噸運梁車結構設計

1、摘要本次設計為900t胎式混凝土運梁車。其中主要對運梁車的懸掛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及運梁車主梁的進行了設計以及校核。該運梁車能滿足運輸大噸位的混凝土預制箱梁，可將200m、24m、32m雙線整孔箱梁從箱梁預制場地運輸至架梁工位，并與多種架橋機配合完成作業(yè)。同時，運梁車也可以馱運架橋機，實現(xiàn)施工工地間的短途運輸，滿足架橋機轉場的作業(yè)要求。 關鍵詞：運梁車，懸掛，主梁，轉向系統(tǒng)AbstractThis project is a 900t concrete transporting girder vehicle. The main design and verification are abo

2、ut the suspension system, steering system, dynamical system and the girder. It can meet the requirements of transporting large-tonnage concrete precast box beam and 200m、24m、32m diplonema full-span box girder from prefabricated area to the erection position as well as coordinate with many other brid

3、ge girder erection machines. At the same time, it can make short-distance transportations in the construction plant through packing bridge girder erection machines, thus accomplishing the machine transitions. Keywords: transporting girder vehicle，suspension，girde，steering system目錄1研究綜述11.1輪胎式運梁平車性能介

4、紹11.2混凝土運量車的發(fā)展情況21.3工況描述21.4 運梁車主要結構21.5運梁車的主要特點31.6設計意義與目的32總體方案設計42.1 車架42.2懸掛結構42.3枕梁62.4運梁車發(fā)動機72.5 動力艙82.6轉向控制102.7電器系統(tǒng)132.8 電氣系統(tǒng)13210定位和防撞系統(tǒng)14211故障報警與診斷系統(tǒng)142.12主要承載裝置142.13功能優(yōu)點：162.14運梁車操作規(guī)程173 主要部件參數(shù)的校核183.1額定運載能力183.2軸線布置183.3 輪胎的計算選擇183.4 運梁車主要尺寸參數(shù)的確定193.5 運行阻力計算（F）193.6轉向阻力計算213.7驅動力計算223.8

5、功率計算233.9行車速度計算243.10主梁計算253.11回轉支承連接螺栓選型設計及計算283.12輪轂輪輞聯(lián)結螺栓選型設計及計算304結論335參考文獻346致謝351研究綜述 運梁車是大型自行式液壓載重車（重型平板運輸車）的一種特殊形式，是鐵路客運專線施工建設以及物流運輸行業(yè)中的重要運輸工具。如900t運梁車自重280噸，額定載重900t,主要用來完成繁重、復雜和危險的混凝土預制箱梁運輸任務，需要在高溫、高寒、多塵、潮濕等野外現(xiàn)場環(huán)境下工作，它是連接鐵路客運專線施工設備架橋機和提梁機之間的紐帶，在鐵路客運專線建設中起到不可替代的作用。如圖1.1所示。 圖1.1 運梁車1.1輪胎式運梁平

6、車性能介紹性能介紹：運梁車主要適用于預制梁場與架橋工地較遠，不適合鋪軌或鋪軌費用較高的場合。運梁車的剎車系統(tǒng)對縱坡有較大的適應性。輪胎與地面摩擦阻力比軌道式運梁車有顯著的優(yōu)勢。輪胎式運梁性能操作簡單方便，操作司機只需簡單的培訓即可勝任。維修方便，配件都屬于國標件。是目前橋梁架設過程中最理想的預制構件輸運工具，為我國橋梁建設及交通事業(yè)的發(fā)展起著重要的推動作用。主要適用于架橋工地,預制梁場，尤其是架橋工地較遠、不適合鋪軌或鋪軌費用較高的場合；同時也適用于工礦企業(yè)、鐵路、港口、建筑工地等場地作業(yè)。 而且現(xiàn)在正在研發(fā)生產的大噸位輪胎式運梁車可解決預制構件長距離、大噸位的安全運輸問題，并可一步完成運梁喂

7、梁過程。1.2混凝土運量車的發(fā)展情況1.3工況描述 隨著鐵路客運專線的陸續(xù)開工，這就需要大批量現(xiàn)代化的架橋機、運梁車以及提梁機等施工設備。900噸運梁車是專為鐵路客運專線建設研制開發(fā)的，主要用來運輸大噸位的混凝土預制箱梁，可將200m、24m、32m雙線整孔箱梁從箱梁預制場地運輸至架梁工位，并與多種架橋機配合完成作業(yè)。同時，運梁車也可以馱運架橋機，實現(xiàn)施工工地間的短途運輸，滿足架橋機轉場的作業(yè)要求，而且根據(jù)施工需要，該運梁車還可以馱運架橋機穿越單洞雙線的隧道。圖1.2 架梁示意圖1.4 運梁車主要結構1.5運梁車的主要特點(1) 輪組采用變量液壓馬達驅動，具有驅動力大、無級調速的優(yōu)點。(2)

8、輪組安裝有液壓油缸減震與均衡系統(tǒng)，確保在不平整路面上行駛的穩(wěn)定性，并自動調節(jié)各輪組對地的接地壓力，避免某一單元件超載，通過油缸串接組成三點支承系統(tǒng)使車體三點受力，確保梁體始終水平。通過調整均衡油缸來保證車體保持水平狀態(tài)。此外，運梁車還設有車體傾斜報警裝置。(3) 采用大截面低壓輪胎，確保對地接觸壓力較小。(4) 整機采用司機室集中控制（監(jiān)控）。1.6設計意義與目的運輸大噸位的混凝土預制箱梁，可將200m、24m、32m雙線整孔箱梁從箱梁預制場地運輸至架梁工位，并與多種架橋機配合完成作業(yè)。同時，運梁車也可以馱運架橋機，實現(xiàn)施工工地間的短途運輸，滿足架橋機轉場的作業(yè)要求。2總體方案設計2.1 車架

