【正文】 連接板連接。 c)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。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U 型螺栓。當(dāng)采用 U 型螺栓固定時(shí)，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須 使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的自卸車主副車架之間采用止推連接板 和連接支架配合使用 。 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。 每側(cè)設(shè)置三個(gè) 止推連接板 ，如圖 。 圖 副車架尺寸 止推連接板尺寸如圖 。 圖 止推連接板尺寸 副車架對(duì)主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度也相同，長度在底盤主車架長度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設(shè) 19 計(jì)如下： 副車架長度： 9745mm。 副車架寬度： 865mm。 副車架高度： 320mm。 連接支架孔的確定 參照主車架對(duì)鉆孔的要求如圖 所示。 圖 主車架鉆孔的孔徑與孔間距 再根據(jù)表 ，本設(shè)計(jì)為總質(zhì)量 20 噸車，為重型車，故選 A=80mm，孔徑 Φ =14，距槽鋼最下端距離取 60mm。對(duì)應(yīng) B=200，滿足要求，可繼續(xù)進(jìn)行。 表 鉆孔尺寸要求 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 （ 5）頂板 頂板為兩條縱梁焊接在一起，再焊接在前圍和后圍的上梁上。 所選異性鋼管型號(hào)與支架型號(hào)一樣，故不在此重復(fù)說明。 （ 6） 翼門 翼門是本設(shè)計(jì)的核心部分，盡量減小開啟關(guān)閉時(shí)的劃過空間，進(jìn)而解決開始所提出的問題。翼門分三個(gè)部分，側(cè)翼、頂翼、鉸鏈連接總成。 側(cè)翼： 側(cè)翼骨架初選異性鋼管：初選 A B S:50 32 3。 理論重量 。 20 圖 側(cè)翼骨架結(jié)構(gòu) 側(cè)翼結(jié)構(gòu)如圖 ，其余各梁之間距離均為 950mm。 頂翼： 中間橫梁選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7。 理論重量 。 其余骨架選用異性鋼管：初選 A B S:50 32 3。 理論重量 。 頂翼骨架結(jié)構(gòu)見圖 。 圖 頂翼骨架結(jié)構(gòu) 鉸鏈連接總成： 鉸鏈?zhǔn)沁B接和保證翼門旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)示意圖為圖 。 圖 鉸鏈總成 21 蒙皮的設(shè)計(jì) 蒙皮是薄壁板件。通過一定的固接方式（如鉚接、焊接、粘接等）覆蓋在骨架上，成為車廂的內(nèi)外表面。蒙皮通常采用 ，也有的采用鋁板或 玻璃鋼板。非金屬蒙皮厚度為 23mm。為了提高蒙皮的剛度，在蒙皮上壓制成各種截面形式的加強(qiáng)肋。其中弧形剛度最佳，其次是三角形和矩形。蒙皮之間應(yīng)留有 15mm左右的搭接量，這既是結(jié)構(gòu)上的需要，也是借此補(bǔ)償骨架開擋和蒙皮本身的尺寸誤差。 車廂內(nèi)飾多采用人造夾層板制作。人造夾層板較厚，不能搭接，只能對(duì)接，并采用裝飾壓條進(jìn)行封口。由于壓條較寬，故對(duì)接縫的要求不高，允許有小于 3mm的間隙存在。內(nèi)飾的外表面覆蓋一層壓制有加強(qiáng)肋的內(nèi)蒙皮。為減輕質(zhì)量，可將內(nèi)蒙皮制成條狀，從下至上間斷布置。這樣既可以保護(hù)內(nèi)飾件，有可使貨物直接與內(nèi)蒙皮接觸。 前圍內(nèi)蒙皮，翼門內(nèi)外蒙皮，選用 ，底架由于受載荷較大，內(nèi)蒙皮選用 4mm鋼板。 車廂門、密封條的設(shè)計(jì) 車廂后門的設(shè)計(jì) 車廂 一般設(shè)置后門，有利于貨物的裝卸和行車安全。對(duì)于較長車廂，應(yīng)增設(shè)側(cè)門。 廂門的形狀采用矩形平面結(jié)構(gòu)。廂門及門框占據(jù)了整個(gè)車廂后圍，門可以轉(zhuǎn)過 270176。與車廂外側(cè)壁相疊，這樣開門不占空間，有利于在狹窄作業(yè)地點(diǎn)工作。 后門開啟方式分單開式、對(duì)開式和上掀式三種。單開式后門開啟時(shí)掃過的空間大、操作不安全，門框受力集中，結(jié)構(gòu)不合理，但廂門開啟、關(guān)閉機(jī)構(gòu)簡 單、可靠。左右對(duì)開式后門設(shè)計(jì)較合理，它客服了單開式的缺點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。側(cè)門開啟方式分單開式、對(duì)開式和推拉式三種，其開啟角度均為 180176。推拉式側(cè)門啟閉不占外部空間，方便裝卸作業(yè)。側(cè)門中心線與車廂前段的距離應(yīng)為車廂總長的 1/2左右。 車門骨架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7。 理論重量 。 結(jié)構(gòu)尺寸為寬 1130mm，高 1790mm的骨架，再在中間焊兩條橫梁分別距上下橫梁為 600mm，如圖 。 