自卸貨車(chē)用折疊式防護(hù)欄

1、攀枝花學(xué)院專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)自卸貨車(chē)用折疊式防護(hù)欄設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 周 濤 學(xué)生學(xué)號(hào)： 201021205137 院（系）： 交通與汽車(chē)工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)三班 指導(dǎo)教師： 張 健 助理指導(dǎo)教師： 二一三年六月摘 要自卸貨車(chē)折疊式防防護(hù)欄設(shè)計(jì)是基于自卸貨車(chē)的設(shè)計(jì)。汽車(chē)防護(hù)欄安裝在汽車(chē)的最前端和最后端，在整車(chē)造型風(fēng)格中起到至關(guān)重要的作用。最重要的是在發(fā)生碰撞時(shí)，防護(hù)欄作為安全防護(hù)裝置，能有效地減輕人員傷亡程度以及汽車(chē)損壞程度，現(xiàn)如今基本上所有的貨車(chē)與小車(chē)的防護(hù)欄都是注重保護(hù)駕駛員的安全，很少顧及到行人的安全。折疊式防護(hù)欄的設(shè)計(jì)主要是為了填補(bǔ)防護(hù)欄應(yīng)用上的一個(gè)缺失。把它設(shè)計(jì)成可折疊性的主要

2、是為了使它在上山或是在路況不好的路上行駛的時(shí)候可以收上去，不撞擊到防護(hù)欄本身。設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩個(gè)加強(qiáng)筋加強(qiáng)了它的力學(xué)性能，讓它起到了一個(gè)更好地防護(hù)作用。利用它的可折疊性，很好的擴(kuò)充了車(chē)的使用空間，且基于它的力學(xué)性能起到了一個(gè)很好的防護(hù)作用。這防護(hù)欄的設(shè)計(jì)是一系列的，適用于各種型號(hào)的自卸載重貨車(chē)。 關(guān)鍵詞：自卸貨車(chē)，折疊防護(hù)欄，通用性，抗撞擊能力目 錄摘 要11 緒論31.1 課題研究背景及目的31.1.1 課題研究背景31.1.2 課題研究目的31.2 研究現(xiàn)狀41.3 研究手段42 設(shè)計(jì)背景52.1 行駛在路上的貨車(chē)防護(hù)欄嚴(yán)重不合格52.2 缺失防護(hù)欄的貨車(chē)行駛在路上可能造成的后果52.3 不

3、愿意安裝防護(hù)欄的原因82.3.1 防護(hù)欄缺失的原因8不再安裝的原因82.4 本章小結(jié)83 設(shè)計(jì)方案93.1防護(hù)欄設(shè)計(jì)圖93.2 折疊功能的實(shí)現(xiàn)93.2.1 功能原理分析93.2.2 控制系統(tǒng)103.2.3 折疊方式113.2.4 抗撞擊設(shè)計(jì)123.3 與貨車(chē)的連接123.4防護(hù)欄的強(qiáng)度驗(yàn)證133.5 本章小結(jié)144 操作說(shuō)明164.1 產(chǎn)品說(shuō)明164.1.1 結(jié)構(gòu)和工能164.1.2 人性化設(shè)計(jì)164.2 使用說(shuō)明164.2.1 安裝說(shuō)明164.2.2 使用說(shuō)明165 結(jié)論與展望175.1 結(jié)論175.2 展望17附錄 汽車(chē)掛車(chē)側(cè)面及后下部防護(hù)裝置安裝要求18參考文獻(xiàn)19致 謝201 緒論1.

4、1 課題研究背景及目的 課題研究背景中國(guó)處于并將長(zhǎng)期處于發(fā)展階段，各種建設(shè)均離不開(kāi)普通自卸貨車(chē)，普通自卸貨車(chē)的種類(lèi)又有輕型、中型、重型,目前現(xiàn)階段，我國(guó)輕型、中型、重型自卸貨車(chē)的比重是3:5:11，重型自卸貨車(chē)在我國(guó)還有很長(zhǎng)的一段路要繼續(xù)，而未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)更是傾向于重型自卸貨車(chē)方向發(fā)展。汽車(chē)防護(hù)欄安裝在汽車(chē)的最前端和最后端，在整車(chē)造型風(fēng)格中起到至關(guān)重要的作用，最重要的是在發(fā)生碰撞時(shí)，防護(hù)欄作為安全防護(hù)裝置，能有效地減輕人員傷亡程度以及汽車(chē)損壞程度，現(xiàn)如今基本上所有的貨車(chē)與小車(chē)的防護(hù)欄都是注重保護(hù)駕駛員的安全，很少顧及到行人的安全。況且現(xiàn)在國(guó)外在貨車(chē)防護(hù)欄的設(shè)計(jì)與制造方面已經(jīng)領(lǐng)先中國(guó)很多。國(guó)外的

