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1、车载机械自动调平机械系统设计与开发摘 要本论文的题目是车载机械自动调平机械系统设计与开发。论文分为选题背景、方案论证、过程论述、结论总结四大部分。 选题背景部分，我主要讲述了本设计课题的来源、目的、意义、应解决的问题及应该达到的技术要求和介绍系统其它结构。还简述了本课题在国内外的发展概况，为设计提供了指导思想。方案论证部分，我按照技术要求，对液压系统进行了分析，并设计了一套液压控制系统。过程论证析部分，我考虑了整个雷达受到本身重力和风力的影响，为了保证力学稳定性，使用了塔架杆来支撑主升油缸。我综合考虑了液压缸举升的高度和缸需要提供的动力，结合工作环境，从而选择了四级液压缸作为主升油缸。液压缸举
2、升1.5吨的雷达和1.5吨的塔架，再加上受风力的影响，这对主升油缸的强度提出了要求，本部分通过计算可以确定满足强度要求的缸的内外径。塔架设计部分，设计了塔架三节每节的尺寸，以及塔架各节的连接。设计总结部分，我对本次设计过程进行了深刻的总结，为自己所学到了系统的分析问题而高兴，再次感受那些思考问题的过程与方法。关键词：四级液压缸；雷达；设计；自动调平系统。AbstractThe topic of my paper is vehicle-mounted machine automatically transferred Ping mechanical systems design and deve
3、lopment. This paper is divided into four parts: selection of subjects background, programme appraisal, process expositions, conclusions summarized Selection of subjects background part, I described the main source of design topics, objectives, significance, and should be addressed to the technical r
4、equirements and other structures on the system. Also on the topic of development profile at home and abroad, providing guidance for the design ideas. Because the whole radar antenna will be affected by the weight and wind, in order to make sure the mechanics stability, then the solution is by using
5、tower frame pole to support the main promoting cylinder. The second part is just the analyses on the mechanics capability of the tower frame pole. Programme appraisal part of the question, I analysed the hydraulic system in accordance with the technical requirements, and to design a set of hydraulic
6、 control systems. Analysis of the process of verification part, I consider the entire radar by itself gravity and wind effects. In order to ensure the stability of mechanics,I use the tower to support the main hydraulic cylinder. On the part of the mechanics tower pole performance analysed.I integra
