè)計(jì)，由國(guó)內(nèi)廠家加工。2.4.6 反饋 控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械行程，將雷達(dá)車調(diào)節(jié)至新的水平位置。2.4.7 水平調(diào)整過程初始狀態(tài)要求：雷達(dá)車的支撐點(diǎn)跨度大于4米；雷達(dá)車停車時(shí)的水平偏差小于10度，以保證雷達(dá)車的停車狀態(tài)在調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整范圍內(nèi)；在水平儀調(diào)整前，其他機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)暫停工作，以保證水平儀的測(cè)量結(jié)果不受機(jī)械振動(dòng)的影響。4個(gè)伺服缸與地面的接觸點(diǎn)之間的水平偏差小于10mm，穩(wěn)定工作時(shí)，不應(yīng)有下陷現(xiàn)象。工作過程：2.4.7.1 暫停有振動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，穩(wěn)定1020s2.4.7.2 水平儀檢測(cè)雷達(dá)車在兩個(gè)方向的水平偏差2.4.7.3 智能遠(yuǎn)端將水平儀的檢測(cè)信號(hào)由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，通過串
17、口送至工控機(jī)2.4.7.4 工控機(jī)將兩個(gè)方向的水平偏差分解為4個(gè)伺服缸的調(diào)整量（數(shù)字量）2.4.7.5 D/A板將4個(gè)數(shù)字量分別轉(zhuǎn)化為控制比例閥的比例電信號(hào)2.4.7.6 每個(gè)比例閥按電信號(hào)控制相應(yīng)的伺服缸比例地調(diào)整支撐點(diǎn)的高低2.4.7.7 重復(fù)上述6個(gè)步驟，直到水平儀檢測(cè)到雷達(dá)車在兩個(gè)方向的水平偏差均小于0.01（伺服缸調(diào)整0.5mm）2.5主要技術(shù)難點(diǎn)分析2.5.1 液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的精度；2.5.2 天線升高架設(shè)后的穩(wěn)定性，抗風(fēng)能力的保證；2.5.3 液壓系統(tǒng)的防泄漏。2.6 與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比分析塔架式升降天線雷達(dá)的機(jī)動(dòng)性能指標(biāo)為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)。2.
18、7 推廣應(yīng)用價(jià)值升降塔架式雷達(dá)是本著適應(yīng)快速，準(zhǔn)確，機(jī)動(dòng)的戰(zhàn)爭(zhēng)要求而設(shè)計(jì)擬定的，是為了提高我軍雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的裝備需求。樣機(jī)按當(dāng)前部隊(duì)使用較廣泛的572雷達(dá)設(shè)計(jì)，各種部件及功能充分考慮各種環(huán)境的需求，適用地域廣。同時(shí)本裝備易于改裝到其他型號(hào)雷達(dá)上，可移植性強(qiáng)。升降塔架式雷達(dá)彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，與購(gòu)?fù)愡M(jìn)口裝備相比可節(jié)省經(jīng)費(fèi)70。具有較高的軍事價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。3過程論述3.1 雷達(dá)舉升機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析 按總體設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)速時(shí)，雷達(dá)天線以工作；當(dāng)風(fēng)速時(shí)，雷達(dá)天線停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生永久性裂變。考慮到陣風(fēng)系數(shù)k=1.5，則天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)速為，停止轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生永久性裂變時(shí)的風(fēng)速為。天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：其中
19、：C=0.6為風(fēng)阻系數(shù)； S= 為反射體迎風(fēng)面積 傾覆力矩： 傾覆半徑：不產(chǎn)生裂變時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：令塔架桿寬度b=0.2m，塔架桿厚度h=0.04m塔架桿重量 塔架桿頂部許用變形：塔架桿橫截面示意圖（1）塔架桿受力圖（2）由圖（1）有：慣性矩 慣性矩 3.1.1 剛度校核 令鋼絲繩的預(yù)緊力為500kg，鋼絲繩的剛度系數(shù)為K，參考圖2的受力分析圖，考慮Y方向的變形（因?yàn)椋?，則有：則令，則有：鋼絲繩的拉力 此時(shí)對(duì)于Y方向的最大變形，有對(duì)于X方向，有：所以鋼絲繩的拉力 此時(shí)對(duì)于X方向的最大變形，有：3.1.2 強(qiáng)度校核 此時(shí)，對(duì)于Y方向，同理可有： 即 則鋼絲繩的拉力 此時(shí)對(duì)于Y方向的最大變形，有
