【文章內(nèi)容簡介】 剛度，原則上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應盡量使用車架上原有的孔。如果安裝專用設備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時．應避免在高應力區(qū)鉆孔或焊接。主車架縱梁的高應力區(qū)在軸距之間縱梁的下冀面和后懸的上冀面處。因為這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產(chǎn)生應力集中。 對于主車架縱梁高應力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接時，應注意以下事項： (1) 盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑規(guī)范，應滿足圖 和表 的 要求。 (2) 嚴禁在前懸縱梁上翼面、軸距間縱梁下翼面和后懸縱梁上翼面上鉆孔；在縱梁變截面處嚴禁鉆孔，因為在這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產(chǎn)生應力集中。在縱 梁其他部位的翼面，只能在中心處鉆一個孔。 12 (3) 嚴禁焊縫方向與縱梁垂直；嚴禁將 車架縱梁或橫梁加工成缺口形狀。 (4) 車架鉆孔和焊接應避開有關汽車改裝手冊中的規(guī)定的禁鉆區(qū)和禁焊區(qū)。 本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用支架與 U型螺栓配合形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當。 副車架的設計 在專用汽車設計時，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時也為了不破壞主車架的結(jié)構，一般多采用副車架 (副梁 )過渡。本車在工作中受的彎曲應力 不是很大 。因此，本車副車架 所選用的 材料為 Q235 號鋼板沖壓 。 在增加副車架的同時，為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的 應力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。 副車架的截面形狀及尺寸 專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖 所示的槽形結(jié)構，其截面形狀尺 寸 取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。對于隨車起重運輸車的副車架來說，在安裝起重裝置的范圍內(nèi)，應按如圖 所示的方式用一塊腹板將副車架截面封閉起來，以提高副車架的抗扭和抗彎能力。 圖 副車架的截面形狀 1副車架 2腹板 圖 加強后的副車架截面形狀 表 主車架鉆孔的尺寸要求 尺寸 車型 重型車 中型車 輕型車 孔間距 /mm A 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔徑 /mm Φ 15 13 11 圖 主車架鉆孔的孔徑和孔間距 13 副車架的前端形狀及安裝位置 副車架前端形狀常有三種形狀 (見圖 )。 對于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車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 (c)所示： 0 1h mm? ； 0 15 ~ 20l mm? 。 (a)U 形 （ b） 角形 （ c） L 形 圖 副車架的三種前端形狀 如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖 所示的副車架前端簡易形狀，此時斜 面 尺寸較大。 對于鋼質(zhì)副車架： 0 5 ~ 7h mm? ； 0 20 0 ~ 30 0l mm? 。 對于硬本質(zhì)副車架； 0 5 ~ 10h mm? ； 0lH? 。 副車架在汽車底盤上布置時，其前端應盡可能地往駕駛室后圍靠近。 圖 為某散裝水泥運輸車的 罐 體、副車架相對于汽車 底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中 A 不宜過大，留足空壓機的位置即可； B 為副車架的前 端 離主車架拱形橫粱的距離，一般在 100 mm之內(nèi)； C 為固定副車架的前面第一個 U 型 螺栓距拱形橫梁的距離，一般控制在 500~800 mm 的范圍內(nèi)。 本副車架前端采用 U形結(jié)構。 圖 副車架的安裝位置 1上托架； 2下托架； 3螺栓 圖 連接支架 副車架與主車架的連接設計 止推墊片：連接板上端與副車架相連，下端利用螺栓與主車架縱梁相連。止推墊片的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷。