多功能清障車工作裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路上的高級轎車越來越多，道路清障車在作業(yè)時開始十分注意對事故車輛的保護(hù)，特別對一些高檔轎車，應(yīng)避免因為作業(yè)中的捆綁、擠壓以及運輸中的碰撞造成對事故車輛機件及外觀上的進(jìn)一步損傷。平板一拖二式多功能清障車作為專用清障車的一種，它利用附加的液壓絞盤、液壓舉升裝置、平板斷開式能夠?qū)κ鹿受囕v施行裝載運輸，實現(xiàn)對事故車輛的快速處理，并且不受事故車輛車速的限制，因此對平板一拖二式多功能清障車的主要工作裝置進(jìn)行改裝設(shè)計計算以及校核，以達(dá)到合理。在查閱大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，選擇平板一拖二式多功能清障車設(shè)計的總體方案，對底盤、舉升機構(gòu)、平板機構(gòu)、托臂機構(gòu)、液壓絞盤以及相關(guān)附件等進(jìn)行了合理選

2、擇校核。并通過對底盤型號的選取，確定了整車性能參數(shù)。確定了平板一拖二式多功能清障車總體參數(shù)。關(guān)鍵詞：清障車改裝設(shè)計；液壓絞盤；舉升機構(gòu)；平板機構(gòu)；托臂機構(gòu)；校核AbstractWiththerapiddevelopmentofoureconomy,moreandmorelimousinecomeintotheroad,atthesametime,thelimousineshouldbecautiouslyprotectedwhentheroadrepaircarswork,especiallyforsomeluxurycars.Greatattentionshouldbepaidtotheac

3、cidentvehicles,whichcanpreventextrusion,collisionandfurtherdamageofthechangeontheappearance.Asakindofspecialrepaircar,thetabletwentontwotypemultifunctionalrepaircarusestheadditionalhydrauliccapstan,hydraulicliftingequipment,platebreakingtohelptheaccidentvehicleload.Itrealizestherapidprocessingoftraf

4、ficaccident,andatthesametimetheroadrepaircarswon'tberestrictedbyspeedoftheaccidentvehicle.Otherwise,themainworkofmodificationdesignandcheck-workcanachieveareasonableresult.Onthebasisofalargenumberofrelevantmaterials,thewholeplanofthetabletwentontwotypemultifunctionalrepaircarcanmakecontributiont

5、othereasonableselectionandcheckingofadditionalhydrauliccapstan,hydraulicliftingequipment,theliftingmechanism,flatorganization,armmechanism,hydraulicwinchandrelatedaccessories.Andthroughtothechassistypeselection,itdeterminestheperformanceparametersofthevehicleandthewholeparameterofthetabletwentontwot

6、ypemultifunctionalrepaircar.Keywords：Repaircarmodificationdesign;Hydraulicwinch;Liftingmechanism;Flatorganizations;Armmechanism;CheckII1 緒論11.1 研究意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3 國內(nèi)外清障車發(fā)展趨勢22道路清障車總體方案確定32.1 清障車結(jié)構(gòu)形式方案選擇32.2 起升機構(gòu)方案62.3 舉升機構(gòu)方案選擇72.4 托臂設(shè)計方案選擇93道路清障車的參數(shù)設(shè)計103.1 參數(shù)選定103.2 底盤的選取103.2.1 底盤的結(jié)構(gòu)103.2.2 底盤型號的

7、選定114車架的改裝設(shè)計134.1 主車架的改造134.1.1 平板機構(gòu)的初始設(shè)計134.1.2 主車架上欽點位置的確定144.1.3 主車架的改裝處理144.2 主副車架間連接的設(shè)計154.2.1 主副車架連接形式的選擇154.2.2 較支座與銷軸的設(shè)計與校核164.3 副車架的設(shè)計174.3.1 副車架的整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計174.3.2 橫梁距離的設(shè)定184.3.3 副車架材料和截面尺寸的選擇設(shè)計185工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核195.1 平板機構(gòu)設(shè)計195.1.1 平板伸縮液壓缸的受力分析195.1.2 平板機構(gòu)伸縮液壓缸的選用設(shè)計205.1.3 平板的斷開部分尺寸的設(shè)計計算205.2 舉升

8、機構(gòu)的設(shè)計與校核215.2.1 舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)初始選定215.2.2 作圖法確定舉升機構(gòu)的最終參數(shù)225.2.3 校核舉升液壓缸235.3 托臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計與校核245.3.1 根據(jù)參數(shù)選取材料和基本元件245.3.2 托臂機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸的初始確定24iii5.3.3 機構(gòu)參數(shù)的確定與液壓缸的選取245.3.4 托臂材料與截面尺寸的選擇確定255.3.5 托臂機構(gòu)的校核錯誤！未定義書簽。5.4 卷揚機構(gòu)的選用設(shè)計和計算錯誤！未定義書簽。5.4.1 鋼絲繩的選用錯誤！未定義書簽。5.4.2 卷筒的初始設(shè)計選擇錯誤！未定義書簽。5.4.3 吊鉤的選用錯誤！未定義書簽。5.4.4 最終選用液

