第一节　液压载重车车身结构的基本要求

自行式液压载重车是一种多轴线、多悬架、多轮驱动轮胎式非公路车辆,主要车身结构由主体车架、液压悬挂系统、驱动桥、从动桥、连杆转向机构、驾驶室及动力、液压、制动、微电系统等部件组成。车架是主要承载部位,车身承受的载荷或各个承载部件都直接或间接地作用到车架上,设计和计算都是按均匀载荷工况来考虑的。装载时,载荷的重心位置必须在规定警戒线内放置,重量不可超过所规定的最大承载能力。按照不同车型、不同工况,车身设计也有所不同。

一、平板车的车身结构基本要求

平板载重运输车是船厂、码头和钢厂等重装备生产企业内部使用的有效转场运输工具。其载重量大,结构刚度、强度要求高,载重运输车车架在整个设计成本中占了很大的比重。车身与底盘悬挂钢架结构由高强度钢焊接而成,在承重额定载荷的作用或者一定的冲击作用下,要求要有较为充分的强度指标和承载能力,所以要求车架结构设计绝对安全可靠。

平板车并车组合时,设定一台车为主车,则其他车辆为从车,主车驾驶室可以控制并车组协同运行。平板车可以通过机械刚性连接实现硬连接,即每个模块车的前后左右均配置有便于拼接的机械接口。

自行式模块轴线运输车是在普通牵引平板车的基础上,随着液压技术的发展而出现的一种自行式、可装卸的高端产品。这种轴线运输车不需要牵引车牵引,可以实现自行驶功能。它主要由两部分组成:动力模块单元(PPU)及带驱动的轴线模块单元(承载单元)。

所以车身结构的设计至关重要,要保证工作中车身足够的刚度,满足上述工况时的作业安全。车架是重型平板车的主要承载部件,车架结构设计的关键在于车架的强度和刚度必须满足设计要求,并在此基础上,尽可能地减轻重型平板车的自重。由于重型平板车所运输的物品体积和质量都很大,一旦因为车架的刚度和强度不达标而在运输途中出现问题,后果将不堪设想。目前重型平板车技术世界一流水平的标准包括燃油消耗率低、整车轻量化以及电液系统的最优功率匹配。因此,车架设计结构的可靠性是燃油低消耗、整车轻量化实现的基础。

车架作为一种弹性系统,在实际运输过程中,必然会受到由自身发动机激励或路面不平等因素产生的振动。当车架自身的固有频率与来自外界的激励频率相靠近时,有可能会引起车架出现共振的现象,造成车架薄弱部位的疲劳损坏,缩短车架寿命,影响车辆的安全性能。结构动力学分析正是建立在静力学分析的基础上,考虑结构因振动而产生的惯性力进行的。因此,为确保车架具有良好的动态性能,在车架的设计阶段需要对车架结构进行动力学分析。本节将首先对车架进行模态分析,得到车架的固有频率和模态振型,然后通过谐响应分析动载荷作用下车架关键部位的频域响应特性,得出外载荷对车辆行驶的影响规律。

二、挂车车身的基本要求

鹅颈装置不仅作为车架和牵引车之间的连接部位,同时也承载着部分载荷。车架和鹅颈同时也是半挂车中最易损坏的部件,因此对其进行强度分析可大大提高半挂车的承载能力,满足客户的使用要求。

对挂车的车架结构和鹅颈结构的强度与刚度进行计算分析,以确定使用可靠。由于车架和鹅颈结构比较复杂,传统的数学计算方法难以得到精确的结果,因此将采用有限元方法来对车架和鹅颈结构进行分析。

三、特殊车身结构的基本要求

新型超长自装卸整体式运输车主要由动力升降式鹅颈、液压绞盘、中间连接平台、三轴线单元车架及过渡爬梯等结构组成,其中动力升降式鹅颈、中间连接平台、三轴线单元车架和过渡爬梯构成了该运输车的车架部。车架是组合挂车的主要承载部位,挂车所承受的载荷以及各种专用设备都直接或间接地安装在车架上。中间连接平台作为车架的主体部分,且由于其超长的尺寸,其强度及刚度特性分析是其设计过程中的关键问题。

车辆的主要参数包括:车辆额定装载质量、车辆自身质量、轴线数/悬挂数、驱动轴线数量/从动轴线数量、半轴载荷、车速(空载平地最高车速及满载平地最高车速)、爬坡能力(横向坡度及纵向坡度)、轮胎规格/数量、轮辋规格/数量、载重平台外形尺寸、载重平台顶面高度、载重平台升降行程、最小离地间隙(驾驶室与动力舱)、中心回转半径及发动机型号/功率。