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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1專(zhuān)用汽車(chē)的發(fā)展
目前我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。近10年來(lái),專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)伴隨我國(guó)汽車(chē)工業(yè)得到了飛速的發(fā)展,成為我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。六七十年代期間,我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)大多規(guī)模小,工藝設(shè)備差,人員技術(shù)素質(zhì)低,產(chǎn)生方式落后,缺乏開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的能力,一般是根據(jù)下達(dá)任務(wù)的上級(jí)部門(mén)提供的原蘇聯(lián)的樣車(chē)進(jìn)行仿制。那時(shí)供改裝車(chē)選用的底盤(pán)非常少,由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn),工藝落后,專(zhuān)用汽車(chē)的產(chǎn)品技術(shù)水平比較低。到80年代末,全國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)業(yè)僅200余家,年生產(chǎn)能力約2.5萬(wàn)輛,各類(lèi)專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品只有100種左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)的需求日益增加,專(zhuān)用汽車(chē)的市場(chǎng)日漸擴(kuò)大。由于專(zhuān)用汽車(chē)的專(zhuān)用功能對(duì)各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進(jìn)作用,其附加價(jià)值又相對(duì)較高,這就促使更多的其他行業(yè)加入到專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)中來(lái)。2005年,我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)當(dāng)年的保有量達(dá)275萬(wàn)輛,當(dāng)年的需求量為34萬(wàn)輛;2010年,我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)當(dāng)年的保有量達(dá)到425萬(wàn)輛,當(dāng)年的需求量為52萬(wàn)輛。據(jù)有關(guān)部門(mén)的資料,我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)保有量得飽和值約為2000萬(wàn)輛,需求量的飽和值約為200萬(wàn)輛[5]。
由于我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)起步晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱,尤其高新技術(shù)的應(yīng)用上還不普及,與國(guó)外先進(jìn)水平相比,仍有較大差距。就總體而言,我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)仍處于中低檔水平。要推動(dòng)我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)進(jìn)一步發(fā)展,高新技術(shù)化是必由之路。但是我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)高新技術(shù)化也存在著許多諸多的問(wèn)題:
1.專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)的專(zhuān)用化程度不高
目前我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē),除了自卸車(chē)、半掛牽引車(chē)、混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)等專(zhuān)用底盤(pán)有所供應(yīng)外,多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)只能選用普通載貨汽車(chē)的二類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝。二類(lèi)載貨汽車(chē)底盤(pán)不僅配置低檔,可靠性、安全性、耐久性和舒適性都達(dá)不到要求,而且專(zhuān)用化程度不高,極大地影響了專(zhuān)用汽車(chē)技術(shù)水平的提高。
2.專(zhuān)用裝置的技術(shù)含量偏低
專(zhuān)用汽車(chē)的專(zhuān)用裝置具有多樣性、復(fù)雜性和專(zhuān)用性的特點(diǎn),因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度的加強(qiáng),對(duì)專(zhuān)用裝置技術(shù)含量提出了越來(lái)越高的要求。
3.運(yùn)輸用專(zhuān)用汽車(chē)的技術(shù)水平停滯不前
運(yùn)輸用專(zhuān)用汽車(chē)是目前我國(guó)多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)廠(chǎng)家的主導(dǎo)產(chǎn)品,鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn),多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀,產(chǎn)品幾十年不變,技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài),更談不上高新技術(shù)的運(yùn)用。
4.專(zhuān)用汽車(chē)高新技術(shù)化步伐不快