20、：對(duì)于X方向，有：即則鋼絲繩的拉力為N=7688kg此時(shí)對(duì)于X方向的最大變形，有因?yàn)樘炀€、箱體的重量主要由油缸承受，故不必對(duì)塔架桿進(jìn)行壓桿穩(wěn)定校核，下面進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度校核。3.1.2.1 正應(yīng)力校核故合格3.1.2.2 剪應(yīng)力校核故合格在塔架桿處于折疊位置而剛剛升起的瞬間，塔架桿所受的應(yīng)力如下：故塔架桿的強(qiáng)度校核合格。3.1.2.3 重量分析 因油缸半徑，經(jīng)過估算，主升油缸的重量為800kg，則主升油缸、天線、箱體、塔架的總重量為：800+1425+1248=3473kg。如果再加上承載支腿、各型油泵及輔助機(jī)構(gòu)的重量，則塔架式雷達(dá)升降天線的總重量將大于4噸。為此，必須換用更大型號(hào)的拖車，以使其能
21、夠滿足高機(jī)動(dòng)雷達(dá)的重量要求。此外，可以對(duì)本型高機(jī)動(dòng)雷達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低其重量。在結(jié)構(gòu)上，可以將鋼絲繩的作用點(diǎn)上移，使其水平分力直接承受風(fēng)載荷，這樣不僅雷達(dá)的搖擺幅度更小，而且降低了對(duì)于塔架桿的尺寸要求。在材料上，可以選用強(qiáng)度更高的材料以代替目前塔架桿所使用的普通鋼材，從而提高其許用應(yīng)力，降低塔架桿的重量。3.2 缸的設(shè)計(jì)3.2.1 液壓回路：序號(hào)元件名稱型號(hào)數(shù)量備注1鎖緊缸42水平缸43單向背壓閥B25B4144液控單向閥DIFL20H14205三位四通閥34DB8C510 6單向節(jié)流閥LDF-L10C1107二位三通閥23D0B8C18調(diào)速閥QI631Q=63L/min9壓力表
22、Y100210溢流閥YF-L10C21011壓力繼電器DP1682s0.5s12二位二通閥QI63B113葉片泵YB163214吸油過濾器Y60T23.2.2 缸的尺寸確定由于液壓缸需要從離地3m的距離舉升雷達(dá)到達(dá)離地10米的位置，而液壓缸座距離地面高度為0.5米，而且液壓缸的總體尺寸為2.5米。塔架桿子的第三節(jié)總長(zhǎng)為3.1米，在桿的1.3米處，液壓缸與塔架相連，所以剩余3.1-1.3=1.8米的距離。液壓缸需要舉升的距離為10-2.5-0.5-1.8=5.2設(shè)計(jì)液壓缸為四級(jí)缸，每級(jí)行程為1.5米。塔架和雷達(dá)總重G3 tons有效作用面積缸徑mm查GB/T2348-1993，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后有
23、缸套的厚度mm，而與上下級(jí)缸套連接部分的厚度則 則整個(gè)液壓缸的直徑為.3.2.3 缸的強(qiáng)度分析 按總體設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)速v1=25m/s時(shí)，雷達(dá)天線以n=6rpm工作；當(dāng)風(fēng)速v2=30m/s時(shí)，雷達(dá)天線停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生永久性裂變?？紤]陣風(fēng)系數(shù)K=1.5，則天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)速為v3=37.5m/s，停止轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生永久性裂變時(shí)的風(fēng)速為v4=45m/s。天線工作時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：=其中：C=0.6為風(fēng)阻系數(shù)；S=24.8為反射體迎風(fēng)面積。傾覆力矩：M=16740；傾覆半徑：R=4.81m不產(chǎn)生裂變時(shí)的最大瞬時(shí)風(fēng)力：（其中向下）以下為受力圖和彎矩圖：計(jì)算抗彎強(qiáng)度公式如下：可見多級(jí)缸的頂端為危險(xiǎn)截面處把
24、缸的尺寸代入抗彎強(qiáng)度公式得： i3 imax i1 = 64 % ,所以該車載雷達(dá)的最大縱向爬坡度為64 %。其次,在60 %的縱向坡道上停車制動(dòng)時(shí),不會(huì)下滑,并且可以重新起步繼續(xù)行駛爬坡。滿足GJB1380 - 92軍用越野汽車機(jī)動(dòng)性要求的規(guī)定。3.5.2.5.2 該車載雷達(dá)車最大縱向滑移坡度i3 小于縱向傾覆坡度i2 ,所以在發(fā)生縱向傾覆之前,首先發(fā)生縱向滑移現(xiàn)象,從而保證了其縱向行駛的安全性。3.5.2.5.1 行駛橫向穩(wěn)定性3.5.2.5.2 橫向側(cè)翻當(dāng)車載雷達(dá)在橫向坡道上直線行駛或處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),如果橫向坡度角超過某一值時(shí),將發(fā)生側(cè)翻,如圖3 所示：圖3 雷達(dá)車在橫坡上的受力圖該車載
