雙剪式高位自卸汽車

1、 高位自卸車高位自卸車是指通過液壓或機(jī)械舉升到一定的高度再自動開關(guān)后車門的卸載貨物的車輛。由汽車底盤、液壓舉升機(jī)構(gòu)、貨廂和動力裝置等部件組成。 高位自卸貨車在土木工程中，經(jīng)常與挖掘機(jī)、裝載機(jī)、帶式輸送機(jī)等工程機(jī)械聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)線，進(jìn)行土方、砂石、散料的裝卸運(yùn)輸工作。簡介簡介要求：要求：1.在比較水平的狀態(tài)下,能將滿載貨物的車廂平穩(wěn)地舉升到一定的高度，最大升程Smax見表1。2.為方便卸貨，要求車廂在舉升過程中逐步后移。車廂處于最大升程位置時(shí)，其后移量a見表1。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得超過1.2a。 3.在舉升過程中可在任意高度停留卸貨。4.在車廂傾斜卸貨時(shí)，后

2、廂門隨之聯(lián)動打開；卸貨完畢，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉。5.舉升和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝空間不超過車廂底部與大梁間的空間，后廂門打開機(jī)構(gòu)的安裝面不超過車廂側(cè)面。6.結(jié)構(gòu)盡量緊湊、簡單、可靠，具有良好的動力傳遞性能。 受力分析、液壓缸選擇 車體穩(wěn)定性（重心移動導(dǎo)致失穩(wěn)） 舉升支架安全校核（能否安全承載） 設(shè)計(jì)工程圖紙高位自卸車車體負(fù)載情況： 1. 額定裝載質(zhì)量M1 高位自卸汽車是在普通自卸汽車的基礎(chǔ)上多加了一套舉升和傾卸裝置，所以其裝載質(zhì)量要普通汽車小，根據(jù)CQ1113T6F23G461車底盤最大承載質(zhì)量為7320kg，所以額定裝載質(zhì)量為M1=5000kg。 2.整車整備質(zhì)量M 整備汽車質(zhì)量

3、是指汽車完全裝備好的質(zhì)量，包括潤滑油、燃料、隨車工具、備胎等所有的質(zhì)量。參考同類的自卸車的整車裝備質(zhì)量，加上舉升架的質(zhì)量，估算出高位自卸車整車裝備質(zhì)量。 所選CQ1113T6F23G461車底盤的整備質(zhì)量為4080Kg，因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)選用的車廂尺寸較大，為4000*2000*640，所有估算為5000Kg，加上雙剪式舉升機(jī)加上雙剪式舉升機(jī)構(gòu)質(zhì)量構(gòu)質(zhì)量M2=M2=450450kgkg。M=M1+M2=5000+450=5450kg 水平液壓缸活塞桿給車體底盤上的滑槽滑桿水平的推力，推動雙剪式水平液壓缸活塞桿給車體底盤上的滑槽滑桿水平的推力，推動雙剪式舉升機(jī)架開始舉升。舉升機(jī)平臺受到來自車廂的壓力

4、，受到車體底盤舉升機(jī)架開始舉升。舉升機(jī)平臺受到來自車廂的壓力，受到車體底盤A A、B B鉸支座處鉸支座處的支撐力，水平液壓缸的支撐力，水平液壓缸1 1、2 2的活塞桿的推力的活塞桿的推力 桿桿BCBC所受外力有舉升機(jī)自身的重力、來自車廂的重力、桿所受外力有舉升機(jī)自身的重力、來自車廂的重力、桿ADAD所給的所給的推力以及鉸鏈推力以及鉸鏈B B、C C處的支座反力，桿處的支座反力，桿ADAD所受外力為油缸所受外力為油缸1 1、2 2所給的推力、所給的推力、舉升架以及舉升架上的重力、桿舉升架以及舉升架上的重力、桿BCBC給的力。舉升機(jī)構(gòu)是對稱分布所以，給的力。舉升機(jī)構(gòu)是對稱分布所以，桿件的受力也是對

