半掛轉全掛用牽引拖臺裝置的設計.doc

焊成整體框架結構。牽引架通過銷軸安裝在拖架前部，牽引環(huán)安證該差值在3050 mm范圍內，試選用H210型懸掛支座，此時牽引座與牽引銷的距地高度差為：H懸掛支座=H210-H160 =50 mm，此數值 介于3050 mm。再將H210型懸掛支座的數值代入(2)式計算，得出牽引座距地高度為1 395 mm，此數值須符合國家標準的規(guī)定1， 因此選用H210型懸掛支座能滿足牽引拖臺裝置的牽引要求。因為所拖掛的是總質量為40 t的三軸半掛車，根據三軸半掛車 承重比例的分配，前部牽引座處承重為總質量的1/3，即40 t/314 t，即牽引拖臺承重為14 t。根據車架結構設計中，載質量15 t，鵝 頸 處 縱 梁 高 度 在 160 mm左 右 的 論 述 2， 該 縱 梁 高 度 選 用 160 mm就可以滿足承載要求；若選用210 mm高度的縱梁，則懸掛支 座需選用H160型的?？紤]到降低自重的要求，故選用小截面縱 梁。2.1.2 牽引座的安裝與選擇牽引座通過牽引座墊板安裝在拖架上。牽引座墊板是牽引座 與拖架縱梁承上啟下的部件，墊板上面與牽引座用M16的高強度 螺栓連接(螺母的擰緊力矩為240 Nm)；墊板下面焊接在拖架縱梁 上翼板面上。要求墊板的上、下平面分別與牽引座下平面、縱梁 上翼板面貼合嚴密。因被拖掛的半掛車總質量為40 t，采用50號牽 引銷，牽引座亦選用50號，以保證彼此匹配。2.2 懸掛的選擇考慮普通鋼板彈簧懸掛具有比空氣懸掛成本低、損壞時易維 修的特點，選用了普通鋼板彈簧懸掛。本例中選用了13/片14片 型板簧。按照2.1.1章節(jié)所述，牽引拖臺每軸實際承載14 t/2，則每 側板簧承載3.5 t。根據13/片14片型板簧的性能試驗，該簧所承 受的最大負荷為78.4 kN，合8 t，遠大于板簧實際承載量(3.5 t)，因 此完全能滿足承載要求。2.3 車軸的選擇車軸的承載能力應大于懸掛的承載能力，根據2.2章節(jié)所述， 選擇了13 t級車軸。軸體截面尺寸為150 mm150 mm，軸管采用 具 有 高 屈 服 點 且 為 較 大 壁 厚 的 材 料 ， 并 對 軸 頭 軸 管 進 行 特 殊 處 理，使其具有較高的抗彎強度。3 實例在半掛車前部加裝牽引拖臺，利用牽引拖臺的牽引掛環(huán)與載 貨車的牽引鉤連接，擴大了半掛車的適用范圍，滿足了中長途運 輸裝運貨物多的需要，充分顯示了組合車輛在中長途運輸中的優(yōu) 勢3，如圖3所示。半掛轉全掛用牽引拖臺裝置的設計Design of Traction Towed Platform in Changing Semi-trailer to Full Trailer裝在牽引架的前端，在牽引車輛時，它是主要的受力部位，因此其環(huán)截面由普通全掛車用的35 mm改為40 mm，以增加截面模 量。懸掛支座焊接在拖架縱梁下翼板相應位置上，用以支撐懸掛 板簧。2.1.1 拖架縱梁的確定和懸掛支座的選擇現以LZQ9407ZZF型三軸半掛車為例(如圖2)，介紹牽引拖臺 的拖架縱梁及懸掛支座的選用方法。賈秋蘭JIA Qiu-lan山東迅力特種汽車有限公司 山東臨清252600摘 要：對半掛車轉換為全掛車的牽引拖臺裝置進行了研究，綜述了牽引拖臺各主要部件的選擇方法。通過拖臺裝置的牽引掛環(huán)與載貨車的牽引鉤連接實現車輛的組合，擴大了半掛車的適用范圍。 以64載貨車為例介紹了應用牽引拖臺實現組合車輛運輸的特點。