作業(yè)用專(zhuān)用汽車(chē)為滿(mǎn)足特殊作業(yè)的要求,一般具有較高的技術(shù)含量。但是,與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距,這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專(zhuān)用汽車(chē)功能單一,使用效率很低時(shí)普遍存在的問(wèn)題。
作業(yè)用專(zhuān)用汽車(chē)為滿(mǎn)足特殊作業(yè)的要求,一般具有較高的技術(shù)含量。但是,與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距,這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。中國(guó)的專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)處于性能提升階段,產(chǎn)品以中端市場(chǎng)需求為主,隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,而隨著中國(guó)新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè),滿(mǎn)足基本功能、價(jià)格相對(duì)便宜的低端產(chǎn)品需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專(zhuān)用汽車(chē)的功能單一,使用效率很低是普遍存在的問(wèn)題。在這一問(wèn)題上,我國(guó)的專(zhuān)用車(chē)生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。
我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展,就需要正視我們存在的問(wèn)題并且要不斷的借鑒國(guó)外的技術(shù),發(fā)展具有我們自己特點(diǎn)的專(zhuān)用汽車(chē)。
擺臂自卸式汽車(chē)是工程機(jī)械中的一種車(chē)型,在我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)領(lǐng)域里占有相當(dāng)大的比例,也是專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)輛中一個(gè)多品種車(chē)型。擺臂式垃圾車(chē)的載重范圍很大。隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,自卸車(chē)主要以后傾式自卸車(chē),發(fā)展到兩側(cè)傾斜式和三面傾斜式等多品種系列化。目前國(guó)外使用較多的是車(chē)廂可卸式自卸車(chē),由于該形式自卸車(chē)得車(chē)廂與底盤(pán)是分開(kāi)的,可卸下車(chē)廂裝貨和卸貨,而汽車(chē)底盤(pán)再換裝其它車(chē)廂繼續(xù)運(yùn)輸,因此縮短了汽車(chē)裝卸的停歇時(shí)間,提高了運(yùn)輸效率。
擺臂式垃圾汽車(chē)是自卸汽車(chē)中的一種,以其顯著的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。擺臂式垃圾汽車(chē)擺臂可以平移起落車(chē)斗,它同時(shí)具有車(chē)斗和垃圾自動(dòng)裝卸的功能,而且兩種功能由同一個(gè)車(chē)載工作裝置完成。由于它具備自動(dòng)裝卸車(chē)斗的功能,裝垃圾時(shí)一般均將車(chē)斗卸下降低裝垃圾的高度,裝滿(mǎn)垃圾后,則將車(chē)斗自動(dòng)裝車(chē)并運(yùn)輸。該車(chē)使用方便,運(yùn)輸效率高,擺臂式垃圾車(chē)又依其特有的機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于小噸位垃圾的運(yùn)輸。現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市人口快速增長(zhǎng),導(dǎo)致了城市垃圾量也跟著急劇上升,隨之而來(lái)的是固體生活垃圾的處理越來(lái)越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式:分類(lèi)回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式,其最終的處理場(chǎng)所均需遠(yuǎn)離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場(chǎng)所的運(yùn)輸就需要快捷、方便的交通運(yùn)輸工具,垃圾車(chē)就擔(dān)當(dāng)了每天上千噸(中等城市)的固體生活垃圾的運(yùn)輸?shù)闹厝?。擺臂式垃圾汽車(chē)以其顯著的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于城市垃圾的運(yùn)輸,并且方便。所以為了更好的滿(mǎn)足城市固體垃圾運(yùn)輸?shù)男枨螅瑪[臂式垃圾汽車(chē)的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展,這就需要我們一代代汽車(chē)人的不斷努力來(lái)實(shí)現(xiàn)[21]。
1.2 專(zhuān)用汽車(chē)的概念和分類(lèi)
專(zhuān)用車(chē)輛是為了實(shí)現(xiàn)各類(lèi)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)的車(chē)輛。
我國(guó)對(duì)“專(zhuān)用汽車(chē)”定義為:裝置有專(zhuān)用設(shè)備,具有專(zhuān)用功能,用于承擔(dān)專(zhuān)門(mén)運(yùn)輸任務(wù)或?qū)m?xiàng)作業(yè)的汽車(chē)和汽車(chē)列車(chē)。
我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)分劃為:廂式汽車(chē)、罐式汽車(chē)、專(zhuān)用自卸汽車(chē)、起重舉升汽車(chē)、倉(cāng)柵汽車(chē)和特種結(jié)構(gòu)汽車(chē)等六大類(lèi)。其中專(zhuān)用自卸汽車(chē)的定義為:裝有由本身發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車(chē)廂卸下或使車(chē)廂傾斜一定角度,垃圾依靠自重能自行卸下的專(zhuān)用汽車(chē)[3]。
1.3 專(zhuān)業(yè)汽車(chē)設(shè)計(jì)要求
