【正文】 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(dāng)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(fù)值，應(yīng)改用三點支承重新計算支腿壓力。 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。 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= 。 如圖 222（ b） 所示， 當(dāng)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。 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=。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）。支腿支承點縱橫方向的位置 應(yīng) 選擇適當(dāng)，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(dá)到規(guī)定要求。 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。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) 。 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。為了保證支腿收回 時不超出車輛行駛時的寬度標(biāo)準(zhǔn)，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。支腿形式通常采用圖 218 的 H 型或圖 219 的 X 型 ?？紤]上述因素，選用四點來支撐平臺，如圖 217 所示。 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(yuǎn)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。也可以不鎖住，由輪胎和懸掛的彈性串連支撐。 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。 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。 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。 ab10 ~ 15 176。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。 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?。在副車架兩?cè)焊有 U 形板，通過 U 形螺栓將主、副車架緊固在一起。如圖 214 所示，采用 V 型鋼內(nèi)襯墊板。 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(dāng)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。 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。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。 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 。柔性連接方式首推支架連接，其次是彈性元件連接， U 形螺栓連接作為柔性連接的輔助連接方式。 連接方式大致分為剛性連接、柔性連接和半柔性連接。 （ 2）主車架與副車架的連接 副車架與車架之間不允許加任何中間層，副車架直接放在車架縱梁上，必須保證主、副車架的連接強度，從而保證車輛重心穩(wěn)定和橫向穩(wěn)定性。本車架布置在平衡懸架支架上的兩根橫梁采用此方式連接 。 c．橫梁同時與縱梁的腹板及上翼板或下翼板相連 如 圖 211(c)所示，該 連接方式兼有以上兩 種方式連接的特點 ， 但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上 ， 對橫梁的強度要求較高。 b．橫梁僅固定在腹板上 如 圖 211(b)所示，該 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。 1縱梁 2連接板 3橫梁 圖 210 縱梁與橫梁的連接方式 a．橫梁與縱梁上下翼板連接 如 圖 211(a)所示， 該連接方式 有 利于提高縱梁的抗扭剛度 ，其 缺點是當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時 ， 縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅增加 ， 易引起縱梁上下翼面的早期損壞。 具體尺寸如圖 29 所示。 車架末端 圖 27 對角線支承方式 ③ 增加 一種中央扭力管并設(shè)計相應(yīng)結(jié)構(gòu)的副車架，見圖 28 所示。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 22 1副車架 2管型橫梁 圖 26 管形橫梁 加固 方式 ② 采用對角線支承方式，至少延伸至后軸中或雙聯(lián)軸中心線，見圖 27 所示。 （ 2） 副車架 尺寸 由于副車架上 水罐和回轉(zhuǎn)機構(gòu) 位置受力較大， 為提高 這些 區(qū)域的抗扭性，也可以使 用 以下三種方式進行加固。 北方奔馳 ND1255B44 的輪距前 /后分別為 1995 /1800 /1800（ mm），本車 車架 寬度也采用 865mm，即橫梁長度為 865mm。 橫梁設(shè)計 橫梁的主要作用在于連接左、右二縱梁而構(gòu)成一完整的框架，以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度， 登高平臺 救援消防車 車架 一般需 裝 5~6 根 U 形截面材料的 橫梁 。 即 35? ???h =650mm 此設(shè)計中初取 h=500mm。 表 23 載貨汽車依公路運行時廠定最大總質(zhì)量（ GA） 分類 微型貨車 輕型貨車 中型貨車 重型貨車 GA≤1． 8 噸 1． 8 噸＜ GA≤6噸 6． 0 噸＜ GA≤14噸 GA＞ 14 噸 在選定板料厚度為 t 的情況下，縱梁翼緣的最大寬度應(yīng)為 ? ??? 21 4.?? Eotb 取σ =350N/mm2，故有 tb 16? 即 128?b mm 本設(shè)計中初取 b=125mm。 由于縱梁采用的鋼板材料為 16Mn，其σ =340～ 360N/mm2。— 泊松比，一般取 181。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 20 hxtb 圖 25 副車架的槽形截面 由于當(dāng)縱梁變形時，上下翼緣分別受到壓縮和拉伸的作用而導(dǎo)致翼緣的破裂。登高平臺救援消防車作為一種專用汽車，其副車架縱梁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 25 所示的槽形結(jié)構(gòu)，截面形狀尺寸取決于其承受載荷的大小。為了充分利用材料，可將縱梁設(shè)計成等強度的簡支梁，其中部截面高度較大，兩端逐漸減小。本消防車底盤為北方奔馳 ND1255B44，底盤總長為 9500mm，非駕駛室長度為 8000mm，因此 縱梁長度設(shè)計為 8000mm。 縱梁設(shè)計 （ 1） 縱梁 長度 主車架的 縱梁是車架中的主要承載元件，它的長度大致上和整車總長相當(dāng) 。如果工藝條件允許，副車架材料可采用疲勞強度高的 16Mn 鋼板沖壓成型以提高其抗疲勞扭轉(zhuǎn)強度及其他機械性能。 圖 24 副車架 的 安裝位置 材料的選用 專用汽車副車架的材料一般選用低碳鋼 A3 材料的型材 (如槽鋼、 I 字鋼等〕。圖 24 為 登高平臺救援消防車 的 支架 、副車架相對于汽車底盤的安裝位置。此登高平臺救援消防車的副車架是根據(jù)車輛上裝部分以及主車架來設(shè)計的，有時可在相應(yīng)的位置設(shè)置抗扭管狀梁或?qū)蔷€梁來提高副車架的抗扭剛度。 圖 23 副車架 前端簡易 形狀 其中 ： h0=57mm； l0=200~300mm。 c L 型 H 15~20mm （ ~） H 1mm 50176。 =15~20mm。 (a)U 型 (b)角型 (c)L 型 圖 22 副車架的前端形狀 對于這 3 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都加工有局部斜面，其斜面尺寸如表 22 所示，其中： h。 副車架的前端形狀 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 18 為了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)采用逐步過渡的方式。 邊梁式結(jié)構(gòu)主要包括 在進行副車架整體設(shè)計時，首先應(yīng)確定縱梁的走 向 以及 橫梁布置位置和數(shù)量。綜合式車架多采用在轎車上，也由于制造工藝較復(fù)雜，所以用得并不太廣。 邊梁式車架的結(jié)構(gòu)便于安裝車身（包括駕駛室、車廂乃至特種裝備等）和布置其 他總成，有利于滿足改裝變型和發(fā)展多品種的需要，所以被廣泛采用在貨車、大多數(shù)特種汽車、直接利用貨車底盤改裝的大客車上。因此本文對登高平臺救援消防車的副車架進行設(shè)計，并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計及受載合理性進行分析。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 17 圖 21 撫順重機 DG25 登高平臺救援