【文章內(nèi)容簡介】 021 )3(4 VLLLabV ????? 公式 （ 11） 式中 a、 b 橢圓長、短軸長度 L橢圓筒體長 度 L L2封頭長度 0V 罐體附件的體積總和 8 第 2 章 鋁合金油罐半掛車的設(shè)計 本次設(shè)計的主要參數(shù) 原始數(shù)據(jù)： （ 1）牽引車參數(shù)： 牽引車型號： CA4222P21K2T3A1E 底盤廠家：一汽解放汽車股份有限公司 準(zhǔn)拖掛車總質(zhì)量（ kg）： 37900 鞍座承載能力（ kg） ： 14370 最高車速（ km/h） ： 105 （ 2）材料參數(shù)： 罐體材料： 6005A T6型鋁合金，其屈服強度為：厚度 ? 5mm時sσ =225Mpa， 5mm厚度 ? 10mm時 sσ =215Mpa。由罐體結(jié)構(gòu)厚度可知，防波板處sσ =225MPa，罐體處 sσ =215MPa。 車架材料： 7005 T6型鋁合金，其屈服強度為：厚度 ? 40mm時 sσ =290MPa E=69000MPa， μ =， ρ =半掛車技術(shù)要求： 載質(zhì)量（ kg）： 30000 半掛車鞍座最大允許承載質(zhì)量 (kg)： 9500 軸數(shù)： 3 外型尺寸（長寬高） (mm)≤： 13000 2500 3750 軸距（ mm）： 34軸 6530 45軸 1310 56 軸 1310 離去角 (176。 )： ≥ 14 最小離地間隙 (mm)： ≥ 310 9 半掛車的總體設(shè)計 半掛車的主要結(jié)構(gòu)形式有平板式、階梯式和凹梁式。 平板式半掛車：整個貨臺是平直的，且在車輪之上，適于運輸鋼材、木材及大型設(shè)備（ 如圖 所示 ）。 階梯式半掛車：半掛車車架呈階梯形，貨臺平面在鵝頸之后，最早的階梯式平板半掛車，其鵝頸均為弧形結(jié)構(gòu)，在鵝頸上端形成第二貨臺平面。由于階梯式結(jié)構(gòu)貨臺平面降低，從而適合運輸各種大型設(shè)備、鋼材等（ 如圖 所示 ）。 凹梁式半掛車：其貨臺平面呈凹形具有最低的承載平面。凹型貨臺平面離地高度一般根據(jù)用戶要求確定，適合超高貨物運輸（如圖 所示）。 半掛車的車架設(shè)計 車架是車輛的骨架，是車輛的重要承載部件，連接著各個主要總成，承受著復(fù)雜空間力系的作用。一般，車架應(yīng)該具有足夠的強度、合適的剛度，在保證剛度和強度的前提下質(zhì)量最小，以及結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單等。隨著高速公路的發(fā)展，車速不斷提高，因而要求車架要具有足夠的抗彎曲變形和抗扭 轉(zhuǎn)變形的能力。 半掛車車架的特點，主要是車架的前部要安裝牽引銷及其底板，并通過牽圖 平板式半掛車 圖 階梯式半掛車 圖 凹梁式半掛車 10 引銷與牽引車的牽引座連接。這樣，車架的上面就高出牽引車車架許多。為了使貨物的裝載質(zhì)心降低，保證起初列車必要的行使穩(wěn)定性，就必須使車架后部的貨箱底板平面盡量低一些。下述三種車架結(jié)構(gòu)形式都與這一特點相關(guān)。同時，半掛車的軸距一般都較長，為了減輕掛車車架的總質(zhì)量，有時便在縱梁的副板上打一些孔。這些圓孔或方（長方）孔，也為（制動）管、（電）線的通過提供了方便，同時也為了車架的裝配、維護和修理提供了某些便利。因此，車架設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求： （ 1）滿足總布置要求：牽引車車架的前端寬度最大值受轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角的限制，最小值取決于發(fā)動機的外廓尺寸；車架的后端寬度的最大值則需要根據(jù)輪胎和鋼板彈簧的寬度和安裝情況而定。 （ 2）必須有足夠的強度：要保證車架在各種復(fù)雜的工作條件下長期使用時不至發(fā)生嚴(yán)重的損壞。 （ 3）要有合適的剛度：一方面，在各種使用條件下車架不能有很大的變形，要使固定在車架上面的各總成和部件在車架上的相對位置變化不大，保證它們能正常工作而不發(fā)生運動干涉或運行噪聲；另一方面，車架的剛度，尤其是扭轉(zhuǎn)剛度不宜過大，以免在通過不平道路時使車架發(fā)生 不必要的斷裂現(xiàn)象，同時，還要與車輛的懸架角剛度相匹配。 （ 4）節(jié)省材料、減輕質(zhì)量：在保證車架具有足夠的剛度和必要的強度的前提下，應(yīng)盡量簡化車架的結(jié)構(gòu)，減少材料的消耗，以降低生產(chǎn)成本。 同時，車架還應(yīng)便于制造和維修。 車架設(shè)計時，應(yīng)注意以下問題： （ 1）車架的各個構(gòu)件幾乎都是沖壓件，因此，各構(gòu)件的形狀要盡量符合沖壓工藝的要求，拉深量不能太大，余料也不能過多，以節(jié)省材料； （ 2）由于在每個截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力總是在上、下翼面的翼緣處最大，因此在車架上、下翼面上應(yīng)盡可能不要鉆孔、開口或有其他工藝缺陷。在前后軸之間車架 縱梁的下翼面、后懸架部分縱梁的上翼面等都禁止鉆孔。在車架縱梁的腹板及橫梁上鉆孔時，孔間距和孔大小都應(yīng)符合規(guī)定。 （ 3）在車架上焊接零件時，應(yīng)該采用與車架材料焊接性能相同的材料進(jìn)行焊接。不能隨意地在車架上進(jìn)行焊接。