9、 圖2.1運梁車結構圖2.2懸掛結構2341懸掛系統(tǒng)特點: (1)全車液壓懸掛相對車架可按3點支承(運輸狀態(tài))或6點支承(喂梁狀態(tài))進行編組和相互切換。3點編組時，可大大減小車架變形。 (2)當路面出現(xiàn)凹凸不平情況，液壓懸掛(懸掛油缸)會提供補償調節(jié)，自動調整懸掛液壓缸的伸縮量以適應路面工況，使所有輪軸均勻受載，如圖2.3所示。 (3)全液壓懸掛可使整車平臺“平升平降”，亦可單點升降，調整范圍為±300 mm。1車架2懸掛架3懸掛液壓缸4輪胎5地面圖2.3 懸掛系統(tǒng)自動調平補償圖 當某一懸掛輪胎需要更換時，可關閉這個懸掛油缸進油管路上的球閥而使其他懸掛升起，將需要更換的輪胎拆下。2.

10、3枕梁2.4運梁車發(fā)動機發(fā)動機是將自然界某種能量直接轉化為機械能并拖動某些機械進行工作的機器。將熱能轉化為機械能的發(fā)動機稱為熱力發(fā)動機。其中的熱能由燃料燃燒所產生，它可分為外燃機與內燃機，內燃機與外燃機相比熱效率高，體積小，質量小，便于移動，啟動性能好等優(yōu)點。因而廣泛應用于飛機，船舶及汽車，拖拉機，坦克等各種車輛上。根據(jù)車用內燃機將能量轉化為機械能的主要結構形式不同，可分為活塞式內燃機和燃氣輪機兩大類，而往復活塞式內燃機在車輛的應用最廣泛。車用發(fā)動機可以根據(jù)不同的特征分類：a、按著火方式可分為壓燃式發(fā)動機與點燃式發(fā)動機。b、按使用燃料種類可分為汽油機，柴油機，氣體燃料發(fā)動機，煤油機，液化石油氣

11、發(fā)動機及多種燃料發(fā)動機等。c、按冷卻方式可分為風冷發(fā)動機和水冷發(fā)動機。d、按進氣狀態(tài)可分為非增壓和增壓發(fā)動機。e、按沖程數(shù)分類可分為二沖程和四沖程發(fā)動機。f、按汽缸數(shù)及布置分類，僅有一個氣缸的稱為單缸發(fā)動機，有兩個以上氣缸的稱為多缸發(fā)動機；根據(jù)氣缸中心線與水平面垂直，呈一定角度和平行的發(fā)動機分為立式，斜置式和臥式發(fā)動機；多缸發(fā)動機根據(jù)氣缸間的排列方式可分為直列式，對置式和V形等發(fā)動機。 車用發(fā)動機主要以汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機為主。 汽油機的優(yōu)點在于其體積小、重量輕、價格便宜；起動性好，最大功率時的轉速高；工作中振動及噪聲小，提速和速度優(yōu)于柴油機，在載客汽車特別是轎車中，汽油機得到了廣泛應用。但

12、與柴油機相比，汽油機最大劣勢是耗油較高，同等排量每百公里大約相差23升左右。柴油發(fā)動機的工作原理與汽油發(fā)動機不同。柴油機依靠活塞壓縮缸內混合氣（柴油和空氣），使其燃燒完成做功。汽油機則是把混合氣（汽油和空氣）送入汽缸，依靠火花塞點燃使其完成做功。柴油機相比汽油機沒有點火系統(tǒng)，構造相對簡單，機器可靠性較高。與汽油車相比，柴油車的能源效率高，就是我們通常說的力量大，爬坡能力也更強；柴油發(fā)動機的轉速較低，汽缸燃燒的溫度也就相對較低，機件磨損相對也?。徊裼蛙嚊]有復雜的高壓點火系統(tǒng)，所以發(fā)動機的故障率也相對較小。  柴油機和汽油機比較，具有下列優(yōu)點：  (1)柴油機的壓縮比較高，氣體

13、膨脹較充分，熱量利用程度較好，燃油消耗率比汽油機少30一40左右。同時，柴油的價格比汽油便宜。因此，柴油機的使用經(jīng)濟性較好。  (2)柴油的密度比汽油大，相同容積的油箱可貯存較多重量的柴油。  (3)柴油比汽油容易儲存和保管，不易發(fā)生火災。特別是在艦艇上采用柴油機以減少作戰(zhàn)中的火災危險性。  (4)柴油機排氣污染少。  (5)有利于改成多種燃料工作的多燃料內燃機，而使用柴油、汽油、煤油等工作。在作戰(zhàn)條件下，可以就便用油。  (6)有利于采用增壓方法提高功率、降低燃油消耗率。柴油機的缺點是：  (1)柴油機燃燒時氣體壓力較高，為了保證受

