HD5120XLB后欄板起重運輸汽車改裝設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

i摘 要本次設(shè)計的題目是后欄板起重運輸車的設(shè)計。欄板起重運輸車采用汽車車廂的欄板或附加起重欄板為起重裝置，并利用車身的動力源，驅(qū)動欄板進行升降以裝卸貨物，從而從一定程度上實現(xiàn)了快速貨運。它適用于箱、袋、桶、捆等包裝方式的貨物的裝卸運輸作業(yè)，因此在商業(yè)、郵政、地質(zhì)勘探、圖書發(fā)行、等部門的貨物運輸中表現(xiàn)出較好的優(yōu)越性。本次設(shè)計在查閱大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，深入分析了后欄板起重運輸汽車設(shè)計的總體方案，對底盤、升降機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、后欄板以及相關(guān)附件等進行了合理選擇。并通過對底盤型號的選取，確定了整車性能參數(shù)。以此為基礎(chǔ)，加上對升降機構(gòu)運動學(xué)、力學(xué)的分析，對升降機構(gòu)各部分尺寸參數(shù)進行了確定和校核。采用液壓系統(tǒng)對各個元件進行控制以實現(xiàn)其起重、舉升、裝卸貨物的功能，并通過對各液壓元件的設(shè)計計算，確定系統(tǒng)采用的液壓元件的型號。確定了對后欄板起重運輸汽車的總體參數(shù)。對改裝后的整車性能也進行了分析和計算，以確定是否能滿足國家標準。關(guān)鍵詞：改裝設(shè)計；后欄板；起重裝置；升降機構(gòu)；液壓系統(tǒng)iiABSTRACTThe project topic is the design of the tailgate lift truck.Platecrane truck used car plate or additional lifting device for lifting and using the bodys power source to drive take-off and landing plate for loading and unloading of car goods ，thereby brings out the fast freight on some degree. It applies to boxes, bags, barrels, bundles, such as packaging of the loading and unloading of goods transport operations, so in the commercial, postal services, geological prospecting, book publishing, such as transport of goods sector showed the superiority of better.The article makes in-depth analysis of the program of the overall design on the basis of searching for a large number of relevant information, make a reasonable choice for chassis,Lifting mechanism, hydraulic system, tailgate and the related accessories. And also through the selection of the chassis, the article determines the performance parameters of the vehicle. On this basis, adding to the kinematics and mechanical analysis of the tailgate lift mechanism, it makes the identification and verification of the size of the tailgate lifts movements. Meanwhile, adopting a hydraulic control system to controll each component, it carrys on the function of rising goods, lifting, and unloading goods, and though the design of hydraulic components, it determines the components of the hydraulic models. At this point, the article determines the overall parameters of the whole vechile. In addition, it makes the analysis and calculation for the whole after repacking to test whether it can meet the national standard. Keyword:Design modifications；Tailgate；Hauling-up device；Lifting mechanism；Hydraulic systemiii目 錄摘 要 .IABSTRACT .II第 1 章 緒 論 .11.1 課題研究的目的意義 .11.2 后欄板起重運輸汽車國內(nèi)外研究概況 .11.3 