5、防護(hù)欄不管是在工藝標(biāo)準(zhǔn)還是在安全防護(hù)方面都有明確的技術(shù)要求。國(guó)外的防護(hù)欄都有統(tǒng)一的生產(chǎn)要求，而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)只是為了應(yīng)對(duì)交警的檢查，多數(shù)是起一個(gè)裝飾作用，沒(méi)有足夠的剛度來(lái)使它發(fā)揮它的防護(hù)作用。隨著汽車(chē)行駛速度的進(jìn)一步提高以及電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 未來(lái)防護(hù)欄必然需要具有主動(dòng)保護(hù)的功能, 即在危險(xiǎn)防護(hù)欄作為防止小轎車(chē)鉆入貨車(chē)底部的最后一道防線(xiàn)，其重要性卻被很多人忽略了2。沒(méi)有了防護(hù)欄，小轎車(chē)將最脆弱的擋風(fēng)玻璃沖下貨車(chē)車(chē)廂，這樣的交通事故大都是車(chē)毀人亡，后果比較嚴(yán)重。這個(gè)社會(huì)在不斷地向前發(fā)展，不停的建設(shè)，而中型、重型自卸貨車(chē)在其中扮演的角色越來(lái)越重要，設(shè)計(jì)一款實(shí)用又好用的防護(hù)欄是一個(gè)很有前景的設(shè)計(jì)課

6、題。 課題研究目的折疊式防護(hù)欄的設(shè)計(jì)主要是為了填補(bǔ)防護(hù)欄應(yīng)用上的一個(gè)缺失。把它設(shè)計(jì)成可折疊性的主要是為了使它在上山或是在路況不好的路上行駛的時(shí)候可以收上去，不撞擊到防護(hù)欄本身。設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩個(gè)加強(qiáng)筋加強(qiáng)了它的力學(xué)性能，讓它起到了一個(gè)更好地防護(hù)作用。利用它的可折疊性，很好的擴(kuò)充了車(chē)的使用空間，且基于它的力學(xué)性能起到了一個(gè)很好的防護(hù)作用。側(cè)面防護(hù)欄能防止行人，騎摩托車(chē)和自行車(chē)者從車(chē)輛側(cè)面卷入輪下的裝置，更重要的是保護(hù)油箱。后下部防護(hù)裝置能有效地防止轎車(chē)，摩托車(chē)等車(chē)輛從車(chē)后下方嵌入的裝置。1.2 研究現(xiàn)狀汽車(chē)防護(hù)欄安裝在汽車(chē)的最前端和最后端，在整車(chē)造型風(fēng)格中起到至關(guān)重要的作用3，最重要的是在發(fā)生碰撞

7、時(shí)，防護(hù)欄作為安全防護(hù)裝置，能有效地減輕人員傷亡程度以及汽車(chē)損壞程度，現(xiàn)如今基本上所有的貨車(chē)與小車(chē)的防護(hù)欄都是注重保護(hù)駕駛員的安全，很少顧及到行人的安全。況且現(xiàn)在國(guó)外在貨車(chē)防護(hù)欄的設(shè)計(jì)與制造方面已經(jīng)領(lǐng)先中國(guó)很多。國(guó)外的防護(hù)欄不管是在工藝標(biāo)準(zhǔn)還是在安全防護(hù)方面都有明確的技術(shù)要求。國(guó)外卡車(chē)更多采用圓鋼，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家更多的采用槽鋼，自重會(huì)更大一些，另外，角鋼其自重相對(duì)較輕，不過(guò)強(qiáng)度較小。 國(guó)內(nèi)貨車(chē)防護(hù)欄主要的就是從車(chē)架或者車(chē)箱上焊接延伸出一定長(zhǎng)度，然后將防護(hù)欄固定，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。在自卸車(chē)上這樣安裝有時(shí)會(huì)影響貨車(chē)的正常卸貨，這也是很多司機(jī)不想裝的一個(gè)原因。國(guó)外貨車(chē)在這方面的技術(shù)發(fā)展比較成熟，為了滿(mǎn)足安

8、全和貨車(chē)通過(guò)性等方面的要求，衍生出各種變形。國(guó)外已經(jīng)有可以用液壓控制升降的防護(hù)裝置，在卸貨時(shí)為了方便，可以通過(guò)液壓裝置將防護(hù)欄收起，行駛時(shí)再放下4。 國(guó)外小轎車(chē)司機(jī)相對(duì)比國(guó)內(nèi)司機(jī)更加遵守交通規(guī)則，超速行駛等行為相對(duì)更少，所以發(fā)生追尾事故并不是很多，他們反而更加注重卡車(chē)前面的防鉆入技術(shù)。 1.3 研究手段首先通過(guò)閱讀和收集相關(guān)資料了解我國(guó)自卸貨車(chē)防護(hù)欄設(shè)計(jì)的發(fā)展情況和發(fā)展趨勢(shì)，其次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料了解制約我國(guó)自卸貨車(chē)防護(hù)欄設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展的根本原因及采取解決的相關(guān)措施，最后通過(guò)收集到的資料了解我國(guó)自卸貨車(chē)防護(hù)欄設(shè)計(jì)發(fā)展的目標(biāo)并結(jié)合專(zhuān)業(yè)人士提供的幫助做出具體分析。其次，學(xué)校周?chē)陂_(kāi)發(fā)建設(shè)，平時(shí)可