專(zhuān)用汽車(chē)與普通汽車(chē)的區(qū)別主要是改裝了具有專(zhuān)用功能的上裝部分,能完成某些特殊的運(yùn)輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計(jì)上,除了要滿(mǎn)足基本型汽車(chē)的性能要求外,還要滿(mǎn)足專(zhuān)用功能的要求,這就形成了其自身特點(diǎn),概括如下:
專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì),這首先就需要了解國(guó)內(nèi)外汽車(chē)產(chǎn)品,特別是貨車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤(pán)規(guī)格、供貨渠道、銷(xiāo)售價(jià)格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用汽車(chē)的功能和性能指標(biāo)要求,在功率匹配、動(dòng)力輸出、傳動(dòng)方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購(gòu)置成本等方面進(jìn)行分析比較,優(yōu)選出一種基本型汽車(chē)底盤(pán)作為專(zhuān)用汽車(chē)改裝設(shè)計(jì)的底盤(pán)。能否選到一種好的汽車(chē)底盤(pán),是能否設(shè)計(jì)出一種好的專(zhuān)用汽車(chē)的前提。
對(duì)于不能直接采用二類(lèi)底盤(pán)或三類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝的專(zhuān)用汽車(chē),也應(yīng)盡量選用定型的汽車(chē)總成和部件進(jìn)行設(shè)計(jì),以縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。
專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專(zhuān)用工作裝置匹配,設(shè)計(jì)時(shí)既要保證專(zhuān)用功能滿(mǎn)足其性能要求,也要考慮汽車(chē)底盤(pán)的基本性能不受到影響。在必要時(shí),可適當(dāng)降低汽車(chē)底盤(pán)的某些性能指標(biāo),以滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)某些專(zhuān)用工作裝置性能的要求。
專(zhuān)用汽車(chē)的生產(chǎn)特點(diǎn)是品種多、批量少,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化,以便根據(jù)不同用戶(hù)的需要而能很快的進(jìn)行產(chǎn)品變型。對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì),應(yīng)按“三化”的要求進(jìn)行,最大限度地選用標(biāo)難件,或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件,盡量減少自制件。
對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)自制件的設(shè)計(jì),應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點(diǎn)。
對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)工作裝置中的某些核心部件和總成如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機(jī)及各種閥等,要從專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家中優(yōu)選 因?qū)S闷?chē)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)性能的好壞,主要決定干這些部件的性能和可靠性。
在普通汽車(chē)底盤(pán)上改裝的專(zhuān)用汽車(chē),底盤(pán)受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同,因此要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)輛公路交通安全法規(guī)的要求對(duì)于某些特殊車(chē)輛,如重型半掛車(chē)、油田修井車(chē)、機(jī)場(chǎng)寬體客車(chē)等,應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車(chē)輛來(lái)處理。
某些專(zhuān)用汽車(chē)可能會(huì)在很惡劣的環(huán)境下工作,其使用條件復(fù)雜,要了解和掌握國(guó)家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),使專(zhuān)用汽車(chē)有良好的適應(yīng)性,工作可靠,是要設(shè)安全性裝置[20]。
然而,擺臂式垃圾車(chē)除了具有以上的特點(diǎn)外,還有自己獨(dú)特的要求,就擺臂式垃圾車(chē)而言,它的顯著特點(diǎn)就是對(duì)擺臂的要求高,不僅要加工工藝簡(jiǎn)單而且要符合強(qiáng)度的要求。
本設(shè)計(jì)中的擺臂式垃圾車(chē)是采用了雙擺臂式,而且車(chē)斗可更換。
1.4 擺臂式垃圾汽車(chē)的設(shè)計(jì)內(nèi)容
擺臂式垃圾車(chē)的整車(chē)設(shè)計(jì),副車(chē)架的選取,舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析,舉升裝置尺寸確定,車(chē)廂設(shè)計(jì),液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計(jì)算和車(chē)廂時(shí)間的校核,整車(chē)性能分析,利用CAD軟件建立自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的裝配圖以及零部件圖。
第2章 擺臂式垃圾車(chē)底盤(pán)的選取
從目前垃圾車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家的廣告及市場(chǎng)上銷(xiāo)售的擺臂垃圾車(chē)噸位來(lái)看,以二類(lèi)底盤(pán)車(chē)改裝的,裝載質(zhì)量在4噸左右的車(chē)型為多。本設(shè)計(jì)的擺臂垃圾車(chē)的設(shè)計(jì)目標(biāo)噸位選為4噸,選取的底盤(pán)為東風(fēng)二類(lèi)底盤(pán)。
2.1底盤(pán)的選取
