RL5040TQZM门架叉式清障车改装设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

下载文档送对应 纸 咨询 14951605 I 摘 要 清障车是为保证道路畅通而设计的专用工程车 ,用于及时排除因交通事故、车辆故障、违章停车而造成的道路阻塞 ,是现代交通管理 特别是繁华市区和高速公路交通管理必不可少的装备。 本设计对清障车的类型和工作原理做了详细的阐述，在方案上选择门架叉式道路清障汽车。详细的设计了门架叉式道路清障汽车的举升机构、牵引机构，以及取力器的选用。 关键词 ： 道路清障车 ； 取力器 ； 举升机构 ； 牵引机构 ； 设计 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 o up in to is by in To up in of of of in in to up in of to up in as as of 载文档送对应 纸 咨询 14951605 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 究本课题的目的和意义 . 1 路清障汽车定义、组成、功用 . 2 内外道路清障汽车的发展概况 . 3 内市场情况 . 3 外市场情祝 . 3 路清障汽车发展方向与前景 . 3 次设计的主要内容 . 4 第 2 章 道路清障汽车参数的确定 . 5 本尺寸参数的确定 . 5 量参数的确定 . 5 定装载质量 . 5 车整备质量 . 5 质量 . 6 路清障汽车底盘的选择 . 6 盘型号的选定 . 6 章小结 . 8 第 3 章 道路清障汽车结构方案分析 . 9 案一固定轴荷式牵引型清障车 . 9 调轴荷式牵引 装置 . 10 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 高举升装置 . 11 行程油缸直升式登高举升装置 . 11 行程油缸折叠杆式登高举升装置 . 12 案二臂架起重机型清障车 . 12 本类型 . 13 要结构 . 14 案三背式清障车道路清障车 . 15 车作业过程 . 15 案四门架叉式清障车 . 17 构 . 17 业过程 . 18 点和不足 . 18 体机构设计方案的确定 . 19 章小结 . 20 第 4 章 清障车副车架的设计计算 . 21 路清障汽车副车架的设 计与分析 . 21 车架的截面形状及尺寸 . 21 车架的前端形状及安装位置 . 22 车架与主车架的连接 . 23 车架尺寸和材料的确定 . 25 钢的选取 . 25 架的校核 . 25 的校核 . 25 叉的校核 . 25 叉与门架底座间销的刚度校核 . 25 门架和副车架之间螺栓的选取和校核 . 26 压缸底座与和副车架之间螺栓的选取和校核 . 26 车架主车架螺栓的选取和校核 . 27 章小结 . 27 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 第 5 章 液压系统设计 . 28 缸的计算与选型 . 28 缸直径及行程的确定 . 28 缸的选型 . 29 泵的计算与选型 . 29 泵工作压力的计算 . 29 泵理论流量的计算 . 30 泵排量的计算 . 30 泵功率的计算 . 31 泵的选型 . 31 箱与油管的计算与选型 . 31 箱容积的计算 . 31 管内径的计算 . 31 压卷筒选取 . 32 配阀的选型 . 34 力器的选型 . 34 力器布置方案的选定 . 34 力器取力方式前置式 . 34 轮前端取力 . 35 轮后端取力 . 35 速器上盖取力 . 36 速器后端盖取力 . 36 力器型号的选定 . 37 章小结 . 37 第 6 章 道路清障车基本性能参数计算 . 38 路清障车整车参数 . 38 力性计算 . 39 动机外特性 . 39 车的行驶方程式 . 40 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 力性评价指标的计 算 . 43 路清障车整车动力性计算 . 45 油经济性计算 . 48 路清障车稳定性计算 . 49 路清障车运输状态稳定性计算 . 50 路清障汽车拖拽时稳定性计算 . 51 具箱中工具的选取 . 52 章小结 . . 52 结论 . 53 参考文献 . 54 致谢 . 56 附录 . 57 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 究本课题的目的和意义 随着全国公路网的健全和汽车保有量的增加，清障车已不再是高速公路管理局、公安交通管理局等交通管理部门唯一使用的专用车辆，而已普及到汽车经销商、维修站等汽车服务业，一些大城市还出现了专业的清障车已成为交通管理、汽车服务等行业必备的专用车辆。 大多数情况下，车辆因碰撞或侧翻会导致不同程序的破坏，丧失行驶功能而抛锚。有的车辆或因自身原因在行车道上抛锚，或违章停车。这些情况都将会严重阻碍交通。因此，及时将这类车辆清理拖离现场，尽快恢复交通秩序，保障交通安全已成为摆在交通管理部门面前的首要任务。