【正文】 表 液壓設(shè)備常用的工作壓力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械 液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力P/（ MP a ） ~ 3~5 2~8 8~10 10~16 20~32 （ 1） 舉升液壓 缸直徑的計(jì)算 由式（ ）可知： D 11 m 23 314 344 m a x ?????? ?? pF () 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 舉升液壓 缸的直徑為 125?D mm （ 2） 折疊 缸直徑的計(jì)算 由式（ ）可知： .79m 5000044 m a x ?????? ?? pFD () 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取托舉油缸的直徑為 63?D mm。 31 1多路換向閥； 2液壓絞盤； 3氣動(dòng)換向閥； 4折疊液壓缸； 5液壓鎖； 6單向節(jié)流閥； 7舉升液壓缸； 8平衡閥； 9折疊液壓缸； 10液壓鎖； 11濾油器； 12液壓泵 圖 臂架式清障車液壓系 統(tǒng) 液壓 缸直徑的確定 液壓 缸選型主要依據(jù)所需的最大作用力 maxF 以及最大工作行程來(lái)確定的。浮拄式為多 級(jí)伸縮式油缸，一般有 2～ 5 個(gè)伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長(zhǎng)度大、使用油壓高（可達(dá) 35MPa） ,易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。 本次道路清障車的改裝設(shè)計(jì)主要偏重于機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，而其液壓系統(tǒng)所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)；因此在改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓 執(zhí)行 元件計(jì)算選型。當(dāng)操縱多路換向閥和氣動(dòng)換向閥的手柄時(shí)，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)折疊臂的折 起、平穩(wěn)下落及鎖止；液壓絞盤的鋼絲繩的收、放、停留； 吊臂的舉起、平穩(wěn)下落以及鎖止 [14]。液壓泵由裝在汽車變速箱上的動(dòng)力輸出裝置驅(qū)動(dòng)，向多路換向閥供油。 因此，本章對(duì)臂架式清障車的副車架進(jìn)行設(shè)計(jì)。 臂架式清障車副車架強(qiáng)度校核 如果已知車架在危險(xiǎn)工況下，危險(xiǎn)截面的彎矩為 maxM ，則可計(jì)算出副車架在危險(xiǎn)截面的彎矩 2maxM ，即 ： ? ?m a x 2 m a x 1 2M J M J J?? （ ） 副車架最大彎曲應(yīng)力 2max? 滿足以下強(qiáng)度條件 ： ? ? ? ?m a x2 m a x 122 HMJJ????? （ ） 式中 ： H ——副車架截面高度 ； ??? ——許用彎曲應(yīng)力 (可查有關(guān)手冊(cè) )。 軸銷結(jié)構(gòu)尺寸為：油缸支座軸銷直徑為 mm501 ?? ，吊臂轉(zhuǎn)動(dòng)支座軸銷直徑為mm501 ?? 。底架的結(jié)構(gòu)如圖 。 副車架 與主車架連接方式的選擇 副車架和主車架之間 采用止推板鎖緊方式 。 1上托架 2下托架 3螺栓 圖 連接支架 （ 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。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在 500～ 1 000 mm 范圍內(nèi)。 根據(jù)此次設(shè)計(jì)要求 100?B mm， 670?C mm。 如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖 所示的副車架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。 圖 加強(qiáng)后的副車架截面形狀 24 圖 加強(qiáng)腹板位置 副車架的前端形狀及安裝位置 為避免由于副車架截面高度尺寸的突然變化而引起主車架縱梁的應(yīng)力集中，副車架的前端形狀應(yīng)采用逐步過(guò)渡的方式。除了對(duì)車架，除了對(duì)主車架進(jìn)行強(qiáng)化之外，尚要在主車架之上增加一個(gè)副車架。 在增加副車架的同時(shí)，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(yīng)力集中，所以對(duì)副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定要求。 主臂架總成還包括主臂架舉升油缸、 托臂 伸縮 油缸。 16Mn的彈性模量為 1011 N/m2 ，泊松比為 ，密度為 103 kg/m3 ，屈服極限 345MPa。時(shí)， 額定起重量 為 25000kg。 托 臂 所受載荷為托舉載荷，根據(jù)托架的受力特點(diǎn)及工作情況 ,將托 臂所受鉛直方向的托舉載荷均布于托臂 橫梁上。 為了保證臂架式清障車所能救援車型的范圍盡量廣，根據(jù)不同車型的前軸軸荷，主要考慮救援類似黃河噸位載重車托舉汽車縱梁時(shí)能滿足要求，并結(jié)合CA1160P9K2L3E 型貨車的及輪胎承載能力，確定托舉機(jī)構(gòu)的最大托舉質(zhì)量。 圖中： 1Q ——垂直載荷 Q 沿吊臂中心線方向的分力； 2Q ——垂直載荷 Q沿垂直吊臂方向的分力； 1S ——鋼絲繩拉力 S沿吊臂中心線方向的分力； 2S ——鋼絲繩拉力 S沿垂直吊臂方向的分力； A ——仰角， ?50 。 