14、力零件的強度與剛度，機件比較笨重，同時，由于可燃混合氣形成方法與汽油機不同，限制了轉速的提高。因而，在功率相同的情況下，柴油機的尺寸和重量比汽油機大。  (2)由于柴油不易蒸發(fā)，柴油機低溫起動性不如汽油機好。  (3)柴油機工作過程粗暴，噪音較大。  (4)柴油機每千瓦的金屬用量較多，重要零件還要采用較好的材料，制造成本較高。目前，船舶、內燃機車、重型汽車、拖拉機等從經(jīng)濟性方面考慮，絕大多數(shù)采用柴油機。 2.5 動力艙標準。該發(fā)動機配置供油系統(tǒng)、增壓中冷、四氣門、中央噴油器等最新技術，品質卓越，具有排放低、耗油低、噪聲低等優(yōu)點。每臺發(fā)動機各自通過飛輪盤直接帶動連接

15、到發(fā)動機飛輪端的驅動液壓泵和工作液壓泵，驅動液壓泵和工作液壓泵通過驅動軸驅動串聯(lián)在一起。兩臺發(fā)動機帶動液壓泵雙泵合流為執(zhí)行元件提供液壓油，也可以單獨一臺發(fā)動機單獨工作。 圖2.5 運梁車動力艙運梁車的驅動控制系統(tǒng)采用電液比例控制變量泵變量馬達容積調速原理，原理如圖3.6所示。運梁車有11個驅動懸掛，22個驅動變量馬達。所有驅動變量馬達采用并聯(lián)形式組成回路，由并聯(lián)在一起的閉式液壓泵驅動，解決了差速、防滑及發(fā)動機功率匹配等問題。當運梁車轉彎時，外圈的車輪轉速一定大于內圈車輪的轉速。驅動液壓控制系統(tǒng)利用閉式回路自動分流的特性，自動調節(jié)分配給驅動馬達相應的流量，很好地解決了運梁車的車輪差速問題。當路面

16、質量差或是出現(xiàn)特殊情況時，輪胎附著系數(shù)小的車輪就會打滑，整個運梁車就不能前進。所以，在每個變量馬達上均裝有轉速傳感器。當任一馬達轉速超出所有馬達轉速平均值若干倍時，認為這個馬達打滑，減小這個馬達的排量甚至使其排量為零，當馬達轉速正常時，再恢復其排量與其他馬達排量相同，從而有效地解決了輪胎打滑問題。當外界負載增大時，驅動液壓控制系統(tǒng)的壓力就會升高，使運梁車消耗的功率接近發(fā)動機的最大功率，發(fā)動機的轉速就會下降。實時檢測動機的轉速，當其轉速降低時，減小液壓泵的排量，使運梁車的速度降低，減小運梁車消耗的功率，防止發(fā)動機憋熄火。1液壓油箱2吸油濾清器3齒輪泵4回油濾清器5節(jié)流閥6散熱馬達7變量泵8排量控

17、制閥9壓力切斷閥10補油泵11高壓濾清器12沖洗閥13變量馬達圖2.6 液壓系統(tǒng)圖 運梁車載前后端安裝有配置完全相同的駕駛室，在正常行車工況下駕駛員在駕駛室內工作，此時只有一個駕駛室具有控制權，可以防止另一端駕駛室的誤操作，以保證行車的安全可靠。前端和后端的駕駛室均可以旋轉90°，這樣可以滿足喂梁時架橋機天車掉梁位置的要求以及配合不同提梁機裝梁時對運梁車整車長度的限制要求。運梁車駕駛室為專業(yè)廠商定做，前方各視角都裝有安全玻璃，有專門的雨刮器，內有陽光擋板。駕駛室內裝有氣壓緩沖駕駛室系統(tǒng)，以確保駕駛室內的舒適性你，裝有隔音設施，使得噪聲標準小于等于65db。運梁車的全部電器操作均安裝在

18、駕駛室內，并安裝多種監(jiān)測運梁車工作狀態(tài)的儀表，還配有一個多功能顯示系統(tǒng)，為操作者提供信息及報警故障文字信息。2.6轉向控制轉向系由轉向器和轉向驅動機構兩部分組成。轉向系是操縱車輛行駛方向的機構，其主要功用是保持車輛直線行駛的穩(wěn)定性，并能根據(jù)需要使車輛靈活的改變行駛方向。轉向系統(tǒng)的設計要求是： （1）工作可靠。轉向系對車輛的行駛安全性關系極大，因此其零件應有足夠的強度、剛度和壽命，一般是通過合理的選擇材料和結構來保證。 （2）操縱輕便。施加在方向盤上的操縱力應盡可能小，以減輕駕駛員的勞動強度，利于安全作業(yè)。一般情況下，作用在中型載重汽車方向上的作用力不大于360N，作用在重型載重汽車方向盤上的作

19、用力不大于450N。 （3）轉向靈敏。當車輛朝一個方向極限轉彎時，方向盤的轉動圈數(shù)不大于2-2.5圈。方向盤處于中間位置時，方向盤的空行程（間隙）-。 （4）調整簡便。轉向系的調整應盡可能的少而簡便。 （5）轉向時車輪側向滑動小。輪胎式車輛轉向行駛時，要有正確的運動規(guī)律，即要求合理地設計轉向梯形機構，保證轉向輪在轉向行駛過程中沒有側向滑動或有較小的側向滑動。 （6）轉向半徑小，機動靈活。盡可能增大內側轉向輪的最大偏角，以減小車輛的最小轉向半徑，提高車輛的機動性。 （7）方向盤上有路感且能夠自動回正。車輛在轉向過程中，駕駛員應能從方向盤上感覺到路面不平度，轉向結束后應能自動回正。輪胎式車輛的轉向

