【導(dǎo)讀】取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，武漢理工大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。明并表示了謝意。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。手段保存或匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)經(jīng)武漢理工大學(xué)認可的國家有

　　

【正文】 和 U 形螺栓連接 。 a． 支架 連接 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，然后再用螺栓將上、下托架相連接 ，如圖 212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 方式為： 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。 圖 212 連接支架 b．止推連接板 止推連接板上端通過焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接 ，如圖 213 所示。 止推板的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相 對水平位移。相鄰兩個止推連接板之間的距離在5001000mm 范圍內(nèi)。 圖 213 止推連接板 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 25 c． U 形螺栓 連接 當選用其他連接裝置有困難時，可采用 U 形夾緊螺栓 ， 但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大 的區(qū)域內(nèi) 不允許采用 U 形螺栓。當采用 U 形螺栓固定時，為防止主車架縱 梁 翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，但在消聲器附近，必須使用型鋼作內(nèi)襯。如圖 214 所示，采用 V 型鋼內(nèi)襯墊板。 圖 214V型鋼內(nèi)襯墊板 當副車架上平面凸起受限時， 可 采用 如圖 215 所示的 U 形螺栓連接。在副車架兩側(cè)焊有 U 形板，通過 U 形螺栓將主、副車架緊固在一起。 圖 215U 形夾緊螺栓 對于主要以副車架來承載受力的車，如 本設(shè)計中的 登高平臺救援消防車，其副車架的固定方式為： 副車架的最前端采用柔性連接 —— 支架連接 為主， U 形螺栓連接 為輔， 其余部分全部采用剛性連接 — 止推連接板 。 由于 如果副車架的剛度偏強，則副車架所承受的力就偏大，如果副車架的強度偏弱，則副車架會出現(xiàn)問題，如果副車架的強度偏強，則主車架受力變大；最理想的狀態(tài)是：主、副車架受力、變形均衡，連接在一起后作為一個整體，具有剛?cè)岵奶匦浴? （ 3） 腹板的采用 副車架縱梁多數(shù)采用槽型截面，在承受較大載荷部位，采 用腹板將槽型盒武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 26 封閉，以提高副梁的抗彎疲勞強度和抗扭疲勞強度。副梁的截面尺寸取決于專用汽車的種類及所受載荷的大??；腹板的厚度為副梁厚度的 70%以上，長度可視所受載荷的大小及受載面長短而定。采用圖 216 所示的腹板形狀，可使腹板剛性圓滑過渡，減小應(yīng)力集中，提高副梁的抗彎及抗扭能力。 ab10 ~ 15 176。 圖 216 腹板形狀 支腿形式設(shè)計 支腿 支撐方式選擇 在進行支腿調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計時，首先需要選擇合適的調(diào)平系統(tǒng)支腿支撐方式。 調(diào)平系統(tǒng)支腿支撐分為剛性支撐、半剛性 支撐、彈性支撐三種支撐方式。 1）剛性支撐是指支腿全部為剛性構(gòu)件，平臺上的載荷全部通過剛性支腿直接傳遞到地面，其中又有三點支撐、四點支撐和六點支撐三種支撐方式。 2）半剛性支撐是指設(shè)備的工作平臺用前輪和后千斤項支撐于地面，形成所謂的前彈性、后剛性的支撐。使用這種支撐，登高平臺救援消防車由行軍狀態(tài)轉(zhuǎn)換為戰(zhàn)斗狀態(tài)時，后面的兩個千斤頂下降，著地后將全車抬起，后輪逐步減少負載，到一定值后停止。 3）彈性支撐是指登高平臺救援消防車用前后車輪支撐于地面，工作時的載荷通過前、后車輪傳給地面。車體上的懸掛可以鎖死，只有輪胎 的彈性支撐。也可以不鎖住，由輪胎和懸掛的彈性串連支撐。 由以上介紹的三種支撐方式可知，三種支撐方式中剛性支撐剛性最好，所以精度也最高，穩(wěn)定性最好，本系統(tǒng)選取剛性支撐方式。 