設(shè)計的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 .3第 2 章 后欄板起重汽車方案設(shè)計與分析 .52.1 后欄板起重運輸汽車的結(jié)構(gòu)與分類 .52.2 后欄板起重汽車升降機構(gòu)的分類與選型 .72.2.1 單缸對中式升降機構(gòu) .82.2.2 雙缸對稱式升降機構(gòu) .92.2.3 四缸驅(qū)動式升降機構(gòu) .122.2.4 五缸驅(qū)動式升降機構(gòu) .132.3 后欄板起重裝置的液壓系統(tǒng) .142.3.1 單缸驅(qū)動欄板起重裝置的液壓系統(tǒng) 142.4 后欄板起重裝置動力源結(jié)構(gòu)型式 .162.5 安全機構(gòu) .162.6 本章小結(jié) .16第 3 章 后欄板起重運輸車底盤的選取 .183.1 底盤的選取 183.1.1 汽車底盤選型要求 .183.1.2 底盤選型 .183.1.3 底盤的選取 .193.2 選用的底盤主車架的主要尺寸 .203.3 欄板起重車質(zhì)量參數(shù)的估算 .203.4 本章小結(jié) .20第 4 章 車廂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .214.1 車廂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .21iv4.2 本章小結(jié) .25第 5 章 后欄板起重車結(jié)構(gòu)設(shè)計 .265.1 副車架的改裝設(shè)計 .265.1.1 副車架外形設(shè)計 .265.1.2 副車架選材 .265.2 升降機構(gòu)支架的設(shè) .275.3 升降機構(gòu)各桿的初步設(shè)計計算 .275.3.1 升降桿的長度計算 .275.3.2 拐臂半徑 r 和液壓缸的初始長度 L1.285.3.3 擺動液壓缸的校核 .305.4 本章小結(jié) .31第 6 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與選型 .326.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計分析 .326.1.1 液壓缸的選型與設(shè)計 .326.1.2 液壓泵的選型計算 .336.2 本章小結(jié) .35結(jié) 論 .35參考文獻 .37致 謝 .381第 1 章 緒 論1.1 課題研究的目的意義隨著現(xiàn)代物流業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的運輸量迅速增長，貨物的裝卸量和頻率也隨之加大。對于大噸位的廂式載貨汽車而言，由于車廂地板離地較高,且貨物質(zhì)量較大，裝卸困難,特別是在單人操作時，貨物裝卸很不方便，工作效率低?；诖?，許多廂式載貨汽車裝有舉升欄板 1。起重欄板可大幅度提高運輸及裝卸效率, 減輕操作人勞動強度, 廣泛用于郵政、金融、石化、商業(yè)、制造等行業(yè)。欄板起重運輸汽車是在普通載貨汽車基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由其安裝在汽車尾部而得名。載貨類汽車最初都是完全人力化裝運，近年來，隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康的發(fā)展。中央政府和各地方政府的重點投資城市化進程、新農(nóng)村建沒、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。特別是近幾年來，國家近年來持續(xù)擴大內(nèi)需，迅速繁榮的商品運輸促使物流量成倍的增長，再加上各類型公路的建設(shè)速度加快，公路貨運發(fā)展得到迅猛的增長，專業(yè)運輸單位和個體運輸經(jīng)營者如雨后春筍般地多了起來。很多公司都有了自己的運輸車隊，僅靠手工作業(yè)，不能充分發(fā)揮車輛的效能以提高企業(yè)效率。同時由于汽車運輸量成倍增長，隨著貨物的裝卸量和頻率也隨之加大，大噸位載貨汽車比例逐漸增大。對于大噸位的廂式載貨汽車而言，由于車廂地板離地較高，且貨物質(zhì)量較大，裝卸困難。這種分情況下?lián)碛袡C械化裝卸裝備，特別是在單人操作時，能夠極大地提高裝卸貨物的工作效率。可見，實現(xiàn)貨車裝運的機械化是勢在必行的，為此迫切的需一種可實現(xiàn)自起重裝卸功能的專用載貨汽車。后欄板起重運輸汽車，僅利用一套后欄板起重裝置就可以實現(xiàn)貨物的機械化裝運，因而被逐漸重視。1.2 后欄板起重運輸汽車國內(nèi)外研究概況欄板起重裝置的發(fā)展, 在國外大體上可分為四個時期。第一代產(chǎn)品產(chǎn)生于20世紀30 年代末, 其特點主要是單缸舉升, 而欄板翻轉(zhuǎn)靠手動, 起升質(zhì)量為500kg左右, 欄板( 又稱載物平臺) 觸地傾角910 。目前, 這種產(chǎn)2品在東南亞、日本仍在使用, 20世紀90年代, 還在美國得到了新的發(fā)展。第二代產(chǎn)品產(chǎn)生于20世紀50年代初的歐洲市場, 在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了翻轉(zhuǎn)關(guān)門油缸。舉升與翻轉(zhuǎn)分別由二個獨立油缸實現(xiàn)。最常見的是四只油缸的型式, 也有雙缸的。起升質(zhì)量在500kg以上, 載物平臺觸地傾角10, 翻轉(zhuǎn)動作憑操作者經(jīng)驗控制。該種產(chǎn)品目前主要用于美洲及東南亞地區(qū)。