7、ted into the hydraulic cylinder up-down and hydraulic cylinder need to provide the high momentum in the work environment, thus chosen as a main or 4 hydraulic cylinder. 1.5 tons of hydraulic cylinder up-down radar and 1.5 tons town coupled with the impact of the wind, which the intensity of the fuel
8、 hydraulic cylinder or the demands of this segment by calculating the intensity can meet the requirements of main hydraulic cylinder. In the conclusion, I give a thorough summing-up of the process of my project. I feel pleased that I have learned to analyze problem generally, and have reconsidered t
9、he methods and process of my project. Tower design part, I use the second part of the contents , designed tower section three dimensions, and the tower sections connected.In the conclusion, I give a thorough summing-up of the process of my project. I feel pleased that I have learned to analyze probl
10、em generally, and have reconsidered the methods and process of my project.Key word: triple-level hydraulic cylinder ；design ；Radar；automatically leveling system. 目录1选题背景11.1雷达车的特点21.2 国内外高机动雷达发展状况32 方案论证42.1 主要技术指标42.2 技术可行性42.3 升降天线车的液压系统说明52.4 测试系统的组成及功能62.5 主要技术难点分析82.6 与国内外同类产品技术对比分析82.7 推广应用价值8
11、3 过程论述83.1 雷达举升机构的力学分析83.2 缸的设计123.3 缸的连接及材料163.4 塔架的设计233.5 机动式车载雷达稳定性设计分析244 结论总结315 致谢326参考文献331 选题背景 1.1雷达车的特点现代高技术战争对雷达的越野作战与战场生存能力提出了越来越高的要求,以达到战时快速组网及补充战损的目的，高度的机动能力已经成为现代军事雷达的必备素质;因此，对于雷达设计师来说，在考虑整机电性能指标、可靠性、可维性、可保障性、安全性、可操作性、经济性及加工工艺性等因素的同时，还须从结构上对其机动性作出精心构思。总的来说,雷达的高机动性须保证雷达具有这样一种能力，即组成雷达的