25、雷達(dá)不發(fā)生側(cè)翻的極限坡度角,則由力距平衡得:式中: b 為左右輪中心間距(mm)橫向側(cè)滑該車載雷達(dá)在橫坡上靜止時(shí)整車橫向側(cè)滑的極限角度,根據(jù)圖3 的受力情況,由力平衡方程得:式中:2 為橫向附著系數(shù),取2max = 0. 61 。3.5.2.5.3 在轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)翻和側(cè)滑3.5.2.5.3.1 側(cè)翻如圖4 所示,該車載雷達(dá)在水平路面上作等速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),有可能繞A 點(diǎn)向外側(cè)翻,所以必須限制其轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大行駛速度,由下面公式求得:式中: g 為重力加速度,9. 8m/ s2 ; r 為轉(zhuǎn)彎半徑(m) 。圖4 中, Fc 為轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力; F 為側(cè)向附著力。3.5.2.5.3.2 側(cè)滑該車載雷達(dá)在水
26、平路面上作等速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),有可能繞向外側(cè)滑,其轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大側(cè)滑行駛速度,由下面公式求得:3.5.2.5.4 結(jié)論3.5.2.5.4.1 因?yàn)閕2 i1,因此,該車載雷達(dá)在橫坡上行駛的極限坡度為42 % ,滿足GJB1380 - 92軍用越野汽車機(jī)動(dòng)性要求的規(guī)定。并且,在平直線橫坡上勻速直線行駛或靜止時(shí),在發(fā)生橫向側(cè)翻前,首先發(fā)生橫向側(cè)滑,從而保證了其在橫坡上行駛的安全。3.5.2.5.4.2 因?yàn)閂2 V1 ,所以在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),在側(cè)翻前首先發(fā)生側(cè)滑,從而保證了其在彎道行駛時(shí)的穩(wěn)定性。并且公路在彎道處筑有適當(dāng)?shù)某邫M坡度,這樣在干，燥水泥路面以上述最高車速轉(zhuǎn)彎時(shí),是比較安全的。 雷達(dá)車整車工作穩(wěn)
27、定性設(shè)計(jì)雷達(dá)車風(fēng)載荷計(jì)算雷達(dá)車展開工作時(shí),通過調(diào)平機(jī)構(gòu)將雷達(dá)調(diào)平。天線升起處于工作狀態(tài),雷達(dá)車所受的力主要包括自身重力和風(fēng)載荷。按照總體戰(zhàn)技指標(biāo)要求,雷達(dá)車在架高10m 時(shí),具有抗810級(jí)風(fēng)的能力。在圖5 位置時(shí),在風(fēng)載荷下,整車穩(wěn)定性最差。由風(fēng)載荷產(chǎn)生的傾覆力矩計(jì)算如下:風(fēng)阻力計(jì)算如下:式中: Cd 為阻力系數(shù); A 為面積(m2) ; q 為動(dòng)壓頭; q =PV2/ 2 。經(jīng)計(jì)算,天線陣面風(fēng)阻力、方艙風(fēng)阻力、運(yùn)載車底盤風(fēng)阻力分別為F1 、F2 、F3 。由風(fēng)阻力產(chǎn)生的最大傾覆力矩計(jì)算如下:雷達(dá)車自重穩(wěn)定力矩計(jì)算 在10 級(jí)風(fēng)下雷達(dá)車工作穩(wěn)定系數(shù)(取穩(wěn)定系數(shù)為2. 5)由此可見,在10 級(jí)風(fēng)
28、情況下,雷達(dá)車整車工作穩(wěn)定。并且,在設(shè)計(jì)過程中通過增加拉繩固定以加大穩(wěn)定余度四、結(jié)論總結(jié)本文具體闡述了一種車載裝置升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程。本課題所研制的車載裝置升降系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的雷達(dá)的舉升和下降，通過我設(shè)計(jì)的四級(jí)舉升液壓缸的伸出和縮回，帶動(dòng)塔架的舉升和下降，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的舉升和下降。機(jī)動(dòng)性使雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中提高生存能力的有效措施之一，因此機(jī)動(dòng)性指標(biāo)已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達(dá)的一項(xiàng)重要技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。而我現(xiàn)在設(shè)計(jì)的車載裝置升降系統(tǒng)，可以應(yīng)用成為雷達(dá)的車載裝置，從而起到對(duì)車載雷達(dá)的舉升，所以本課題有著很廣泛的應(yīng)用范圍。設(shè)計(jì)中最主要的工作就是對(duì)液壓缸的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中我首先是根據(jù)設(shè)計(jì)要求來確定缸的總行程，由于