關鍵詞：牽引拖臺 半掛轉全掛 牽引座 牽引銷Abstract The traction towed platform while changing semi-trailer to full trailer was studied. The pickingmethod of components in traction towed platform was summarized. The vehicle combination was established by traction ring in towed platform and traction hook in truck, and the use range of semi-trailer was enlarged. The features of applying traction towed platform to complete a combination vehicle was introduced under the example of the 64 truck.Key words traction towed platform; semi-trailer transform full trailer; traction base; traction pin.第一作者：賈秋蘭，女，1978年生，助理工程師，現從事專用車設計工作。圖2 三軸半掛車示意圖中圖分類號：U463.91+1.02 文獻標識碼：A 文章編號： 1004-0226(2012)02-0080-03按照牽引座與牽引銷高度的匹配要求，要計算牽引拖臺的牽引座距地高度，必須先求出半掛車的牽引銷距地高度。一般在選 用其他型號懸掛支座和板簧時，采用的是半掛車懸掛總成高度388mm(選用H160型懸掛支座和16/片7片型板簧時得出該值)作為 基準而取差值的方法。牽引銷距地高度H1為：1 前言在中長途運輸中，一般通過牽引車后加掛車的組合方式提高 運輸效率，減少對環(huán)境的影響。由于半掛車是利用自身牽引銷與 牽引車的牽引座連接鎖止后實現牽引的，若想在普通載貨車后部 加掛半掛車，則此方式限制了半掛車的使用。針對半掛車的牽引 問題，參照國外已在應用的牽引拖臺方式，設計出一種用于半掛 轉全掛的牽引拖臺裝置。2 牽引拖臺裝置的結構牽引拖臺裝置主要由牽引架、拖架、懸掛、車軸等主要部件 組 成 ， 按 軸 數 可 分 為 單 軸 式 和 雙 軸 式 兩 種 。 整 體 裝 置 類 似 全 掛 車，除安裝有上述部件外，還設計有制動系統和信號燈、牌照座 板等，可采取拖掛方式在載貨車或半掛車后部單獨使用(即牽引拖 臺未拖掛任何掛車)。因牽引拖臺裝置起著承前啟后的銜接作用， 其關鍵部件均采用優(yōu)質配件，使其具有工作承載力大，操作使用 方便等特點。各部件的安裝示意如圖1所示。單軸式牽引拖臺的牽引座中心線須與車軸中心線完全重合(在 實際操作時不易保證)，否則易導致受力不平衡。由于單軸的承載 力小，故常用于拖掛載質量較小的半掛車，如圖1(a)所示；雙軸式 牽 引 拖 臺 是 在 單 軸 的 基 礎 上 增 加 了 一 個 車 軸 及 相 應 部 件 ， 如 圖1(b)所示。單軸式與雙軸式牽引拖臺的區(qū)別在于單軸式的牽引架與 拖架采用一體式結構，而承載量大且受力均衡是雙軸式牽引拖臺 的優(yōu)勢。本文將重點闡述雙軸式牽引拖臺裝置主要部件的設計思 路。H1=388+H縱梁后部+R輪胎+板簧+H懸掛支座 -H縱梁前部(1)式中，H縱 梁 后 部 為縱梁后部高度，取450 mm；R輪 胎 為輪胎半徑，取540 mm； 板 簧 為 選 用 板 簧 與 16/片 7片 型 板 簧 的 厚 度 差 ， 取 14片- 7片=70 mm，H為選用懸掛支座與H160懸13/片16/片懸掛支座掛支座的高度差，取H -H =110 mm，H為縱梁前部高度，(a) 單軸式270 160縱 梁 前 部取210 mm。