2.1.1汽車(chē)底盤(pán)選型要求
汽車(chē)底盤(pán)一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:
(1)適用性
專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)應(yīng)適用于專(zhuān)用汽車(chē)的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝造型設(shè)計(jì);
(2)可靠性
汽車(chē)底盤(pán)工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小,零部件要有足夠的強(qiáng)度剛度和使用壽命,并且各總成零部件的使用壽命趨于一致;
(3)先進(jìn)性
所選汽車(chē)底盤(pán),在動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性,操作穩(wěn)定性,行駛穩(wěn)定性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平,并且滿(mǎn)足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);
(4)方便性
所選底盤(pán)要便于改裝,檢查保養(yǎng)及維修,結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配[6]。
2.1.2底盤(pán)選型
我國(guó)目前生產(chǎn)的各類(lèi)型專(zhuān)用車(chē)輛的基本模式,大多是為了滿(mǎn)足在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的某一服務(wù)區(qū)域的特定使用要求,主要在已經(jīng)定型的已有車(chē)型底盤(pán)基礎(chǔ)之上,再進(jìn)行車(chē)身及有特殊工作要求的裝置的再設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)已有的汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行必要的更改,以達(dá)到滿(mǎn)足工作需求的要求,具有合理的匹配,良好的性能。
專(zhuān)用車(chē)輛采用的底盤(pán)主要分為二類(lèi),三類(lèi)和四類(lèi)。二類(lèi)底盤(pán),是在整車(chē)的基礎(chǔ)之上去掉廂體;三類(lèi)底盤(pán),是從整車(chē)上去掉貨箱和駕駛室;四類(lèi)底盤(pán),是在三類(lèi)底盤(pán)上再去掉車(chē)架總成后剩余的散件。
選取的底盤(pán)的好壞,直接影響到專(zhuān)用車(chē)的性能。在選取汽車(chē)底盤(pán)時(shí),主要是根據(jù)專(zhuān)用車(chē)的用途,裝載質(zhì)量,使用條件,性能指標(biāo),專(zhuān)用裝置或設(shè)備的外形尺寸及動(dòng)力匹配等進(jìn)行。目前,進(jìn)80%的專(zhuān)用車(chē)輛采用二類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。
選取二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)時(shí),重點(diǎn)工作是整車(chē)總體布置和有特殊工作需求的裝置的設(shè)計(jì),對(duì)底盤(pán)僅做輔助的性能分析和必要的強(qiáng)度校核,確保改裝后的整車(chē)性能在基本上與底盤(pán)接近,達(dá)到合理的匹配。
2.1.3底盤(pán)的選取
根據(jù)以上,本設(shè)計(jì)所用底盤(pán)主要從東風(fēng)汽油與柴油擺臂垃圾車(chē)底盤(pán)中選用。以下表2.1將兩種底盤(pán)參數(shù)列出,進(jìn)行比較:
表2.1 東風(fēng)EQ1092FJ和EQ1092HJ底盤(pán)參數(shù)比較
底盤(pán)型號(hào)
EQ1092FJ
EQ1092HJ
額定載質(zhì)量(kg)
4000
4000
整備質(zhì)量(kg)
3550
5000
外形尺寸(mm)
6605*2364*2370
6910*2470*2475
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)
EQ6100-1
YC6105QC
排量/功率(ml/kw)
5420/99
2800/105
鋼板彈片數(shù)(前/后)
8/11+8
9/11+8
軸距(mm)
3950
3950
前輪距/后輪距(mm)
1810/1800
1810/1800
接近角/離去角(度)
34/19
34/19
前懸/后懸(mm)
1065/1590
1065/1895
燃油類(lèi)型
汽油
柴油
軸數(shù)/輪胎數(shù)
2/6
2/6
輪胎規(guī)格
9.00-20
7.00-20
駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù)
3
3
最高車(chē)速(km/h)
90
95
由比較可以看到,EQ1092FJ和EQ1092HJ兩種型號(hào)底盤(pán)在整體性能上相差無(wú)幾,不同之處在于兩種底盤(pán)汽車(chē)燃用的燃料。燃用汽油的汽車(chē)底盤(pán)在價(jià)格上略占有優(yōu)勢(shì),但在燃料價(jià)格上,然用柴油的底盤(pán)具有長(zhǎng)效優(yōu)勢(shì)。同時(shí),然用柴油的底盤(pán)載重較大,功率稍大。因此選用EQ1092HJ作為本次設(shè)計(jì)的底盤(pán)。
2.2選用的底盤(pán)主車(chē)架的主要尺寸
由上選用的底盤(pán)EQ1092HJ底盤(pán),其主車(chē)架尺寸如下:
表2.2 東風(fēng)EQ1092HJ底盤(pán)主車(chē)架尺寸 (單位:mm)
主車(chē)架的長(zhǎng)度
6285
主車(chē)架的高度
1300
主車(chē)架上面尺寸到地面高度
755
主車(chē)架的厚度
250
2.3垃圾車(chē)質(zhì)量參數(shù)的估算
額定載重質(zhì)量是擺臂垃圾車(chē)基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道,本設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)輛額定載質(zhì)量定位4000kg。