12、诸多功能环节能够共同形成一种良好的应变能力，在保证性能可靠的前提下，使其在遭到敌方打击之前，能够方便、迅速地撤收，并且转移到新的阵地上重新进入正常的工作状态，以达到保护自己、克敌制胜的目的;因此，在结构总体上须重点考虑下列问题。运输行驶能力主要包括以下几点：（1）.越野能力:战时雷达整机将面临复杂恶劣的地理环境情况，如土路、泥泞路等，此时仍然要求雷达能够以一定的速度可靠地行驶;雷达载车的性能对整机的运输行驶能力有直接影响，因此，载车的越野能力是选型时首先要考虑的问题，其基型车必须满足军用越野汽车机动性要求的各项规定:一般来说，机动型雷达载车选型的原则是优先选用国产列装的越野载重基型车辆。整机各
13、运 输单元机动、越野能力的主要指标包括各运输单元重量、行驶速度、最大爬坡度、接近角、离去角、涉水深度、越坡沟宽度、最小转弯直等参数。（2）.通过能力:即雷达整机各运输单元外形尺寸在公路、铁路运输时须符合国家有关运轴限界的要求。1) 公路运输:应满足公路运输限界。2) 铁路运输:应满足铁路装载荃本限界.3) 雷达总重不超过小型桥梁的承重能力。（3）.雷达天线升降机构：按传动系统的不同,可分为机电式和液压式。机电式升降机构技术较为成熟,是一种传统的结构形式,但是,机电式升降机构的控制及传动结构均较为复杂,同时单位驱动负载的重量较大,在要求架设高度较高、负载较大时尤其如此。液压式传动系统与机电式传动
14、系统相比,在输出同样功率的条件下,体积和质量可以减小很多,同时承载能力大,可以完成较大重量雷达天线的高架。并且采用液压传动还可大大简化机械结构,从而减少机械零部件的数目,也便于实现自动控制。另外,随着科技的发展,液压元器件的生产工艺逐步实现机械化和自动化, 制造成本在不断下降, 制造精度越来越高,因此液压式传动系统已逐渐在雷达天线升降机构中被采用。中、大型雷达天线的举升机构不同于普通的升降机。普通升降机负载通常较小,中、大型雷达天线的举升机构的负载较大,特别是机构常常需要在较大的风载条件下甚至于需要在天线上覆盖有冰层时工作,在举升高度较高时,风载荷引起的颠覆力矩直接威胁着设备的安全和工作的可靠
15、性,此外风向的不同引起的动力特性在机构的升降过程中又存在较大的差异, 因此中、大型雷达天线的举升机构存在一定的特殊性。塔架式雷达升降天线研究项目正是本着上述的要求而拟定的。1.2 国内外高机动雷达发展状况1.2.1 国外机动雷达的发展方向 冷战时期，由于两大军事集团的长期对峙，西方国家十分重视机动雷达尤其是高激动雷达的发展与研制；大批各种型号的机动雷达装备部队，并且将高机动雷达部署在战略要地，以提高雷达网的弹性和整个防空系统的稳定性。下表是七十年代以来西方各国装备的集中主要的机动雷达。型 号工作波段测 距架设时间用 途技术体制美 国AN/TPS-612.9-3.1GHz140Km3分钟对空搜索
16、两坐标雷达美 国LAADSL波段60 Km 7分钟低空警戒两坐标雷达英 国GainfanenS波段140 Km 1分钟低空警戒两坐标雷达德 国TRMSS波段200 Km 3分钟防空预警三坐标雷达日 本NPN-510S波段135 Km 3分钟防空预警三坐标雷达不难看出，目前世界各国都把防空雷达网建设中如何发展激动作战力量和研制高机动雷达当做一件大事来抓，这是高技术局部战争的必然趋势。独联体国家的70000部防空雷达中大部分是车载式机动雷达，且有相当数量为高机动雷达；英国和法国的雷达站，几乎不采用固定式，而采用可运输单元，一旦需要，激动雷达可在较短时间内转移到新的阵地展开工作； 日本的机动雷达站与
17、固定雷达站之比，近年来由原来的1：14升到1：2.5，而且其雷达天线可折叠运输，雷达具有较好的探测性能、抗干扰性能和自动化入网功能。我国周边的一些国家和地区也十分重视雷达的机动和隐蔽。台湾则大力发展机动雷达，其固定雷达除天线外，其余部分均可进入坑道。军事力量最强的美国，也是重视雷达机动性的国家，他的舰载、机载和卫星侦察雷达可以实现全球范围内的机动，其雷达情报网抗摧毁能力达到了完善的程度。2 方案论证2.1 主要技术指标2.1.1 升降高度10米，负载1.5吨；2.1.2 .具有自动调平功能，且应保证水平5以内；2.1.3 .调平系统抗风（装上顶部作业部件，10级风）摆动小于；2.2 技术可行性