20、方式可以分為偏轉車輪轉向和鉸鏈轉向兩大類。整體車架的車輛采用前兩種，其轉向是通過車輪相對車架偏轉來實現(xiàn)的；鉸鏈車輛的車架分為前后兩個車架，前后車架用鉸鏈連接在一起，其轉向是通過前、后車架相對偏轉來實現(xiàn)的。下面首先介紹整體車架的轉向方式。2.6.1偏轉車輪轉向偏轉前輪轉向是一種最常用的轉向方式，如圖2.7（a）所示。當采用偏轉前輪轉向時，前輪的轉向半徑大于后輪的轉向半徑，只要前外輪避過障礙物，后輪便可順利避過。由于駕駛員的正視方向為前輪方向，另外，車輛的視野好于后視野，所以駕駛員需注意前外輪是否能夠通過障礙物的問題，無需考慮后輪的通過問題，方便轉向操作，故偏轉前輪轉向方式得以廣泛采用。偏轉后輪轉

21、向：用偏轉后輪轉向示意圖如圖3.7（b）所示，后外輪的轉向半徑大于前外輪的轉向半徑，前外輪繞過了障礙物，后外輪不一定 能夠通過。采用偏轉后輪轉向的多為工作裝置在前端的車輛，這種車輛如果采用偏轉前輪轉向，不僅車輪的偏轉角受到工作裝置的限制，而且，由于工作裝置靠近前輪，前橋負荷大，轉向阻轉矩大，從而導致轉向功率增加。當采用偏轉后輪轉向時，可以解決上述部分矛盾，一般駕駛員多根據(jù)工作裝置外緣通過障礙物的情況來估計后外輪的通過問題。偏轉全輪轉向：偏轉全輪轉向亦稱偏轉前后輪轉向，見圖3.7（c），轉向時前、后外輪的轉向半徑相等，宜于避讓障礙物；后輪駛于前輪的車轍，滾動阻力小，機動性好。全輪轉向的缺點是：既

22、是轉向輪又是驅動輪，結構復雜。偏轉全輪轉向方式適用于對機動性有特殊要求或機架特別長的車輛。a）偏轉前輪轉向 (b)偏轉后輪轉向 (c)偏轉全輪轉向 圖2.7 輪胎式車輛轉向示意圖2.6.2鉸接轉向鉸接轉向油缸連接前、后車架，在車輛行駛過程中，通過液壓油缸活塞桿的伸縮使前、后車架相對偏轉實現(xiàn)轉向。鉸接轉向的優(yōu)點： （1）工作裝置在車架前端，駕駛員的視野很好，有利于迅速對準作業(yè)面，生產效率高，車輛轉向時容易避讓障礙物，機動性好。 （2）車輪對車架沒有相對運動，便于采用低壓寬基輪胎，提高車輛的附著能力和越野性能。 （3）鉸接轉向簡化了轉向機構，使得前后橋可以通用，公益性提高，互換性增強。 （4）最小

23、轉向半徑小，轉向半徑范圍大，轉向機動靈活。 （5）前后車架在垂直平面內可以滾轉，使車輪的接地能力加強，從而提高了車輛的通過性并減小了車架的扭轉應力。 鉸接轉向的缺點： （1）車輛的軸距較長，縱向通過半徑加大，駛過土丘等凹凸不平路面時容易托底。 （2）前驅動輪沒有定位角，車輛的直線行駛性能較差。改善鉸接車輛直線行駛性能的措施：在運輸工況，切斷對后橋的驅動，只有前輪動，使前車架拖著后車架行駛。連接前后車架的鉸銷傾斜于水平面布置。檔前、后車架的中心在兩軸線之間時，鉸銷前傾布置，傾斜角，這將引起轉向時車輛的重心抬高，從而使車輪產生自動回正的力。當前、后車架的重心在兩軸線之外時，鉸銷后傾布置使其產生自動

24、回正的力，以保證車輛的直線行駛性能。（3）轉向橫向穩(wěn)定性較差?？紤]到900噸運梁車整體質量較大，完成轉向所需要的力比較大，并且應當盡可能小的較小運梁車的轉向半徑，以提高運梁車能適應更復雜的路況。若采用鉸接轉向，轉向的動力講會非常的大，對轉向液壓系統(tǒng)的設計的難度將增大，并且穩(wěn)定性也會隨之降低，因此運梁車采用獨立轉向，每個懸掛都由獨立的液壓缸控制其轉向，可以實現(xiàn)斜行、八字轉向及半八字轉向等轉向模式，如圖2.8所示。各種轉向模式是按照輪胎純滾動原理，使輪胎圍繞轉向中心轉動不同的角度實現(xiàn)的。 （a）八字轉向 (b)斜行 (c)半八字轉向圖2.8 運梁車轉向機構主要由轉向支座、轉向油缸、推拉桿、轉向臂、

25、轉向套及轉向軸等組成。度為300。轉向液壓桿如圖2.9所示。圖2.9 轉向液壓桿2.7電器系統(tǒng)2.8 電氣系統(tǒng)（1）主控部分運梁車電氣系統(tǒng)以6號工作站（EMS）為核心，運梁時作為一個獨立的系統(tǒng)工作；對接喂梁時又作為架橋機整個控制網(wǎng)絡的一個節(jié)點，由架橋機統(tǒng)一操作。（2）操作部分整機走行使用手柄操作，實現(xiàn)無級調速。轉向采用方向盤操作模式，方向盤與轉角檢測組成閉環(huán)系統(tǒng)，以保證控制的精度。 檢測并顯示整機走行速度、轉角、油溫及水平狀態(tài)等數(shù)據(jù)。托梁臺車單獨運行時，由運梁車控制，具有高、中、低三檔速度，另設托梁臺車無線遙控操作。喂梁時，托梁臺車由架橋機控制。（3）安全保護部分 a過載保護； b馬達及油缸欠