9、壓絞盤錯誤！未定義書簽。5.5 液壓系統(tǒng)設(shè)計錯誤！未定義書簽。5.5.1 設(shè)計要求錯誤！未定義書簽。5.5.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算錯誤！未定義書簽。5.5.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖錯誤！未定義書簽。5.5.4 液壓元件的選擇錯誤！未定義書簽。結(jié)束語錯誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。致謝錯誤！未定義書簽。IV武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計1緒論1.1 研究意義清障車全名為道路清障車，又稱拖車、道路救援車、拖拽車，清障車主要是由：底盤、起重裝置、托舉牽引裝置、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、車體與工具箱等組成，具有起吊、拽拉和托舉牽引等多項功能，適用于高速公路、城市道路的清障作業(yè)。清障車是指裝有道路搶險作

10、業(yè)裝備的專用汽車。由于汽車在道路上行駛時，故障和事故是不可避免的，特別是在高等級公路上，這種現(xiàn)象時常發(fā)生。清障車的任務(wù)就是將故障車或事故車及時地拖離現(xiàn)場，確保道路的暢通無阻。因此，道路清障車又稱道路搶險車。隨著高等級路面和在用汽車的增多，清障車也得到了發(fā)展。清障車按類別主要分為：拖吊連體型、拖吊分離型，一拖一型，平板一拖二型，多功能清障車，液壓自動夾緊型能力劃分。按照能力分為輕型、中重型及超重型。輕型清障車作業(yè)對象是輕型載貨汽車，微型客車及轎車等，中重型清障車的清障作業(yè)對象是中重型載貨汽車，大中型客車等，超重型清障車作業(yè)對象是重型載貨汽車及超重型半掛汽車系列等。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)

11、突飛猛進(jìn)，里程不斷增加，我國五縱七橫”公路主干線將基本建成。公路建設(shè)的發(fā)展，為車輛行駛創(chuàng)造了良好的環(huán)境，汽車保有量日益增多。汽車給人們的工作與生活帶來了極大的便利，但是因汽車而發(fā)生的交通事故也給人們帶來了不盡的煩惱。汽車因故障停在公路上會嚴(yán)重堵塞交通，特別是高速公路上，車速高，流量大，一旦發(fā)生交通事故不能及時處理，將會嚴(yán)重堵塞交通。由于交通事故是不可預(yù)見的，故障車輛的損壞程度不一，因此，能夠迅速清理事故現(xiàn)場且操作簡便具有多種功能的清障車受到交管部門的青睞。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)有的清障車功能，不論是進(jìn)口車還是國產(chǎn)車，大多只限于起吊、拽拉、托牽等幾項。其中應(yīng)用最多的是托牽功能。真正具有搶險救援

12、等多功能的清障車很少，尤其不足的是托舉和托牽能力不夠。國產(chǎn)清障車的額定托舉能力在后軸超載20%的情況下，達(dá)不到底盤標(biāo)定載質(zhì)量的50%。如3t普通托用式清障車，其額定托舉能力在1t至1.5t左右，8t普通托吊式清障車額定托舉能力在4t以下，20t雙后軸旋轉(zhuǎn)吊式清障車，其額定托舉能力只有6t左右。進(jìn)口清障車的額定托舉能力比國產(chǎn)清障車還要小。拖救人員普遍反映，當(dāng)遇到8t超載貨車和8t以上載貨車，尤其是遇到高級豪華大客車出現(xiàn)故障時，現(xiàn)有的清障車很難完成托牽清障，嚴(yán)重影響了交通。有清障車生產(chǎn)商希望通過加大底盤噸位來解決這一問題，但托牽能力提高有限，而車價成數(shù)倍增長，影響了用戶的經(jīng)濟(jì)效益。因武漢科技大學(xué)本

13、科畢業(yè)設(shè)計此，市場呼喚托舉和托牽能力大的清障車。我國80年代末期開始引進(jìn)和仿制清障車，從國外清障車發(fā)展的第三階段開始起步，起點較高，走了一條引進(jìn)技術(shù)與自主開發(fā)相結(jié)介的道路。無論是研發(fā)技術(shù)還是生產(chǎn)能力，我國企業(yè)都能滿足國內(nèi)市場需求。但是與世界先進(jìn)水平相比還有一定差距。主要表現(xiàn)在:（1）國內(nèi)目前基本使用載貨汽車的二類底盤改裝清障車，據(jù)了解，只是因為各類汽車底盤小能大批量被采購應(yīng)用，所以小愿意投入資金和精力去開發(fā)。因此，清障車上裝與底盤的匹配小盡介理，底盤的作業(yè)能力未有得到充分發(fā)揮。（2）產(chǎn)品開發(fā)主要還處于模仿階段，自主開發(fā)的品種小多。多數(shù)企業(yè)山于生產(chǎn)量少，為減少成本，仍然采用原始的手工作坊式技術(shù)，

14、導(dǎo)致產(chǎn)品外形比較粗糙，只有少數(shù)生產(chǎn)量大的企業(yè)，采用等離子或激光等技術(shù)，保證產(chǎn)品的下料尺寸準(zhǔn)確，減小毛坯因受熱而變形。（3）智能化監(jiān)控。目前國內(nèi)清障車的技術(shù)，僅僅滿足基本的施救和清障，智能化的監(jiān)控儀器應(yīng)用較少。1.3國內(nèi)外清障車發(fā)展趨勢人性化設(shè)計和個性化服務(wù)是國外目前的發(fā)展趨勢。國外的清障車，技術(shù)方而非常成熟，尤其是美國清障車技術(shù)經(jīng)過了幾年的發(fā)展，其主要結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)已經(jīng)很小，現(xiàn)今清障車產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)，主要集中在人性化的設(shè)計和個性化的服務(wù)方而。另外上裝輕量化也是目前國外清障車的發(fā)展趨勢，隨著全球環(huán)境惡化和能源危機的日益加劇，汽車輕量化設(shè)計作為實現(xiàn)節(jié)能減排的最有效措施之一，國外平板大量采用鋁