以往对交通事故肇事车辆的清理，采用的都是比较原始笨拙的办法，或靠人力肩扛手抬，或临时找其它车辆生拖硬拽。对一般办法处理不了的肇事车辆，如大型重载车辆，只有请搬运公司的吊车加平板车联合作业才能应付。这些办法既费工费时，又严重影响了正常车辆通行，处理不当还会触发新的 交通事故。随着城市车辆剧增，车流密度加大，传统的清障作业方法已不能适应现代城市交通安全管理的需要。道路清障车，一种专门用于处理肇事车辆的车辆，正是适应这种需要而诞生的产物 1 。 在经济发达国家，随着道路交通和汽车工业的发展，用于处理交通事故的专用车辆已经发展到比较成熟可靠的阶段，而且各种车辆和装备都达到了一个比较合理的比例。在我国，道路清障车还是近几年为适应高速公路的发展和城市交通安全管理的需要而出现的一种新型专用车辆。 “八五 ”国家科技攻关项目 “高速公路紧急救援装备车的研制 ”，正是把握了交通安全管理这一 脉博，为高速公路交通安全管理乃至城市交通安全管理起到了良好的引导作用。 清障车的首要任务，就是要能把各种状态下的肇事车辆清离出事故现场。目前普遍采用的作业形式，是利用清障车尾部设置的起重托臂、附加托叉挂钩等装置，将肇事车辆的前端（或后端）托起，利角肇事车辆尚能行走的后轮（或前轮），将肇事车辆拖离现场。对前后轴均已损坏的车辆，则可利用辅助行走装置，将肇事车辆的前轴（或后轴）垫起，替代原车行驶。对于豪华型轿车，为了保证拖车作业过程中不损坏原车，清障车通常还带有一套轮胎托举装置，以实现柔性作业 2。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 路清障汽 车定义、组成、功用 清障车是指装备有起重、托举、拖曳等设备，用于清除道路障碍物的专用汽车。道路清障汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善。已经是专用车中一个大家族，根据其中作业能力，清障汽车可分为轻型，重中型及超重型；根据结构形式区分，道路清障汽车可分为臂架起重机型清障汽车，门架叉式清障汽车，简单叉式清障汽车和背式清障汽车四个基本类型；从吊臂的作业功能来分，清障汽车有吊臂旋转型清障汽车，托臂负载折叠型，吊臂滑动型及吊臂固定型。从托臂的作业功能来分清障汽车有托臂负载折叠型，托臂折叠型，及托臂不折叠型；从整 车结构来分，清障汽车有单功能型，双功能型及多功能混合型。典型清障车结构如图 。 图 架起重机型清障车 臂架起重机型清障车（简称臂架式清障车）是清障车中最主要的一种类型，占全部清障车的 90%以上。臂架式清障车是在一类通用汽车底盘上驾驶室之后，纵向安装一台专用液压起重臂架，起重臂呈 “之 ”字形，臂根铰接于车架中部，臂端紧贴车架尾部，极限位置接触地而，山两支行程约 500举升油缸控制臂架做以铰点为圆心的俯仰运动，可实现对事故车辆的托起动作。清障车的起重臂架无须水平回转，臂架只 在通过车辆纵轴线的垂直平而内做小范围的旋转运动，所以臂架受力简中一，强度要求较低，但应具有较大刚度。由于臂架无回转要求，整车制造成本大为降低。在臂架末端的摆动臂内装有小油缸驱动的可伸缩叉梁副臂，叉梁副臂外端可安装叉式拖架等起重属具，当臂架在举升油缸驱动起升时可以方便快捷地抬起事故车辆的前桥或后桥，固定后即可拖离现场，实现清障目的。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 内外道路清障汽车的发展概况 内市场情况 我国清障车虽起步较晚，但发展迅速。 20 世纪 90 年代初期，我国开始生产清障车。目前，国内已有十三四家生产清障车的厂家，技术基 本上接近或达到国际水平。近几年我国公路交通事业发展非常迅速：一是投资大，国家每年投资两三千亿元用于公路建设，已成为拉动经济增长的先导行业；二是公路多， 2002 年公路通车总里程已达 速公路通车里程已跃居世界第 2 位；三是汽车多， 2002 年汽车产销总量已跃居世界第 5 位。这么庞大的公路网络和车流量、客流量及物流量，加之超载、违章、事故率高，即要求保障公路交通高效、有序、畅通、安全的重要装备 清障车也要同步快速发展，而且今后我国公路交通仍将保持高速发展势头，到2010 年全国公路总里程将达到 210 万 230 万 么，清障车的需求量也应保持与之相适应的增长比例，并且绝不只是数量上的增长，而是在质量和技术上的不断提高。只有这样才能适应公路交通事业的发展，而且市场竞争的焦点首先集中在技术的层次与创新上。 外市场情祝 清障车创始于公路交通非常的国家，早在 20 世纪 50 年代美国就生产出第一辆清障车。 国外清障车现阶段发展较为成熟，多以液压传动与控制技术的引入为标志。各大企业均有较完善的车型发布。如美国的 地利的 本的 拿大的 。现阶段，清障车技术和生产得到很大发展。首先是系列品种及规格增多，结构形式多样化；其次是所用的专用底盘、二类底盘多样化，最大型号的清障车为 4 桥；第三是结构多样化，功能齐全，具有托举、起吊、拖拽、牵引、背拖、破拆、清洁、维修等功能；第四是工作能力更大，托举能力最大可达 25t，拖牵能力可达 48t，起吊能力 可达 40t，第五是操作方式更先进，工作环境更优越舒适 5。 