26、壓保護； c電源欠壓保護； d走行跑偏報警及自動停車保護； e運梁車與架橋機防撞保護：運梁車端部距架橋機二號柱5m時，系統(tǒng)開始強行減速同時預警； f 聯(lián)機喂梁同步及限位保護； g前后司機室操作對稱并互鎖。2.9 制動系統(tǒng)運梁車采用雙制動，即行車制動和駐(停)車制動。行車制動采用液壓回路靜壓制動。當正在行駛的運梁車需要停下時，將操作桿回中位，液壓油泵停止供油，所有走行馬達轉換為油泵，通過密封的靜壓回路產生制動，運梁車將逐漸緩慢的停止。停車制動采用零壓制動，即液壓制動系統(tǒng)無壓力時，制動油缸利用彈簧的壓力伸出活塞桿，實現(xiàn)抱軸制動；當液壓系統(tǒng)壓力達到1.53MPa時，制動油缸活塞壓力克服彈簧壓力使活塞

27、桿縮回，解除制動。制動裝置安裝在走行馬達減速機上。此外，運梁車還設置有緊急停車裝置。210定位和防撞系統(tǒng) 運梁車前端安裝了激光測距儀，精確地測量前方目標的距離，以便和架橋機實現(xiàn)精確對接，并能實現(xiàn)提前減速和制動控制，避免因誤動作而與架橋機發(fā)生碰撞。在運梁車前后和兩側安裝了測距雷達，構成了一個完整的防撞體系，提供了進一步的安全防護保障。211故障報警與診斷系統(tǒng) 運梁車設置各種傳感器，通過故障診斷軟件實時監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，在某一系統(tǒng)出現(xiàn)故障時給出警告提示，根據(jù)面板報警燈、報警提示音及屏幕文字提示可以及時判斷系統(tǒng)故障，為操作人員及時排除故障提供可靠依據(jù)。2.12主要承載裝置前后支腿2.12.1輪胎 工

28、程機械用輪胎可分為充氣輪胎和實心輪胎兩大類2。這里主要介紹充氣輪胎。 充氣輪胎的特點是輪胎的密封內腔充有一定壓力的氣體，使輪胎形成一個能夠承受負荷的彈性體。車輛通過裝在輪輞上的充氣輪胎與地面接觸，輪胎將擔負支撐車重、保證車輪與路面之間有良好的附著性能以及緩和并吸收因道路不平而產生的沖擊與振動的作用。1） 充氣輪胎的分類（1） 按氣體密封方式分為：有內胎輪胎（包括外胎、內胎級墊帶）,無內胎輪胎（僅有外胎）；（2） 按使用車輛的類別分類：汽車輪胎、工程機械輪胎、工業(yè)車輛輪胎、農業(yè)機械輪胎、摩托車輪胎等；（3） 按輪胎花紋分類為：公路花紋輪胎、越野花紋輪胎、混合花紋輪胎、特種花紋輪胎等；（4） 按胎

29、體結構（簾線布置）分為：斜交輪胎、子午線輪胎、帶束斜交輪胎等；（5） 按簾線采蓮分為：鋼絲輪胎、半鋼絲輪胎、人造纖維輪胎、棉簾線輪胎等；（6） 按充氣壓力分為：高壓輪胎（充氣壓力大于等于0.55MPa）、低壓輪胎（充氣壓力大于等于0.200.55MPa）、超低壓充氣輪胎（充氣壓力小于0.20MPa）。 根據(jù)經(jīng)濟性以及可互換性來選擇輪胎，因此選擇充氣式輪胎。再根據(jù)運載載荷以及滿足其他工況下的要求，在市場已有的輪胎中選擇合適的輪胎型號。如下所示： 輪胎型號： 26.5 R25輪胎生產廠家： 上海雙線輪胎數(shù)量： 64個接地比壓： <0.6MPa充氣壓力： 5.5bar以5km/h速度滿載行駛時

30、單個輪胎允許最大負荷：21.46t單個輪胎的最大負荷： 18.58t輪胎接地面積： 3500cm2液壓馬達型號規(guī)格： A6VE80EZ4/63W生產廠家： 力士樂公司公稱壓力： 40MPa最大排量： 80ml/r最高轉速： 3900rpm系統(tǒng)工作壓力： 33MPa減速機型號規(guī)格： GFT60T3制造廠家： 力士樂公司速比： 105.5允許最大輸出扭矩： 60000Nm最大制動力矩： 720Nm圖2.10 車輪2.12.2運梁車支腿 運梁車的前部和后部各設有2個液壓支腿，作為輔助支撐，拖梁時支承在已架箱梁的腹板上,以確保輪胎承載不超限。支腿設有伸縮套，用以克服拖梁時產生的水平力.如圖2.11所示

31、。圖2.11 運梁車支腿2.13功能優(yōu)點： 低2.14運梁車操作規(guī)程3 主要部件參數(shù)的校核3.1額定運載能力鐵路客運專線預應力混凝土箱梁基本梁型為32m、24m和20m，各梁型設計重量（含防水層和保護層重量）分別為32m：899噸；24m（3m梁高）：699噸；24m（2.4m梁高）：657噸；20m：562噸。運梁車額定運載能力按運載最大跨度雙線預應力混凝土箱梁的最大理論重量確定，同時，也與架橋機的架設能力相一致。由于運梁車為專門設計的非標準產品，根據(jù)本車實際使用載重量大、行駛速度較低的工況特點，本車靜載試驗按額定載荷的1.1倍進行，動載試驗按額定載荷的1.05倍進行。3.2軸線布置軸線布置

