畢業(yè)論文車載裝置升降系統(tǒng)的開發(fā)論文

1、 目錄1選題背景11.1雷達車的特點21.2 國內(nèi)外高機動雷達發(fā)展狀況32 方案論證42.1 主要技術(shù)指標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 測試系統(tǒng)的組成及功能62.5 主要技術(shù)難點分析82.6 與國內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)對比分析82.7 推廣應(yīng)用價值83 過程論述83.1 雷達舉升機構(gòu)的力學(xué)分析83.2 缸的設(shè)計123.3 缸的連接及材料163.4 塔架的設(shè)計233.5 機動式車載雷達穩(wěn)定性設(shè)計分析244 結(jié)論總結(jié)315 致謝326參考文獻331 選題背景 1.1雷達車的特點現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭對雷達的越野作戰(zhàn)與戰(zhàn)場生存能力提出了越來越高的要求,以達到戰(zhàn)時快速組網(wǎng)及補充戰(zhàn)損

2、的目的，高度的機動能力已經(jīng)成為現(xiàn)代軍事雷達的必備素質(zhì);因此，對于雷達設(shè)計師來說，在考慮整機電性能指標、可靠性、可維性、可保障性、安全性、可操作性、經(jīng)濟性及加工工藝性等因素的同時，還須從結(jié)構(gòu)上對其機動性作出精心構(gòu)思?？偟膩碚f,雷達的高機動性須保證雷達具有這樣一種能力，即組成雷達的諸多功能環(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入正常的工作狀態(tài)，以達到保護自己、克敵制勝的目的;因此，在結(jié)構(gòu)總體上須重點考慮下列問題。運輸行駛能力主要包括以下幾點：（1）.越野能力:戰(zhàn)時雷達整機將面臨復(fù)雜惡劣的地理環(huán)境情況，如土

3、路、泥濘路等，此時仍然要求雷達能夠以一定的速度可靠地行駛;雷達載車的性能對整機的運輸行駛能力有直接影響，因此，載車的越野能力是選型時首先要考慮的問題，其基型車必須滿足軍用越野汽車機動性要求的各項規(guī)定:一般來說，機動型雷達載車選型的原則是優(yōu)先選用國產(chǎn)列裝的越野載重基型車輛。整機各運 輸單元機動、越野能力的主要指標包括各運輸單元重量、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:即雷達整機各運輸單元外形尺寸在公路、鐵路運輸時須符合國家有關(guān)運軸限界的要求。1) 公路運輸:應(yīng)滿足公路運輸限界。2) 鐵路運輸:應(yīng)滿足鐵路裝載荃本限界.3) 雷達總重不超過

4、小型橋梁的承重能力。（3）.雷達天線升降機構(gòu)：按傳動系統(tǒng)的不同,可分為機電式和液壓式。機電式升降機構(gòu)技術(shù)較為成熟,是一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,但是,機電式升降機構(gòu)的控制及傳動結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜,同時單位驅(qū)動負載的重量較大,在要求架設(shè)高度較高、負載較大時尤其如此。液壓式傳動系統(tǒng)與機電式傳動系統(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,同時承載能力大,可以完成較大重量雷達天線的高架。并且采用液壓傳動還可大大簡化機械結(jié)構(gòu),從而減少機械零部件的數(shù)目,也便于實現(xiàn)自動控制。另外,隨著科技的發(fā)展,液壓元器件的生產(chǎn)工藝逐步實現(xiàn)機械化和自動化, 制造成本在不斷下降, 制造精度越來越高,因此液壓式傳動系統(tǒng)已逐漸

5、在雷達天線升降機構(gòu)中被采用。中、大型雷達天線的舉升機構(gòu)不同于普通的升降機。普通升降機負載通常較小,中、大型雷達天線的舉升機構(gòu)的負載較大,特別是機構(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工作,在舉升高度較高時,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)向的不同引起的動力特性在機構(gòu)的升降過程中又存在較大的差異, 因此中、大型雷達天線的舉升機構(gòu)存在一定的特殊性。塔架式雷達升降天線研究項目正是本著上述的要求而擬定的。1.2 國內(nèi)外高機動雷達發(fā)展狀況1.2.1 國外機動雷達的發(fā)展方向 冷戰(zhàn)時期，由于兩大軍事集團的長期對峙，西方國家十分重視機動雷達尤其是高激動雷達的發(fā)

6、展與研制；大批各種型號的機動雷達裝備部隊，并且將高機動雷達部署在戰(zhàn)略要地，以提高雷達網(wǎng)的彈性和整個防空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。下表是七十年代以來西方各國裝備的集中主要的機動雷達。型 號工作波段測 距架設(shè)時間用 途技術(shù)體制美 國an/tps-612.9-3.1ghz140km3分鐘對空搜索兩坐標雷達美 國laadsl波段60 km 7分鐘低空警戒兩坐標雷達英 國gainfanens波段140 km 1分鐘低空警戒兩坐標雷達德 國trmss波段200 km 3分鐘防空預(yù)警三坐標雷達日 本npn-510s波段135 km 3分鐘防空預(yù)警三坐標雷達不難看出，目前世界各國都把防空雷達網(wǎng)建設(shè)中如何發(fā)展激動作戰(zhàn)力量和

