基于SolidWorks汽车起重机的设计方法简述

1L，、一LL、一LU1、UL，】X，L、P匕J厶LU，V基于SOLIDWORKS汽车起重机的设计方法简述TRUCKCRANEHYDRAULICPIPINGOPTIMIZATIONDESIGNBASEDONSOLIDWORKS尹玉涛YINYUTAO山东天亿重工有限公司山东泰安271000摘要简要介绍了应用SOLIDWORKS软件进行汽车起重机液压配管装配设计的过程，并进行了干涉检查，此方法为其他液压配管的装配设计提供了参考。关键词汽车起重机SOLIDWORKS软件液压配管ABSTRACTTHEDESIGNPROCESSOFTRUCKCRANEUSINGSOLIDWORKSWASINTRODUCEDINTHEPAPERWHICHHADBEENGONETHROUGHINTERFERENCEDETECTION，GIVINGREFERENCETOOTHERHYDRAULICPIPEDESIGNKEYWORDSTRUCKCRANE；SOLIDWORKSHYDRAULICPIPE中图分类号U4696402文献标识码B文章编号100402262013010090031前言汽车起重机是一种起重机械部分安装在通用或专用载重汽车底盘上，具有载重汽车行驶性能的起重机。由于在通用的汽车底盘上改装起重机较为经济，因而市场前景较好。经市场调研，6N12T的中JN位汽车起重机在农村地区颇受欢迎。汽车起重机主要由起升机构、变幅机构、回转机构、伸缩机构和汽车底盘组成。起重机的起升、变幅、伸缩、回转等操作及支腿的升降动作均采用液压传动。因此，液压配管的设计在整车的设计中占有很重要的位置。2整车结构总成装配由于整车较为复杂，故应用SOLIDWORKS软件模拟装配，模拟时可根据各部件的关系建立逐级装配顺序。21部件装配首先，调取零件，建立小装配件，然后完成各结构件总成的装配，包括吊臂总成、转台总成及副车架总成。转台总成如图1所不。图1转台总成22执行部件建模将各执行部件变幅油缸、回转机构、起升机构及齿圈等按11比例绘制三维图。起升机构装配图如图2所示。第一作者尹玉涛，男，1984年生，助理工程师，从事汽车起重机设计与研发。图2起升机构在SOLIDWORKS软件中新建装配体设计，调取各部件总成和各执行部件，完成整车结构总成装配。整车装配总成如图3所示。在此不赘述整车的布局与结构设计。吊臂总成驾驶室成图3整车装配总成3液压元件的空间布局汽车起重机液压系统涉及许多液压元件，其中包括上车操纵阀、下车操纵阀、变幅平衡阀、伸缩平衡阀、起升平衡阀、带梭阀的单向节流阀及支腿锁阀等。由于本文仅简述液压配管的装配过程，故不阐述液压系统的工作原理和液压传动系统的设计计算过程。液压元件的空间布局应遵循以下要点A便于安装及拆卸维修。保证与阀相连的管道能够自由拆卸，而不影响其他元件。B阀到执行机构的距离本着就近原则，若连接阀到执行机构的钢管或软管过长，可能会引起系统发热，既不经济，也不美观。C阀应由支架或阀卡固定，而不能仅依靠与阀相连的钢管支承阀的总质量。31液压阀的三维建模将所用阀的实物或外供图按11比例绘制成三维模型，尤其应准确测量油口位置及油口大小，以保证下一步配管的精准。32液压阀的固定小装配建装配体，插入阀、支架阀卡、螺栓等，形成各类小装配总成。小装配体示意图如图4所示，起升平衡阀小装配体如图5所示。最后在整车结构总成装配体中插人各类阀的小装配体，并选择合适的位置配合固定。阀卡底座圈4小装配体示意图法兰螺栓M10XS0图5起升平衡阏小装配体图4管件建模管件包括管道和管接头，管件的选用原则是要保证管中油液能够做层流流动，管路应尽量短，以减少损失，同时，要根据工作压力及安装位置确定管材与连接结构。