5、稱分布，所以分析受力時(shí)只需要分析其中的一個(gè)桿件。桿件的受力也是對稱分布，所以分析受力時(shí)只需要分析其中的一個(gè)桿件。F1.整車整備質(zhì)量：M（裝載質(zhì)量M1,舉升支架M2）2.油缸1、2推力：F3.車體底盤支撐力：FAy、FbyLbc=1803mm，0=7.1度，1=38.6度（0為初始角度，1為終點(diǎn)角度）（1）對桿AD進(jìn)行受力分析FcxBCFbx舉升中，舉手支架不是勻速運(yùn)動的，根據(jù)牛頓第二定律，合外力等于質(zhì)量與加速度的乘積，所以桿BC的受力方程為：Fcx+Fadx+Fbx=max1Fcy+Fby+Fady+G/2=may2(m是桿BC自身的質(zhì)量、車廂載重)G/2FadFbyFcyH運(yùn)動時(shí)：運(yùn)動時(shí)：F

6、ax-Fbx=M2Fax-Fbx=M2* *a ax x3 3Fay+Fby-G1=M2Fay+Fby-G1=M2* *a ay y4 4G1=M1G1=M1* *g=5000Kgg=5000Kg* *9.8N/Kg=490009.8N/Kg=49000（N N）靜止時(shí)：靜止時(shí)：Fax=FbxFax=FbxFay=Fby=1/2Fay=Fby=1/2* *G1=24500NG1=24500N0G1FAy FByFBx（2）對舉升機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行受力分析FAx 1.車廂所受重力：G4（裝載質(zhì)量G1，車廂質(zhì)量G2）2.油缸3推力：F33.車架支撐力：F4車廂所受力有油缸3的推力、裝載貨物以及車廂自身的

7、的重力、舉升支架鉸支座N處的支撐力。MFqxFNyFNxGONOPQR23初始位置初始位置最終位置最終位置（1）對車廂進(jìn)行受力分析，如下圖：（尺寸數(shù)據(jù)：Lmn=4000mm，Lrn=1400mm，Lrq=50mm，Lpq=1306.5mm，Lpr=2329mm, 1=39.73度，2=19.61度，3=55度。） 翻轉(zhuǎn)傾斜貨物時(shí)，車廂的運(yùn)動不是勻速，由牛頓運(yùn)動第二定律列出運(yùn)動方程式：Fqx+FNx=max5，F(xiàn)qy+FNy+G=may6到最高端處： Fqx=FNx，F(xiàn)qy+Fny=G靜止時(shí)：舉升機(jī)的平臺均勻承載（此處不作分析）FqyMR1G自卸汽車常用的油泵分為齒輪油泵和柱塞油泵。齒輪泵多為外

8、嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但是油壓低，柱塞泵的最大特點(diǎn)是油壓高（油壓范圍是1635MPa），并且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，因此可以縮短舉升時(shí)間。中輕型自卸車上多采取齒輪泵，常用系列有：CB、CB、等，重型常采用柱塞泵。本課程設(shè)計(jì)高位自卸車選用柱塞泵。舉升液壓缸1、2的推程（位移）是383.4mm 舉升液壓缸3的推程（位移）是957.3mm液壓缸推力P1負(fù)載F1=Mg/2=26705N負(fù)載F3=M1g=49000N50KN綜合上述情況，根據(jù)液壓缸的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)選擇液壓缸1、2和液壓缸3的參數(shù)為： 計(jì)算整車的質(zhì)心位置，驗(yàn)證當(dāng)車輛在運(yùn)輸?shù)倪^程中以及卸貨的過程中會不會發(fā)生傾翻和側(cè)翻的情況。