剛性支撐三種支撐方式中三點支撐 能夠方便的實現(xiàn)平臺自動調(diào)整，但因為武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 27 支撐點少， 其穩(wěn)定性及抗傾覆能力太差， 為此必須盡量增大三個支撐點之問的跨距 ；而 在同樣的空問內(nèi)，四點 以上 支撐的抗傾覆力矩 (穩(wěn)定矩 )遠大于三點支撐的抗傾覆力矩 ， 所以一般選用四點或六點支撐。但多于三點的支撐將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的靜不定情況，支撐數(shù)目越多，其靜不定次數(shù)越高，其調(diào)平控制系統(tǒng)的設(shè)計也越復(fù)雜?？紤]上述因素，選用四點來支撐平臺，如圖 217 所示。 平 臺調(diào) 平 支 腿1 234 圖 217 四點支撐模型 支腿 形式選擇 目前登高平臺救援消防車均采用液壓支腿，利用發(fā)動機動力驅(qū)動液壓泵，通過電磁閥將液壓泵產(chǎn)生的液壓油供給液壓支腿的工作缸，實現(xiàn)支腿伸縮。支腿形式通常采用圖 218 的 H 型或圖 219 的 X 型 。 H 型 支腿為 左右各一個支撐，每個支腿各有一個伸縮液壓缸，一個垂直支撐液壓缸， 消防車作業(yè)時，支腿外伸呈 H 型，行駛時收回， 如圖 218 (a)所示。為了保證支腿收回 時不超出車輛行駛時的寬度標準，同時外伸時又有足夠的支撐距離，將左右支腿的水平液壓缸錯開布置，如圖 218 (b)所示。 12 2 a (a) (b) 1垂直支承油缸 2水平伸縮油缸 圖 218 H 型支腿 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 28 H 型支腿對地面的適應(yīng)性最好，易于調(diào)平，且在支反力變化過程中支腿基本無爬行現(xiàn)象，應(yīng)用最為廣泛。 X 型支腿結(jié)構(gòu) 如圖 219 所示， 可有效避開施工場地障礙物，在場地受限的狹窄場所也能靈活快速 地 自由伸縮。 1垂直液壓缸 2車架 3伸縮液壓缸 4固定腿 5伸縮腿 6支腿 圖 219 X 型支腿結(jié)構(gòu) X 型支腿 在支起車體時，支承腳產(chǎn)生水平位移，對伸縮液壓缸也有推入的趨勢，使得垂直液壓缸油壓較高。此型支腿 成本很高，多用在超大型起重機上 ，以 支撐整車作業(yè) 。 作業(yè)高度為 25m 的登高平臺救援消防車無需 X 型支腿，所以本 論文 采用 H 型支腿 ， 支撐模型如圖 220 所示。 支腿水平外套由高強度合金鋼冷拉無縫型材制作，副梁是由高強度鋼板經(jīng)冷彎后焊接 而成的箱式結(jié)構(gòu)，從而保證了支撐機構(gòu)的安全性和可靠性。 圖 220 支撐模型 支腿跨距設(shè)計 登高平臺救援消防車的支腿一般為前后設(shè)置，并向兩側(cè)伸出，如圖 221 所示。支腿支承點縱橫方向的位置 應(yīng) 選擇適當，其原則是作業(yè)平臺在 額定 載荷和武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 29 最大作業(yè)幅度 工作 時，整車穩(wěn)定性 需 達到規(guī)定要求。 圖 221 登高平臺救援消防車支腿 跨距 支腿橫向跨距 登高平臺救援消防車 支腿橫向外伸跨距的最小值應(yīng)保證 其 側(cè)向作業(yè)時的穩(wěn)定性，即全部載荷的重力合力落在側(cè)傾覆邊以內(nèi)， 并 使繞左右傾覆邊的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。如圖 222（ a）所示， a 為 1/2 支腿橫向跨距 ，其應(yīng) 滿足： )q()( b21 11???? ???? QGGG LGRqQrGa b （ 21） 式中： a—— 支腿橫向跨距（ m）； G1—— 轉(zhuǎn)臺重力（ N）； G2—— 底盤重力（ N）； Gb—— 臂架重力（ N）； q—— 作業(yè)平臺重力（ N）； Q—— 作業(yè)平臺的 額定 載荷（ N）； L1—— 轉(zhuǎn)臺重力中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（ m）； r—— 臂架重力中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（ m）； R—— 作業(yè)半徑（臂幅）（ m）。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 30 （ a） （ b） 圖 222 支腿跨距計算示意圖 參考 北方奔馳 ND1255B44 底盤 參數(shù) 及已 完成 設(shè)計可知 ， G1=5000N，G2=92020N， 250000N， Gb=8994N， q=2020N， Q=4000N， L1=， r=，R=。 