必須焊接時，應(yīng)注意車架的圓角等處不允許焊接。 （ 4）對于承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的構(gòu)件，應(yīng)盡量采用抗扭剛度高的箱形和圓管等閉口截面來制造。 （ 5）為了避免材料折彎時產(chǎn)生破裂，車架的內(nèi)圓角半徑應(yīng)比板材的厚度 11 大一些。 （ 6）縱梁的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是按不同位置的橫梁分段的，每段與橫梁連接處扭轉(zhuǎn)應(yīng)力或為最大或為最小，如果在兩根 橫梁之間加裝一根橫梁，則車架的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力提高、加裝橫梁處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力增加，而縱梁在與原來兩根橫梁連接處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力反而下降，布置橫梁時應(yīng)注意這個問題。 （ 7）對車架需要加強的地方，可采用這樣的加強方式：①將槽形斷面的加強板附加在縱梁的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，加強效果十分顯著；②采用 L形斷面的加強板附加在縱梁承受拉伸應(yīng)力的一側(cè)；③將縱梁的加強成為箱形斷面，方法簡單，加強效果也較好，但對其扭轉(zhuǎn)剛度有一定的影響；④在翼板上加強，但效果不明顯。 縱梁的設(shè)計 車架的縱梁結(jié)構(gòu)是根據(jù)貨臺形式要求，相應(yīng)的有平板式、階梯式、凹梁 式或橋式等三種，如圖 。 縱梁截面有工字形和槽形 , 縱 梁截面有工字形和槽形 ,為防止上 下翼緣受拉伸和壓縮作用而破裂 , 按薄板理論進(jìn)行校核 ,其彎曲應(yīng) 力不應(yīng)超過臨界彎曲應(yīng)力。翼緣 最大寬度一般不超過 16δ (δ為 鋼板的厚度 )，對于大噸位半掛車多采用工字形截面梁。 縱梁截面高度根據(jù)噸位不同有較大的差異。可參考以下尺寸： 載質(zhì)量 15t，主截面高 300mm左右；載質(zhì)量 20～ 30t，主截面高 350～450mm；載質(zhì)量 40～ 50t，主截面高 450～ 550mm。 半掛車車架縱梁沿其長度方向截面尺寸的變化， 主要根據(jù)彎曲強度計算和總體布置確定。車架縱梁均采用高腹板結(jié)構(gòu)，主截面的高和翼板寬度之比為～ 。本車主截面的高和翼板寬度之比為 。 本次設(shè)計的縱梁腹板與翼板的厚度均為 10mm，采用的的材料為 7500A T6型鋁合金。（其主要結(jié)構(gòu)見圖 ）。 平板式 階梯式 凹梁式 圖 12 圖 縱梁 主截面的高度為 500mm，上翼板尺寸為 165 10，下翼板的尺寸為 50010。在縱梁上所有的焊縫應(yīng)無夾雜、氣孔、漏焊咬邊等焊接缺陷。 橫梁的設(shè)計 橫梁是連接左右縱梁組成車架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗扭性能及橫梁在車架上的分布，直接影響車架的內(nèi)應(yīng)力和車架的剛度，合理的設(shè)計橫梁可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。 橫梁在布置時其間距應(yīng)在 7001200mm，視具體情況也可以不遵循。（橫梁的具體結(jié)構(gòu)見圖 ）。 圖 橫梁一 13 牽引銷座板的設(shè)計 牽引連接裝置是汽車的重要組成部分。它把牽引車和掛車機械地連接起來，傳遞并承受兩者之間的連接力和其他作用力，并使掛車實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。商用汽車列 車的運輸特點要求牽引連接裝置具有完全的互換性。由于汽車列車的牽引連接裝置差不多都以標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，因此汽車列車牽引連接設(shè)計的任務(wù)，就是根據(jù)列車的類型、總質(zhì)量和使用條件等，根據(jù)制造企業(yè)提供的部件系列的型號和承載能力以及價格等其他因素進(jìn)行選擇和使用。（牽引銷座板的主要的結(jié)構(gòu)如圖 ） 圖 橫梁二 14 罐體的設(shè)計 罐體 罐體主要由圓桶體、封頭和防波板等組成。在罐體上還設(shè)有呼吸閥、油水裝滿報警器、液位指示器、油量指示表、油量傳感器和放油閥等。 罐內(nèi)都設(shè)有若干塊 橫向防波板，以加強罐體剛度及減弱車輛行駛中油料對罐壁的沖擊。防波板可以直接旱災(zāi)罐體內(nèi)，也可以做成可拆卸的。罐體上部的入孔直徑不小于 500mm，便于工作人員出入檢查和維修。 本次設(shè)計的罐體的長度為 12260mm，小徑為 2070mm，大徑為 2497mm，厚度為 5mm。封頭的縱向?qū)挾葹?40mm，厚度為 5mm，防波板的小徑為 2060mm，大徑為 2487mm，厚度為 35mm。 對于罐體提出技術(shù)要求如下： 圖 牽引銷座板 15 、砂眼、夾渣、咬邊、焊穿、未焊透等焊接缺陷。外觀應(yīng)均勻一致、美觀。 ， 60分鐘后不 得有滲漏現(xiàn)象。 QC/T4841999《汽車油漆涂層》要求 。 圖 罐體總成 16