32、需要考慮運梁車通過的路基和橋涵結構的允許承載能力、與架橋機相適應的車身型式、以及運梁車的其它用途等多種因素。本運梁車在考慮軸線布置時，相對其它運梁車而言，重點考慮了與架橋機相適應車寬問題，因此，輪組的橫向布置需要控制車身寬度，以便于運梁車給架橋機喂梁時穿過架橋機支腿。運梁車載荷分布如圖示，并經(jīng)有關設計單位進行了典型工況施工荷載驗算、橋涵結構驗算和箱梁驗算。本車為16軸線，每軸線兩對輪組、四個輪胎。3.3 輪胎的計算選擇 車輪與輪胎是輪胎式行走機械行駛系中的主要部件，它們承受所有載荷重力為在車橋（軸）與地面之間傳力。駕駛人員操縱轉向輪可實現(xiàn)對汽車運動方向的控制。機械通過車輪由輪胎直接與地面接觸在

33、道路上行駛。其主要功用是:支撐機械重力及工作裝置的垂直負載；吸收并緩和車輛行駛時所受到的路面沖擊和振動；保證輪胎與路面直接按具有良好附著性能，以提高機械的動力性、制動性和通過性；產生平衡車輛轉向行駛時離心力的側抗力，在保證車輛正常轉向行駛的同時，通過輪胎產生自動回正力距，使機器保持直線行駛。因此選擇輪胎的工作很重要。輪胎與車輪部件應滿足下述基本要求：足夠的負荷能力和速度能力；較小的行駛阻力與噪聲；良好的額均勻性和質量平衡性；耐磨性、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質量小、價格低、拆裝方便、互換性好。（1）單胎平均荷載單胎平均荷載P （運梁車自重 混凝土箱梁重）÷軸線數(shù)÷（30

34、0t+ 900t）÷16÷4 18.75t/胎則，軸載4P 4 x 18.75t 75t（2）輪胎規(guī)格：根據(jù)單胎平均荷載P、運梁車運輸速度要求以及控制的輪胎接地比壓值等，經(jīng)輪胎生產廠家確認，選擇輪胎規(guī)格為23.5 R25，輪胎直徑1608mm，輪胎寬度630mm，即通常所稱的大輪胎方案。 (3)接地比壓：根據(jù)輪胎生產廠家提供的技術參數(shù)，單胎荷載為18.75噸時，輪胎接地面積約為2850cm，則輪胎接地比壓為：接地比壓 單胎荷載÷輪胎接地面積 16180kg÷2850cm 5.68 kg/cm< 6.0kg/cm此接地比壓值滿足鐵道部有關技術條件的規(guī)

35、定。3.4 運梁車主要尺寸參數(shù)的確定汽車主要尺寸包括：軸距、輪距、總長、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。由于運梁車運行的路面都是工程路面，一般比較平坦而且車輪的直徑也比較大，所以在這里不考慮接近角、離去角、最小離地間隙等因素運載能力： 900t空載運行速度：010 km/h重載運行速度：05km/h適應最大坡道：5%最小轉彎半徑：R60 m空載高度： 3428 mm重載高度： 3128 mm充氣壓力： 5.5 bar接地比壓： 0.6 MPa軸間距： 2100 mm輪距： 5000/1130 mm輪胎： 26.5R25整機功率： 2×440 kW外形尺寸： 4

36、2023（司機室展開）×6923×3428 mm(空載,不包括司機室)整機自重： 280 t3.5 運行阻力計算（F）運行阻力由滾動阻力、坡度阻力、加速阻力和風阻力等組成。已知條件：整車自重：Gz=280 t載重量：GL=900 t爬坡度：=5%(2.86°) 3.5.1滾動阻力（Ff） 滾動阻力是車輛行走時輪胎與地面摩擦所產生的阻力，它與車輛的重量及路面土壤的性質有關。根據(jù)高速鐵路施工場地的情況，滾動阻力系數(shù)取f=0.025，那么運行阻力為：Ff =Gfcos×1000×9.8 (N) (3-1) 空載時滾動阻力Ff1Ff 1=GZfcos&

37、#215;1000×9.8 Ff1 =280×0.025×cos2.86×1000×9.8Ff1 =68514.6 (N) 重載時滾動阻力Ff2Ff 2=(GZ+GL)fcos×1000×9.8 Ff2 =(280+900)×0.025×cos2.86×1000×9.8Ff2 =288739.9 (N)3.5.2坡度阻力（Fi）坡度阻力是車輛行走過程中克服道路坡度所產生的提升力。根據(jù)設計任務書的要求，車輛重載爬坡度為5%。Fi= Gsin×1000×9.8 (N)

38、(3-2) 空載時坡度阻力Fi1Fi1= GZsin×1000×9.8Fi1= 280sin2.86×1000×9.8Fi1=136913.8 (N) 重載時坡度阻力Fi2Fi2=( GZ+GL)sin×1000×9.8Fi2= (280+900)sin2.86×1000×9.8Fi2=576993.8 (N)3.5.3加速阻力（Fj）加速阻力是車輛在啟動時需要克服的車輛慣性力。車輛的加速度為：a=0.15m/s2，取回轉質量系數(shù)為：d=1.04；（解釋）Fj= G*a*d×1000 (N)(3-3)空載