根據(jù)以上已知數(shù)據(jù)，帶入公式 （ 21） 可得 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 31 ? ?)q()(b2111???? ???? QGGG LGRqQrGa b ? ?? ?? ?2 0 0 04 0 0 08 9 9 49 2 0 0 05 0 0 0 0 0 0 0 04 0 0 03 2 0 6 ???? ??????? ? m 則支腿橫向跨距 ? ,預(yù) 取 2a=。 支腿縱向跨距 支腿縱向跨距的確定 s 和橫向跨距確定的原則一樣，應(yīng)使繞前、后傾覆邊的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。 如圖 222（ b） 所示， 當作業(yè)平臺在車輛后方作業(yè)時，可得后支腿支撐點到回轉(zhuǎn)中心的 距離 b1 為 ： )q(b b21 221 ?????? QGGG LGa （ 22） 式中： L2— 底盤質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離（ m） ,此處 L2= ? ?2 0 0 04 0 0 08 9 9 49 2 0 0 05 0 0 0 2 . 1 39 2 0 0 1 ???? ??? = 同理 ， 可得前支腿支承點至回轉(zhuǎn)中心的距離 b2 為 ： )q(b b21 222 ?????? QGGG LGa （ 23） ? ?2 0 0 04 0 0 08 9 9 49 2 0 0 05 0 0 0 2 . 1 39 2 0 0 2 ???? ??? =4m 由式 （ 22）和（ 23） 可知， b1 和 b2 不 相 等，這是 由于 底盤重心在回轉(zhuǎn)中心之前所致，且 b1+b2=2a。 理論上支腿跨距成方形， 在 實際 設(shè)計中， 由于總體布置的需要，通常支腿縱向跨距大于橫向跨距。 實際確定的支腿跨距 應(yīng) 比按 額定 載荷計算的值大 ，此處初取 b2=5m，則支腿縱向跨距 b1+b2= 。 支腿壓力計算 計算支腿壓力是確定 登高平臺救援消防車 在作業(yè)時所承受的最大支反力，該 力是 支撐強度計算的依據(jù)。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 32 假定 登高平臺救援消防車 在作業(yè)時支承在 A、 B、 C、 D 四個支腿上，臂架位于離 登高平臺救援消防車 縱軸線（ ? 軸） ? 角處，如圖 651 所示。 若 登高平臺救援消防車 回轉(zhuǎn)部分的重力為 G2，其重心 O2在離支腿對稱中心（坐標原點 O）e2 處，回轉(zhuǎn)重心 O0離支腿對稱中心 O 的距離為 e0。 又設(shè) 登高平臺救援消防車 回轉(zhuǎn)部分的合力為 G0，且合力至 O0的距離為 r0，則作用在臂架平面內(nèi)的翻傾力距M 為 G0r0，于是可求得四個支腿上的壓力各 為： ?????? ?????? ???????? ???????? ?? abMbGbGF A ?? s i nc o se1e141 0022 ?????? ?????? ???????? ???????? ?? abMbGbGF B ?? s i nc o se1e141 0022 ?????? ?????? ???????? ???????? ?? abMbGbGF C ?? s i nc o se1e141 0022 ?????? ?????? ???????? ???????? ?? abMbGbGF D ?? s i nc o se1e141 0022 當舉升臂在車輛正側(cè)方作業(yè)時，即 o90?? ， 則上式可簡化為 ?????? ??????? ???????? ?? aMbGbGF A 0022 e1e141 ?????? ??????? ???????? ?? aMbGbGF B 0022 e1e141 ?????? ??????? ???????? ?? aMbGbGF C 0022 e1e141 ?????? ??????? ???????? ?? aMbGbGF D 0022 e1e141 按四點支承計算 支腿壓力時，若有一支腿的壓力出現(xiàn)負值，應(yīng)改用三點支承重新計算支腿壓力。如圖 223（到這了） 所示，設(shè)舉升臂在 Ⅱ 工況 （ 圖 222登高平臺救援消防車支腿 跨距 ） 位置作業(yè) 時 ，支腿 A 不受力，支腿 B、 C、 D 受力，可求得支腿的支反力分別為： ?????? ??? aMGGF B ?s in21 02 ? ?446?? ?446?武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 33 ?????? ???? aMbMb eGb eGF C ?? s inc os21 2200 ?????? ??????? ???????? ?? bMbGbGF D ?c o se1e121 2022 xyMa abbo 0oo 2c 0c 2AB CDG 0G 2Φ xyMa abbo 0oo 2c 0c 2AB CDG 0G 2ⅡⅠΦ 651 支腿的支 撐位