7、研制高機動雷達當做一件大事來抓，這是高技術(shù)局部戰(zhàn)爭的必然趨勢。獨聯(lián)體國家的70000部防空雷達中大部分是車載式機動雷達，且有相當數(shù)量為高機動雷達；英國和法國的雷達站，幾乎不采用固定式，而采用可運輸單元，一旦需要，激動雷達可在較短時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到新的陣地展開工作； 日本的機動雷達站與固定雷達站之比，近年來由原來的1：14升到1：2.5，而且其雷達天線可折疊運輸，雷達具有較好的探測性能、抗干擾性能和自動化入網(wǎng)功能。我國周邊的一些國家和地區(qū)也十分重視雷達的機動和隱蔽。臺灣則大力發(fā)展機動雷達，其固定雷達除天線外，其余部分均可進入坑道。軍事力量最強的美國，也是重視雷達機動性的國家，他的艦載、機載和衛(wèi)星偵察雷

8、達可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的機動，其雷達情報網(wǎng)抗摧毀能力達到了完善的程度。2 方案論證2.1 主要技術(shù)指標2.1.1 升降高度10米，負載1.5噸；2.1.2 .具有自動調(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級風(fēng)）擺動小于；2.2 技術(shù)可行性2.2.1 .升降塔架式結(jié)構(gòu)雷達天線車總體及液壓傳動研制的技術(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2.6米，最后一節(jié)為3.

9、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運行自如。在舉升鉸的上端設(shè)置了鏈輪機構(gòu)，使得天線發(fā)射箱在運動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)行機構(gòu)塔架的舉升執(zhí)行機構(gòu)為四級伸縮式油缸。此型油缸的工作原理為活塞直徑大的先運動，依次升高。下降時小活塞先運動，依次下降。直徑小則運動速度高，反之速度低。整個升降時間約為2.5分鐘。為了防止油缸承受側(cè)向力矩，在設(shè)計塔架具體構(gòu)件時還要著重考慮回轉(zhuǎn)和重力矩的平衡。2.2.4 塔架索拉機構(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)動力而產(chǎn)生的彈性側(cè)向偏擺力及顛覆力矩對塔架影響很大。為了確保塔架的相對剛度及穩(wěn)定性，在

10、車橋底座對稱角上設(shè)置了四索拉機構(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 雷達天線要在一個相對與水平垂直的軸上運行，而且在要10級風(fēng)的環(huán)境下仍能正常工作，整個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，并在支腿的支點上折紙了比例閥控油缸，使四角支腿在較快時間內(nèi)完成支撐校平工作。校平完畢如需要，可用人工鎖緊機構(gòu)將其鎖緊。2.2.6 輔助支撐機構(gòu)及其它 當塔架折放和轉(zhuǎn)場運行時，必須防止塔架震動而對油缸的重力沖擊，因此在塔架縱向設(shè)置了防震托架及輔助支撐機構(gòu)。2.3升降天線車的液壓系統(tǒng)說明

11、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，壓力相應(yīng)減??；供油流量小時，壓力相應(yīng)增大。這樣既能滿足負載的要求，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、液控單向閥進入油缸，使油缸上升；當油缸上升到終點時，缸內(nèi)壓力上升，此時繼電器動作，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，即回到終點缸內(nèi)，壓力升高時，壓力繼電器2動作，控制三位四通電液閥處于右位使得油缸下降

12、，這時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 角支腿液壓單元支腿的展開和收合驅(qū)動是由三位四通電液閥控制油缸實現(xiàn)，支腿的支撐與水平校正驅(qū)動是由比例閥控油缸實現(xiàn)。當支腿展開之后，四個比例閥在水平測試儀所給出的訊號控制下調(diào)整油缸的行程及高度，使得天線車處于一個相對水平的狀態(tài)下工作。2.3.3 中支腿與索拉液壓單元 中支腿設(shè)置意在風(fēng)力較大和長時間工作時展開使用，故而只設(shè)置展開及收合驅(qū)動油缸，支點支撐由人工螺旋調(diào)節(jié)固定。 索拉單元采用的是閥控馬達系統(tǒng)，當塔架上升定位后四馬達輸出均衡的拉力，即可增強抗顛覆的能力和克服彈性擾度。如果塔架索拉機構(gòu)允許加強，或者其結(jié)構(gòu)形式能克服10級風(fēng)力時索拉機構(gòu)可以不用。2.3.4 結(jié)構(gòu)方案和液壓傳動系統(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