15、介金型材加普通鋁板制造，會越來越受到企業(yè)和用戶的重視。我國清障車技術(shù)今后還將在以下幾個方而進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。（1）底盤專用化。為了達(dá)到清障車對底盤的專門要求，需要研發(fā)一系列專用的二類底盤，使整車與上裝的匹配更加介理，使軸距及前后橋的設(shè)計承載能力更強，最大限度地發(fā)揮底盤性能。（2）設(shè)計、生產(chǎn)、試驗手段采用新技術(shù)。國內(nèi)清障車設(shè)計還在研究和仿制國外主流產(chǎn)品，主要是在運用AutoCAD或國產(chǎn)電子圖版進(jìn)行2維設(shè)計，美國米勒公司的清障車設(shè)計已邁向應(yīng)3DCAD設(shè)計。用3D原型圖，進(jìn)行工裝、夾具和檢具的設(shè)計、校準(zhǔn)和驗證，提高了產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量和成功率，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，實際上也相應(yīng)降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。（3）生產(chǎn)

16、自動化。目前國外基本上采用了相L器人自動焊接，焊縫外表質(zhì)量美觀、焊接質(zhì)量高、焊接效率高。而國內(nèi)基本都是使用二氧化碳保護(hù)焊焊接，焊后質(zhì)量檢查小介格率很高，浪費很大，而且焊縫外表質(zhì)量差。（4）操作技能培訓(xùn)專業(yè)化。曾經(jīng)發(fā)生過許多因為操作者操作小當(dāng)、技術(shù)小夠熟練等原因?qū)Ρ皇┚确皆斐韶敭a(chǎn)或生命損失的情況。因此專業(yè)化的培訓(xùn)顯得尤其必要。熟悉清障車的專業(yè)知識，提高操作者的女全技能和女全意識、避免和減少傷亡事故，掌握清障車正確操作使用和日常維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)，確保操作者在學(xué)習(xí)結(jié)束后能馬上投入實際的工作。我們目前還是一個發(fā)展中國家，除了東部以外，西部、中部小少地區(qū)還比較貧窮落武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計后，衛(wèi)生設(shè)施、城鎮(zhèn)

17、、公路、鐵路等多方而仍有待建設(shè)，這無形中也給清障車的發(fā)展提供了很大的空間，隨著近年來城市交通的發(fā)展和車輛擁有的增多，交通事故的頻繁發(fā)生,越來越多的清障車將會被各企業(yè)單位所購入，因此，提高清障車的生產(chǎn)能力和研發(fā)技術(shù)，跟上世界的發(fā)展趨勢將是我們所追求的。近年來，我國清障車雖有了一定的發(fā)展，但真正功能齊全、外形美觀的清障車還很少，尤其是適用于清理各級公路及城市道路肇事、故障及違章停放車輛的清障車，市場需求缺口很大。據(jù)國內(nèi)有關(guān)專家預(yù)測，未來10年拖吊”式和旋轉(zhuǎn)”式清障車的年需求輛約為800臺；平板”式和升降平臺”式清障車年需求輛為1000臺；多功能清障車年需求輛為3500臺；大型清障車的年需求輛為10

18、臺左右。性能優(yōu)良、功能齊全，操作方便的清障車將是今后發(fā)展的方向。清障車將會走向優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)、采用高強度鋼材或是應(yīng)用新型材料、輕量化、自動化和城市專用汽車輕型化等趨勢。2道路清障車總體方案確定2.1 清障車結(jié)構(gòu)形式方案選擇清障車根據(jù)作業(yè)能力清障車可分為輕型、中重型、超重型。清障車根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式來區(qū)分，主要形式有3種：拖吊連體式清障車、拖吊分離式清障車和平板式清障車。清障車的主要結(jié)構(gòu)：方案一：拖吊連體式清障車圖2.1拖吊連體式清障車（1-卷揚機；2-起重臂；3、4、5、6-液壓油缸；7-托臂）拖吊連體清障車是目前道路清障車中比較常見的類型，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.1。其主武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計要工作部

19、位由起吊機構(gòu)（圖1中卷揚機1）、托臂機構(gòu)（圖1中液壓缸5、6）、變幅機構(gòu)（圖1中起重臂、液壓缸3和4）組成。工作時由變幅機構(gòu)的液壓缸4以及托臂機構(gòu)的液壓缸5、6共同協(xié)調(diào)作用使得托臂7平放到指定工作點，再由起吊機構(gòu)的卷揚機1和變幅機構(gòu)的液壓缸3共同作用使吊鉤先松放到汽車的勾吊部位正上方，再通過吊鉤將車頭吊起移動到托臂7上，裝好托臂的剩余部分，再用緊固裝置固定將前輪固定在托臂上即可，接下來即可實現(xiàn)故障車的清運。方案二：脫吊分離式清障車拖吊分離式清障車與拖吊連體清障車的基本原理相同，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.2所示。主工作部位也由起吊機構(gòu)（圖1中卷揚機1）、托臂機構(gòu)（圖1中液壓缸5、6）、變幅機構(gòu)（圖1中起