9、以看到很多的自卸貨車(chē)，提供了一個(gè)很好的素材收集。在對(duì)收集的素材的分析研究上獲得本課題所需要的數(shù)據(jù)及事實(shí)依據(jù)。為本課題提供一個(gè)很好的實(shí)物依托。再次，本課題所涉及的防護(hù)欄是由液壓控制它的折疊性能，液壓的控制系統(tǒng)能夠在很多的圖書(shū)室、網(wǎng)絡(luò)和與同學(xué)的交流中獲得知識(shí)。最后，利用ProE軟件的仿真功能對(duì)自卸貨車(chē)折疊式防護(hù)欄伸縮過(guò)程進(jìn)行動(dòng)畫(huà)模擬，并對(duì)滑板、滑枕連桿進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，以確定設(shè)計(jì)的合理性，可行性，最終完成設(shè)計(jì)。2 設(shè)計(jì)背景貨車(chē)防護(hù)欄是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的事物，但是對(duì)于它我們知之甚少。貨車(chē)尾部的防護(hù)欄的作用、缺失后會(huì)有什么樣的隱患，本章結(jié)合實(shí)例綜合分析闡述了貨車(chē)尾部防護(hù)欄的作用以及它在

10、行駛過(guò)程中的重要性。2.1 行駛在路上的貨車(chē)防護(hù)欄嚴(yán)重不合格行駛在路上的貨車(chē)很少有防護(hù)欄。我們?nèi)粘３鲂?，用心觀(guān)察一下都能發(fā)現(xiàn)無(wú)論是在任何地點(diǎn)，都會(huì)看見(jiàn)有很多的大貨車(chē)沒(méi)有合格的防護(hù)欄但依然行駛在路上。筆者在攀枝花學(xué)院交通與汽車(chē)工程學(xué)院校門(mén)口外觀(guān)察到周?chē)ㄔO(shè)用的貨車(chē)，一天之內(nèi)的三個(gè)時(shí)段中統(tǒng)計(jì)同一路段的貨車(chē)有無(wú)防護(hù)欄的數(shù)據(jù)如下：表2.1 個(gè)時(shí)間段過(guò)往車(chē)輛采樣時(shí)間段過(guò)往車(chē)輛總數(shù)（輛）無(wú)防護(hù)欄車(chē)輛（輛）無(wú)防護(hù)欄車(chē)輛所占比重（%）09:00-10:00583662%12:00-13:00622744%21:00-22:00645992% 圖2.1 有無(wú)防護(hù)欄貨車(chē)條形圖 圖2.1 有無(wú)防護(hù)欄貨車(chē)條形圖從數(shù)據(jù)

11、中不難看出，在一天的各個(gè)時(shí)段中，總的來(lái)說(shuō)三個(gè)時(shí)段的總的車(chē)流量都是差不多的，但是晚上無(wú)防護(hù)欄貨車(chē)的比例明顯比早上和中午的比例高，這都是夜晚候監(jiān)管能力下降造成的。2.2 缺失防護(hù)欄的貨車(chē)行駛在路上可能造成的后果平常在貨車(chē)后部的防護(hù)欄往往被人們所忽略，行駛在路上，這小小的不起眼的防護(hù)欄卻是人們的生命防護(hù)欄。早在2002年，國(guó)家就出臺(tái)了相應(yīng)的法規(guī)來(lái)規(guī)范貨車(chē)防護(hù)欄5。對(duì)總質(zhì)量大于3.5噸的貨車(chē)和掛車(chē)應(yīng)提供防止人員卷入的側(cè)面防護(hù)，貨車(chē)列車(chē)的貨車(chē)和掛車(chē)之間應(yīng)提供防止人員卷入的側(cè)面防護(hù)。除半掛牽引車(chē)和長(zhǎng)貨掛車(chē)以外的總質(zhì)量大于3.5噸的貨車(chē)和掛車(chē)的后下部必須裝備符合規(guī)定的后下部防護(hù)裝置。對(duì)總質(zhì)量不小于12噸的貨

12、車(chē)和總質(zhì)量大于3.5噸的掛車(chē)，應(yīng)在后部設(shè)置車(chē)身反光標(biāo)志。對(duì)車(chē)長(zhǎng)不小于10米的貨車(chē)和總質(zhì)量大于3.5噸的掛車(chē)要求在兩側(cè)設(shè)置車(chē)身反光標(biāo)志。這是一起發(fā)生在高速公路上的嚴(yán)重的車(chē)禍?zhǔn)鹿?。從圖中不難看出，在這個(gè)奧迪車(chē)鉆入大貨車(chē)尾部時(shí)，它的前防護(hù)欄已經(jīng)完全粉碎喪失了最基本的保險(xiǎn)功能。再加上大貨車(chē)的尾部并沒(méi)有具有一定防護(hù)能力的防護(hù)欄，這無(wú)疑又使這次的車(chē)禍后果更加嚴(yán)重了。圖2.2轎車(chē)直插入大貨車(chē)底部如圖2.2所示，由于小車(chē)車(chē)頭低于貨車(chē)尾部底盤(pán)，小車(chē)在鉆進(jìn)貨車(chē)后面時(shí)，不會(huì)發(fā)生很強(qiáng)的碰撞，因此，氣囊也無(wú)法起作用。我們經(jīng)?？吹降拇祟?lèi)車(chē)禍?zhǔn)切≤?chē)大半車(chē)身鉆入貨車(chē)底部，小車(chē)的車(chē)頂被掀掉，車(chē)內(nèi)人員的命運(yùn)可想而知。這樣的交通