整車(chē)整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車(chē)的重要性能參數(shù)。在擺臂垃圾車(chē)車(chē)廂的設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要采用同類(lèi)產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算整車(chē)整備質(zhì)量。整車(chē)整備質(zhì)量包括底盤(pán)質(zhì)量、底盤(pán)以外外加的副車(chē)架、車(chē)廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量,是加夠各種油液料后的空車(chē)質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)整車(chē)整備質(zhì)量估算為5000kg。
裝載質(zhì)量 選取為
整車(chē)整備質(zhì)量 估算為
駕駛員質(zhì)量 65kg/人,額定載員3人,
汽車(chē)總質(zhì)量是指裝備齊全,裝滿(mǎn)額定貨物后的汽車(chē)質(zhì)量,包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即:
。
2.4本章小結(jié)
本章按確定的設(shè)計(jì)目標(biāo),根據(jù)底盤(pán)選取的原則和要求,主要對(duì)東風(fēng)汽車(chē)汽油EQ1092FJ底盤(pán)和柴油EQ1092HJ底盤(pán)進(jìn)行了對(duì)比,選擇了這次設(shè)計(jì)的底盤(pán),給出了選用底盤(pán)的主要參數(shù),并對(duì)所設(shè)計(jì)的擺臂式垃圾車(chē)質(zhì)量參數(shù)的估算。
第3章 擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1車(chē)廂設(shè)計(jì)
1.車(chē)廂外形設(shè)計(jì)
車(chē)廂在運(yùn)輸中起到承載的作用,其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗,將其設(shè)計(jì)成平面,底部與車(chē)廂大梁焊接;另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂,放置支腿和支腿液壓缸,將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過(guò)點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車(chē)廂大梁和車(chē)廂側(cè)壁焊接,實(shí)現(xiàn)兩部分的一體(在本設(shè)計(jì)中稱(chēng)為U型鋼板)。同時(shí),車(chē)廂與駕駛室之間設(shè)計(jì)隔離廂板,與駕駛室空留一段距離,起到安全和便于維修檢查的作用。車(chē)廂示意圖見(jiàn)圖3.1。
圖3.1 車(chē)廂示意圖
2.車(chē)廂選材
在全面分析車(chē)廂的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下,選用Q235工程用鋼材。
3.2擺臂式垃圾車(chē)車(chē)箱斗外形設(shè)計(jì)
3.2.1廂斗形狀的確定
擺臂式垃圾車(chē)的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置,船形置于地面,以便適用于公共場(chǎng)所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運(yùn)送量和汽車(chē)的運(yùn)輸效率,加強(qiáng)實(shí)用性,本設(shè)計(jì)采用多邊形廂斗。
3.2.2廂斗的尺寸設(shè)計(jì)
與同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行比較,EQ1092HJ底盤(pán)垃圾車(chē)廂斗載重容積約在6~10立方米之間,擬設(shè)定長(zhǎng)*寬*高為2300*1760*1400,即其廂斗容積:
在常用容積之內(nèi),即車(chē)箱斗的長(zhǎng),寬,高選為:
表3.1 車(chē)廂尺寸 (單位:mm)
車(chē)廂長(zhǎng)度
2300
車(chē)廂寬度
1760
車(chē)廂高度
1400
車(chē)廂鋼板厚度
2
車(chē)廂加強(qiáng)肋厚度
32
車(chē)廂加強(qiáng)肋寬度
30
廂斗采用多邊形狀,實(shí)現(xiàn)吊裝、吊卸、傾卸的方便。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意圖3.2。
圖3.2廂斗示意圖
3.2.3廂斗選材
1.廂斗鋼板選材
在遵循滿(mǎn)足使用性能要求,較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì)性的前提下,廂斗選用選用Q235工程用鋼材。
2.廂斗工程硬塑選材
工程塑料的一般選用原則:具有良好的使用性能,優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟(jì)性。
(1)使用性能,使用性能是選材考慮的主要問(wèn)題。
(2)工藝性能,材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。
(3)經(jīng)濟(jì)性能,選擇材料的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)前注意的問(wèn)題。
考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境,工程塑料的選擇要滿(mǎn)足耐腐蝕性的要求,要有長(zhǎng)期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)侵蝕,抵抗各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力,同時(shí)其熱脹系數(shù)要小,粘附性要好。
滿(mǎn)足以上要求,可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等,為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性原則,選擇硬聚氯乙稀作為設(shè)計(jì)所用材料。
3.3擺臂式垃圾車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
擺臂式垃圾車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)均采用車(chē)廂兩側(cè)雙杠舉升,采用液壓驅(qū)動(dòng)。舉升機(jī)構(gòu)主要由液壓缸體,擺臂和懸掛鏈條組成,主要完成裝載和傾卸放置。