代入上述數值，得：H =1 348 mm。1根據(1)式，可推出牽引座距地高度H 為：2H2=388+R輪胎+板簧+ H牽引座+墊板+H懸掛支座+H縱梁(2)因該裝置選用了與上述半掛車相同的輪胎、板簧，假設選用H160型懸掛支座且當不含縱梁H縱梁時，牽引座距地高度H3為：H3=388+R輪胎+板簧+ H牽引座+墊板(3)式中，H縱 梁 為拖架縱梁高度，H牽 引 座 為牽引座高度，取175 mm，墊板為牽引座墊板厚度，取12 mm。(b) 雙軸式圖1 牽引拖臺裝置示意圖代入上述數值，得：H =1 185 mm。32.1 拖架拖架是牽引拖臺裝置的關鍵部件。在設計時為滿足拖掛載質 量較大車輛的強度要求，拖架縱梁采用Q345鋼板焊接成盒形(雙層 腹板)；橫梁和輔梁采用槽鋼；主要受力處加焊大支撐梁，與縱梁因為H -H =163 mm，故采用高度為160 mm的縱梁即可滿足要1 3求(163-160=3 mm忽略不計)。則牽引座距地高度與牽引銷距地高度的差值即相當于選用懸掛支座與H160型懸掛支座的高度差。要保圖3 64貨車使用雙軸式牽引拖臺牽引半掛車(下轉第83頁)引銷，牽引座亦選用50號，以保證彼此匹配。2.2 懸掛的選擇考慮普通鋼板彈簧懸掛具有比空氣懸掛成本低、損壞時易維 修的特點，選用了普通鋼板彈簧懸掛。本例中選用了13/片14片 型板簧。按照2.1.1章節(jié)所述，牽引拖臺每軸實際承載14 t/2，則每 側板簧承載3.5 t。根據13/片14片型板簧的性能試驗，該簧所承代入上述數值，得：H1=1 348 mm。根據(1)式，可推出牽引座距地高度H2為：H2=388+R輪胎+板簧+ H牽引座+墊板+H懸掛支座+H縱梁(2)輸裝運貨物多的需要，充分顯示了組合車輛在中長途運輸中的優(yōu)圖3 64貨車使用雙軸式牽引拖臺牽引半掛車TECHNIC FORUM/技術論壇2012/02焊成整體框架結構。牽引架通過銷軸安裝在拖架前部，牽引環(huán)安 證該差值在3050 mm范圍內，試選用H210型懸掛支座，此時牽 裝在牽引架的前端，在牽引車輛時，它是主要的受力部位，因此 引座與牽引銷的距地高度差為：H懸掛支座=H210-H160 =50 mm，此數值 其環(huán)截面由普通全掛車用的35 mm改為40 mm，以增加截面模 介于3050 mm。再將H210型懸掛支座的數值代入(2)式計算，得 量。懸掛支座焊接在拖架縱梁下翼板相應位置上，用以支撐懸掛 出牽引座距地高度為1 395 mm，此數值須符合國家標準的規(guī)定1， 板簧。 因此選用H210型懸掛支座能滿足牽引拖臺裝置的牽引要求。2.1.1 拖架縱梁的確定和懸掛支座的選擇因為所拖掛的是總質量為40 t的三軸半掛車，根據三軸半掛車 現以LZQ9407ZZF型三軸半掛車為例(如圖2)，介紹牽引拖臺承重比例的分配，前部牽引座處承重為總質量的1/3，即40 t/3 的拖架縱梁及懸掛支座的選用方法。14 t，即牽引拖臺承重為14 t。根據車架結構設計中，載質量15 t，鵝 頸 處 縱 梁 高 度 在 160 mm左 右 的 論 述 2， 該 縱 梁 高 度 選 用 160 mm就可以滿足承載要求；若選用210 mm高度的縱梁，則懸掛支 座需選用H160型的?？紤]到降低自重的要求，故選用小截面縱 梁。2.1.2 牽引座的安裝與選擇牽引座通過牽引座墊板安裝在拖架上。牽引座墊板是牽引座 與拖架縱梁承上啟下的部件，墊板上面與牽引座用M16的高強度 螺栓連接(螺母的擰緊力矩為240 Nm)；墊板下面焊接在拖架縱梁圖2 三軸半掛車示意圖上翼板面上。要求墊板的上、下平面分別與牽引座下平面、縱梁 上翼板面貼合嚴密。