13、事故大都是車(chē)毀人亡，后果比較嚴(yán)重。 圖2.3貨車(chē)無(wú)合格防護(hù)欄從圖2.3中不難看出大貨車(chē)的尾部防護(hù)欄已經(jīng)銹跡斑斑，防護(hù)欄的高度也不足以形成保護(hù)作用。2002年5月1日，經(jīng)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局批準(zhǔn)后，要求大貨車(chē)必須裝備能有效防止其他機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)等從車(chē)輛后下方嵌入的防護(hù)裝置，標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，后下部防護(hù)要有足夠的阻擋能力，防止發(fā)生鉆入碰撞。顯然，這輛大貨車(chē)并沒(méi)有符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)欄。圖2.4兩車(chē)比例嚴(yán)重失調(diào)2.3 不愿意安裝防護(hù)欄的原因 防護(hù)欄缺失的原因（1） 碰撞；貨車(chē)行駛的道路有很多是路況不好的山路，山路上多是崎嶇不平的，貨車(chē)的后下部防護(hù)欄極易與之相撞，致使防護(hù)欄遭到毀壞；貨車(chē)在倒車(chē)時(shí)，容易與

14、作業(yè)區(qū)的障礙物相碰撞，毀壞其防護(hù)欄。（2） 安裝隨意；貨車(chē)的防護(hù)欄就如我們前面圖片中所見(jiàn)的一樣，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有統(tǒng)一的材料，沒(méi)有統(tǒng)一的安裝廠(chǎng)家。它的規(guī)格各種各樣，安裝也隨意，沒(méi)有強(qiáng)度規(guī)范，一經(jīng)輕微的碰撞就容易掉落。（3） 強(qiáng)度不夠；目前市面上我們常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)欄，它的材質(zhì)不外乎是鉻鋼、角鋼、方鋼、槽鋼。然而，出廠(chǎng)后重新安裝的防護(hù)欄基本上都是隨便找些從廢品收購(gòu)站找的的廢棄材料，它們的剛度不強(qiáng)，又極易毀壞。（4） 監(jiān)管不力；我們經(jīng)?？梢栽隈R路上看見(jiàn)沒(méi)有后部防護(hù)欄或是隨意安裝防護(hù)欄的貨車(chē)行駛在馬路上，執(zhí)法部門(mén)對(duì)于貨車(chē)防護(hù)欄的安全性能沒(méi)有嚴(yán)厲的檢查和懲處，對(duì)其放任不管。監(jiān)管不力也是如此多貨車(chē)沒(méi)有防

15、護(hù)欄的組成原因。不再安裝的原因貨車(chē)的后部防護(hù)欄極其容易損壞，貨車(chē)師傅不愿再次安裝的原因有以下兩點(diǎn)：（1） 二次安裝的成本過(guò)高；據(jù)了解，安裝一個(gè)防護(hù)欄，就算是一般的，它的價(jià)格大概在幾百元到上千元不等，如果再好一點(diǎn)的，它的價(jià)格就是好幾千了。就是因?yàn)閮r(jià)格昂貴，加之安裝的防護(hù)欄強(qiáng)度不夠，稍稍碰撞之后就會(huì)毀壞，很多貨車(chē)師傅不愿再次安裝貨車(chē)防護(hù)欄。（2） 未清楚了解貨車(chē)后部防護(hù)欄的作用；在數(shù)據(jù)采樣的時(shí)候做了一個(gè)調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)80%的師傅不知道貨車(chē)后部防護(hù)欄有何作用。他們都知道前部防護(hù)欄具有撞擊預(yù)警的作用，側(cè)面防護(hù)欄具有保護(hù)郵箱的作用，卻不知側(cè)面的防護(hù)欄有防止行人和騎自行車(chē)的人鉆入貨車(chē)底部的作用。2.4 本

16、章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)現(xiàn)在市面上已經(jīng)存在的一些防護(hù)欄的實(shí)際調(diào)研，得到的結(jié)論詳細(xì)的闡述了貨車(chē)后下部防護(hù)欄的重要性和有待改進(jìn)的地方。本章綜合闡述了防護(hù)欄的作用、防護(hù)欄缺失的原因、缺失以后不再安裝的原因，通過(guò)對(duì)一件實(shí)例的綜合分析，我們能清楚的了解到防護(hù)欄的作用。防護(hù)欄是保護(hù)行人和駕車(chē)人員安全的一個(gè)必不可少的防護(hù)措施。3 設(shè)計(jì)方案當(dāng)下，貨車(chē)使用的防護(hù)欄各色各樣，貨車(chē)出廠(chǎng)是沒(méi)有統(tǒng)一安裝后下部防護(hù)欄，貨車(chē)如果想上路，就必須車(chē)主自己到防護(hù)欄安裝廠(chǎng)中安裝。但是因?yàn)槊课卉?chē)主的要求不一樣，也就應(yīng)運(yùn)而生很多不同種類(lèi)、不同質(zhì)量的防護(hù)欄，致使防護(hù)欄市場(chǎng)混亂不堪。折疊式防護(hù)欄的設(shè)計(jì)就是為了填補(bǔ)市場(chǎng)的這一空缺。3.1防護(hù)欄設(shè)計(jì)圖