擺臂式垃圾車(chē)對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下:
(1)裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)保證在設(shè)計(jì)的載荷下連續(xù)正常工作,工作循環(huán)不大于40s;
(2)裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)能在任何工作位置上停留。在滿(mǎn)載提升過(guò)程的中間位置上停留5min,其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于10mm;
(3)傾卸料的卸料角(包括后翻和側(cè)翻)不應(yīng)小于45度;
(4)卸料機(jī)構(gòu)每個(gè)工作循環(huán)(從卸料動(dòng)作開(kāi)始至復(fù)位)時(shí)間不應(yīng)大于60s;
(5)傾卸機(jī)構(gòu)在滿(mǎn)載的情況下,在傾卸角為20~25度位置上停留5min,其舉升液壓缸的活塞桿沉降量不應(yīng)大于10mm。
當(dāng)進(jìn)行廂斗的裝載時(shí),液壓缸外伸的活塞桿拉動(dòng)擺臂,帶動(dòng)與擺臂相連的鏈條,將廂斗安穩(wěn)舉升到車(chē)廂上;進(jìn)行廂斗的卸載時(shí),液壓缸的活塞桿推動(dòng)擺臂做類(lèi)似的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)廂斗的卸載;進(jìn)行垃圾的傾倒時(shí),將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的勾環(huán)上,打開(kāi)后箱體的鎖削,當(dāng)液壓缸推置廂斗到一定高度時(shí),箱體后部被鏈條勾住抑制了后箱體的運(yùn)動(dòng),此時(shí)隨著液壓缸的繼續(xù)舉升,箱體前半部分隨之抬高,后廂蓋在自重和垃圾貨物的壓力下,自動(dòng)打開(kāi),完成了垃圾的傾卸[1]。
3.3.1擺臂液壓缸的選用
由于液壓缸要完成擺臂的升降,所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸,在兩側(cè)各放置一個(gè),液壓缸后座絞接固定在車(chē)廂上,活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。
3.3.2擺臂的設(shè)計(jì)
1.擺臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擺臂呈工字型,擺臂的兩側(cè)下端與U型鋼板絞接,上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接,在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸,在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。見(jiàn)示意圖3.3。
圖3.3 液壓缸示意圖
圖3.4 擺臂示意圖
2.擺臂選材
在進(jìn)行擺臂的剛度、強(qiáng)度及彎曲變形校核的前提下,考慮到較好的工藝性及合理性的經(jīng)濟(jì)性,擺臂選用Q235工程用鋼材。
3.擺臂鏈接鏈條長(zhǎng)度應(yīng)用說(shuō)明
擺臂鏈接的鐵鏈長(zhǎng)度盡量實(shí)現(xiàn)能夠剛好滿(mǎn)足廂斗與擺臂滑動(dòng)軸之間的距離,防止廂斗在起吊的時(shí)候廂斗底部與車(chē)廂造成過(guò)大的摩擦。
3.3.3擺臂的受力分析
擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進(jìn)行討論。受力分析如圖3.1所示。
圖3.5 吊裝、吊卸工況擺臂受力分析
1.吊裝、吊卸工況
o點(diǎn)為油缸與車(chē)架的鉸接點(diǎn),A點(diǎn)為油缸與擺臂的鉸接點(diǎn);雙作用油缸作用力Fa的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變,并為擺臂轉(zhuǎn)角β的單值函數(shù);B點(diǎn)為吊鏈位置,B0為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置;B1為吊鏈在吊裝工況初始狀態(tài)的位置。Γa為油缸軸線(xiàn)與x軸的正向夾角。
擺臂式垃圾汽車(chē)的吊裝和吊卸過(guò)程中,擺臂受力的兩個(gè)典型工況:當(dāng)B點(diǎn)位于B1點(diǎn)時(shí),擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱;當(dāng)B點(diǎn)位于B0點(diǎn)時(shí)擺臂可以從車(chē)架上吊卸車(chē)斗。
當(dāng)?shù)跹b車(chē)斗時(shí),計(jì)算公式如(3.1)取擺臂為分離體:
由ΣMp=0,得:
(3.1)
式中 Fax、Fay—油缸作用力Fa在x軸、y軸上的投影(N);
油缸上鉸支點(diǎn)A1的X、Y坐標(biāo)值(m);
Ge—吊裝重力(N);
上式可以進(jìn)一步整理成公式(3.2):
(3.2)
繼續(xù)整理后得到公式(3.3):
(3.3)
由公式(3.3)計(jì)算出來(lái)的Fa值為油缸提供負(fù)載依據(jù),同時(shí)它也為擺臂強(qiáng)度和剛度計(jì)算提供依據(jù)。
有知道擺臂在下限位置時(shí),擺臂轉(zhuǎn)角為,,,,式中α為與的夾角。將上三公式代入式(3.3)得:
(3.4)
式中為結(jié)構(gòu)幾何尺寸,均可通過(guò)計(jì)算獲得。
當(dāng)擺臂處于吊卸初始位置時(shí),B點(diǎn)位于B0,,根據(jù)上述分析同理可得:
(3.5)
式(3.4)和(3.5)分別給出了和時(shí)油缸所受的推力和拉力。通常情況下,以和作為選用油缸和擺臂強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。
具體計(jì)算結(jié)果如下:
當(dāng)擺臂在下極限位置時(shí):
當(dāng)擺臂在吊卸位置時(shí):
2.傾卸工況
由于傾卸工況所需油缸的推力和拉力遠(yuǎn)小于吊裝、吊卸工況所需的油缸作用力,故對(duì)油缸作用力和擺臂受力和擺臂受力不予以討論。通過(guò)分析計(jì)算,求出吊鏈所受的最大拉力,以便對(duì)吊鏈進(jìn)行強(qiáng)度校核。傾卸工況受力分析如圖3.6所示:
圖3.6傾卸工況吊鏈?zhǔn)芰Ψ治?
傾翻初始,左吊鏈?zhǔn)芰椋?
(3.6)
公式中的和由本身的結(jié)構(gòu)尺寸決定。
當(dāng)車(chē)斗傾卸到最大傾翻角時(shí),左吊鏈?zhǔn)芰椋?