液压密封形式种类繁多，诸如卡套式、焊接式、扩口式等。接头体形式也有多种，如DIN卡套式、GB、JB、英制等。虽然SOLIDWORKS软件本身有ROUTING插件，但其自带的零件库不适用于生产设计。因此，选用目前起重机械常用的公制螺纹24。锥面加O形圈密封形式，将各型号接头体实物按11比例绘制三维图，建TECHNICFORUM技术论坛2O125OL立零件库。经过长期积累，笔者已将目前产品中常用的各类管件包括DIN标准、SN标准等建立三维模型数据库，可在使用时直接调取，提高了设计效率。M22接头M18零件图如图6所示，M16组合式直角管接头零件图如图7所示。图6M22接头M18图7M16组合式直角管接头汽车起重机液压系统常用钢管最小弯曲半径如表1所示。注意一根钢管不能弯头过多，最好不超过3个，否则钢管用弯管机不易加工，且不能保证尺寸精度。表1汽车起重机液压系统常用钢管最小弯曲半径MM钢管与软管三维建模过程中，选用胶管连接时，应注意胶管两端接头的装配角度，安装时应避免软管处于拉紧状态，即使胶管两端没有相对运动之处，也要保持胶管松弛。尤其是连接机构运动处的胶管，应保证机构处于两极限位置时，胶管扭曲半径不小于胶管的最小弯曲半径。注意在选用胶管时应远离热源，发生摩擦的地方需加护簧。在总装配体中建立3D草图，选定草图为路径，再选定合适的管道规格，就可生成管路。总装配体3D草图如图8所示。BL俯视图圈8总装配体3D图下转第95页别进行转毂和道路试验验证，并将动力经济性试验结果与理论计算结果对比如表78所示。衰7经济性试验结果与理论结果对比衰8动力性试验结果与理论结果对比通过对比分析，理论计算值与转毂及道路试验还有一定的误差，由于验证加载方式等原因，转毂试验与道路试验也存在一定的偏差，总体误差5，这主要是由于理论计算时建立的仿真模型由于在简化时没有考虑驾驶员的换挡习惯、忽视了发动机内部的摩擦损失等原因造成的，而转毂试验主要由于输入的阻力系数等采集的偏差造成。但是，对于工程应用来说，该模型的计算结果，以及转毂试验的结论已能够指导实际工程中判断不同方案的TECHHICFORUM技术论坛L201501优劣程度，对于产品开发中动力传动系统的匹配有一定的参考价值。5结论通过对某4X2重型港口运输牵引车搭载LNG发动机的动力传动系匹配分析，形成如下结论A由于港口运输牵引车频繁起步换挡，运输距离不长等特点，采用适应性系数较大的LNG发动机更能适合车辆的实际使用要求。B对于港口运输牵引车，由于其特定的使用工况，采用7挡变速器可以很好地满足使用要求，同时采用最高挡为直接挡的变速器，可以使整车常态下效率最优化，达到提升车辆经济性的目的。C通过AVL_CRUISE仿真软件、转毂试验台验证，便能比较真实地模拟道路试验，虽然有一定的误差，但这种分析和验证方法可以运用到其他中重卡产品开发中，具有一定的指导意义，同时可以减少试验验证的成本。参考文献1】刘铮汽车发动机原理M北京清华大学出版社，20112岳惊涛，廖苓平，彭莫汽车动力系统的合理匹配评价J】汽车工程，2004011031073刘惟信汽车设计M】北京清华大学出版社，2010收稿日期20121126上接第91页图9活动支腿图10转台立板处开孔车操纵阔5干涉检查汽车起重机液压系统较为复杂，在新产品的结构设计过程中，虽然考虑到预留液压配管的空间，但在三维液压管件装配过程中仍会存在诸多管件与结构件干涉，当液压管件无法调整时，就需要对结构件进行修改，以满足液压配管。活动支腿干涉修改示意图如图9所示，转台立板处开孔干涉修改如图1O所示。6转化成工程图将整车三维装配图转化为二维工程图，由于管件多，为方便生产，分上车布管图和下车布管图。然后按顺序拆分零件图交与外协单位生产。7结语通过SOLIDWORKS进