22 圖 后門骨架 密封條的設(shè)計(jì) 車廂應(yīng)具有良好的密封性，以 防止灰塵和雨水滲入車廂。車廂用密封條應(yīng)滿足以下要求： 1）有良好的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，以保證密封可靠。 2）有良好的耐磨性，不易老化，使用壽命長，耐候性好，即在 4050℃的溫度范圍內(nèi)均保持良好的使用性能。 3）便于成行和裝配。 根據(jù)以上要求，常選用 VAG454367型黑色橡膠作為密封條。 車廂設(shè)計(jì)校核 車廂的尺寸結(jié)構(gòu)校核放在最后分析，在此只對(duì)車廂質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，以保證質(zhì)量利用系數(shù)在 。 忽略連接處鋼管質(zhì)量，由于在后面強(qiáng)度校核時(shí)可能連接時(shí)可能要加焊角鐵等方式連接，忽略 的質(zhì)量在一定程度上彌補(bǔ)了該質(zhì)量。 液壓取力系統(tǒng)不計(jì)其中，車廂總質(zhì)量為： ?車廂總m （ t） 初設(shè)取力系統(tǒng)為 ?取力總m 整車整備質(zhì)量為 ???? 取力總車廂總底盤 mmmm 0 ＋ ＋ =（ t） 載質(zhì)量： ?em 9t 載 3人，每人按 65kg計(jì)算 ， 31?n ； 23 質(zhì)量利用系數(shù)： 質(zhì)量利用系數(shù) = ?????? )( 10 nm mmm eae 在柴油機(jī) ，故在這 步 看來設(shè)計(jì)合理。 使用 靜態(tài) 分析 對(duì)車廂底架進(jìn)行 proe建模 使用 ProE Wildfire ，經(jīng)多次拉伸、鏡像、復(fù)制等操作，可得實(shí)體模型如圖 。 圖 車廂底架實(shí)體模型 導(dǎo)入 將實(shí)體模型導(dǎo)入 ，確定 所用 為 Q235鋼材，材料物性參數(shù)如表 所示。數(shù)據(jù)輸入用 Kgmms單位制，輸出結(jié)果 中應(yīng)變的單位為 mm，應(yīng)力的單位為 pa。計(jì)算結(jié)果中最大應(yīng)力小于 235 Mpa，即可滿足強(qiáng)度條件。 表 Q235材料特性 名稱 彈性模量（ Gpa） 泊松比 密度 （ kg/mm179。） 屈服強(qiáng)度（ Mpa） Q235 210 610 235 設(shè)置完材料屬性后，對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了減小內(nèi)存和分析時(shí)間，在劃分網(wǎng)格時(shí)將網(wǎng)格劃分密度調(diào)到最大 10， 網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 。 加約束和載荷 在連接支架螺栓孔處加全約束，在止推連接板與主車架接觸處加全約束。 如圖 。 在底架橫梁上表面加載荷。 載荷大小 ：滿載時(shí)載質(zhì)量為 9t，車廂底架上表面積為 ㎡ ，該數(shù)據(jù)根據(jù)車廂設(shè)計(jì)部分可知。 載荷大小 為滿載時(shí)的 3937pa。 如圖 、 。 加載完約束和載荷后的 24 效果如圖 。 圖 車廂底架實(shí)體網(wǎng)格劃分 圖 車廂底架加載約束 圖 車廂底架加載荷位置圖 圖 車廂底架加均布載荷大小 圖 加載完約束和載荷后的效果圖 進(jìn)行分析 25 分析結(jié)果位移變形、應(yīng)力分布情況如圖 、 。 最大位移變形量出現(xiàn)在底架最前端的焊接點(diǎn)處，為 ，變形量小，而在設(shè)計(jì)中在此處焊裝前圍，還有一根內(nèi)骨架橫梁在實(shí)體建模中沒有體現(xiàn)，可中和變形量，故在此步可滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 圖 由圖可看出，最大強(qiáng)度為 ＜ 235Mpa，強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求。 綜上所述 ， 經(jīng)過 ANSYS分析，車廂底架滿足設(shè)計(jì)要求，其各種性能均滿足要求。 使用 ANSYS對(duì)車廂頂架支撐梁靜態(tài)分析 實(shí)體建模 由于頂架支撐梁 在車靜止時(shí)工作，所承受的最大載荷是翼門完全開啟時(shí)，翼門的重力。由此可將頂架支撐梁整合成如圖 。 圖 網(wǎng)格 劃分 劃分情況如圖 。同車廂底架網(wǎng)格劃分密度調(diào)到最 大。定義材料屬性，材料為 Q235，如圖 所示。 26 圖 圖 加約束和載荷 在頂架支撐梁兩端下表面與前后圍接觸處 加全約束。 如圖 。 由于頂架支撐梁只是負(fù)責(zé) 翼門的支撐，故在此將翼門看成一整體， 通過 鉸鏈將自身重力傳到支撐梁上 ， 而所選鉸鏈一側(cè)有 20個(gè)之多，可近似看成是 均勻分布在支撐梁上， 單個(gè)翼門質(zhì)量為 450kg，近似看成全部垂直壓在支撐梁上， 整合的結(jié)果為在梁的上表面加載 7700pa的壓強(qiáng)。 載荷加載在支撐梁旁邊鉸鏈焊接處 的 上表面上，如圖 。 進(jìn)行分 析 分析結(jié)果位移變形、應(yīng)力分布情況如圖 、 。 最大變形量發(fā)上在梁的中間，由圖可看出，變形量為 7mm，考慮整個(gè)梁的長度是 9425mm，這樣 來看這個(gè)變形量不大，而變形為彈性變形，即翼門完全開啟時(shí)會(huì)發(fā)生 約 7mm的變形，而翼門關(guān)閉后變形消失，故對(duì)頂梁支撐架的影響很小，可不予考慮，故設(shè)計(jì)合理。 