18、2.2.1 .升降塔架式结构雷达天线车总体及液压传动研制的技术方案天线车的总体结构说明升降天线车的升展高度除车桥高度以外净空高10米。下降后高度为3米左右。要求车桥长5米，宽2米，占空间体积约为352=30立方米2.2.2 塔架结构 塔架为三节组合成形，固定座为3米，其中第一节为1.3米，第二节为2.6米，最后一节为3.1米。举升铰安装在第三节的1.8米处，这样可使得塔架上升和下降折置时运行自如。在举升铰的上端设置了链轮机构，使得天线发射箱在运动和升位的过程中始终保持与地面垂直。2.2.3 塔架的举升执行机构塔架的举升执行机构为四级伸缩式油缸。此型油缸的工作原理为活塞直径大的先运动，依次升高。
19、下降时小活塞先运动，依次下降。直径小则运动速度高，反之速度低。整个升降时间约为2.5分钟。为了防止油缸承受侧向力矩，在设计塔架具体构件时还要着重考虑回转和重力矩的平衡。2.2.4 塔架索拉机构升降塔架为横向跨裆结构，由此沿纵向方向由于风动力而产生的弹性侧向偏摆力及颠覆力矩对塔架影响很大。为了确保塔架的相对刚度及稳定性，在车桥底座对称角上设置了四索拉机构，拟产生四均衡的拉力，使得塔架垂直定位。2.2.5 承载支腿 雷达天线要在一个相对与水平垂直的轴上运行，而且在要10级风的环境下仍能正常工作，整个天线车的综合承载力都传递在支腿上。天线车的支腿既要克服重力和颠覆力矩，又要作为水平校正的执行机构，所
20、以在支腿的支臂上设置了展开收合油缸，并在支腿的支点上折纸了比例阀控油缸，使四角支腿在较快时间内完成支撑校平工作。校平完毕如需要，可用人工锁紧机构将其锁紧。2.2.6 辅助支撑机构及其它 当塔架折放和转场运行时，必须防止塔架震动而对油缸的重力冲击，因此在塔架纵向设置了防震托架及辅助支撑机构。2.3升降天线车的液压系统说明 升降天线车采用变量泵液压系统，其流量为自适应注油。在供油流量大时，压力相应减小；供油流量小时，压力相应增大。这样既能满足负载的要求，又可减少系统发热。2.3.1 举升伸缩油缸单元与塔架锁紧单元：举升单元由三位四通电液换向阀、单向调速阀、液控单向阀、压力继电器和油缸组成。当油泵打
21、出压力油后，电液换向阀切换到左位，压力油经调速阀、液控单向阀进入油缸，使油缸上升；当油缸上升到终点时，缸内压力上升，此时继电器动作，控制三位四通电磁阀处于右位，四油缸锁紧塔架。若伸缩油缸下降，只有在三位四通电磁阀切换到左位，锁紧油缸反向，即回到终点缸内，压力升高时，压力继电器2动作，控制三位四通电液阀处于右位使得油缸下降，这时塔架重力迫使油缸快速下行，但液控单向阀产生的背压力克服油缸的冲力，而使得油缸缓慢下降。2.3.2 角支腿液压单元支腿的展开和收合驱动是由三位四通电液阀控制油缸实现，支腿的支撑与水平校正驱动是由比例阀控油缸实现。当支腿展开之后，四个比例阀在水平测试仪所给出的讯号控制下调整油
22、缸的行程及高度，使得天线车处于一个相对水平的状态下工作。2.3.3 中支腿与索拉液压单元 中支腿设置意在风力较大和长时间工作时展开使用，故而只设置展开及收合驱动油缸，支点支撑由人工螺旋调节固定。 索拉单元采用的是阀控马达系统，当塔架上升定位后四马达输出均衡的拉力，即可增强抗颠覆的能力和克服弹性扰度。如果塔架索拉机构允许加强，或者其结构形式能克服10级风力时索拉机构可以不用。2.3.4 结构方案和液压传动系统的可行性和可靠性2.3.4.1 .结构件的制造可行性和使用可靠性 塔架的结构可采用单种型材和多中型材焊接回火加工成形。铰接用轴承预应力方法，既可保证塔架相对刚度，又可减少回转的摩擦力。由于采
23、用了锥销油缸锁紧塔架，其整体性可以得到保证。依国内的制造加工、装配水平完全能满足其几何精度要求。整体结构可以说是简明可靠。2.3.4.2 液压传动系统的可行性及可靠性 液压泵采用伤害高压泵厂生产的YCY14-1B型泵，比例阀采用LFDG4V-3.2*系列。比例油缸由设计者提供图纸定专业厂生产，举升油缸可定点加工。液压马达采用浙江镇海液压件厂生产的产品，其他阀类引进德国力士乐公司技术生产的阀件，液压附件选用国内技术优势厂家的产品。2.4 测试系统的组成及功能 2.4.1 测试系统功能方框图如下：2.4.2 水平测试仪 功能：同时测量X、Y两个方向的水平偏差。 型号：SDS10-1 性能：分辨率：