第三代產(chǎn)品產(chǎn)生于20世紀70年代末的歐洲市場, 是在第二代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加第五只油缸。這只油缸在液壓系統(tǒng)中主要起相對位置的記憶功能, 使載物平臺觸地、離地的翻轉(zhuǎn)動作不再由操作者控制而由液壓系統(tǒng)本身控制, 從而使升降過程相對平穩(wěn)與安全。觸地傾角一般為810。若兼作廂門用, 因平臺尺寸增大, 傾角也可能小于8 。目前該類產(chǎn)品普遍用于歐美地區(qū)。第四代產(chǎn)品產(chǎn)生于29世紀90年代初, 其液壓系統(tǒng)及功能原理同第三代產(chǎn)品, 只增加了記憶油缸的尺寸, 使記憶動作的范圍進一步增大。它不同于第三代產(chǎn)品的關(guān)鍵在于其載物平臺增加特殊結(jié)構(gòu), 由一體改為兩體活動聯(lián)接, 使平臺觸地后不僅能自動翻轉(zhuǎn), 而且有一個下沉的動作, 使觸地傾角達到6, 甚至在6以下。目前該產(chǎn)品在荷蘭、南斯拉夫和中國已申請了實用新型發(fā)明專利。國內(nèi)已有定型產(chǎn)品投放市場。從操作性能、安全可靠性等使用效果上, 第四代產(chǎn)品將逐漸取代了第二、三代產(chǎn)品。而第一代產(chǎn)品,由于其結(jié)構(gòu)簡單, 重量輕, 雖然技術(shù)含量低, 但具有便于維修等優(yōu)點在發(fā)展中國家將仍擁有巨大的市場。欄板起重裝置在國內(nèi)的發(fā)展只是近二十幾年的事情。國產(chǎn)化產(chǎn)品早期用汽車發(fā)動機作為動力。1992年實現(xiàn)以汽車蓄電池作為液壓泵站的驅(qū)動力。1992年以后, 欄板起重裝置因國內(nèi)廂式車的發(fā)展而開始發(fā)展起來, 技術(shù)水平也逐漸向國際靠近。但就其發(fā)展而言, 仍處于起步階段。國內(nèi)市場的擴展, 還需要時間與機遇。從時間上講可能不會太久, 從品種上講, 短時期內(nèi)將仍是以多種型式并存, 但最終可能是單缸產(chǎn)品和五缸產(chǎn)品為主。現(xiàn)代車輛的裝備技術(shù)必需與生態(tài)型、現(xiàn)代化國際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有國際先進、技術(shù)創(chuàng)新的裝備特征,必需從滿足單一的普通作業(yè)需求，向滿足文明作業(yè)、環(huán)境保護、質(zhì)量監(jiān)管、城市容貌等作業(yè)和管理需求方向發(fā)展 2。31.3 設(shè)計的主要內(nèi)容與技術(shù)路線本次設(shè)計的重點是對后欄板起重運輸汽車的后欄板起重裝置采用的各種方案進行比較分析，并分別列出各方案的優(yōu)劣點，以便選擇最合適方案。本次的設(shè)計目標是設(shè)計一種整車總質(zhì)量為 12t，起重質(zhì)量大于 500kg的后欄板起重運輸汽車的后欄板起重運輸汽車，其性能參數(shù)與原載貨車接近。后欄板起重運輸汽車是裝備有欄板起重裝置的載貨汽車，因此本設(shè)計的基本內(nèi)容：（1）研究后欄板起重運輸汽車的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計；（2）進行后欄板起重運輸汽車的總體結(jié)構(gòu)布置； （3）進行二類底盤的選擇；（4）進行后欄板起重機構(gòu)、車廂設(shè)計、輔助裝置設(shè)計選型；（5）整車性能計算分析。擬解決的主要問題：（1）車輛的總體布置；（2）副車架設(shè)計、副車架和主車架的連接；（3）舉升機構(gòu)的詳細設(shè)計；（3）液壓裝置進行設(shè)計計算選型；（4）整車性能分析計算。技術(shù)路線如圖 1.1 所示。4二類底盤選型總體布置舉升機構(gòu)設(shè)計計算、分析 車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計計液壓系統(tǒng)設(shè)計繪制設(shè)計裝配圖與零件圖整車性能計算分析整車設(shè)計修正副車架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、分析升降機構(gòu)設(shè)計 取力器的選型確定設(shè)計步驟，方案設(shè)計分析圖 1.1第 2 章 后欄板起重汽車方案設(shè)計與分析2.1 后欄板起重運輸汽車的結(jié)構(gòu)與分類欄板起重運輸車采用汽車車廂的欄板或附加起重欄板為起重裝置，并利用車身的動力源，驅(qū)動欄板進行升降以裝卸貨物。5后欄板起重運輸汽車按欄板起重裝置的動力源分可分為發(fā)動機式和蓄電池式。前者通過取力器，利用汽車發(fā)動機的動力驅(qū)動欄板起重裝置工作；后者則依靠車載蓄電池向欄板起重裝置提供動力。按起重欄板的功用分可分為后欄板起重式和附加欄板起重式。前者的起重欄板是經(jīng)加固的車廂欄板，因此它具有雙重功能。后者的起重欄板僅作為起重裝置用，不起車廂欄板的作用，它用于廂式汽車的后欄板起重裝置，如圖2.1所示。圖 2.1 后欄板起重運輸汽車后欄板起重運輸汽車由兩大部分組成，即二類底盤和后欄板起重裝置。其中后欄板起重裝置是后欄板起重運輸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下： 后 欄 板 鎖 止 機 構(gòu)動 力 系 統(tǒng)液 壓 系 統(tǒng)后 起 重 欄 板升 降 機 構(gòu)后 欄 板 起 重 裝 置二 類 底 盤后 欄 板 起 重 運 輸 汽 車單缸對中式欄板起重裝置的結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。