17、如圖1所示，折疊式防護(hù)欄由安裝在貨車(chē)橫梁上的固定機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)折疊功能的下半部分組成。從圖中看出，折疊式防護(hù)欄由防護(hù)擋板、加強(qiáng)筋、鎖死裝置、液壓控制系統(tǒng)幾部分組成。此防護(hù)欄的三根橫梁都是通過(guò)焊接的方式與防護(hù)欄的支架相連。防護(hù)欄兩焊接的橫梁寬度至少要不小于100mm7。圖3.1 折疊式防護(hù)欄主視圖 3.2 折疊功能的實(shí)現(xiàn) 功能原理分析要實(shí)現(xiàn)貨車(chē)尾部防護(hù)欄的收縮功能可以有多種方式實(shí)現(xiàn)，例如折疊式、收縮式、模塊式。各種原理的特點(diǎn)比較，如表3.1所示。表3.1 功能原理及特點(diǎn)類(lèi)型優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)折疊式抗撞擊強(qiáng)度大、節(jié)省空間需要控制系統(tǒng)控制收縮式無(wú)需控制系統(tǒng)抗撞擊能力不強(qiáng)綜合表3.1，貨車(chē)后部防護(hù)欄的抗撞擊能力是

18、設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要因素，綜合表格里的數(shù)據(jù)我們可以得知折疊式的防護(hù)欄的抗撞擊能力明顯強(qiáng)過(guò)其他兩種防護(hù)欄，加之，折疊防護(hù)欄它利用朝內(nèi)折疊的方式，節(jié)約了貨車(chē)尾部的空間，液壓系統(tǒng)控制，使之實(shí)現(xiàn)折疊功能的實(shí)現(xiàn)也很容易。綜合以上幾點(diǎn)，采用液壓控制的折疊防護(hù)欄設(shè)計(jì)很合理。 控制系統(tǒng)折疊防護(hù)欄的控制系統(tǒng)是基于液壓控制和電力控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)。利用液壓控制折疊防護(hù)欄的折疊性能，一個(gè)液壓桿和一個(gè)液壓泵8。液壓桿的制造成本比較高，為了節(jié)約成本，我們把液壓桿盡可能的設(shè)計(jì)的短一些，液壓泵所能提供的力足夠大，所以當(dāng)我們縮短液壓桿的長(zhǎng)度時(shí)，折疊所需要的力就會(huì)比液壓桿長(zhǎng)時(shí)所需要的力大一些，但是液壓泵足夠大，能提供我們

19、所需要的折疊力。利用電力控制液壓泵，將電力控制的開(kāi)關(guān)接在駕駛室里，方便駕駛室人員的控制。液壓系統(tǒng)具有重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快；操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）；可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)；很容易實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控的特點(diǎn)9。圖3.2 液壓控制系統(tǒng)圖 折疊方式在表3.1中提到利用折疊式防護(hù)欄，這種防護(hù)欄的優(yōu)勢(shì)就是利用液壓系統(tǒng)控制液壓桿的伸縮從而來(lái)控制防護(hù)欄的折疊。向內(nèi)折疊的方式既節(jié)省空間，又容易實(shí)現(xiàn)對(duì)它折疊的控

20、制?？刂萍?xì)節(jié)如圖3.3所示。圖3.3 折疊防護(hù)欄側(cè)視圖 圖3.4 防護(hù)欄折疊示意圖如圖3.4所示，圖中表示的是防護(hù)欄折疊的一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)防護(hù)欄折疊的時(shí)候，液壓缸的活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞推動(dòng)鎖死裝置脫離死點(diǎn)，鎖死裝置帶動(dòng)防護(hù)欄下部可折疊的部分向貨車(chē)尾部的內(nèi)側(cè)折疊，從而達(dá)到折疊的效果10；當(dāng)防護(hù)欄伸開(kāi)起防護(hù)作用時(shí)，液壓缸將推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞帶動(dòng)鎖死裝置運(yùn)動(dòng)到死點(diǎn)停止，當(dāng)鎖死裝置運(yùn)動(dòng)到死點(diǎn)時(shí)，防護(hù)欄就處于防護(hù)狀態(tài)，起到防護(hù)的作用。 抗撞擊設(shè)計(jì)（1） 鎖死裝置如圖3.5所示，折疊式防護(hù)欄在它的折疊部位設(shè)計(jì)了一個(gè)鎖死裝置11。此裝置是在兩個(gè)相互配合的撐桿，在一節(jié)撐桿的一側(cè)焊接一個(gè)薄鐵片，這樣就使兩撐桿在1