路清障汽车发展方向与前景 我国清障车生产起步于上世纪年代末。在近年里国内清障车行业经历了引进整车、吸收仿制到自主研发清障车的过程。随着我国城市交通和高速公路的央速发展国内清障车的产品设计技术、制造工艺也实现了突破性发展形成了清障车多功能化、智能化、人性化的产品技术特点和专用机构运用新型材料、产品模块化设计、专用设备的应用等制造工艺技术特点。清障车底盘专用化、重型化、智能化、作业装置实用性是清障黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 车技术发展的必然趋势 。清障车底盘专用化，是国内清障 车行业发展的必然趋势。目前国内的清障车全部是利用二类底盘来改装的二类底盘的轴荷分布一般按载货车来设计与清障车托举作业时所要求的轴荷分布是不同的。采用一般二类载货底盘改装的障车往往会出现清障的托举机构还有潜力，清障车的总质量也小于其最大总质量，但其后却已经超载了。因此普通二类底盘的轴荷分布对清障车是不适用的。由于清障车是种作业车，需随车携带许多作业工具，而普通的二类底盘两大梁外侧已被燃油箱、电瓶、气罐占住了空间，很难再布置工具箱和安放清障车所需的各种作业附件。若清 障车底盘专用化就能很好地解决这些问题。清障作 业的安全和快速是道路清障拯救的两项重要指标。而专用作业辅件是作业安全快速重要的保证。随着车辆的种类和款式的不断增多道路交通事故与故障的模式也千变万化因此，只有不断地开发安全、实用、 高效的作业辅件才能满足各类清障作业的需要 。 次设计的主要内容 本设计的目标是设计一种载重 2t 的道路清障汽车。本次道路清障车装备有 门架装置 和 液压绞盘 两套装置。因此本设计主要研究的内容有： 进行二类底盘选型分析、副车架和 液压绞盘 的设计计算、卷筒的选取计算、 门架的设计与计算、 液压传动装置设计计算 选型；然后进行车辆的总体布置和性能分析， 并用总布置图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2章 道路清障汽车参数的确定 本尺寸参数的确定 道路清障汽车与普通专用汽车一样，都是在二类底盘的基础上进行改装而成，主要尺寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同，从而保证其整车性能参数与原车基本保持不变。常见二类底盘机构如图 示。 图 见二类底盘 量参数的确定 定装载质量 道路清障汽车 以其装载质量差不多，而且道路清障汽车不需要太高的速度，根据 车底盘最大承载质量为 18800以初定额定装载质量为 700 车整备质量 整车整备质量 指汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。参考同类普通专用汽车的整车整备质量，在此基础上在增加装备质量，便可估算的道路清障汽车整车整备质量。 所选 车底盘的整备质量为 2180为在本次设计选用的装备黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 较多，因此整车整备质量相对有所增加，取为 500 质量 总质量 计算公式为 4 3 3 02652 5 0 01 7 0 030 pe （ 式中 乘员质量（ 按每人 65。 改装后 道路清障汽车 最大轴载质量的分配应基本接近原车底盘轴载要求。又由于车厢升高的同时，其质心向后移。 路清障汽车底盘的选择 专用汽车性能的好坏直接取决于专用汽车底盘的好坏，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘。二类底盘是在整车基础上去掉货厢，三类底盘是从整车上去掉驾驶室与货厢，四类底盘是在三类底盘的上一般专用改装车辆在选用底盘时应满足下述要求： （ 1）适用性对于专用改装车底盘应适用于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装造型设计 . （ 2）可靠性所选用汽车底盘要求工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命；且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡 . （ 3）先进性应使用整车在动力性、经济性、 操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平的汽车底盘；而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求 . （ 4）方便性所选用的底盘要便用于安装、检查保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾 . 除了上述主要要求外，还有两个值得注意的方面，一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置成本中很大的部分，一定要考虑到用户可以接受。这也涉及到专用汽车产品能否很快的占有市场，企业能否增加效益问题。二是汽车底盘供货要有来源，所选用的底盘在市场上必须具有一定的保有量 6。 