39、時加速阻力Fj1Fj1= GZ*a*d×1000Fj1= 280×0.15*1.04×1000Fj1= 43680 (N)重載時加速阻力Fj2Fj2=( GZ+GL)*a*d×1000Fj2=( 280+900)×0.15×1.04×1000Fj2= 184080 (N)3.5.4風阻力（FW）由于車輛行駛速度慢，重載時最快5km/h，迎風面積也小，所以風阻力可忽略不計3.5.5總運行阻力（F）F= Ff+ Fi + Fj (3-4) 空載時總運行阻力F1F1= Ff1+ Fi1 + Fj1F1=68514.6 +13691

40、3.8+43680F1 =249108.4 (N) 重載時總運行阻力F2F2= Ff2+ Fi2 + Fj2F2 =288739.9+576993.8+ 184080F2=1049813.7 (N)3.6轉向阻力計算3.6.1轉向輪輪胎尺寸900噸運梁車采用上海雙錢生產的26.5R25子午線輪胎，輪胎自由直徑D=1734mm，承載半徑Rx=752mm，斷面寬度為B=714mm。（解釋）3.6.2轉向阻力矩計算根據(jù)設計任務書要求，輪胎轉向時可實現(xiàn)靜止轉動，所以最大轉向阻力滑動摩擦，取輪胎與路面的滑動系數(shù)=0.6，輪胎氣壓p=8.5(bar)。則轉向阻力矩為： (3-5)3.6.3每個轉向油缸的轉

41、向扭矩M1=M/32(3-6)M1=4058368.16/32=126824.01 (N-m)3.6.4油缸轉向力油缸的最小轉向力臂L=0.65m油缸拉力為：P=M1/L(N)(3-7)P=126824.01 /0.65=195113.85 (N)3.6.5液壓油缸的缸徑及壓力取液壓系統(tǒng)的壓力為280(bar)，那么液壓油缸的受力面積為：S=P/(gp) (cm2) （如何計算） (3-8)S=195113.85/（9.8×280） =71.11 (cm2)取大腔缸徑為D=12(cm)、活塞桿直徑為d=7(cm)S有=(D2-d2)/4 （如何計算） (cm2) (3-9)S有=(1

42、42-102)/4=74.61 (cm2)液壓油缸缸徑及壓力選擇合理。3.7驅動力計算3.7.1附著力計算驅動輪布置：5.5軸驅動，每軸線4個驅動輪驅動輪數(shù)Nq5.5×422最大牽引力時單臺驅動輪牽引力Fx牽（最大牽引力F牽最大運行阻力F21049813.7 N）Fx牽F牽/Nq Fx牽1049813.7/22Fx牽47718.8 （N）地面附著力根據(jù)高速鐵路施工場地的情況，碎石路面，粘著系數(shù)：0.50平均每輪載荷GxG/NGx（GzGL）1000/64Gx(280+900)×1000/64Gx18437.5 （Kg）輪胎附著力Fx附Gx*9.8*Fx附Gx*9.8*Fx附

43、18437.5*9.8*0.5Fx附90343.75 （N）附著力大于最大牽引力3.7.2液壓馬達計算 選取液壓馬達：力士樂A6VE80，最大允許轉數(shù)nmax=3750；當排量Vg<51時，允許轉數(shù)n=6150，最低穩(wěn)定轉速50rpm。馬達額定排量Vgmax=80cm3 最大牽引力時馬達扭矩Tmax=Tx/i (Nm)Tmax=Tx/iTmax=35884.5/105.5Tmax=340.14 （Nm）3.7.3 馬達油壓計算公式： 式中T力矩（Nm）；Vg排量（cm3）；P進出油口壓差（bar）最大牽引力馬達最大排量時油壓P=Tmax×20/VgmaxP=340.14

44、5;20/80P=267 (bar)3.8功率計算3.8.1發(fā)動機功率根據(jù)設計任務書，滿載最大載重行使速度5km/h，即Vmax=1.4m/s滿載平地運行功率P=F牽×VmaxP=404.2 （kw）取機械液壓總效率0.5需要發(fā)動機功率P總P/808.4 （kw）采用雙發(fā)驅動，每臺發(fā)動機功率P404.2（kw）選用柴油機：功率P440kw，轉速N2100rpm，最大扭矩2200Nm/1250rpm故所選發(fā)動機440kw的功率能滿足要求。3.8.2液壓泵計算 選取液壓泵A4VG250，每個發(fā)動機驅動1個油泵。液壓泵最大排量Vgmax250cm3；輔助泵排量52.5cm3，最高轉數(shù)240

45、0rpm，最低轉速500rpm。 液壓泵最大輸入扭矩 Tmax=VgmaxPmax/(20)(Nm) Tmax=VgmaxPmax/(20) （Pmax壓差400bar）Tmax=1592 （Nm）小于發(fā)動機最大扭矩液壓泵最大輸入功率PmaxVgmaxNPmax/（1000×600） （kw）PmaxVgmaxNPmax/（1000×600） （ N發(fā)動機轉速2100rpm）Pmax350 （kw）小于發(fā)動機功率（440kw）3.9行車速度計算 （1） 當馬達轉速為最低穩(wěn)定轉速Nmin50rpm最低穩(wěn)定車速Vmin （km/h）VminVminVmin0.1343 （km/