21、80度的方向上自由活動(dòng)，超過(guò)這個(gè)范圍就無(wú)法移動(dòng)，被鎖死了。該裝置使折疊防護(hù)欄的折疊部分運(yùn)動(dòng)在垂直方向時(shí)是呈鎖死狀態(tài)，這樣就增加了防護(hù)欄的正面抗撞擊能力。因?yàn)榇搜b置只有一個(gè)死點(diǎn)，就是在垂直方向上，故當(dāng)防護(hù)欄的下半部分被液壓控制收縮起來(lái)時(shí)，下部防護(hù)欄脫離控制死點(diǎn)，用液壓提供的力就能很容易的把防護(hù)欄下部給提起，做到防護(hù)欄的折疊效果。圖3.5 鎖死裝置細(xì)節(jié)圖（2） 加強(qiáng)筋在貨車(chē)防護(hù)欄的兩支撐桿后面有兩個(gè)寬度為40mm的加強(qiáng)筋12。這兩根加強(qiáng)筋的設(shè)置是為了減緩撞擊時(shí)對(duì)防護(hù)欄的損壞。在不增加防護(hù)欄壁厚的條件下，裝有加強(qiáng)筋的防護(hù)欄與未裝加強(qiáng)筋的防護(hù)欄相比增強(qiáng)了制品的強(qiáng)度和剛性，減輕重量，降低成本。3.3 與

22、貨車(chē)的連接防護(hù)欄一般安裝在貨車(chē)尾部貨車(chē)的主梁上。安裝的方式有螺釘連接式和焊接式13。表3.2中對(duì)比了兩種鏈接方式的優(yōu)缺點(diǎn)。表3.2 連接方式優(yōu)缺點(diǎn)比較連接方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)焊接式成本低、可實(shí)現(xiàn)全位置焊接、制造時(shí)可允許較大公差14成批生產(chǎn)時(shí)效率低、輔助工作時(shí)間長(zhǎng)螺釘連接式安裝方便、通用性強(qiáng)、外觀(guān)漂亮、二次安裝便利加工工藝要求高防護(hù)欄本身是一個(gè)焊接件，且安裝在貨車(chē)橫梁上的部件有防護(hù)欄本身還有作為加強(qiáng)撞擊作用的加強(qiáng)筋、控制下半部分折疊的鎖死裝置，兩裝置之間有嚴(yán)格的距離控制，如果使用焊接方式連接，距離不容易把握，加之焊接工藝與螺釘連接工藝相比略顯粗糙，況且，在加強(qiáng)筋上安裝有液壓控制系統(tǒng)，對(duì)于尺寸位置的要求比

23、較高，采用焊接方式就不能達(dá)到理想的對(duì)距離的處理。所以采用螺釘連接的方式，這樣既便于安裝，也能保證安裝時(shí)尺寸的要求。3.4防護(hù)欄的強(qiáng)度初步驗(yàn)證折疊防護(hù)欄它的幾個(gè)連接點(diǎn)都是比較脆弱的，現(xiàn)在我們對(duì)其進(jìn)行校核。防護(hù)欄下半部分抗撞擊強(qiáng)度的校核?，F(xiàn)在一般的小轎車(chē)的重量都在1.5噸到2噸，取2噸的轎車(chē)驗(yàn)證其防護(hù)欄的強(qiáng)度，為了使設(shè)計(jì)的防護(hù)欄更有實(shí)際參考價(jià)值。取小車(chē)撞擊時(shí)速度為100KM/h，撞擊時(shí)間為0.1秒。貨車(chē)的寬度為2.5m。防護(hù)欄材料采用的是矩形管，材料為低碳鋼，查閱資料得其屈服強(qiáng)度為345MPa15。對(duì)于行駛在高速路上的車(chē)輛來(lái)說(shuō)100KM/h的速度并不小，并且在遇見(jiàn)危險(xiǎn)的時(shí)候駕駛員會(huì)采取一定的防護(hù)措

24、施，比如像急剎車(chē)，這時(shí)的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于100KM/h，之所以選取這樣大的一個(gè)速度來(lái)驗(yàn)證防護(hù)欄的強(qiáng)度，就是在這樣快的速度下所產(chǎn)生的撞擊力折疊防護(hù)欄都能承受，在真正的危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)，防護(hù)欄具有足夠的強(qiáng)度保護(hù)車(chē)上人員的安全。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)動(dòng)量定理可以得轎車(chē)撞擊防護(hù)欄時(shí)，護(hù)欄所受的沖擊力：上式中為小車(chē)的質(zhì)量；為小車(chē)的行駛速度；為撞擊時(shí)間。根據(jù)：得：防護(hù)欄所受的應(yīng)力為2.4MPa，此應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度。所以，此防護(hù)欄可以有效對(duì)小車(chē)進(jìn)行阻擋。式中的為防護(hù)欄的面積。防護(hù)欄與貨車(chē)尾部橫梁連接處的強(qiáng)度校核。防護(hù)欄頂部采用螺栓連接的方式與貨車(chē)尾部橫梁相連接。螺栓的規(guī)格為M12×40，矩形管的規(guī)格為5&