24、0.01mm/m（0.001） 显示范围：01999数字 输出电压：05v 运行环境：-40）+802.4.3 只能远端 根据需要自行开发的单片机系统。 功能：将水平仪的检测信号（X、Y）方向分别进行A/D转换，通过串口与主机通信。 性能：12位A/D转换，采用RS485串口。2.4.4工控机 主机选用研华工控机，并选用需要的板卡。 功能：处理测量数据，控制液压比例执行系统，控制液压传动系统。 主要部件： 2.4.4.1 主机：接受人工指令，按程序工作控制机械和液压传动系统，将智能远端传来的信号进行运算、处理，分解为四个伺服缸的行程。 2.4.4.2 显示器：显示雷达不水平度，显示水平调整量，
25、显示各系统的工作状态，显示故障并报警。 2.4.4.3 用户板：液压系统和机械系统的强电控制。2.4.4.4 D/A板：接受主机的12位数字信号，通过4路模拟输出分别控制4个伺服缸的行程。2.4.5 比例阀及伺服缸 性能：伺服缸最小调整行程小于0.1功能：根据工控机的输出信号，按比例地调整雷达地水平度，按要求设计，由国内厂家加工。2.4.6 反馈 控制液压执行机构的机械行程，将雷达车调节至新的水平位置。2.4.7 水平调整过程初始状态要求：雷达车的支撑点跨度大于4米；雷达车停车时的水平偏差小于10度，以保证雷达车的停车状态在调整系统的调整范围内；在水平仪调整前，其他机械系统应暂停工作，以保证水
26、平仪的测量结果不受机械振动的影响。4个伺服缸与地面的接触点之间的水平偏差小于10mm，稳定工作时，不应有下陷现象。工作过程：2.4.7.1 暂停有振动的机械设备，稳定1020s2.4.7.2 水平仪检测雷达车在两个方向的水平偏差2.4.7.3 智能远端将水平仪的检测信号由模拟量转化为数字量，通过串口送至工控机2.4.7.4 工控机将两个方向的水平偏差分解为4个伺服缸的调整量（数字量）2.4.7.5 D/A板将4个数字量分别转化为控制比例阀的比例电信号2.4.7.6 每个比例阀按电信号控制相应的伺服缸比例地调整支撑点的高低2.4.7.7 重复上述6个步骤，直到水平仪检测到雷达车在两个方向的水平偏
27、差均小于0.01（伺服缸调整0.5mm）2.5主要技术难点分析2.5.1 液压自动调平系统的精度；2.5.2 天线升高架设后的稳定性，抗风能力的保证；2.5.3 液压系统的防泄漏。2.6 与国内外同类产品技术对比分析塔架式升降天线雷达的机动性能指标为国内先进水平,能达到国外同类产品的性能指标。2.7 推广应用价值升降塔架式雷达是本着适应快速，准确，机动的战争要求而设计拟定的，是为了提高我军雷达机动性的装备需求。样机按当前部队使用较广泛的572雷达设计，各种部件及功能充分考虑各种环境的需求，适用地域广。同时本装备易于改装到其他型号雷达上，可移植性强。升降塔架式雷达弥补了国内空白，与购同类进口装备
28、相比可节省经费70。具有较高的军事价值和经济价值。3过程论述3.1 雷达举升机构的力学分析 按总体设计，当风速时，雷达天线以工作；当风速时，雷达天线停止转动，不产生永久性裂变。考虑到阵风系数k=1.5，则天线工作时的最大瞬时风速为，停止转动不产生永久性裂变时的风速为。天线工作时的最大瞬时风力：其中：C=0.6为风阻系数； S= 为反射体迎风面积 倾覆力矩： 倾覆半径：不产生裂变时的最大瞬时风力：令塔架杆宽度b=0.2m，塔架杆厚度h=0.04m塔架杆重量 塔架杆顶部许用变形：塔架杆横截面示意图（1）塔架杆受力图（2）由图（1）有：惯性矩 惯性矩 3.1.1 刚度校核 令钢丝绳的预紧力为500k
29、g，钢丝绳的刚度系数为K，参考图2的受力分析图，考虑Y方向的变形（因为），则有：则令，则有：钢丝绳的拉力 此时对于Y方向的最大变形，有对于X方向，有：所以钢丝绳的拉力 此时对于X方向的最大变形，有：3.1.2 强度校核 此时，对于Y方向，同理可有： 即 则钢丝绳的拉力 此时对于Y方向的最大变形，有：对于X方向，有：即则钢丝绳的拉力为N=7688kg此时对于X方向的最大变形，有因为天线、箱体的重量主要由油缸承受，故不必对塔架杆进行压杆稳定校核，下面进行应力强度校核。3.1.2.1 正应力校核故合格3.1.2.2 剪应力校核故合格在塔架杆处于折叠位置而刚刚升起的瞬间，塔架杆所受的应力如下：故塔架杆