29、行程達(dá)到了5.2米，所以我選用了四級(jí)缸作為我的主升液壓缸。然后，我對(duì)液壓缸的受力進(jìn)行了分析，從而確定了液壓缸的總體尺寸和每級(jí)缸的尺寸。對(duì)于舉升塔架，我做了塔架的受力分析，確定了塔架連桿的尺寸確定。我還綜合考慮了裝載雷達(dá)的車子的尺寸，保證雷達(dá)車載正常行駛時(shí)可以穿越橋梁和隧道。本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:（l）.提出了實(shí)現(xiàn)舉升的系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)了雙作用四級(jí)液壓缸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了液壓缸利得計(jì)算和尺寸確定。（2）.設(shè)計(jì)了塔架的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)的進(jìn)行了塔架受力分析和風(fēng)力計(jì)算。（3）.簡(jiǎn)單的介紹了機(jī)動(dòng)式車載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析。本課題只完成了車載裝置升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)工作，仍有許多種其他機(jī)構(gòu)可以完成相同的
30、工作，如車載剪叉升降系統(tǒng)、立缸式結(jié)構(gòu)等。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)沒有最好，只有更好，我會(huì)繼續(xù)努力使系統(tǒng)更加完善。五、致謝本論文的所有研究工作從論文的選題、實(shí)現(xiàn)條件到論文的寫作等階段都是在唐曉群導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。黃開有老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。黃開有老師經(jīng)常到寢室來悉心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)，在我設(shè)計(jì)遇到難題時(shí)，是他給了我信心，使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此謹(jǐn)向黃開有老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。感謝我的同班同學(xué)們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之
31、間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。也祝愿離開學(xué)校的兄弟們開開心心，我們?cè)谝黄鸬娜兆?，我?huì)記一輩子的。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!六、參考文獻(xiàn)1 何存興，張鐵華主編.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)，第二版.華中科技大學(xué)出版社，20002 陳建橋主編.材料力學(xué).華中科技大學(xué)出版社，20013 鐘毅芳等主編，機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法.華中科技大學(xué)出版社，20024 上海煤礦機(jī)械研究所編.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).上海人民出版社，19765 唐增寶，何永然，劉安俊等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，第二版.華中科技大學(xué)出版社，20025 路甬祥主編.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002。6 早稻田大學(xué)教授 加藤一郎編.機(jī)械手圖冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19797 機(jī)械工業(yè)部編1996機(jī)械產(chǎn)品目錄，第7冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社, 19968 全國(guó)液壓氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編.液壓氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)匯編，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19979 何存興；液壓元件；機(jī)械工業(yè)出版社；10 劉仁家等；機(jī)械設(shè)計(jì)常用元器件手冊(cè)；機(jī)械工業(yè)出版社；11 雷天覺；液壓工程手冊(cè)；機(jī)械工業(yè)出版社；
車載裝置升降系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)