20、重臂、液壓缸3和4）組成。區(qū)別于拖吊連體清障車的是托舉部分直接周接在副車架上。工作時由托舉機構(gòu)的液壓缸5、6實現(xiàn)托臂的收放，將托臂7放置到故障車車頭指定點，然后由變幅結(jié)構(gòu)的液壓缸3、4以及起吊機構(gòu)的卷揚機1實現(xiàn)吊鉤移動到車頭指定部位，并將車頭吊起移動到托臂7上，裝好托臂剩余部分，固定好前輪即可實現(xiàn)故障車的清運。1237圖2.2拖吊分離式清障車（1-卷揚機；2-起重臂；3、4、5、6-液壓油缸；7-托臂）比較上述兩類清障車，在結(jié)構(gòu)功能上大體相同。拖吊分離式清障車相比優(yōu)點是可以實現(xiàn)托舉和起吊的分開作業(yè)，使得操作簡單容易調(diào)節(jié)，缺點是托架機構(gòu)單獨裝載車架上對車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，使得車架的強度剛度性能變

21、差。方案三：整體式平板清障車平板清障車是目前比較流行的一種清障車類型，可實現(xiàn)一拖二的功能，具平板部分可實現(xiàn)故障車輛的無損運送，托架部分也可實現(xiàn)故障車的拖運，可以一次性完成兩輛故障車的清理，效率較高。整體式平板清障車的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.3,主要由舉升機構(gòu)（液4武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計壓缸3）、平板滑移機構(gòu)（液壓缸2）、牽引機構(gòu)（卷揚機6）、托臂機構(gòu)5組成圖2.3整體式平板清障車（1-副車架；2、3-液壓缸；4-平板；5-托臂；6-卷揚機）工作時由舉升機構(gòu)液壓缸3將副車架舉升到一定傾斜角度，再由平板滑移機構(gòu)的液壓缸2使得平板向下滑移至平板尾部接觸地面，然后將卷揚機的吊鉤掛到故障車車頭，將故障車?yán)狡?/p>

22、板上合適部位后，平板滑移機構(gòu)向上滑移回初始狀態(tài)，舉升機構(gòu)回落至初始狀態(tài)，再將故障車四個輪子固定在平板上。若要再拖第二輛，只需再控制托臂機構(gòu)5是托臂前部深入到故障車前輪下部，確定好輪胎合適位置再將托架的另外一部分從車上去下，裝到清障車的托臂上將故障車前輪卡住，然后用固定裝置固定即可。方案四：斷開式平板清障車斷開式平板清障車的結(jié)構(gòu)原理同整體式平板清障車一樣，只是在整體式的基礎(chǔ)上將平板斷開成兩端，結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.4所示。這樣做的優(yōu)點是可以減小工作時平板與地面的最小傾斜角,同時整體式清障車在工作時平板尾部容易與地面實現(xiàn)剛性碰撞而損壞平板，斷開式則解決了這一問題。通過比較上述幾種清障車的結(jié)構(gòu)形式，拖吊連

23、體和拖吊分離式清障車的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而平板式清障車可以實現(xiàn)的功能更多，在有些故障車不宜實現(xiàn)拖運的情況下，平板式可以實現(xiàn)故障的無損傷運輸，并且也可以同時清理兩輛故障車，效率更高，相對拖吊式清障車僅僅加裝了一個平板，所以更加經(jīng)濟(jì)高效。綜上，故選擇了平板式清障車作為設(shè)計方案，并在此基礎(chǔ)上采用斷開式平板優(yōu)化結(jié)構(gòu)，即選擇方案四。武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計圖2.4斷開式平板清障車（1-副車架；2、3-液壓缸；4-平板；5-托臂；6-卷揚機；7-斷開式平板）2.2 起升機構(gòu)方案起升機構(gòu)是清障車必須具備的，使物品獲得升降運動的基本組成。起升機構(gòu)主要由驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動裝置組成

24、。此外，還可裝設(shè)各種輔助裝置，如起升高度限位器，力矩限制器，三圈保護(hù)等安全裝置，特別是在中、大噸位起重機上，力矩限制器越來越重要。驅(qū)動裝置包括電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲純、卷筒、定滑輪和動滑輪。取物裝置包括吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具、掛梁等多種型式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開關(guān)等。按傳動方式不同，起升機構(gòu)有以下三種方案：方案一：內(nèi)燃機驅(qū)動的起升機構(gòu)這種驅(qū)動方式的優(yōu)點是具有自身獨立的能源，機動靈活，適用于流動作業(yè)的流動式起重機。為保證各機構(gòu)的獨立運動，整機的傳遞系統(tǒng)復(fù)雜笨重。由于內(nèi)燃機不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載啟動

25、，需依靠傳遞環(huán)節(jié)的離合器實現(xiàn)啟動和換向。這種驅(qū)動方式調(diào)速困難，操作麻煩，屬于淘汰類型。目前只在現(xiàn)有少數(shù)履帶起重機的鐵路起重機上應(yīng)用。在清障車上其動力由發(fā)動機經(jīng)取力器和機械傳動裝置傳至卷筒，這樣一來從發(fā)動機到卷揚機之間的傳動裝置將會很復(fù)雜，而且因為發(fā)動機的轉(zhuǎn)向是一定的，這樣卷揚機的換向也會不方便。方案二：電力傳動的起升機構(gòu)這是起升機構(gòu)主要的驅(qū)動方式。直流電動機的機械特性適合起升機構(gòu)工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源教困難。在大型的工程起重機上，常用內(nèi)燃機和直流電機6武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計實現(xiàn)直流傳動。交流電動機驅(qū)動能直接從電網(wǎng)取得,操縱簡單，維護(hù)容易，機組重量輕，工作可靠，在電動機起升機構(gòu)中