30、的强度校核合格。3.1.2.3 重量分析 因油缸半径，经过估算，主升油缸的重量为800kg，则主升油缸、天线、箱体、塔架的总重量为：800+1425+1248=3473kg。如果再加上承载支腿、各型油泵及辅助机构的重量，则塔架式雷达升降天线的总重量将大于4吨。为此，必须换用更大型号的拖车，以使其能够满足高机动雷达的重量要求。此外，可以对本型高机动雷达进行结构与材料的优化设计以降低其重量。在结构上，可以将钢丝绳的作用点上移，使其水平分力直接承受风载荷，这样不仅雷达的摇摆幅度更小，而且降低了对于塔架杆的尺寸要求。在材料上，可以选用强度更高的材料以代替目前塔架杆所使用的普通钢材，从而提高其许用应力，
31、降低塔架杆的重量。3.2 缸的设计3.2.1 液压回路：序号元件名称型号数量备注1锁紧缸42水平缸43单向背压阀B25B4144液控单向阀DIFL20H14205三位四通阀34DB8C510 6单向节流阀LDF-L10C1107二位三通阀23D0B8C18调速阀QI631Q=63L/min9压力表Y100210溢流阀YF-L10C21011压力继电器DP1682s0.5s12二位二通阀QI63B113叶片泵YB163214吸油过滤器Y60T23.2.2 缸的尺寸确定由于液压缸需要从离地3m的距离举升雷达到达离地10米的位置，而液压缸座距离地面高度为0.5米，而且液压缸的总体尺寸为2.5米。塔架
32、杆子的第三节总长为3.1米，在杆的1.3米处，液压缸与塔架相连，所以剩余3.1-1.3=1.8米的距离。液压缸需要举升的距离为10-2.5-0.5-1.8=5.2设计液压缸为四级缸，每级行程为1.5米。塔架和雷达总重G3 tons有效作用面积缸径mm查GB/T2348-1993，经过标准化处理后有缸套的厚度mm，而与上下级缸套连接部分的厚度则 则整个液压缸的直径为.3.2.3 缸的强度分析 按总体设计，当风速v1=25m/s时，雷达天线以n=6rpm工作；当风速v2=30m/s时，雷达天线停止转动，不产生永久性裂变。考虑阵风系数K=1.5，则天线工作时的最大瞬时风速为v3=37.5m/s，停止
33、转动不产生永久性裂变时的风速为v4=45m/s。天线工作时的最大瞬时风力：=其中：C=0.6为风阻系数；S=24.8为反射体迎风面积。倾覆力矩：M=16740；倾覆半径：R=4.81m不产生裂变时的最大瞬时风力：（其中向下）以下为受力图和弯矩图：计算抗弯强度公式如下：可见多级缸的顶端为危险截面处把缸的尺寸代入抗弯强度公式得：。所以强度满足。3.3缸的连接及材料3.3.1 缸体端部连接形式半环连接：结构简单，尺寸小，质量小，使用广泛且不会出现焊后变形。设计中缸体底部采用与法兰螺钉连接，在通过螺栓与底座连接。 3.3.2 缸体的材料 油缸缸体的常用材料为20、25、35、45号钢的无缝钢管。20号
34、钢用的较少，因其性能机械性能低而且不能调质。45号缸具有良好的机械性能，但当有焊接的时候一般不才用。所以我选择缸体的材料为35号缸，它具有良好的焊接性能和机械性能。3.3.3 缸体的技术条件缸体采用H8、H9配合。表面粗糙并且当活塞采用橡胶密封圈密封时，Ra为0.10.4m，当活塞用活塞环密封时，Ra为0.20.4m。缸体内径D的圆度公差值可按9、10或11级精度选取，圆柱度公差值可按8能精度选取。缸体端面T的垂直度公差值可按7级精度选取。为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内应镀以厚度为3040m的铬层，镀后进行珩磨或抛光。3.3.4 活塞3.3.4.1 活塞的材料 液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁、