(3.7)同理公式中和也有自身的機(jī)構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同時(shí),故設(shè)計(jì)時(shí)只取和中較大值作為選取吊鏈的依據(jù)。事實(shí)上,當(dāng)車(chē)斗傾卸到最大角度時(shí),車(chē)斗內(nèi)的垃圾所剩不多,故一般情況下,>.。
計(jì)算結(jié)果如下:
由公式(3.6)得:
3.3.4擺臂的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核
根據(jù)圖(3.5)結(jié)構(gòu)分析得PB位置為重要位置,所以分析PB位置,根據(jù)總布置可以將擺臂簡(jiǎn)化成以下簡(jiǎn)支梁:
圖3.7擺臂簡(jiǎn)化簡(jiǎn)支梁
對(duì)PB進(jìn)行受力分析:
圖3.8 PB受力分析
根據(jù)擺臂材料體積估算擺臂重為150㎏。
由以上得到:
根據(jù)得
得到:
得到:
因?yàn)?,所?方向向下。
選取擺臂材料為Q235號(hào)鋼,其許用應(yīng)力為,許用安全系數(shù), 畫(huà)出擺臂的剪力圖和彎矩圖,擺臂的危險(xiǎn)截面點(diǎn)為A點(diǎn)。
圖3.9 擺臂剪力圖
圖3.10擺臂彎矩圖
擺臂橫截面高度h可按經(jīng)濟(jì)條件(結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小)計(jì)算確定有:
(3.8)
式中:M—擺臂承受的最大合成彎矩(以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時(shí)計(jì)算)
—厚高比( )
得到:
(3.9)
得到:B=85mm
擺臂截面圖如下:
圖3.11擺臂截面圖
慣性矩:
(3.10)
= 0.0000065
(3.11)
由上式得出擺臂式安全的。
3.4支腿的設(shè)計(jì)
1.支腿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
支腿在料斗卸料,在廂斗的提升過(guò)程中或者需要時(shí)可以獨(dú)立打開(kāi),其結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)成三角形狀,采用液壓缸實(shí)現(xiàn)支腿的打開(kāi)與伸縮收回。見(jiàn)識(shí)意圖3.12。
圖3.12 支腿示意圖
2.支腿的液壓缸的選用
由于支腿液壓缸在工作的過(guò)程中,起到打開(kāi)與收縮支腿的作用,選用雙作用單桿液壓缸,其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。
3.支腿選材
在參考同類(lèi)車(chē)型支腿材料選用的基礎(chǔ)上,考慮到支腿的受力,選用Q235作為支腿材料。
3.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由以上對(duì)擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)說(shuō)明,進(jìn)行優(yōu)化組合后,可得整車(chē)形狀結(jié)構(gòu),如下示意圖3.13。
圖3.13 整體結(jié)構(gòu)示意圖
3.6本章小結(jié)
本章主要對(duì)擺臂式垃圾車(chē)的車(chē)廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行了說(shuō)明,對(duì)擺臂進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與校核,對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行受力分析,確保達(dá)到要求,確定了本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖樣,為下一章的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。
第4章 擺臂式垃圾車(chē)副車(chē)架設(shè)計(jì)
4.1副車(chē)架的截面形狀及尺寸
專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的截面形狀一般和主車(chē)架縱梁的截面形狀相同,多采用如圖4.1所示的槽形結(jié)構(gòu),其截面形狀尺寸取決于專(zhuān)用汽車(chē)的種類(lèi)及其承受載荷的大小。
圖4.1副車(chē)架截面形狀
4.1.1副車(chē)架的前端形狀及安裝位置
在保證使用可靠的前提下,為了提高撓曲性,減小副車(chē)架剛度,應(yīng)盡量減少副車(chē)架的橫梁,以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。
副車(chē)架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁,最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車(chē)架變形小,所以副車(chē)架對(duì)其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱,同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。
在副車(chē)架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí),可在主、副車(chē)架中間增加一層橡膠墊,當(dāng)主車(chē)架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車(chē)架對(duì)主車(chē)架的約束。
副車(chē)架前端形狀常有三種形狀(見(jiàn)圖4.2)。
對(duì)于這三種不同形狀的副車(chē)架前端,在其與主車(chē)架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面,其斜而尺寸如圖4.2(c)所示:;。
(a)U形;(b)角形;(c)L形
圖4.2副車(chē)架的三種前端形狀
如果加工上述形狀困難時(shí),可以采用如圖4.3所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀,此時(shí)斜面尺寸較大[1]。
對(duì)于鋼質(zhì)副車(chē)架:;
對(duì)于硬本質(zhì)副車(chē)架;;
副車(chē)架在汽車(chē)底盤(pán)上布置時(shí),其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。
4.1.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)
橫梁與縱梁的連接方式主要有三種,見(jiàn)圖4.3
1-縱梁;2-連接板;3-橫梁
圖4.3橫梁與縱梁的連接
圖4.3(a)橫梁與縱梁上下翼板連接,該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí),縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加,易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車(chē)架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小,因此本車(chē)架前后兩端采用了該種連接方式,為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上。
圖4.3(b)橫梁僅固定在腹板上,這種連接形式連接剛度較差,允許截面產(chǎn)生自由蹺曲,可以在車(chē)架下翼面變形較大區(qū)域采用,以避免縱梁上下翼面早期損壞。
圖4.3(c)橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連,此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn),但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上,對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車(chē)平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接,因此,這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過(guò)來(lái)的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動(dòng)力)。