61取力器；2齒輪液壓泵；3液壓油箱；4濾清器；5液壓控制箱；6液壓缸；7升降機構(gòu)；8起重欄板圖 2.2 一種欄板起重裝置結(jié)構(gòu)欄板起重運輸汽車在進行裝卸作業(yè)時，即欄板起重裝置工作時，動力系統(tǒng)獲得的動力帶動齒輪液壓泵工作，并向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓缸在液壓油的作用下，活塞桿推動升降機構(gòu)運動，最后起重欄板在升降機構(gòu)的帶動下相應(yīng)運動，完成起重、舉升、裝卸貨物的功能。2.2 后欄板起重汽車升降機構(gòu)的分類與選型在后欄板起重汽車改裝設(shè)計中對升降機構(gòu)的設(shè)計要求：1.能上下平移，使起重欄板能完成翻轉(zhuǎn)起閉和著地傾斜等不同形式的運動。2.工作可靠，在液壓系統(tǒng)停止工作時，升降機構(gòu)不得有明顯的自動沉降現(xiàn)象。3.使起重欄板能將最少 500kg 貨物平穩(wěn)地升降到一定高度，且能在任意位置停住。后欄板起重裝置的升降機構(gòu)的基本原理：后欄板起重裝置的種類很多，但其基本原理卻是相同的, 即平行四連桿機構(gòu)的平行移動原理, 如圖 2.3 所示。7圖 2.3 平行四連桿機構(gòu)圖中 、 、 、 四連桿鉸結(jié)， ， ，ABCDACDABA，固定 桿，給 桿一力矩，使其以 為圓心轉(zhuǎn)動，則 桿BC始終與 桿保持平行狀態(tài)。如果使 桿處于豎直狀態(tài)， 桿擴展為，那么， 就能始終以水平狀態(tài)升降，其中 即為所說的后欄DE E板，如圖 2.4 所示。圖 2.4 轉(zhuǎn)化后的后欄板起重裝置機構(gòu)圖2.2.1 單缸對中式升降機構(gòu)單缸對中式升降機構(gòu)如圖 2.5 所示，簡化結(jié)構(gòu)如圖 2.6 所示。其運動由三部分組成, 一是欄板的上下平移運動； 二是欄板運動到著地點的傾斜運動；三是欄板在上止點的翻轉(zhuǎn)運動。其中欄板的上下平動及著地點的傾斜運動是由油缸 1 活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)換而成。對于翻轉(zhuǎn)運動則是由彈簧助力靠人完成的。上下平動時， 、 兩點固定，鉸接點 受限位桿 3 的推力板下端DAE調(diào)整螺釘 點的限制而固定，整個機構(gòu)可視為以 為固定邊的 平FDAABC行四邊形機構(gòu)，完成上下平動的要求。傾斜運動時， 、 兩支點固定，但鉸接點 的約束解除，整個機構(gòu)可視為以 為固定邊的 鉸鏈五E E桿機構(gòu)，從而實現(xiàn)下止點位置的傾斜運動。81支架；2、5、7、12、13銷軸；3滾子；4階梯銷軸； 6拐臂軸；8鎖片；9螺釘；10調(diào)整螺釘；11下桿；14連桿；15轉(zhuǎn)換限位桿；16上桿；17限位塊；18鉸銷；19鎖緊桿；20限位板；21側(cè)拐臂圖 2.5 單缸對中式舉升機構(gòu)1油缸總成；2推力板總成；3限位桿；4下桿；5上桿；6限位塊；7欄板圖 2.6 單缸對中式結(jié)構(gòu)簡圖單缸對中式舉升機構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，同時可以避免雙缸工作時的不同步問題；缺點是舉升重力較小，要求車架下有較大的安裝空間，制造工藝較復(fù)雜。2.2.2 雙缸對稱式升降機構(gòu)圖 2.7 為雙缸對稱式升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，其特點是采用雙液壓缸分別驅(qū)動兩套對稱布置的平面連桿機構(gòu)，實現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)、升降、平移和著地后的傾斜運動。91固定支座；2、5、7銷軸；3、11、12圓柱銷；4活動支座；6浮動鉸鏈；8液壓缸；9下桿；10上桿；13欄板支座；14滑座；15撥叉軸；16滑塊；17連接角鐵圖 2.7 雙缸對稱式升降機構(gòu)該機構(gòu)利用變換平行四桿機構(gòu)的固定邊，實現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)及升降平移運動。而欄板著地后的傾斜則是將平行四連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)換為五桿機構(gòu)實現(xiàn)的。圖 2.8 為欄板的翻轉(zhuǎn)運動簡圖。為了實現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)， 點固定，使D上桿 3 成為固定桿，即在 平行四桿機構(gòu)中， 為固定邊。當(dāng)液壓ACDOO缸 2 的活塞桿伸長時，浮動鉸鏈板 4 推動活動支座 1 繞 點順時針轉(zhuǎn)動。同時欄板 6 繞 點轉(zhuǎn)動。當(dāng) 轉(zhuǎn)至豎直位置時，欄板則轉(zhuǎn)到水平位置，如圖雙點畫線所示。圖 2.9 為欄板的升降運動簡圖。此時，在 平行四桿機構(gòu)中，ACD為固定邊。 點的約束，上桿 3 由固定桿變?yōu)榛顒訔U。當(dāng)液壓活塞桿OAD收縮，該機構(gòu)在重力的作用下繞 、 兩點順時針轉(zhuǎn)動，欄板 6 為平行四O桿機構(gòu)中 的 邊，因而平行下降至地面。反之，若活塞桿伸長，C推動浮動鉸鏈板 4，同時帶動平行四桿機構(gòu)中 繞 、 兩點逆時針ACO10轉(zhuǎn)動，欄板則平行上升。