35、灰铸铁(HT300、HT350)、钢(有的在外径上套有尼龙66、尼龙1010或夹布酚醛塑料的耐磨环)及铝合金等。3.3.4.2 活塞的技术要求3.3.4.2.1 活塞外径D对内径D1的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。3.3.4.2.2 端面T对内孔D1轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取。3.3.4.2.3 外径D的圆柱度公差值，按9、10或11级精度选取。3.3.4.3 导向套材料：导向套常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。3.3.4.4 活塞杆结构与材料 对于多级液压缸来说，除最外一级缸筒外，其它所有缸筒同时又是充当活塞杆的作用。普通活塞杆有实心和空心两种，毫无疑问，对于多级缸来说，应采用空
36、心结构杆。空心活塞杆材料为35、45无缝钢管。由于本设计中，考虑到焊接质量，采用45号无缝钢管。3.3.4.5 活塞杆技术要求：3.3.4.5.1 活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为229285HB,必要时再经高频淬火，硬度达4555HRC。3.3.4.5.2 活塞杆d和d1的圆度公差值，按9、10或11级精度选取。3.3.4.5.3 活塞杆d的圆柱度公差值，应按8级精度选取。3.3.4.5.4 活塞杆d对d1的径向跳动公差值，应为0.01mm。3.3.4.5.5 端面T的垂直度公差值，则应按7级精度选取。3.3.4.5.6 活塞杆上的螺纹，一般应按6级精度加工；如载荷较小，机械振动也较小时
37、，允许按7级或8级精度制造。3.3.4.5.7 活塞杆上下工作表面的粗糙度为Ra0.63m，必要时，可以镀铬，镀层厚度约为0.02mm,镀后抛光。3.3.4.6 液压缸的缓冲缓冲装置是为了防止或减小液压缸活塞在运动到两个端点时因惯性力造成的冲撞。通常是通过节流作用，使液压缸运动到端点附近时形成足够的内压，降低液压缸的运动速度，以减小冲击。常用的液压缸缓冲装置见下表。结构简图缓冲特性恒节流面积固定型1 液压缸的运动速度；2 缓冲腔的压力可调型锥形抛物线形变节流面积阶梯形三角形本设计中采用的的是恒节流面积固定型缓冲方式。3.3.4. 7液压缸安装连接部分的型式及尺寸液压缸进出油口的的型式3.3.4
38、.8 密封圈的选用3.3.4.8.1 对于固定密封，O型圈提供了一种既有效又经济的密封元件。O型圈是在模具里硫化成形的；O形圈的特点是具有圆形截面的圆环状。它的尺寸是用它的内径和其截面直径定义的。O型圈是一种双向作用密封元件。由于在安装时，在径向或轴向作用的初始压缩，使O型圈具有了初始密封的能力。由系统压力而产生的密封力与初始密封力一起合成为总密封力，它随系统压力的提高而增大。O型圈具有以下优点：简单，整体式沟槽设计减少了零件和设计费用设计紧凑，零件外形小安装简单，减少差错为和大多数的流体想容，有很多复合物可供选择在全球范围内可供现货，易于保养和维修3.3.4.8.2 Yx形密封圈，用于往复运
39、动密封，工作压力可达到14MP，具有摩擦系数小、安装简便等优点，分为轴用和孔用两种。这种密封圈的密封效果来自于它本身的预加负载，以及在安装时密封唇的压缩。在运行时，系统的压力增大了密封径向机械接触力。这种密封圈具有协同工作的主唇和副唇，产生一个加载最恰当的平衡工作点。主唇的内唇较短，内、外的边都经过修整，且由于硬度较低，有良好的回弹能力和柔性，所以达到了较好的密封性能。副唇和表面保持最小的接触，有助于安装时防止密封圈的旋转。在主唇和副唇间的油腔形成的润滑油油腔，减少了摩擦和爬行现象。由于本设计导向套和缸筒内壁之间是相对静止的，根据以上优点我选用了O型圈来作为密封元件。而一级缸套、二级缸套、三级