臂架式清障車吊臂與托臂載荷工況的確定 吊臂載荷工況的確定 （ 1） 吊臂 載荷的處理：吊臂所 受載荷包括起升載荷以及由于清障車的起升運(yùn)行引起的附加載荷。 1? ——固定系數(shù)其值為 。當(dāng)?shù)醣塾?變幅油缸變幅時(shí)如圖，起升繩影響的長(zhǎng)度系數(shù)可有下式求得： 23 cI?? () ? ? HIaIc ??? ?? s inc o s () 式中： a ——起升滑輪組倍率； I ——吊臂長(zhǎng)度； 19 H、 ?? ——為幾何尺寸，見圖 。 托 臂 能沿車輛縱向軸線伸縮。托臂全伸是指托臂處于最長(zhǎng)位置，托臂全縮是指托臂處于最短位置的狀態(tài)，托臂伸縮行程是指托臂從全縮狀態(tài)到全伸狀態(tài)的長(zhǎng)度變化量。吊 臂的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)變幅方式的不同分為定長(zhǎng)式 起重 臂和伸縮式 起重 臂兩種?；颈鄹颗c轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接 ,可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。主臂舉升油缸的缸頭鉸接在汽車底盤上 ,活塞桿頭鉸接在主臂中部的 加強(qiáng)板 上 ,一般成對(duì)布置。其中，起重臂架是由為 16 錳鋼板焊成矩形截面。 其功能是將事故車頭抬起、 固 定 ,以達(dá)到拖離現(xiàn)場(chǎng)排障的目的。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究確定 采用起重臂架式 障車 確定設(shè)計(jì)方案 。為保證車輛載荷的合理分配 ， 在清障車前懸加有適當(dāng)?shù)呐渲?。 道路清障車結(jié)構(gòu)方案的確 定 綜合上述道路清障車的各選定方案 及各機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) ， 通過(guò)綜合的性價(jià)比比較，最終 確定道路清障車方案為臂架式清障車。當(dāng)叉架前梁和叉架后梁上的兩個(gè)圓塊穩(wěn)穩(wěn)地將事故車車輪卡緊時(shí)，用尼龍鎖緊帶或鐵鏈將車輪和叉式拖架捆綁牢固，并用卷筒帶上車輛，這樣事故車輛就和清障車聯(lián)結(jié)起來(lái)了。一般清障車上裝有一臺(tái)鋼絲繩卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，為提高作業(yè)能力可安裝兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)兩根繩索的有效配合，可實(shí)現(xiàn)將事故車輛翻個(gè)、掉頭并彌補(bǔ)單繩牽引力的不足。在叉梁副臂的橫梁上安裝可調(diào)節(jié)相對(duì)位置的兩組叉式拖架，叉式拖架是用來(lái)插入事故車輛 前輪并使之固定的專用裝置，分為叉架前梁和叉架后梁兩部分。遇到前后橋均損壞時(shí)應(yīng)使用背式清障車，也可 以 14 主臂 舉升油缸 起重副臂 擺動(dòng)臂 叉梁副臂 圖 帶起重副臂的直線梁起重臂 圖 曲線梁起重臂 以托起前輪，同時(shí)在后輪下墊裝滑板。當(dāng)要求起重或牽引功能時(shí)，應(yīng)在起重臂架根部安裝鋼絲繩卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，使用吊鉤或直接用鋼絲繩捆綁作業(yè)，安裝了起重副臂的清障車明顯擴(kuò)大了使用范圍。在臂架末端的擺動(dòng)臂內(nèi)裝有小油缸驅(qū)動(dòng)的可伸縮叉梁副臂，叉梁副臂外端可安裝叉式拖架等起重屬具，當(dāng)臂架在舉升油缸驅(qū)動(dòng)下起升時(shí)可以方便快 捷地抬起事故車輛的前橋或后橋，固定后即可拖離現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)清障目的 [11]。 臂架起重機(jī)型清障車 （ 簡(jiǎn)稱臂架式清障車 ） 是清障車中最主要的一種類型如圖 ，占全部清障車的 90%以上。 1 清障車 、 2 牽引鉸盤 、 3 支撐架 、4 變幅臂 、 5 舉升油缸 、 6 多路換向閥 、 7 折疊臂 、 8 伸縮臂 、 9 車輪托叉 、 10 被拖車輛 。根據(jù)目前我國(guó)的實(shí)際情況，確定如下設(shè)計(jì)原則 ： （ 1） 既可在高等級(jí)公路上使用，也可在城市道路中使用，且適宜救援的車輛 范圍應(yīng)盡量寬一些； （ 2） 合理地選擇底盤及有關(guān)總成， 同時(shí)盡量避免變動(dòng)汽車地盤各總成的位置，確保各總成之間的匹配和整車性能； （ 3） 整車結(jié)構(gòu)布置合理， 應(yīng)避免工作裝置的布置對(duì)車架造成集中載荷 ； （ 4） 車輛運(yùn)行機(jī)動(dòng)靈活，工作可靠，功能齊全，附件裝夾迅速，操作使用方便； （ 5） 為便于車輛的維修，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要最大限度地貫徹“標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和通用化 ； （ 6） 符合國(guó)家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 。） 26/13 最高車速（ km/h） 90 軸荷（ kg） 6000/10000 輪胎規(guī)格 前輪距 /后輪距（ mm） 1800/1800 輪胎數(shù) 6 前懸 /后懸（ mm） 1330/2305 — — 本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行道路清障車參數(shù)的選取。 