1活動支座；2液壓缸；3上桿；4浮動鉸鏈；5下桿；6欄板圖 2.8 欄板翻轉(zhuǎn)運動簡圖1活動支座；2液壓缸；3上桿；4浮動鉸鏈；5下桿；6欄板圖 2.9 欄板升降運動簡圖圖 2.10 為欄板著地后傾的運動簡圖，欄板著地后，由于地面的約束，點只能沿地面平移。同時地面對 的支反力形成一個繞 點逆時針轉(zhuǎn)動CCB11的力矩作用在下桿 5 上。此時若液壓缸 2 活塞桿收縮，浮動鉸鏈板 4 繞點作順時針轉(zhuǎn)動，下桿 5 桿頭平面的A約束被解決，此時的機構(gòu)變?yōu)槲鍡U機構(gòu)，當(dāng)浮動鉸鏈板 4 作順時針轉(zhuǎn)動時，上桿 3 繞 點轉(zhuǎn)動，下桿 5 與欄板 6 則作平面復(fù)合運動。當(dāng) 移至 (因OC位移小，圖中沒有畫出)時，欄板后端觸地，至此完成欄板著地的后傾運動。1活動支座；2液壓缸；3上桿；4浮動鉸鏈；5下桿；6欄板圖 2.10 欄板著地后傾的運動簡圖雙缸對稱式升降機構(gòu)的優(yōu)點是可減小液壓缸的直徑，缺點是安裝調(diào)試復(fù)雜。2.2.3 四缸驅(qū)動式升降機構(gòu)四缸驅(qū)動欄板如圖 2.11 所示，欄板工作過程中，翻轉(zhuǎn)缸和舉升缸交替工作,裝卸平臺下降，起升過程與之相反。在結(jié)構(gòu)上，該設(shè)計充分考慮了空間問題，把直流電機與齒輪油泵通過彈性聯(lián)軸器相連，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且能傳遞較大的扭矩。121翻轉(zhuǎn)缸；2舉升缸(帶杠桿)；3支承座圖 2.11 四缸驅(qū)動欄板四缸結(jié)構(gòu)中 桿、 桿均為油缸，這是不同于單缸的區(qū)別，其結(jié)BCEF構(gòu)如圖 2.12 所示。四缸機構(gòu)的優(yōu)點是四缸同時工作可使液壓缸的直徑進一步減小，安裝空間減小。其缺點是采用四個液壓缸，較單缸和雙缸機構(gòu)液壓系統(tǒng)復(fù)雜。圖 2.12 四缸式升降機構(gòu)簡圖2.2.4 五缸驅(qū)動式升降機構(gòu)五缸驅(qū)動式后欄板結(jié)構(gòu)如圖 2.13 所示。五缸結(jié)構(gòu)中的第五缸是液壓記憶缸, 在液壓回路中，只參與載物平臺觸地后平臺的翻轉(zhuǎn)動作，而不參與平臺升降，其基本結(jié)構(gòu)與四缸相同。圖 2.13 五缸驅(qū)動式欄板結(jié)構(gòu)一般舉升重力小于 8kn 時，選用單缸不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低，還可避免雙缸工作時的不同步問題。綜上所述，從機構(gòu)制造難度、安裝方便性、舉升重量等多方面考慮，選用單缸對中式。132.3 后欄板起重裝置的液壓系統(tǒng)后欄板起重裝置的液壓系統(tǒng)的改裝設(shè)計要求：（1）應(yīng)能保證升降機構(gòu)平穩(wěn)地上下平移。在額定起重量全程上升、下降時間均應(yīng)控制 1015 s 之間。（2）在額定起重量升降過程中的任一位置停留 5min，其靜沉量應(yīng)小于 20 mm。（3）液壓系統(tǒng)應(yīng)有執(zhí)行元件安全保護裝置等液壓系統(tǒng)的通用要求。2.3.1 單缸驅(qū)動欄板起重裝置的液壓系統(tǒng)單缸對中式后欄板起重裝置的液壓系統(tǒng)由液壓泵、油箱、濾清器、液壓控制箱及液壓缸組成，如圖 2.2 所示。在液壓控制箱中，裝有溢流閥、手動換向閥、雙向液壓鎖及單向節(jié)流閥等。其液壓系統(tǒng)的管路布置見圖2.14。溢流閥 5 調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力；節(jié)流閥調(diào)節(jié)液壓缸活塞桿的移動速度；手動換向閥 7(手動，P、O 連接三位四通)控制活塞桿的移動方向。來自液壓泵的多余的油液經(jīng)溢流閥 1 流向油箱。雙向液壓鎖 8 能使液壓缸中的活塞在行程中任何位置停住，防止升降機構(gòu)自行沉降。其鎖緊的可靠程度僅受液壓缸內(nèi)部泄露的影響。雙向液壓鎖實際上是兩個液控單向閥的組合閥，其結(jié)構(gòu)如圖 2.14 所示。兩個液控單向閥的油口 P1、P 2分別與換向閥的油口 A、B 相通；油口 T1、T 2分別與液壓缸的無桿腔和有桿腔接通。當(dāng)手動換向閥手柄位于舉升位置時，壓力油從油口 P1進入雙向液壓鎖，一方面頂開左端閥芯從油口 T1流入液壓缸的無桿腔，另一方面壓力油推動活塞向右移動，頂開右端閥芯，使油口P2與 T2想通，于是液壓缸有桿腔的液壓油經(jīng)油口 T2 、P 2流向換向閥的開油口，使得液壓缸的活塞桿向外伸出。反之，則液壓缸的活塞桿向內(nèi)收回。當(dāng)換向閥手柄處于中位時，雙向液壓鎖的兩油口 P1、P 2與換向閥的通路切斷，無液壓油通過，因此，兩端閥芯在各自復(fù)位彈簧的作用下關(guān)閉閥口，使得液壓缸兩腔的壓力油處于封閉狀態(tài)，從而起到鎖定活塞的作用。 141油箱；2濾油器；3液壓泵；4節(jié)流閥；5溢流閥；6單向閥；7手動換向閥；8液壓鎖；9液壓缸圖 2.14 一種單缸液壓控制系統(tǒng)原理圖單缸液壓系統(tǒng)的優(yōu)點是，只有一個液壓缸，因而其液壓系統(tǒng)簡單。價格便宜。缺點是，由于只有一個液壓缸，且僅用于實現(xiàn)舉升作用，欄板的翻轉(zhuǎn)必須靠手動來實現(xiàn)。 2.4 后欄板起重裝置動力源結(jié)構(gòu)型式1、通過一個取力器從發(fā)動機齒輪箱引出動力傳動給液壓油泵，帶動液壓油泵旋轉(zhuǎn)供給高壓油推動液壓系統(tǒng)執(zhí)行裝置油缸動作。