40、缸套、4级缸套和活塞杆之间，我选用了Yx形密封圈和O形密封圈的结合使用，以达到最好的密封效果。3.3.4.9 在液压缸中，防尘圈被安放在作轴向运动的活塞杆和柱塞上。在活塞杆和柱塞运动期间，灰尘能进入液压缸内，从而引起密封圈、导向套和支承圈的损伤和过早的磨损。使用防尘圈能防止出现这种情况。在缸盖和缸体的接触处我选用了DKI型防尘圈作为密封元件，它具有以下优点：良好的刮尘作用，甚至对牢固粘结的灰尘也具有良好的刮除作用设计紧凑便于安装和拆卸方便价格便宜沟槽设计简单轻微的旋转和摆动不影响工作性能3.3.4.10泵的选用叶片泵是利用插入转子槽内的叶片间容积变化，完成泵的作用。在轴对称位置上布置有两组吸油
41、口和排油口径向载荷小，噪声较低流量脉动小，同时污染敏感度不高，有较好的变量能力。价格合适。 系统需要的流量为100L/min，我选用双作用叶片泵，且选用的叶片泵流量应至少为系统需要流量的2倍，所以我选择型号为Y2BC200C*F的叶片泵。3.3.4.11 进油口面积计算设进油口处流速为V，进油口面积为A所以 主升油缸活塞直径，另外整个油缸要在2.5分钟内升高5.2m，所以举升速度为。根据流量连续性方程所以得到进油口的直径为14.7mm，取整后为15mm，考虑到流量的跳动，取进油口面积为20mm。3.3.4.12 螺纹处强度计算3.3.4.12.1 缸体与缸盖处强度计算 本设计中，第三级缸的缸顶
42、采用的是螺纹连接一个铰接部分，螺纹处的强度计算如下：螺纹处的拉应力： 螺纹处的剪应力：合成应力：许用应力：上列各式中：油缸最大推力（）D油缸内径cm（D=4.2）螺纹直径cm（=6.8）螺纹内径cm（=6）K螺纹预紧力系数，取1.3K1螺纹内摩擦系数，取0.12缸筒屈服极限，取215MpaN安全系数，取1.75由以上公式计算得，=，所以 ，故螺纹强度满足要求。3.3.4.12.2 缸体与缸盖法兰螺栓连接的计算螺栓的强度计算如下螺纹处的拉应力：螺纹处的剪应力：合成应力：以上各式中：Z螺栓数量；螺纹内径cm螺纹直径cm Z=6K=1.3 计算可得： 可见，当螺栓材料选用45号钢的时候，强度是满足的
43、。另外，法兰底部与端盖之间螺栓的连接强度计算如下： Z=6 计算得到可见，当螺栓材料同样选用45号钢的时候，强度是满足的。3.4塔架的设计3.4.1 塔架尺寸的确定塔架分为2个部分，第一部分为连杆，由三根杆子构成，考虑到需要把雷达从离地3米举升到离地10米，连杆的总长应为7米，设计三根杆子的长度分别为：在前面，我已经对塔架进行了受力的计算，取杆子的长、宽为100mm，满足前面计算过的校核要求。3.4.2.塔架的结构除了连杆之外，塔架还有其他几个部分：3.4.2.1 支承杆：塔架需要固定在车子上，这时就需要有两根杆子来起到固定的作用，这两跟杆子和液压缸一起承受全部的3 tons的负载，但主要的负
44、载都在液压缸上，所以支承杆受力并不大，所以我取杆子的长宽均为80mm。3.4.2.2 拉锁：塔架被液压缸举升到位后，如果液压缸不再供油，则举升力消失，此时，拉索将起到拉紧机构的作用，将塔架固定在死点位置，即便液压缸不再提供力，塔架还是一样的稳定。3.5 机动式车载雷达稳定性设计分析3.5.1雷达车质心位置及轴荷分配图1 雷达车在水平面上的受力图在设计阶段,通过质量分配法求出雷达车的质心位置O、整车质量G ,如图1 所示。根据图1 ,则由力距平衡求得轴荷分配:中后桥载荷:N1 = G a/ L前桥载荷:N2 = G ( L - a) / L式中:L 为前桥距离中后桥中心的尺寸, mm; a 为质心距离前桥的尺寸, mm。代入该车载雷达有关数据,计算得:N1 = 5435 kgN2 = 2615 kg通过比较,其结果与原底盘车改装前满载设计指标基本一致,满足要求。3.5.2 雷达车行驶稳定性设计分析3.5.2.1 行驶纵向稳定性最大爬坡能力：最大爬坡能力是指汽车在最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。由公式(1) 、(2) 和(3) 求得该车载雷达的最大爬坡度: （1） （2） （3）代入该车载雷达有关数据,计算得:式中: imax为最低档所能克服的最大坡度; Fmax为最低档行驶时的最大驱动( N) ; Fw 为最低档行驶时的迎