防止主車架縱梁與副車架產(chǎn)生水平位移。 14 兩個止推墊片之間的距離為 500 到 1000mm范圍 內(nèi)。 圖 止推連接板的結(jié)構 圖 連接支架 連接支架 ：連接支架由相互獨立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后在用螺栓將上、下托架相連接。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 U 型螺栓連接：當選用其他連接裝置較困難時，可以采用 U 型夾緊螺栓，但在車架承受扭轉(zhuǎn)載荷最大范圍內(nèi)不允許使用 U型螺栓。當采用 U型螺栓固定時，為防止主車架縱梁翼面變形，應在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，但在消聲器附近，必須使用角 鐵做內(nèi)襯。 副車架的強度校核 如果已知車架在危險工況下，危險截面的彎矩為 maxM ，則可計算出副車架在危險截面的彎矩 2maxM ，即 : WM?max? () 副車架最大彎曲應力 2max? 滿足以下強度條件 : ][2m a x ?? ?? WHM () 式中 ： H— 副車架截面高度 ； M— 為橫截面上的彎矩 ； W— 抗彎截面系數(shù) ； 15 ??? — 許用彎曲應力。 以上所得出的副車架彎矩計算和強度校核公式完全可以用于設計計算和指導副車架的結(jié)構設計。 經(jīng)過計算，得出： MPa87max ?? () 取 疲勞系數(shù)為 ，考慮到汽車的 最差使用條件 ，取動荷系數(shù)為 ，則最大動應力為： M P a x ????? 縱梁材料 Q235 的屈服極限需用應力： MPa460m ax ?? 從計算結(jié)果可知，本車架能夠安全的承受載荷。 本章小結(jié) 在本章里介紹了 二類 底盤的選擇方法， 主要選擇長安汽車底盤其型號為 SC1022DB。又介紹了 主車架的改裝要求及與副車架的連接方法， 本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用支架與 U型螺栓配合形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當。 副車架的設計要求。確定了副車架的斷面形狀、選用材料、前端形式及強度校核。 16 第 4 章 冷藏保溫汽車 隔熱車廂的結(jié)構設計 冷藏保溫箱的類型與定義 冷藏箱應達到的技術要求： (1) 足夠的強度，可長期反復使用。 (2) 適用于一種或多種運輸方式運送，途中轉(zhuǎn)運時，箱內(nèi)貨物不需換裝。 (3) 具有快速裝卸和搬運的裝置，特別便于從一種運輸方式轉(zhuǎn)移到另一種運輸方式。 (4) 便于貨物裝滿和卸空。 (5) 具有 1 3m 及其以上的容積。 凡是隔熱的箱壁、箱門、箱底和箱頂，能阻止內(nèi)外熱交換的保溫集裝箱。保溫集裝箱中常見 的冷藏集裝箱有耗用冷劑式冷藏集裝箱、機械式冷藏集裝箱、隔熱集裝箱、氣調(diào)冷藏集裝箱等。 耗用冷劑式冷藏集裝箱 ： 此類冷藏集裝箱的特點是在運輸過程中，不需外接電源或燃料的供應等，無任何運動部件，維修保養(yǎng)要求低。主要缺點無法實現(xiàn)連續(xù)制冷，貯冷劑放冷或消耗必須重新沖冷或補充，較難實現(xiàn)精確溫度控制，制冷設備占用空間較大。耗用冷劑式冷藏集裝箱只能適應小型冷藏集裝箱的短距離運輸。目前耗用冷劑式冷藏集裝箱只有在區(qū)域性短途冷藏運輸中尚有使用，而在國際冷藏運輸中已無使用并有逐步淘汰的趨勢。 機械式冷藏集裝箱 ： 根據(jù) GB/T7392— 1998 的分類，械式冷藏集裝箱是指設有制冷裝置的保溫集裝箱，制冷 /加熱集裝箱是指設有制冷裝置和加熱裝置的保溫集裝箱。在實際中，通常把這兩類集裝箱通稱為機械式冷藏集裝箱。 機械式冷藏集裝箱裝有制冷裝置，可根據(jù)需要制冷，是冷藏箱的箱內(nèi)溫度控制在所設定的溫度范圍內(nèi)。機械式冷藏集裝箱以壓縮式制冷為主，是當前技術最為成熟，應用最為廣泛的一種冷藏運輸工具。 隔熱集裝箱的特點是箱體本身結(jié)構簡單，箱體貨物有效裝載容積高，造價便宜，適合大批量、同品種冷凍或冷藏在固定航線上運輸。缺點是缺少靈活性，對整個運輸線路上的相關配套設 施要求高。 隔熱集裝箱在 20 世紀 70 年代前曾經(jīng)是國際之間冷藏保鮮貨物的主要運輸工具之一，隨著 80 年代后機械式冷藏集裝箱的大量應用，目前隔熱集裝箱已逐步被更為靈活 17 的機械式冷藏集裝所取代，但在某些穩(wěn)定貨源的航線上仍有使用。 氣調(diào)冷藏集裝箱具有一般機械式冷藏集裝箱的所有制冷或加熱功能 ， 同時氣調(diào)冷藏集裝箱裝有一種調(diào)氣設備，可以產(chǎn)生和維持一種修飾過的空氣成分，以減弱新鮮果蔬的呼吸量和新陳代謝強度，從而減緩果蔬的成熟進程，達到保鮮的目的。采用氣調(diào)冷藏運輸具有保鮮效果好、貯藏損失少、保鮮期長和對果蔬無任何污染的優(yōu)點。