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載狀態(tài)下，各車軸對(duì)支撐平面的垂直載荷，可以用載荷的絕對(duì)數(shù)值表示（單位： kg），也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示。 本次設(shè)計(jì) 所選汽車底盤質(zhì)量為 4750kg， 副車架質(zhì)量約為 750kg， 其他全部工作裝置質(zhì)量約為 4500kg，所以 初選整備質(zhì)量 約為 100000 ?mkg。整備質(zhì)量是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)運(yùn)輸型專用汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有很大影響。 10 圖 常見二類底盤 臂架式清障車主要質(zhì)量參數(shù)的選取 對(duì)裝載質(zhì)量，要考慮以下兩方面 ： （ 1） 用途 和使用條件：如對(duì)于貨流大，運(yùn)距長(zhǎng)的運(yùn)輸，則宜采用大 噸位的車輛，以便于提高生產(chǎn)率、降低成本；爾對(duì)于貨流多變、運(yùn)輸距離短的運(yùn)輸，則宜采用中、小噸位車輛 。在實(shí)際改裝過(guò)程中，后懸變動(dòng)比較多。 軸距、輪距的選擇，由于是選的現(xiàn)有的定型二類底盤，在滿足清障車性能前提下一般不作更改。） 26/13 最高車速（ km/h） 90 軸荷（ kg） 6000/10000 輪胎規(guī)格 前輪距 /后輪距（ mm） 1800/1800 輪胎數(shù) 6 前懸 /后懸（ mm） 1330/2305 — — 臂架式清障車主要參數(shù)的 選取 臂架式清障車主要尺寸參數(shù)的選取 整車主要尺寸參數(shù)包括外廓尺寸、軸距、輪距、前懸和后懸。 經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研和上網(wǎng)搜集各類底盤及其技術(shù)參數(shù)相關(guān)方面的資料 ， 并結(jié)合本次改裝設(shè)計(jì)專用車的用途、最大裝載質(zhì)量、9 使用 條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配、成本等各方面的綜合要求 ， 不難發(fā) 現(xiàn) ， 在進(jìn)行小規(guī)模的輕、中型載貨汽車或?qū)Ｓ密囕v改裝制造時(shí) ， 選用 東風(fēng) 系列底盤相對(duì)較合理。進(jìn)口底盤五十鈴、日野、 UD、沃爾沃、福來(lái)納、萬(wàn)國(guó)等都適合國(guó)內(nèi)清障車的改裝。 清障車是一種專項(xiàng)作業(yè)的汽車。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場(chǎng)，企業(yè)能否增加效益問(wèn)題。 （ 2）可靠性 ： 所選用汽車底盤要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命；且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡 。 6 總體設(shè)計(jì)方案的確定 起重臂的設(shè)計(jì) 清障車副車架的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 輔助裝置的設(shè)計(jì) 圖 技術(shù)路線圖 總體設(shè)計(jì) 選擇二類底盤 整車性能分析 總體性能參數(shù)計(jì)算、校核 完成裝配圖 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 現(xiàn)狀調(diào)查，收集資料 7 第 2 章 臂架式清障車的 參數(shù)確定 臂架式清障車的 底盤的選取 與型號(hào)的確定 臂架式清障車的底盤的選取 臂架式 清障車是專用車的一種 ，而 專用車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車 輛所采用的基本底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三 類底盤。 （ 5）總體性能參數(shù)的計(jì)算 。 課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線 課題研究的主要內(nèi)容 （ 1）臂式清障車的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 。 道路清障車智能化，就是從安全、操作方便、人性化考慮，在整車系統(tǒng)中配備一些智能設(shè)備，如：遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)安全報(bào)警系統(tǒng)等。二類底盤的軸荷分布對(duì)清障車已經(jīng)明顯不適用了。 道路清障車底盤專用化，是國(guó)內(nèi)清障車裝配工藝發(fā)展的必然趨勢(shì)。 清障車重型化也是清障車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。專用機(jī)構(gòu)制作時(shí)，應(yīng)用專用工裝夾具對(duì)其定位、防焊接變形。應(yīng)用新型材料 hg70、 hg60 等高強(qiáng)度鋼材，既能保證機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度（托舉、吊舉等能力），又能減輕機(jī)構(gòu)本身的質(zhì)量。 4 新材料新設(shè)備新工藝 已經(jīng)是現(xiàn)在清障車 的制作工藝特點(diǎn) 。 ，能適用低矮且接近角較小的車輛，使被托車在被牽引上平