優(yōu)點：可根據(jù)機構(gòu)要求配備相應(yīng)取力器獲得不同功率及轉(zhuǎn)速的動力源以滿足機構(gòu)工作要求；可連續(xù)長時間工作、功率大、結(jié)構(gòu)普通、成本低，適于大功率工作場所如自卸翻斗車、汽車起重機、壓縮式垃圾車及交通拯救車等專用車。缺點：安裝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)散亂、液壓系統(tǒng)管路接頭多、液壓油漏點多、維護難，且只有在汽車發(fā)動機起動時才能工作。2、利用汽車自帶的蓄電池作電源，采用集液壓油箱、液壓油泵、直流電機及控制閥于一體的動力裝置供給高壓油推動液壓裝置油缸動作。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、液壓系統(tǒng)管路接頭少、液壓油漏點少、15外形美觀，且工作時，汽車發(fā)動機可不必起動。缺點：功率偏小、電機工作電流大、易發(fā)熱。這種裝置用于間歇式工作的場所，但成本高。根據(jù)在小批量生產(chǎn)中盡量降低成本的原則，因此，此次設(shè)計中后欄板起重裝置為采用取力器為動力源，以驅(qū)動四連桿機構(gòu)運動，從而使承載平臺完成上升下降等各種動作2.5 安全機構(gòu)由于后欄板起重裝置是裝置于車輛尾部而跟隨著車輛移動的設(shè)備，為了確保行車安全和保護設(shè)備，就必須有及安全裝置。本次設(shè)計中選擇采用添加后欄板鎖止機構(gòu)，后欄板鎖止機構(gòu)既能保持后欄板的關(guān)閉狀態(tài)。2.6 本章小結(jié)本章主要對后欄板起重運輸汽車的升降機構(gòu)和液壓系統(tǒng)進行了方案的設(shè)計與比較分析，最后確定了滿足要求的升降機構(gòu)和液壓系統(tǒng)類型。同時也對后欄板、后欄板起重裝置的性能參數(shù)、動力源型式、安全機構(gòu)進行了簡要的比較分析和確定。16第 3 章 后欄板起重運輸車底盤的選取根據(jù)我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足國民經(jīng)濟某一服務(wù)領(lǐng)域的特定使用要求，主要是在已定型的基本車型底盤的基礎(chǔ)上，進行車身及工作裝置的設(shè)計，與此同時對底盤各總成的結(jié)構(gòu)與性能進行局部的更改設(shè)計與合理匹配，以達到滿足使用需求的較為理想的整車性能。3.1 底盤的選取3.1.1 汽車底盤選型要求汽車底盤一般應(yīng)滿足以下要求：1、適用性專用汽車底盤應(yīng)適用于專用汽車的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進行改裝造型設(shè)計；2、可靠性汽車底盤工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強度剛度和使用壽命，并且各總成零部件的使用壽命趨于一致；3、先進性所選汽車底盤,在動力性,經(jīng)濟性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平，并且滿足國家或行業(yè)標準；4、方便性所選底盤要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配。3.1.2 底盤選型專用車輛采用的底盤主要分為二類和三類。二類底盤，是在整車的基礎(chǔ)之上去掉廂體；三類底盤，是從整車上去掉貨箱和駕駛室。選取的底盤的好壞，直接影響到專用車的性能。在選取汽車底盤時，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標，專用裝置或設(shè)備的外形尺寸及動力匹配等進行。目前，進 80%的專用車輛采用二類底17盤進行改裝設(shè)計。選取二類汽車底盤進行改裝設(shè)計時，重點工作是整車總體布置和有特殊工作需求的裝置的設(shè)計，對底盤僅做輔助的性能分析和必要的強度校核，確保改裝后的整車性能在基本上與底盤接近,達到合理的匹配。3.1.3 底盤的選取根據(jù)以上，本設(shè)計所主要從解放汽車中選擇。所選二類汽車底盤為：解放牌 CA1127L5 載貨貨車，具體參數(shù)如表 3.1。表 3.1 解放牌 CA1127L5 載貨貨車底盤參數(shù)原貨箱尺寸： 60002300550mm以原貨箱鋼板厚度為 3mm，密度為 7.85kg/m3 估算原貨箱質(zhì)量原貨箱質(zhì)量 m=（6502300.3+2650600.3+2230600.3 ）7.85=6007605g600kg底盤型號 CA1127L5額定載質(zhì)量(kg) 6805+600-1500=5905整備質(zhì)量(kg) 5200-600+1500=6100外形尺寸(mm) 900024762400發(fā)動機型號 CA6102B6排量 (ml) 5560/155額定功率/轉(zhuǎn)速（KW/(r/min)）108/3000軸距(mm) 5160前輪距/后輪距(mm) 1800/1740接近角/離去角(度) 30/17前懸/后懸(mm) 1190/2650燃油類型 柴油軸數(shù)/輪胎數(shù) 2/6輪胎規(guī)格 9.00-20最高車速(km/h) 96183.2 選用的底盤主車架的主要尺寸由上選用的底盤 CA1127L5 底盤,其主車架尺寸如下：主車架的縱梁截面尺寸: 235756mm主車架上面尺寸到地面高度: 860mm3.3 欄板起重車質(zhì)量參數(shù)的估算額定載重質(zhì)量是欄板起重車基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道，本設(shè)計的欄板車輛額定載質(zhì)量定位 5900kg。整車整備質(zhì)量也是欄板起重車的重要性能參數(shù)。