26、被廣泛采用。電動機的電力來源可來自清障車上電瓶，但是車載電瓶的電壓一般較低，能實現(xiàn)的牽引能力較弱。方案三：液壓傳動的起升機構(gòu)液壓驅(qū)動的起升機構(gòu)，由原動機帶動液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機構(gòu)動作，通過控制輸入執(zhí)行機構(gòu)的液體流量實現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動的優(yōu)點是傳動比大，可實現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性好。缺點是液壓傳動元件的制造精度要求高，液壓容易泄露。目前液壓驅(qū)動在流動式起重機上獲得廣泛的應(yīng)用。液壓驅(qū)動的液壓可來源于汽車發(fā)動機，只需在原有清障車液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。綜上所述，方案一的傳動裝置布置復(fù)雜且不易實現(xiàn)換向，方案二對于電瓶要求較高

27、，且實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩較為有限，而方案三利用清障車上的液壓系統(tǒng)獲得液壓能，取能方式簡單，且采用液壓方式能獲得很大的轉(zhuǎn)矩。故選擇方案三。2.3 舉升機構(gòu)方案選擇舉升機構(gòu)選型時應(yīng)考慮：（1）液壓系統(tǒng)是否能承受在舉升質(zhì)量作用下的舉升力；（2）液壓缸的行程能否滿足車廂的最大舉升角度；（3）液壓系統(tǒng)特別是液壓缸的生產(chǎn)和配套情況。主要有兩大類：直推式和連桿組合式，他們均采用液體壓力作為舉升力。其中按液壓缸的布置位置不同，直推式又分為前置式和后置式（也稱中置式）；按連桿組合布置的位置不同，連桿組合式又分為液壓缸前推式（又稱T式）和液壓缸后推式（又稱D式）。方案一：直推前置式直推前置式的布置結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.5所示。前

28、置式一般采用單缸多級式，具優(yōu)點是需要的舉升力較小，舉升時車廂的橫向剛度大，但液壓缸活塞的工作行程。圖2.5直推前置式武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計方案二：直推后置式直推后置式布置結(jié)構(gòu)簡圖如圖2,6所示。在同等載荷下后置式較前置式需要的舉開力大，故有時采用并列雙缸，也可采用單缸，舉升時車廂橫向剛度小，但較前置式來說活塞的工作行程短，舉升時車廂的穩(wěn)定性較好。圖2.6直推后置式方案三：連桿組合液壓缸前推式液壓缸前推式舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2,7所示。液壓前推式機構(gòu)舉升力系數(shù)小,省力，油壓特性好，適用于重型車輛。圖2.7液壓缸前推式方案四：連桿組合液壓缸后推式液壓缸后推式舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)件圖如圖2,8所示。其舉

29、升力系數(shù)適中，結(jié)構(gòu)緊湊，但各部件布置集中在后部，車廂底板受力大，適用于中型車。圖2,8液壓缸后推式武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計通過比較，直推式舉升機構(gòu)布置簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，舉升效率高，而連桿組合式舉開機構(gòu)具有舉升平順、液壓缸活塞的工作行程短、機構(gòu)布置靈活、省力等優(yōu)點。綜合考慮因一般轎車面包車重量在1100-2700kg,對舉升機構(gòu)要求不高，故選用并列雙缸后置直推式，保證了車廂舉升時的穩(wěn)定性。因而選擇方案二。2.4 托臂設(shè)計方案選擇方案一：普通收放式普通收方式托臂結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.9所示，主要有一個液壓缸完成托臂的收放。但其缺點是容易與平板和副車架產(chǎn)生干涉。圖2.9普通收放式方案二：加裝伸縮臂式加裝伸縮

30、臂式托臂機構(gòu)簡圖如圖2.10所示，主要在普通收放式的基礎(chǔ)上在托臂上加裝一個伸縮液壓缸，可使托臂更方便地伸縮到事故車前輪指定部位，而且收放起來時也可避免與車架平板產(chǎn)生干涉。圖2.10加裝伸縮臂式方案三：叉車臂式叉車臂式托臂機構(gòu)結(jié)構(gòu)件圖如圖11所示，其實現(xiàn)托舉方式運動形式簡單，較易實武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)，但加裝到車架上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得車架的受力形式變得惡劣。而且叉車臂式的起升容易與副車架平板產(chǎn)生干涉。圖2.11叉車臂式綜上所述，選擇方案二。3道路清障車的參數(shù)設(shè)計3.1參數(shù)選定根據(jù)市場需求選定參數(shù)：1、額定托舉質(zhì)量：1500kg；2、平板承載質(zhì)量：3000kg；3、最大牽引速度：40km/h；4

31、、平板尺寸長儂(mm):5280>2200;5、平板工作行程：2700mm；6、平板最小傾斜角：10°7、絞盤額定牽引質(zhì)量：1M000kg；8、絞繩速度：5m/min；9、托臂伸縮行程：1180mm；10、托臂最大伸長量：1320mm。3.2底盤的選取3.2.1 底盤的結(jié)構(gòu)道路清障汽車與普通專用汽車一樣，都是在二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上應(yīng)于原車底盤尺寸相同，從而保證其整車性能參數(shù)與原車基本保持不變。常見二類底盤機構(gòu)如圖3.1所示。10武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計圖3.1常見二類底盤專用汽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)