9、其穩(wěn)定性是指當(dāng)車輛在卸貨和運(yùn)輸中時(shí)，整車的重力作用于車軸。當(dāng)重力剛好穿過車軸的支撐點(diǎn)時(shí)，車輛剛好處于臨界的傾翻狀態(tài)；當(dāng)質(zhì)心在前后車軸之間時(shí)，不會發(fā)生傾翻；當(dāng)質(zhì)心在車軸外邊時(shí)，則會發(fā)生傾翻的情況。 本次設(shè)計(jì)車軸前后的軸距為3800mm，舉升液壓桿1.2的推程（位移）是383.4mm車廂的舉升高度：1807.247mm車廂的后移量：378.875mm車廂高度：640mm車廂長度4000mm舉升支架初始高度：554.5mm車體底盤距車軸高度：700mm車廂距前軸：700mm3800mm4000mm車體各個(gè)機(jī)構(gòu)的位置：車體各個(gè)機(jī)構(gòu)的位置： 以車體前后車軸為X軸，即水平方向，以車輛高度為Y軸，即豎直方向

10、作平面圖計(jì)算重心偏移量。 初始位置：舉升架A重心坐標(biāo)為（3060，1255），車廂B重心坐標(biāo)為（2700，1620），車體底盤C重心坐標(biāo)（2700，700） 卸貨位置：舉升架A重心坐標(biāo)為（3881，2159），車廂B重心坐標(biāo)為（3079，5065），車體底盤C重心坐標(biāo)（2700,700）舉升支架為M2=450Kg，車廂及其裝載質(zhì)量為M1=5000Kg，車體底盤質(zhì)量為M3=1500Kg重心計(jì)算公式： 計(jì)算車體重心：X o = （ A x * M 2 + B x * M 1 + C x * M 3 ） / ( M 1 +M2+M3)=2723.31mmYo=（ Ay*M2+By*M1+Cy*M3）

11、/(M1 +M2+M3)= 1397.81mm 同理：Xi=3062.08mm Yi=3934.76mm 所以： X=XiXo=338.77mm Y=YiXo=2536.95mm結(jié)論：由計(jì)算結(jié)果可以知道車體重心并沒有通過后車軸的支撐點(diǎn)，因此不會發(fā)生傾覆的危險(xiǎn)，即本課程設(shè)計(jì)的高位自卸汽車在舉升和卸貨過程中能夠滿足不傾翻的要求。舉升過程中所有載荷都會作用在舉升機(jī)上舉升桿之間連接處的連接桿上，本課程設(shè)計(jì)將對該處連接桿進(jìn)行強(qiáng)度剛度校核。由受力分析可以知道，連接桿承受的最大載荷出現(xiàn)在舉升桿與液壓缸連接的部位，因此對該位置進(jìn)行校核。連接桿數(shù)據(jù)：高度：160mm，截面直徑：40mm，Lab=70mm，Lac

12、=35mm，L bc=35mm。承受的最大載荷為：徑向壓力F=26705N徑向力作用于桿中間，桿受到鉸支座的支撐力。F a=F*Lbc/Lab=F/2=13352.5N F b=F*Lac/Lab=F/2=13352.5N彎矩：Mmax=F*Lab/4=233.67N.m 彎曲截面系數(shù)：W= *d /32=6.283*10 6軸的強(qiáng)度校核： =Mmax/W=37.2M Pa 將軸的材料定為45鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，知道45鋼的抗拉強(qiáng)度為b=600MPa，s=355MPa，彈性模量E為196216GPa，一般取值為210GPa。 b=600MPa，所以桿的截面強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。A對桿件進(jìn)行受力分析：CBF aF bF翻轉(zhuǎn)過程中所有載荷都會作用在液壓缸3所在的鉸支座處的連接桿上，因此，還需要對該處連接桿進(jìn)行強(qiáng)度校核。由受力分析可以知道，該處連接桿將會承受車廂的重力。由前部分進(jìn)行的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的受力分析可以求得，該處受力最大值為28181.3N。桿的高度：160mm，截面直徑：40mm，Lab=70mm，Lac=35mm，L bc=35mm。承受的最大載荷為：徑向壓力F=26705N徑向力作用于桿中間，桿受到鉸支座的支撐力。F a=F*Lbc/Lab=F/2=14090.65N F b=F