在欄板起重車的設(shè)計過程中，主要采用同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進行估算整車整備質(zhì)量。整車整備質(zhì)量包括底盤質(zhì)量、底盤以外外加的副車架、車廂、起重裝置、支架以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加滿各種油液料后的質(zhì)量。本設(shè)計的后欄板起重車整車整備質(zhì)量估算為 6100kg 。裝載質(zhì)量 ，選取為 5900kg：1m整車整備質(zhì)量 ，估算為 6100kg：2駕駛員質(zhì)量 ，按 65kg/人,額定載員 2 人,65kg2=130kg 3汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即： M=m1+m2+m3=5900kg+130kg+6100kg=12130kg3.4 本章小結(jié)本章按確定的設(shè)計目標，選擇了這次設(shè)計的底盤 CA1127L5，給出了選用底盤的主要參數(shù),并對所設(shè)計的后欄板起重運輸車進行了主要參數(shù)計算。19第 4 章 車廂的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 車廂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 目前，由于用戶對廂式貨車產(chǎn)品有不同的要求，鋼板廂式貨車仍有一定的市場。其材料有彩鋼板、鍍鋅板、鍍塑板等。利用此種材料具有兩種制作方式：一種是有骨架式，一種是無骨架式。1.有骨架式利用 12 mm的鋼板覆在骨架外面形成平板式或瓦楞式廂式貨車，利用鉚釘進行聯(lián)結(jié)。此種結(jié)構(gòu)比無骨架式使用材料要多一些，加工簡便，售價低，便于無設(shè)備企業(yè)小批量生產(chǎn)。2.無骨架式利用82 mm鋼板加工成集裝箱型豎瓦楞，側(cè)板、頂和門的用材均為豎瓦楞型，因而不需骨架。但此種結(jié)構(gòu)對加工及設(shè)備要求較高，售價較低，目前較受客戶歡迎。廂式車輛的產(chǎn)品名稱和型號編制應(yīng)符合JB 2321-78改裝車輛產(chǎn)品名稱、型號編制方法的有關(guān)規(guī)定。廂式車輛的總高和總寬不應(yīng)超過GB 1589-79( (汽車外廓尺寸限界的有關(guān)規(guī)定，即“總高4m，總寬(不包括后視鏡)2.5m“。如特殊需要時，總寬最大不應(yīng)超過2.6m。根據(jù)本次設(shè)計的宗旨理念要求：工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高，選擇有骨架車廂架構(gòu)。3.車廂骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計骨架結(jié)構(gòu)形式既要滿足車廂強度和剛度要求，又應(yīng)盡量減小車廂自重。在材料、截面積相等及壁厚不變的條件下，管形截面的抗扭剛度最佳，箱形截面次之，開口截面最差。從抗彎的觀點看，閉口截面稍次于開口截面。從提高整個廂體的剛度出發(fā)，宜采用閉口截面。此外，骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計還要考慮內(nèi)外蒙皮裝配的工藝性要求及內(nèi)外蒙皮、底架、門框（扇）等零部件通用化程度，以縮短設(shè)計和制造周期，降低生產(chǎn)成本。車廂骨架一般都設(shè)計成“井”字形的矩形框架結(jié)構(gòu)。在制造工序上，首先將組成車廂頂蓋、底板（包括副車架的縱梁、橫梁） 、前圍、后圍、左右側(cè)圍六大塊，分別20加工為骨架分總成，然后將這六大塊骨架分總成焊接成一個完整的車廂骨架。地板是整個車廂的基礎(chǔ)，受力比較嚴重，因此其縱梁和橫梁均采用槽型截面縱橫搭接的結(jié)構(gòu)，以提高強度和剛度。縱梁間距應(yīng)與所選底盤車架的縱橫間距相等，以便安裝。各橫梁的縱向位置應(yīng)根據(jù)汽車后軸軸線位置確定。與后軸軸線相鄰的兩橫梁要避免因輪胎跳動而產(chǎn)生運動干涉，因此間距要比其他橫梁間距大，一般取1000mm左右，其他橫梁間距取500700mm，本次設(shè)計底板如圖4.1所示。圖4.1根據(jù)標準JB 2320-84廂式車輛可知廂式車輛的車廂長度和側(cè)立柱跨度應(yīng)符合表4.1的規(guī)定。表 4.1車廂型式 車廂長度 側(cè)立往跨度開式 3900 1720閉式 740, 800調(diào)溫式3900, 4200, 47005000, 5500, 產(chǎn)品標準規(guī)定21冷藏式 6300 產(chǎn)品標準規(guī)定轎車式 7800, 9100 SIB本次設(shè)計采用材料為Q195尺寸為75X45X2的方矩管作為底板橫梁，尺寸為30x40x1.5的方矩管作為側(cè)立柱和頂部骨架的材料，骨架之間的連接方式為焊接。根據(jù)主車架寬度確定底板縱梁的寬度為865mm。根據(jù)標準GB158979汽車外廓尺寸界線的有關(guān)規(guī)定，即 “總高4m，總寬(不包括后視鏡)2.5m”。如特殊需要時，總寬最大不應(yīng)超過2.6m。選擇本次設(shè)計車廂高度2500mm，同時根據(jù)表4.1確定閉式車廂長度為5500mm，側(cè)立柱跨度為800mm。車廂側(cè)壁、前壁、上壁骨架分別如圖4.2、圖4.3、圖4.4所示。1車廂頂壁橫梁；2車廂底板橫梁圖4.222圖4.3圖4.44蒙皮的設(shè)計選用蒙皮是薄壁板件。