32、構(gòu)分可分為二、三、四類底盤。二類底盤是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類底盤是從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤是在三類底盤的上，一般專用改裝車輛在選用底盤時應(yīng)滿足下述要求：(1)適用性：對于專用改裝車底盤應(yīng)適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝造型設(shè)計.(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度和壽命；且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡.(3)先進(jìn)性：應(yīng)使用整車在動力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平的汽車底盤；而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求.(4)方便性：所選用的底盤要使用于

33、安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾.除了上述主要要求外，還有兩個值得注意的方面，一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場，企業(yè)能否增加效益問題。二是汽車底盤供貨要有來源，所選用的底盤在市場上必須具有一定的保有量。3.2.2底盤型號的選定80%專用汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、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、動力匹配等決定，目前，幾乎11武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計以上的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計。"""采用二

34、類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計工作重點是整車總體布置和工作裝置設(shè)計，對底盤僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車接近。目前國內(nèi)市場上底盤的種類多、品種全，如解放、東風(fēng)、紅巖等系列底盤性能好，價格便宜，市場保有量大，在載重量為4t左右的輕型汽車，選用的底盤也多為這些系列的產(chǎn)品。表3.1底盤性能對比列表解放東風(fēng)紅巖適用性適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求適用于各噸位載重貨車的改裝設(shè)計要求以及部分專用車輛的特殊要求可靠性工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要后足夠的強度和壽命工作性能好，故障率低，零部件要后足夠的強度和壽命性能可靠

35、，出現(xiàn)故障率低，各部件要后足夠的強度先進(jìn)性動力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平動力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平動力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面略彳氐于同類車型方便性安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊價格較便宜便宜便宜供貨來源市場擁有量多市場擁有量多市場擁有量較多常見噸位各種噸位車型各種噸位車型輕、中型載貨車型經(jīng)過實際調(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)計專用車的用途、最大裝載質(zhì)量、使用條件

36、、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動力匹配、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，選用東風(fēng)系列底盤相對較合理。所以選擇EQ1108G6DJ16底盤作為本次道路清障汽車道路清障車的底盤，其主要技術(shù)參數(shù)見表3.2。本章主要進(jìn)行道路清障車底盤的選型。首先根據(jù)所需底盤的主要設(shè)計參數(shù)查詢各牌號對應(yīng)的底盤，如東風(fēng)、解放以及紅巖等；然后將現(xiàn)有滿足設(shè)計參數(shù)要求的各種底盤進(jìn)行對比，通過比較他們的適用性、可靠性、先進(jìn)性、方便性、價格以及供貨來源等各方面因素選擇比較使用EQ1108G6DJ16底盤作為本次道路清障車的底盤。12武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計表

37、3.2底盤參數(shù)表底盤型號EQ1108G6DJ16外型尺寸（長儂義高）（mm）7020X2462X2690總質(zhì)量（kg）10815整備質(zhì)量（kg）4470軸距（mm）3950最大軸載質(zhì)量前軸/后軸（mm）4500/9000前懸/后懸（mm）1250/1820車架前局空載/滿載（mm）933/850車架后高空載/滿載（mm）1006/931輪距前/后（mm）1900/1800后輪胎最外尺寸（mm）2360車架外寬（mm）861車架可用長度（mm）47574車架的改裝設(shè)計4.1 主車架的改造根據(jù)平板機構(gòu)的初始設(shè)計確定主車架的錢支點。4.1.1 平板機構(gòu)的初始設(shè)計平板一拖二清障車的平板部分為斷開式，分

38、為平板前段L2和平板尾段L1。如圖4.1:圖4.1平板結(jié)構(gòu)圖已知：平板最小傾斜角10°,副車架傾斜角參照東風(fēng)多卡利平板車為18。，副車架上平面高度h=1120mm（由表3.2知主車后高1006mm,副車架梁厚約120mm）;設(shè)計：L1、L2'由幾何關(guān)系可列方程：錯誤！未找到引用源。h13武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計參照東風(fēng)多卡利，Li選取是平板總長的約1/4,所以根據(jù)經(jīng)驗選取Li=1560,則計算得L3=2748,故選取Li=1560mm,L2=3720mm。4.1.2 主車架上校點位置的確定如圖4.2所示為平板機構(gòu)回縮至初始位置的圖，虛線所示為平板部分伸縮液壓缸伸縮到最大行程時

39、平板相對主車架的位置。圖4.2主車架欽點的位置確定圖4.2中查閱EQ1108G6DJ16底盤參數(shù)可知駕駛室后圍位置尺寸為1013mm,軸距3950mm,由設(shè)計參數(shù)知平板的工作行程S=2700mm,駕駛室尾部與平板之間一般要設(shè)計一定的間隔M,M常取值80200mm,這里選取M=100mm。平板前端距離后軸軸心M1,尾端距離后軸軸心M2,平板伸縮液壓缸伸縮至最大行程時，平板尾端距離主副車架較支點L1+L3（由平板機構(gòu)的初始設(shè)計可知）。求解：主副車架較支點離后軸軸心的距離X。根據(jù)幾何關(guān)系有：1013+M+a=3950%+M廣5280解得X=835mm4.1.3 主車架的改裝處理查閱EQ1108G6D