因被拖掛的半掛車總質量為40 t，采用50號牽按照牽引座與牽引銷高度的匹配要求，要計算牽引拖臺的牽引座距地高度，必須先求出半掛車的牽引銷距地高度。一般在選 用其他型號懸掛支座和板簧時，采用的是半掛車懸掛總成高度388mm(選用H160型懸掛支座和16/片7片型板簧時得出該值)作為 基準而取差值的方法。牽引銷距地高度H1為：H1=388+H縱梁后部+R輪胎+板簧+H懸掛支座 -H縱梁前部 (1)受的最大負荷為78.4 kN，合8 t，遠大于板簧實際承載量(3.5 t)，因 式中，H縱 梁 后 部 為縱梁后部高度，取450 mm；R輪 胎 為輪胎半徑，取此完全能滿足承載要求。540 mm； 板 簧 為 選 用 板 簧 與 16/片 7片 型 板 簧 的 厚 度 差 ， 取 2.3 車軸的選擇13/片14片-16/片7片=70 mm，H懸掛支座為選用懸掛支座與H160懸 車軸的承載能力應大于懸掛的承載能力，根據2.2章節(jié)所述， 掛支座的高度差，取H270-H160=110 mm，H縱 梁 前 部 為縱梁前部高度， 選擇了13 t級車軸。軸體截面尺寸為150 mm150 mm，軸管采用 取210 mm。 具 有 高 屈 服 點 且 為 較 大 壁 厚 的 材 料 ， 并 對 軸 頭 軸 管 進 行 特 殊 處理，使其具有較高的抗彎強度。3 實例在半掛車前部加裝牽引拖臺，利用牽引拖臺的牽引掛環(huán)與載 貨車的牽引鉤連接，擴大了半掛車的適用范圍，滿足了中長途運因該裝置選用了與上述半掛車相同的輪胎、板簧，假設選用H160型懸掛支座且當不含縱梁H縱梁時，牽引座距地高度H3為： 勢3，如圖3所示。H3=388+R輪胎+板簧+ H牽引座+墊板 (3)式中，H縱 梁 為拖架縱梁高度，H牽 引 座 為牽引座高度，取175 mm，墊板為牽引座墊板厚度，取12 mm。 代入上述數值，得：H3=1 185 mm。因為H1-H3=163 mm，故采用高度為160 mm的縱梁即可滿足要 求(163-160=3 mm忽略不計)。則牽引座距地高度與牽引銷距地高度 的差值即相當于選用懸掛支座與H160型懸掛支座的高度差。要保(下轉第83頁)81參考文獻活。此種列車一般會超出標準要求的貨車列車長度的最大值，因TECHNIC FORUM/技術論壇2012/02圖3 自卸車邊板正確的焊接順序示意圖筋與筋之間的焊接。f. 操作者最好為雙數，進行同步對稱焊接。這樣雖然對波浪b. 筋與筋焊接時，應盡可能使筋處于自由狀態(tài)，即盡可能少變形影響不大，但可保證整體的彎曲變形比較一致，不容易產生 地約束，使其能夠自由收縮。扭曲變形，易于矯正。c. 由筋組成的框架焊接完成后，再進行框架與板本體的邊框薄板自卸車的廂體設計建議如下：焊接，即將鋼板本體固定，同時減小板的自由幅面，提高失穩(wěn)的a. 邊板上的附件，比如爬梯、吊耳等，應盡可能布置在車廂 臨界應力。的內側，有筋遮住的地方，不要布置在邊板上，d. 對于連續(xù)焊縫，如筋與筋之間的接頭，可分為三段進行焊b. 盡可能加大筋與筋間的高度差，即相連接筋的翼面高度之接，將接頭設計在筋的轉角處，如圖4所示，可減少線能量的集中差。自卸車設計中，一般筋與筋間的高差為05 mm，最大不超 輸入，避免焊接熱影響區(qū)溫升過高。同時，接頭放轉角處，對焊過10 mm。一方面可避開折彎處的圓角，使接頭接觸較好，另一 縫外觀質量影響較小。方面也可使焊接區(qū)離可能產生波浪變形的區(qū)域遠一些。實際操作 中，相同的焊接規(guī)范，筋的高度一樣，變形最大；高度差越大，變形越小。c. 橫豎筋的幅面尺寸應盡可能地小，以減少自由幅面，減小 筋的波浪變形。實際操作中，筋的幅面寬度小于或等于