綜合以上考慮,本副車(chē)架的縱梁與橫梁的連接采用第1種方式,即橫梁與縱梁上下翼板連接,同時(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn),本車(chē)架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接[15]。
4.1.3 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)
副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。
1.止推連接板
圖4.4是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車(chē)架固定,而下端則利用螺栓與主車(chē)架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷,防止副車(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在500~1000 mm范圍內(nèi)。
1-副車(chē)架;2-止推連接板;3-主車(chē)架縱梁 1-上托架;2-下托架;3-螺栓
圖4.4 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖4.5 連接支架
2.連接支架
連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成,上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車(chē)架和主車(chē)架縱梁的腹板相固定,然后再用螺栓將上、下托架相連接,見(jiàn)圖4.5所示。由于上、下托架之間留有間隙,因此連接支架所能承受的水平載荷較小,所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接,在后懸架前支座后用止推連接板連接。
3.U型夾緊螺栓
當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí),可采用U型夾緊螺栓。但在車(chē)架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí),為防止主車(chē)架縱梁翼面變形,應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊,坦在消聲器附近,必須使用角鐵等作內(nèi)襯。
綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn),以及裝配工藝性,本文設(shè)計(jì)的自卸車(chē)主副車(chē)架之間采用止推連接板式。
4.1.4 副車(chē)架的形狀
圖4.6副車(chē)架形狀
4.2副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.2.1 副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì)
由參考文獻(xiàn)[12]可知,在設(shè)計(jì)自卸車(chē)時(shí),所選取的二類(lèi)底盤(pán)只有主車(chē)架,為了增加車(chē)架的強(qiáng)度剛度,延長(zhǎng)車(chē)架的使用壽命,在原有主車(chē)架的基礎(chǔ)上增加了副車(chē)架。
對(duì)具有較高質(zhì)心位置及載質(zhì)量較大的廂式車(chē)一般采用槽形通長(zhǎng)式副縱粱。制造材料應(yīng)具有良好的焊接性和機(jī)械性能,一般要求抗拉強(qiáng)度 ≥370N/mm2 ,屈服極限≥240N/mm2。延伸率以≥20%翼緣寬度應(yīng)與主車(chē)架縱粱(簡(jiǎn)稱(chēng)主縱粱)翼緣寬度相同。不宜大于主縱粱翼緣寬度。副縱粱截面尺寸確定后,要分別對(duì)副縱粱和主縱粱進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,并根據(jù)其慣性矩、抗彎截面系數(shù)分配彎矩。
在汽車(chē)制造工藝中,鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
載重汽車(chē)用中板數(shù)量較多,受力的車(chē)架縱梁和橫梁、車(chē)廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強(qiáng)度鋼板沖壓生產(chǎn),也是適應(yīng)提高汽車(chē)承載能力、延長(zhǎng)使用壽命、降低汽車(chē)自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢(shì)。
目前,我國(guó)載重汽車(chē)車(chē)架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強(qiáng)度鋼鋼板制造??v梁可以用抗拉強(qiáng)度為510MPa的16MnL和09SiVL(必須是用往復(fù)式扎機(jī)生產(chǎn)的)、10TiL和B510L鋼板生產(chǎn),橫梁可以用抗拉強(qiáng)度為390MPa的08TiL和B420L鋼板來(lái)生產(chǎn)。
由以上,副車(chē)架材料選用載重汽車(chē)橫縱梁的一般選用材料,縱梁采用16MnL,橫梁采用08TiL生產(chǎn)。
副車(chē)架對(duì)主車(chē)架起到加固作用,其寬度和選用的底盤(pán)的寬度相同,高度可以小于主車(chē)架,長(zhǎng)度在底盤(pán)主車(chē)架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車(chē)架與車(chē)廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下:
表4.1 副車(chē)架尺寸 (單位:mm)
副車(chē)架長(zhǎng)度
34500
副車(chē)架寬度
1300
副車(chē)架高度
150
副車(chē)架厚度
5
4.2.2 副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核
1.額定裝載時(shí)整車(chē)重心作用點(diǎn)的求解
對(duì)主車(chē)架來(lái)說(shuō),其整車(chē)重心后移。其受力簡(jiǎn)圖如下
圖4.7主車(chē)架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡(jiǎn)圖
設(shè)定自卸車(chē)在額定裝載質(zhì)量下,其前后軸承受的載荷相同,即有:
(4.1)
由圖,可以列出:
求得
2.副車(chē)架剪力及彎矩的求解
由主車(chē)架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車(chē)重心作用點(diǎn),可以畫(huà)出額定裝載質(zhì)量時(shí)自卸車(chē)副車(chē)架受力簡(jiǎn)化圖如下圖:
圖4.8副車(chē)架額定裝載受力簡(jiǎn)圖
將此時(shí)受力的副車(chē)架看為簡(jiǎn)支梁(見(jiàn)下圖),以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。由下圖,可以列方程組:
圖4.9副車(chē)架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖
可求得:
=
=
= 28765.89N
即大小為 28765.89N,方向與設(shè)定的方向相同。
可求得:
=
=
=
即大小為9165.8N,方向與設(shè)定的方向相反。
由以上,可畫(huà)出實(shí)際的副車(chē)架等效梁示意圖。
圖4.10副車(chē)架實(shí)際等效梁簡(jiǎn)圖
列出彎曲剪力及彎矩方程:
OA段
= = 28765.89 N (0
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