40、J16底盤的車架參數(shù)，可繪出原裝車架圖如圖4.3所示。若較支點選取位置大概在后軸以后的第一根橫梁附近?？紤]到要避免平板在舉升狀態(tài)時與車架尾部發(fā)生干涉，所以要對車架尾部進(jìn)行截斷處理。經(jīng)過繪圖設(shè)計，決定在距離后軸軸心956mm處，然后對尾部進(jìn)行加強處理，加裝橫梁，如圖4.4所示。14武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計1793后軸軸心線圖4.4主車架改裝后圖4.2主副車架間連接的設(shè)計4.2.1 主副車架連接形式的選擇方案一方案二圖4.5主副車架之間存在相對轉(zhuǎn)動，因此考慮用錢接?？紤]到較支座的尺寸較高，不容易放在主副車架之間，所以將校支座設(shè)計安裝在主車架尾部，較支座的結(jié)構(gòu)形式有一下參考形式，如圖4.5所示。15

41、武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計考慮到較支座安裝在主車架尾部，受到剪力和彎矩，所以選擇方案二配合銷軸與止推片連接。4.2.2 較支座與銷軸的設(shè)計與校核根據(jù)較支座連接的形式，查閱機械設(shè)計手冊（第五版）第2卷表5-3-1,選擇使用銷軸連接。查閱鄭明新主編的工程材料（第四版）表10-1,對銷軸要求有足夠的強度、沖擊韌度和耐磨性，選取調(diào)質(zhì)45鋼，查閱機械設(shè)計手冊（第五版）第2卷表5-3-13,結(jié)合同類車型的經(jīng)驗尺寸選擇界面直徑錯誤！未找到引用源。，錯誤！未找到引用源。，參照表5-3-2軸銷的強度計算公式進(jìn)行校核，取許用擠壓應(yīng)力錯誤！未找到引用源。，取許用剪切應(yīng)力錯誤！未找到引用源。，取許用彎曲應(yīng)力錯誤！未找到

42、引用源。按最壞工作狀況校核，當(dāng)平板滿載3000kg時由一個較支座承擔(dān)所有載荷，估計平板部分質(zhì)量400kg,工作拉力F=3400X9.8NO受力狀況如圖4.6所示，F(xiàn)校核剪切應(yīng)力：得剪切安全系數(shù)為滿足剪切強度要求。圖4.6較支座受力錯誤！未找到引用源。80XnX4022X3400X9B=6.0(4.1)(4.2)校核銷軸擠壓面的擠壓應(yīng)力，選取尺寸小的b作為校核對象:錯誤！未找到引用源。得擠壓安全系數(shù)為40X70X483400X9.8=4.016武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計滿足擠壓強度要求。(4.3)校核銷軸的彎曲應(yīng)力：錯誤！未找到引用源。得抗彎曲安全系數(shù)為%4X130X01X403§野2Q

43、廠7-3400X9.8X(25+48X05)一，滿足彎曲強度要求。4.3副車架的設(shè)計4.3.1 副車架的整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計有需要完整版本的可以聯(lián)系QQ:1051520481另附：完整cad圖紙。17武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計4.3.2 橫梁距離的設(shè)定如圖4.7所示為橫梁的距離，橫梁的間距一般設(shè)置在9001200mm。橫梁B:根據(jù)后面章節(jié)舉開機構(gòu)的設(shè)計中舉升液壓缸交點A最終確定在副車架上的水平位置可確定副車架橫梁B的位置，橫梁B的中心線在后軸中心線前方1420mm處;橫梁E:根據(jù)4.1.3節(jié)對主車架在距離后軸中心線956處截斷，安裝較支座，錢支座高165mm,可確定橫梁E的左側(cè)面在后軸中心線后面12

44、86mm處；橫梁A:副車架前端面在平板前端面后100mm處，橫梁A中心線選擇在縱梁前端面后200mm處；橫梁C、D:BE之間設(shè)置CD兩橫梁，BC距離780mm,CD距離900mm。4.3.3 副車架材料和截面尺寸的選擇設(shè)計因副車架主要受到較大的彎曲力矩，同時要承擔(dān)相當(dāng)部分的扭轉(zhuǎn)力矩，所以選擇矩形鋼作為其構(gòu)架，參照同類型車材料選擇Q345。按平板滿載時且處于剛要舉開的工作狀態(tài)設(shè)計縱梁的截面尺寸，此時副車架近似水平，設(shè)平板上的載荷均布在副車架上，此時副車架縱梁受到的彎矩最大，設(shè)計時因軸向力產(chǎn)生應(yīng)力較小，可忽略水平方向力，其受力狀態(tài)簡化如圖4.8所示，沒根縱梁上所受力F=1500X9.8N,均布力錯

45、誤！未找到引用源。18武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計3299N*m圖4.8副車架受力分析圖分析縱梁受力平衡得：由豎直方向受力平衡錯誤！未找到引用源。得%+%=/對較支點O的力矩平衡錯誤！未找到引用源。得：1 1FR1X2706XqX40242+-XqX4772=02 2得錯誤！未找到引用源。最大彎矩出現(xiàn)在舉升液壓缸較支點處錯誤！未找到引用源。，得設(shè)計要滿足錯誤！未找到引用源。（4.4）取抗彎安全系數(shù)S=4.0,得錯誤！未找到引用源。根據(jù)主車架的寬度，優(yōu)先選取矩形鋼寬度為6080mm,查機械設(shè)計手冊（第五版）碇1卷表3-1-71,縱梁選用錯誤！未找到引用源。，壁厚t=5.0mm。5工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與