25、#215;10×0.6，矩形管的質(zhì)量經(jīng)查表可得為17.23Kg/m，連接處螺栓的校核公式為16： ；為預(yù)緊力其計(jì)算公式為：。為螺紋小徑，從表中獲??；為可靠性系數(shù)，其值為1.2；為橫向載荷，其值為碰撞時(shí)小車(chē)撞擊時(shí)的沖擊力，=560000N；m為矩形管的質(zhì)量；為接合面摩擦因數(shù)，根據(jù)不同材料而定。鋼對(duì)鋼時(shí)，它的值為0.15 左右。由上兩式可以計(jì)算出螺栓的應(yīng)力為109.11MPa，而材料的許用應(yīng)力為135MPa，滿(mǎn)足，所以防護(hù)欄與貨車(chē)尾部的連接有足夠的強(qiáng)度對(duì)碰撞進(jìn)行保護(hù)17。防護(hù)欄中鎖死機(jī)構(gòu)的有限元分析。首先，對(duì)其支架進(jìn)行參數(shù)化建模，其組件圖如圖所示：圖3.6 鎖死機(jī)構(gòu)有限元分析（1）對(duì)其支

26、架的一端進(jìn)行固定，然后在另一端加入在碰撞時(shí)支架所受的力大約8000N，所以分析出來(lái)的應(yīng)力云圖如下圖3.7 鎖死機(jī)構(gòu)有限元分析（2）由應(yīng)力云圖可以看出支架所受最大應(yīng)力為278MPa，沒(méi)有達(dá)到材料的最大抗拉強(qiáng)度，所以，此結(jié)構(gòu)是有效的。3.5 本章小結(jié)采用折疊的方式設(shè)計(jì)了新型防護(hù)欄，解決了駕駛?cè)藛T在路況不好的路上行駛的煩惱，也能在正常行駛時(shí)將防護(hù)欄放置在正常狀態(tài)。防護(hù)欄采用液壓控制，液壓控制具有重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快；操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速；可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)；很容易實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采

27、用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控18。同時(shí)，通過(guò)對(duì)其強(qiáng)度的驗(yàn)證可得此防護(hù)欄可以有效防止小車(chē)扎進(jìn)車(chē)下。4 操作說(shuō)明4.1 產(chǎn)品說(shuō)明 結(jié)構(gòu)和工能（1) 采用折疊式設(shè)計(jì)，既節(jié)省空間，又將空間合理利用。（2) 采用液壓控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)防護(hù)欄的折疊控制。（3）采用角鋼作為防護(hù)欄的材料，實(shí)現(xiàn)了輕便，但又不缺失它的防護(hù)功能19。（4）在防護(hù)欄的支撐桿后部加設(shè)加固的加強(qiáng)筋，使得防護(hù)欄的抗撞擊能力大大提升。（5）當(dāng)鎖死裝置運(yùn)動(dòng)到死點(diǎn)位置時(shí)，也充當(dāng)一個(gè)加強(qiáng)筋的作用。當(dāng)鎖死機(jī)構(gòu)處于折疊狀態(tài)時(shí)，鎖死機(jī)構(gòu)就充當(dāng)一個(gè)拉升的作用。 人性化設(shè)計(jì)采用電力控制系統(tǒng)控制液壓，將電力控制系統(tǒng)的控

28、制按鈕安裝在駕駛室中，便于駕駛?cè)藛T的控制。就一個(gè)按鈕控制液壓桿的伸縮，方便簡(jiǎn)潔，便于操作。4.2 使用說(shuō)明 安裝說(shuō)明防護(hù)欄安裝在貨車(chē)尾部的車(chē)梁上，出廠(chǎng)時(shí)，將在貨車(chē)的尾部按照防護(hù)欄所需要求鉆幾個(gè)對(duì)稱(chēng)的孔，有利于防護(hù)欄的安裝。用螺釘將防護(hù)欄與貨車(chē)橫梁上的孔對(duì)應(yīng)的連接起來(lái)。液壓缸安裝在防護(hù)欄加強(qiáng)筋上，固定好液壓缸，利用電力控制液壓電磁閥來(lái)調(diào)節(jié)防護(hù)欄的收和放。將控制電磁閥的開(kāi)關(guān)連接在駕駛室，方便駕駛員的控制20。 使用說(shuō)明安裝好防護(hù)欄后，當(dāng)遇到需要收縮折疊的情況時(shí)，按動(dòng)駕駛室內(nèi)的控制按鈕將其折疊。當(dāng)正常行駛時(shí)，按動(dòng)控制按鈕，將其放下。使用一段時(shí)間后，要為防護(hù)欄的各個(gè)關(guān)節(jié)處加潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，保證各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈

29、活。5 結(jié)論與展望5.1 結(jié)論折疊式防護(hù)欄的設(shè)計(jì)是基于對(duì)液壓控制系統(tǒng)和鎖死裝置的運(yùn)用。通過(guò)對(duì)現(xiàn)在社會(huì)上我們所能見(jiàn)到的一些防護(hù)欄的調(diào)查和采訪(fǎng)奠定了折疊式防護(hù)欄的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。分析了后部防護(hù)裝置離地高度和剛度對(duì)鉆人碰撞防護(hù)效果的影響。通過(guò)對(duì)貨車(chē)司機(jī)的采訪(fǎng)內(nèi)容分析出他們不愿意安裝防護(hù)欄的原因，然后設(shè)計(jì)出能克服這些缺點(diǎn)的防護(hù)欄，即為文章中提到的折疊式防護(hù)欄。防護(hù)欄的外觀(guān)和材料設(shè)計(jì)出來(lái)后就是折疊方式的實(shí)現(xiàn)。折疊方式我們采用液壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，液壓控制有高壓、高速、低噪音、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)載重為7噸的中型貨車(chē)尾部數(shù)據(jù)的測(cè)量可以得到一些設(shè)計(jì)折疊防護(hù)欄所需的數(shù)據(jù)，基于這些基本的參數(shù)，對(duì)方護(hù)欄本身的抗撞擊能力進(jìn)行一