但由于采用氣調(diào)設備后，技術要求高、冷藏箱價格高，并且氣調(diào)在大批量貨物的貯存和運輸中更有優(yōu)勢，因此目前使用還不普遍。 隔熱車廂的結(jié)構組成 冷藏保溫汽車隔熱車廂 (以下簡稱隔熱車廂或車廂 )是所有冷藏保溫汽車的重要裝置。作為車廂，它具備廂式汽車車廂的共性，但又要求它具有良好的隔熱保溫性能。因此在結(jié)構上就是圍繞如何提高車廂的隔熱保溫性能進行設計。 隔熱車廂是由頂板、底板 (地板 )、左右側(cè)壁、前壁、后壁 (后門框 )和門組成。由于要求車廂具有隔熱保溫性，因此它的骨架具有承載與斷熱的雙重功能。其中以承載為目的的骨架稱為主 骨架 (與一般車廂的骨架作用相同 )。這種骨架一般選用強度和剛度較高的金屬 (鋼、鋁型材 )結(jié)構。而以斷熱為目的的骨架，稱為輔助骨架 (俗稱“斷熱橋” )。一般選用非金屬材料。常見的有木頭、膠合板、玻璃鋼、工程塑料等，它可裝于主骨架的外側(cè)或內(nèi)側(cè)。車廂的內(nèi)外蒙皮分別與主骨架和輔助骨架相連、其間形成了填裝隔熱材料的空間。因此，主、輔骨架共同完成了隔熱車廂骨架的全部功能。外蒙皮多為平板形，但左、右側(cè)壁外蒙皮常壓成瓦楞形或半圓形，這種具有加強筋的外蒙皮既可增加廂壁強度和剛度，又可增加美觀。為了防止冷凍胴體 (整塊凍豬、牛、羊肉等 )等貨物撞壞內(nèi)蒙皮，有的車廂還在金屬內(nèi)蒙皮內(nèi)裝有膠合板。內(nèi)外蒙皮常用材料有：鋼板、鋁合金板、不銹鋼板、玻璃鋼板等。一般金屬蒙皮厚度為 ~，非金屬蒙皮厚度為 2~3mm。蒙皮與骨架的連接方式通常采用拉鉚連接 (即單向膨脹的抽芯鉚釘連接 )。 內(nèi)外蒙皮之間的無骨架空間為隔熱層，期間應填充隔熱材料。 隔熱車廂的結(jié)構形式 隔熱車廂的結(jié)構形式分為整體結(jié)構和分片拼裝結(jié)構 。 整體結(jié)構隔熱車廂 整體結(jié)構隔熱車廂 是先以整體骨架型式或以分片拼裝型式制成車廂，預留隔熱層空間，然后整體注入硬聚氨脂泡沫。這 種車廂的最大特點是它具有完整的隔熱層，車廂的隔熱、密封性能好。 18 若是采用現(xiàn)場噴涂發(fā)泡工藝，則需先噴涂發(fā)泡材料，形成隔熱層，取平后裝車廂內(nèi)蒙皮。 整體隔熱層式車廂的工藝流程大致如下： 車廂外部整體成形→車廂淋雨試驗→安裝車廂內(nèi)蒙皮→注入發(fā)泡材料→安裝廂內(nèi)附件→安裝車廂后門。 注入發(fā)泡有兩種方法：一為液態(tài)發(fā)泡，又稱“一次發(fā)泡法”。即將液態(tài)聚氨能各組分機械攪拌，高壓噴霧成形。另一種為泡狀發(fā)泡，又稱“二次發(fā)泡法”，即將聚氨酯各組分在注入前先進行一定程度的發(fā)泡，然后再注入隔熱層空腔內(nèi)發(fā)泡定型。由于發(fā)泡工藝分兩步進行， 因此，第二次發(fā)泡時，聚氯酯的膨脹力已降到廂壁蒙皮可以承受的程度，因而不需大型的夾具。當然，二次發(fā)泡工藝較復雜且難掌握，發(fā)泡品質(zhì)也稍遜色。 分片拼裝結(jié)構隔熱車廂 分片拼裝隔熱車廂的結(jié)構特點 是：將車廂的六大組成部分（頂板。底板、左右側(cè)壁、前壁、后壁）和門分別采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料制成各自獨立的廂壁隔熱層，然后利用合適的連接方式（如鉚接、粘接、螺紋連接或嵌合連接加鉚接等），將各片拼裝完整的車廂。 分片拼裝隔熱車廂根據(jù)加工工藝不同，可分為分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式和“三明治”板預制粘接式兩種。 (1) 分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式 裝配時，車廂底板裝在車廂底架（副車架）上，前壁、左右側(cè)壁立在底板上并采用 鋁型材與車廂底架橫梁螺栓固連，底板后端與后門框采用嵌合緊固。頂板擱在前壁和左右側(cè)壁上并采用鉚接緊固，頂板后端也采用嵌合方式與后門框緊固。車廂內(nèi)各廂壁之間連接處均采用角形鋁材鉚接，并涂以密封膠帶等密封材料。車廂內(nèi)有“ T”字形鋁材地板或花紋鋁材地板，以及掛鉤，掛軌、導風條、排水管、照明等。車廂裝配后，還須在其拼縫處注入聚氨酯泡沫材料，以增強密封性，減少熱傳導。 分片拼裝式聚氨酯注入發(fā)泡隔熱車廂的工藝流程大致 是：零部件制作→各片骨架焊接成型→鉚接內(nèi)外蒙皮→各片單獨注入聚氨酯發(fā)泡材料形成隔熱層→各片拼裝成車廂（包括后門框）→拼縫注入發(fā)泡材料→安裝廂內(nèi)連接件和附件。 (2) “三明治”板預制粘接式 “三明治”板拼裝結(jié)構被國內(nèi)越來越多的冷藏保溫車生產(chǎn)企業(yè)所采用。它不但在冷藏保溫汽車上得到迅速發(fā)展，而且在冷藏集裝箱上也被廣泛采用。 “三明治”板又稱復合板或夾層板。它是由上、下蒙皮和夾在中間的隔熱材料板 19 組成。蒙皮材料多為鋁板、不銹鋼板等金屬板以及玻璃纖維的工程