46、校核5.1 平板機構(gòu)設(shè)計5.1.1 平板伸縮液壓缸的受力分析平板傾斜角度為18。，負(fù)載最大時液壓缸的受力最大，其受力狀態(tài)如圖5.1所示，錯誤！未找到引用源。，副車架與平板間采用滑動導(dǎo)軌查看液壓技術(shù)實用手冊表5-1選取動摩擦因數(shù)錯誤！未找到引用源。，液壓缸所受到的拉力為19武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計F=mgXsin180+mgXcoslSX|i得F=14.1kN0mg圖5.1平板伸縮液壓缸受力圖5.1.2 平板機構(gòu)伸縮液壓缸的選用設(shè)計根據(jù)給定平板行程參數(shù)2700mm,且一般平板伸縮液壓缸選取要略大于平板行程以保證平板完全縮回時液壓缸有一定的預(yù)伸縮空間，查閱機械設(shè)計手冊（第四版）硯四卷表17-1-6

47、選取行程錯誤！未找到引用源。的液壓缸。當(dāng)平板傾斜角度為最大的18。，負(fù)載最大為錯誤！未找到引用源。時，所需的液壓缸拉力約為錯誤！未找到引用源。查機械設(shè)計手冊（第四版）？第四卷表17-6-35,根據(jù)最大行程的選取大于2800mm,工作拉力大于9.1kN,工作壓力為16MPa,選取液壓缸缸徑錯誤！未找到引用源。，活塞直徑錯誤！未找到引用源。，安裝孔徑錯誤！未找到引用源。，推力80.42kN,拉力54.98kN的液壓缸，型號為DG-J90C-E,其安裝距離為3160mm,且修改原平板的最大行程為2780mm,預(yù)留20mm的安全伸縮行程。5.1.3 平板的斷開部分尺寸的設(shè)計計算平板截斷部分尾部長為L3

48、,見圖5.2,主車架高度根據(jù)底盤參數(shù)選擇為錯誤！未找到引用源。，則較點離地面高度錯誤！未找到引用源。，欽點距離副車架上平面距離錯誤!未找到引用源。，平板完全縮回時欽點距離平板尾部的水平距離為1322mm,則滿足：1+1=1322+2780.由即+由僻力'+姆期僻求得錯誤！未找到引用源。，錯誤！未找到引用源。20武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計L2圖5.2平板斷開部分尺寸設(shè)計簡圖5.2 舉升機構(gòu)的設(shè)計與校核5.2.1 舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)初始選定舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖5.3所示3工圖5.31 .液壓缸與副車架較點A的位置初選取垂直方向：在主車架上平面以上80mm,錯誤！未找到引用源。；水平方向：要使

49、得其盡可能靠近故障車前軸軸心，使得副車架受力狀況最好，故初選在后軸軸心以前1500mm。21武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計2 .液壓缸與主車架較點B的位置初選垂直方向：選在主車架下平面一下40mm處，；水平方向：要使得欽點B在A之前，且在平板前端以后，所以初選水平方向在后軸軸心以前的15002940mm范圍之間。5.2.2 作圖法確定舉升機構(gòu)的最終參數(shù)考慮到舉升的穩(wěn)定性，參照相同車型的清障車，選擇在副車架左右兩邊各安裝一個舉升液壓缸。當(dāng)副車架舉升至18°時，液壓缸與主車架欽點的水平位置在15002940mm范圍內(nèi)選取兩個極限位置時,油缸兩錢點的最大距離變化范圍為11861991mm。查閱機

50、械設(shè)計手冊（第五版）表21-6-32,即按照錯誤！未找到引用源。的取值范圍是11861991mm再根據(jù)張志文主編的起重機設(shè)計手冊中表6-4-13,液壓缸系統(tǒng)壓力16MPa,選取行程速比，再查機械設(shè)計手冊（第五版）表21-6-31選取工程用液壓缸HSG?L-D/d?曰1401-630?900推力錯誤！未找到引用源。，缸徑D=63mm,活塞桿直徑d=35mm,行程S=630mm,安裝距離錯誤！未找到引用源。，安裝孔直徑錯誤！未找到引用源。，安裝吊耳厚b=35mm。車架放回到水平位置時，錯誤！未找到引用源。，l0為液壓缸的預(yù)伸長量，保證副車架能落回主車架上，且l0不宜過大，常取1020mm,所以錯誤

51、！未找到引用源。在CAD作圖如圖5.4所示，圖5.4CAD中作圖法確定欽點B的水平位置以A，點為圓心，全伸長尺寸S+L6為半徑作圓，與B點的水平位置線錯誤！未找到22武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計引用源。交于欽點B,測得錯誤！未找到引用源。，液壓缸與水平線初始夾角，不滿足要求。需要調(diào)節(jié)錢點A的水平位置來進(jìn)行校準(zhǔn)。則分別將將較點A向右平移50mm、100mm、150mm,重復(fù)上述步驟以平移后的A，點為圓心，全伸長尺寸錯誤！未找到引用源。為半徑作圓，與B點的水平位置線錯誤！未找到引用源。交于欽點B,分別得到不同的錯誤！未找到引用源。，分別列在表5.1中。表5.1CAD作圖中不同偏移量對應(yīng)的B點位置A點右移量/mm04080120lAB/mm889.8904.9919.6934.2錯誤！未找到引用源。/025242423從表中可得當(dāng)A點右移量為80mm時，lAB=920mm時