46、h） 此時液壓泵排量 VgminVgmaxNmin*6/N 式中：Vgmax馬達額定排量VgminVgmaxNmin*6/NVgmin80×50×6/2100Vgmin11.43 （ cm3） （2）車速5km/h時，滿載平地運行 馬達轉速N05N05N051861.6 （rpm） 馬達排量Vg05=VgmaxN/（6N05） 式中Vgmax液壓泵最大排量Vg05=VgmaxN/（6N05）Vg05=Vg05=47.00 (cm3) 牽引力F05=100×1000×Vg05×9.8/ Vgmax 式中100×1000100噸牽引力F0

47、5=100×1000×47×9.8/ 80F05=5.7575 ×105 （N）（3）車速10km/h時，空載平地運行 馬達轉速N10N10N103723.3 （rpm） 馬達排量Vg10=VgmaxN/（8N10） Vg10= Vg10=17.63 cm3 牽引力F10=100×1000×Vg10×9.8/ Vgmax式中100×1000100噸牽引力F10=100×1000×17.63×9.8/ 80F10=2.16×105 （N） （4） 滿載爬坡5%，最高運行車速 馬

48、達排量Vg5%= VgmaxP100F2/（9.8×100×1000P）式中：Vgmax馬達額定排量（cm3）；P100100噸牽引力時油壓(bar)；P最大工作油壓(bar)；F2滿載5%坡度運行時牽引力(kg)；100×1000100噸牽引力(kg)Vg5%= VgmaxP100F2/（9.8×100×1000P） Vg5%=67.8 （ cm3） 滿載爬坡5%時最高運行車速V5%=60*(2*Rx)Vgmax*N/（6iVg5%×1000×1000 ） (km/h)式中： Vgmax液壓泵最大排量（cm3）； N發(fā)動機

49、轉速(rpm)；Vg5%馬達排量（cm3）；i減速器傳動比；Rx車輪承載半徑（mm）V5%3.47 (km/h) 馬達轉速N5= 1000×1000i× V5%/60×2×Rx (rpm)式中：V5%滿載爬坡5%時最高運行車速(km/h)；Rx車輪承載半徑（mm）；i減速器傳動比N51292.0 (rpm)3.10主梁計算 設計引用標準1） 起重機設計規(guī)范（GB3811-83）2） 鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003） 安全系數(shù)和沖擊系數(shù)取值：1） 安全系數(shù)：1.52） 沖擊系數(shù)：1.3 材料及基本許用應力1）材料：Q345C 3.45/1.52.

50、3t/cm2 =230Mpa（<=16) 3.25/1.52.17t/cm2 =217 Mpa (16<<=35) 2.95/1.51.97t/cm2 =197 Mpa （35<<=50) /1.7322） 焊接材料 自動焊、半自動焊焊絲H08MnA，焊劑HJ431；手工焊條E50。其許用應力： h= , h3）螺栓連接 采用精致螺栓連接，10.9級，其基本許用應力6.0t/cm2=600 Mpa 根據(jù)橋梁設計圖紙規(guī)定，鐵路客運專線雙線整體混凝土箱梁在運輸過程中，梁體的四個支撐點應該位于同一個平面內，誤差不應大于2mm，這是為了防止箱梁受扭。對運梁車的懸掛進行分組

51、，把分為一組的懸掛油缸聯(lián)通成一組，前端8軸線兩側共16個懸掛油缸連通，形成一個支點C，后端8軸線16個懸掛油缸按兩側連通為兩組，形成兩個支點A和B，如圖3.1所示，這樣就形成了典型的隔柵梁系平面三點支撐的靜定結構體系。同時，由于A、B、C三點與運梁車中軸對稱，所以只要在裝載是保證混凝土箱梁的幾何中心與運梁車的幾何中心一致，則A、B、C支點反力恒等，于是混凝土箱梁任何截面均不會產生附加彎矩或扭矩。BCA圖3.1 運梁車懸掛分組3.10 .1 截面幾何性質 主梁截面如圖4.2所示。圖3.2 箱梁截面形心計算：y0=1113 mm 箱梁慣性矩計算： I=2.054×107 cm43.10

52、.2主梁在運梁工況的彎矩圖和應力計算由于混凝土箱梁裝載上運梁車時，四個支點是固定不變的，而在運輸過程中，根據(jù)懸掛工作原理，每個輪胎的反力都相等，則運梁車車架采用高精度平面簡支梁模型進行計算，如圖3.3所示。 這是利用了液壓懸掛的作用，是每個輪胎支反力恒等而不同于普通彈性支承連續(xù)梁的特殊情況。圖中的簡化模型將實際的運梁車運載混凝土箱梁的狀況倒置過來，目的是為了突出按照簡支梁模擬的效果。本來是14次超靜定的彈性支撐連續(xù)梁的復雜問題轉化為高精度的（實際上為精確解）的簡支梁模型。由此模型可以直觀的看出，運梁車在運梁工況中，其整車縱向傾覆穩(wěn)定性是可以得到保證的。圖3.3 主梁受力簡圖在箱梁處最大正應力

53、X1.1X1.3=2.06t/cm2此處切應力為 X1.1X1.3=0.49t/cm2復合應力為 復=2.23t/cm2<2.3×1.12.53 t/cm2因此箱梁強度可靠。3.11回轉支承連接螺栓選型設計及計算 設計依據(jù)：機械設計手冊：第四版：第二卷：5-545-70成大先主編 螺栓：GB/T5782-2000M20-10.9S (Page:5-79) M20-10.9螺栓的保證載荷(不發(fā)生永久變形的載荷)為203000N(Page:5-66) 螺栓公稱直徑d20mm回轉支承螺栓主要承受預緊力，軸向壓載荷，傾翻力，同時保證結合面間的摩擦力。 按照回轉支承得要求，預緊力為螺栓材料屈