30、個(gè)最基本的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的目的就是為了驗(yàn)證這個(gè)防護(hù)欄設(shè)計(jì)的合理性，并且有了更實(shí)際更準(zhǔn)確的佐證來(lái)證明這個(gè)防護(hù)欄的抗撞擊強(qiáng)度。5.2 展望此防護(hù)欄設(shè)計(jì)的重心在于折疊的設(shè)計(jì)。在網(wǎng)上能搜到很多有關(guān)防護(hù)欄的設(shè)計(jì)，但是卻沒(méi)有折疊的防護(hù)欄。這個(gè)自卸貨車(chē)用折疊式防護(hù)欄填補(bǔ)了防護(hù)欄市場(chǎng)的這一空白。 在本篇文章中研究了一些防護(hù)欄的折疊方式、折疊防護(hù)欄的收縮方式、液壓的控制方式等等，但是光憑這幾個(gè)方面離一個(gè)合格的產(chǎn)品還差得遠(yuǎn)。在本文里沒(méi)有對(duì)防護(hù)欄的抗撞擊力做一個(gè)真實(shí)的力學(xué)性能分析，沒(méi)有對(duì)不同載重的車(chē)型量身設(shè)計(jì)不同的防護(hù)欄尺寸。所以，下一步將要做的就是仿真防護(hù)欄的受力情況做抗撞擊測(cè)試和研究一系列不同貨車(chē)用折疊式防護(hù)欄。附

31、錄 汽車(chē)掛車(chē)側(cè)面及后下部防護(hù)裝置安裝要求 汽車(chē)和掛車(chē)側(cè)面及后下部防護(hù)裝置安裝要求一、側(cè)防護(hù)裝置要求（一）形狀、尺寸側(cè)面防護(hù)裝置的外表面應(yīng)光滑，并盡可能前后連續(xù)；相鄰部件允許搭接，但搭接的外露邊沿應(yīng)向后或向下，沿縱向可留出不大于25mm的間隙，但后部不能超出前部的邊緣。允許圓頭螺栓和鉚釘以及光滑并倒圓的其他零件凸出外表面10mm以?xún)?nèi)。所有外露的棱邊和角皆應(yīng)倒圓，圓角半徑不小于2.5mm。側(cè)面防護(hù)裝置可以是一個(gè)連續(xù)平面，或由一根或多根橫桿構(gòu)成，或者是平面于橫桿的組合體，其截面最小厚度不小于2mm；當(dāng)采用橫桿結(jié)構(gòu)時(shí)，橫桿間距不大于300mm，且截面高度為N2和03類(lèi)車(chē)輛不小于50mm；N3和04類(lèi)車(chē)

32、輛不小于100mm。（二）安裝位置外表面位置：側(cè)面防護(hù)裝置不應(yīng)增加車(chē)輛的總寬；外表面的主要部分位于車(chē)輛最外側(cè)以?xún)?nèi)不大于120mm的位置；后端至少有250mm位于后輪胎最外側(cè)以?xún)?nèi)不大于30mm的位置。前緣位置：半掛車(chē)：前緣應(yīng)位于支腿中心橫截面后不大于250mm處，且到轉(zhuǎn)向中心銷(xiāo)位于最后位置時(shí)的中心橫截面的距離不能超過(guò)2.7mm；載貨汽車(chē)：前緣應(yīng)處在最靠近它的輪胎周向鉛垂切面之后300mm的范圍內(nèi)；若上述300mm尺寸落在駕駛室區(qū)域內(nèi)，則前緣與駕駛室后壁板件的間隙不應(yīng)超過(guò)100mm；前緣若為開(kāi)闊空間，則應(yīng)由一個(gè)連續(xù)的、貫穿其整個(gè)高度的垂直構(gòu)件組成；其前端面向后彎曲至少50mm（N2和03）或100mm（N3和04），外側(cè)面向內(nèi)彎曲100mm；若前緣與駕駛室后壁板件的間隙在100mm以?xún)?nèi)，則該條不使用。此時(shí)，前緣可先后彎曲不到45度。后緣位置：應(yīng)處在最靠近它的輪胎周向鉛垂切面之前300mm的范圍內(nèi)。下緣位置：下緣任何一點(diǎn)的離地高度不應(yīng)大于550mm。參考文獻(xiàn)1 搜狐.未來(lái)國(guó)際重型卡車(chē)發(fā)展趨勢(shì)前瞻電子文獻(xiàn)及載體類(lèi)型標(biāo)識(shí).2陳家起. 汽車(chē)保險(xiǎn)杠的發(fā)展趨勢(shì)J . 汽車(chē)研究與發(fā)展,1995(2).3 趙劉軍.保險(xiǎn)杠的發(fā)展及運(yùn)用J.公路與汽運(yùn)，2009(4).4 卡車(chē)之家.卡車(chē)防護(hù)