通過一定的固接方式（如鉚接、焊接、粘接等）覆蓋在骨架上，成為車廂的內(nèi)外表面。蒙皮通常采用 0.81.5mm 厚的薄鋼板。非金屬蒙皮厚度為 23mm。本次設(shè)計以厚度為 1，2mm 材料為 Q195 的鋼板作為內(nèi)外蒙皮，以厚度為 3mm，材料為 Q195 的鋼板作為車廂底板用鉚23釘鏈接，在底板上鋪毛氈或 5mm 厚防水膠合板。蒙皮采用整體平整蒙皮共 9 塊。車廂質(zhì)量估算 75X45X2 方矩管質(zhì)量約為 30kg/m ,30x40x1.5 方矩管質(zhì)量約為 10kg/m所以車廂質(zhì)量m5.5X10X12+2.5X10X18+2.45X30X9+2.45X10X10=1422kg1500kg4.2 本章小結(jié)本章主要對車廂結(jié)構(gòu)進行了選型設(shè)計,確定了各個壁面橫梁與縱梁的位置關(guān)系及車廂高度，并選擇了車廂骨架及蒙皮材料，估算了車廂質(zhì)量。第 5 章 后欄板起重車結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 副車架的改裝設(shè)計5.1.1 副車架外形設(shè)計 在設(shè)計后欄板起重車時，所選取的二類底盤只有主車架，為了增加車架的強度剛度，延長車架的使用壽命，在原有主車架的基礎(chǔ)上增加了副車架。其形狀同主車架，在主副車架之間加一定厚度的松質(zhì)木條。其長度同副車架的長度，寬度同副車架的厚度。主副車架用 u 型螺栓和止推連接板進行加固連接。副車架示意簡圖見圖 4.1。24圖 4.1 副車架示意簡圖5.1.2 副車架選材在汽車制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。載重汽車用中板數(shù)量較多，受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應(yīng)提高汽車承載能力、延長使用壽命、降低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢。目前，我國載重汽車車架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強度鋼鋼板制造?？v梁可以用抗拉強度為 510MPa 的 16MnL 和 09SiVL(必須是用往復(fù)式扎機生產(chǎn)的)、10TiL 和 B510L 鋼板生產(chǎn)。由以上，副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料,縱梁采用 16MnL。5.2 升降機構(gòu)支架的設(shè)1、支架的外形設(shè)計升降機構(gòu)的支架在裝卸中起到承載的作用，它是安裝連桿機構(gòu)、液壓缸以及和車架連接的構(gòu)件，其長度和寬度尺寸要根據(jù)所選底盤車架的結(jié)構(gòu)及升降機構(gòu)的型式確定。按照升降機構(gòu)的支架和汽車底盤車架的連接關(guān)系，可看出，在確定支架寬度是需要給出足夠 的安裝空間位置。支架用螺栓和鉚焊在車架梁腹板上的連接角鐵固定，因此應(yīng)根據(jù)所選螺栓的規(guī)格，留出適當(dāng)?shù)陌馐挚臻g。支架的長度根據(jù)車架的具體結(jié)構(gòu)確定。支架的長度 與副車架上的兩a根縱梁的間距 0 接近，方便支架和車架的連接。a252、支架選材在全面分析支架的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用槽鋼焊接而成。5.3 升降機構(gòu)各桿的初步設(shè)計計算5.3.1 升降桿的長度計算升降桿的理論長度為簡化后的平行四桿機構(gòu)的兩搖桿的長度，這一尺寸應(yīng)根據(jù)所選底盤的結(jié)構(gòu)和改裝車廂的布置確定。初定時，此長度不宜過大，因為長度過大，起重欄板的載荷對拐臂軸所形成的力矩也大，所需液壓缸的推力大。但也不應(yīng)過小。一般以起重欄板上、下兩個極限位置確定上、下桿的理論長度，此時，上、下桿的理論中線與水平線的夾角 為 40 50，如圖 4.2 所示， 圖 5.2 起重欄板的上下極限位置 圖 5.3 欄板升降機構(gòu)運動簡圖 由圖 5.2 可知，上下桿的理論長度 L0 為：= / (m) (5.1)1Hsin式中 車廂地板平面到上桿與支架鏈接點的垂直距離（m ）;1H上桿在上極限位置時與水平線的夾角（） 。初步分析，設(shè)上下桿在極限位置時與水平線的夾角均為 a，于是得：= (m) (5.2)1H()2C式中 C平行四桿機構(gòu)中連桿的長度（m） ，一般可取 C=0.15 L0。代入式(4.1)得：26= （m ） 0L1()2HCsin（5.3）即 （m） 0.5si07（5.4）當(dāng) 取 40 50時， =0.640.77,于是有：sin=（0.7 0.6） （m） 0LH（5.5）車廂底板距地面高度為 1170mm，于是可取得 =730mm.05.3.2 拐臂半徑 r 和液壓缸的初始長度 L1 由圖 4.3，可得液壓缸、支架和中間拐臂等構(gòu)件的幾何尺寸的關(guān)系為：211cosLdr（5.6）式中 液壓缸初始狀態(tài)時，活塞桿頭部鉸接點到液壓缸鉸接點之間1L的距離（m） ；支架 OA 的長度（m）;dr中間拐臂的曲柄半徑（m） ；初始角（ ） 。1將上式兩端同除以 ，并令液壓缸初始位置相對長度 ，拐2d1/Ld壁半徑相對長度 ，則得到以相對長度所表示的構(gòu)件尺寸關(guān)系為：/r2211cos（5.7）同理可得，在液壓缸活塞處于終止位置時，個構(gòu)件的尺寸關(guān)系為：222cosLdr（5.8）式中 液壓缸終止位置時，活塞桿頭部鉸接點到液壓缸鉸接帶點之間2L