由圖可知 ， 最大強(qiáng)度為 ＜ 235Mpa，強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求。 27 圖 圖 綜上所述，頂梁設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。 對(duì)整車的前圍和后圍的分析，要考慮多種工況，如制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)彎時(shí)，加速時(shí)等。在此 就不對(duì)其進(jìn)行分析了。 本章小結(jié) 本章確定了車廂的材料結(jié)構(gòu)及外形尺寸，對(duì)車廂的前 圍，后圍，翼門，底架，頂板支撐梁做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)選型，確定了翼開門的質(zhì)量。 并對(duì)車廂底架和頂架支撐梁進(jìn)行了有限元分析，保證所選材料滿足設(shè)計(jì)要求， 為下一步液壓取力系統(tǒng)設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。 28 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與取力系統(tǒng)布置 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生部件、工作部件與操縱控制部件三大部分組成 。 翼開啟廂式汽車所采用的油泵、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 翼開 車改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。其主要內(nèi)容包 括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與管路內(nèi)徑等。 工作原理 該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下： 準(zhǔn)備 先將 翼開 車處于駐車制動(dòng)狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)液壓油經(jīng)油泵、單向閥、液壓換向閥流回油箱。 舉升 將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉換向閥。此時(shí)，從油泵經(jīng)單向閥來的高壓油，進(jìn)入 油缸實(shí)現(xiàn)舉升。油缸舉升到最大行程時(shí)撥動(dòng)限位閥，將高壓油路與回 油路接通而卸荷，舉升停止， 翼門 處于舉升最高位置。 保持 將轉(zhuǎn)閥手柄置于“保持舉升區(qū)間”，并切斷取力器停止油泵工作。 在此時(shí)，機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)開始工作，棘爪卡到棘輪內(nèi)，保證翼門停留在最高點(diǎn)，也可在任意高度鎖止。 降落 將轉(zhuǎn)閥手柄推至慢落位置，回油路僅部分打開，實(shí)現(xiàn)車廂 翼門 緩慢降落。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油。 液壓系統(tǒng)原理布置 本設(shè)計(jì)車型與其他裝用車相比，在保證其他專用車的要求的基礎(chǔ)上，最關(guān)鍵的部分是要保證單側(cè)翼門兩個(gè)液壓缸同步。這就在設(shè)計(jì)原理圖時(shí) 增大了難度。 29 初步設(shè)計(jì)兩種方案，見圖 。 （ a） （ b） 圖 液壓系統(tǒng)原理 圖 對(duì)比以上兩種方案，換向閥均為電磁換向閥，均帶鎖止功能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，考慮經(jīng)濟(jì)型，遵循在滿足要求的前提，盡量減少控制閥的原則，設(shè)計(jì)第三種方案如圖 所示。 30 圖 液壓系統(tǒng)原理 圖 方案三結(jié)構(gòu)簡單，但是不能進(jìn)行鎖止，選擇方案（ c），再加設(shè)一個(gè)機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)，在后面輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行詳細(xì)介紹。 液壓缸選型 初選系統(tǒng)壓力 ，液壓缸最大行程 400mm，工作時(shí)間 20s。 選擇車輛 用液壓缸，圖 為液壓缸型號(hào)說明 圖 液壓缸型號(hào)說明 選擇液壓缸型號(hào)為 DGJ63C2E， 液壓缸尺寸如圖 所示。 31 圖 液壓缸尺寸 液壓泵及液壓控制閥的選擇 液壓泵選擇 根據(jù)液壓泵的最大工作壓力選擇 泵類型，根據(jù)流量選擇規(guī)格。 液壓缸推力的確定： 翼門質(zhì)量為 （ kg） 由于鉸鏈處受力為單個(gè)翼門質(zhì)量的 510 倍，故液壓缸推力初步確定為翼門重力的 5倍 22250N=，系統(tǒng)壓力 。 確定液壓泵的流量： PQ =k max） ΣQi（( k= 取 PQ =（ 4 A maxV 610? ） m179。/s 由于液壓缸已選完，可知 A= 2mm maxV —— 液壓缸最大輸出速度 m/s 最大行程 400mm，初選 20s 開啟 maxV =20mm/s 則 PQ =驅(qū)動(dòng)功率 P = Pp PQ /η P