盘型号 的选定 专用汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎80%以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置和工作装置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整车性能基本与原车接近。 目前国内市场上底盘的种类多、品种全，如解放、东风、红岩等系列底盘性能好，价格便宜，市场保有量大，在载重量为 2t 左右的轻型汽车，选用的底盘也多为这些系列的产品。 表 盘性能对比列表 解放 东风 红岩 适用性 适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求 适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求 适用于各吨位载重货车的改装设计要求以及部分专用车辆的特殊要求 可靠性 工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命 工作性能好，故障率低，零部件要有足够的强度和寿命 性能可靠，出现故障率低，各部件要有足够的强度 先进性 动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 动力性、经济性、操纵稳定性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面略低于同类车型 方便性 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 价格 较便宜 便宜 便宜 供货来源 市场拥有量多 市场拥有量多 市场拥有量较多 常见吨位 各种吨位车型 各种吨位车型 轻、中型载货车型 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 经过实际调研和上网搜集各类底盘及其技术参数相关方面的资料，并结合本次改装设计专用车的用途、最大装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配、成本等各方面的综合要求，不难发现，在进行小规模的轻、中型载货汽车或专用车辆改装制造时，选用 解放 系列底盘相对较合理。所以选择 底盘作为本次道路清障汽车道路清障车的底盘，其主要技术参数见下页表 章小结 本章主要进行道路清障车底盘的选型。首先根据所需底盘的主要设计参数查询各牌号对应的底盘，如东风、解放以及红岩等 ；然后将现有满足设计参数要求的各种底盘进行对比，通过比较他们的适用性、可靠性、先进性、方便性、价格以及供货来源等各方面因素选择比较使用的底盘；综合各方面情况最后选用 解放 盘作为本次道路清障车的底盘。 表 盘技术参数列表 底盘型号 外型尺寸（长宽高）（ 5820 18702081 总质量（ 4330 整备质量（ 2230 轴距（ 3100 接近角 /离去角（） 22/14 额定载质量（ 1700 轴荷（ 1555/2555 最高车速（ km/h） 110 前轮距 /后轮距（ 1414/1370 轮胎规格 悬 /后悬（ 1023/1697 轮胎数 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3章 道路清障 汽车 结构方案分析 道路清障汽车装备有托举机构和液压卷筒两套装置，它能将车平移举升到一定高度后拖走。 对道路清障车进行改装设计是，一般应满足以下设计要求： （ 1） 具有一般清障汽车的功能； （ 2） 能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度； （ 3） 拖拽功能； （ 4） 牵引功能； （ 5） 起吊功能； 案一固定轴荷式牵引型清障车 清障车牵引举升装置的操作过程主要包括 :牵引铰盘 2 靠油马达带动钢丝绳来拖拽作业对象 ;可升降的变幅臂 4 通过举升油缸 5 的升降来托起或放下被拖车辆 ;支撑架3 防止因液压系统泄漏而使变幅臂在运行途中下降，折叠臂 7 铰接在变幅臂的下端，带动伸缩臂 8 和车轮托叉 9 作收起与放下动作。整个操作过程靠多路换向阀 6 控制，如图 示。其缺点是 :由于被拖车辆 10 的部分重量悬置在清障车 1 的后部，使清障车的后轴荷增加，前轴荷减少，即使拖拽较轻的车辆就接近甚至超过清障车后轴额定负荷，从而限制了清障车拖拽能力的充分发挥，而且还会因前轴负荷的减 轻进而使清障车转向操纵性能恶化。如果在前轴上加祝重块，又会使清障车在不拖拽作业时转向沉重 7。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 清障车 2 牵引铰盘 3 支撑架 4 变幅臂 5 举升油缸 6 多路换向阀 7 折叠臂 8 伸缩臂 9 车轮托叉 10 被拖车辆 图 定轴荷式油障车作业示意图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 调轴荷式牵引装置 英国的一项发明很巧妙地解决了上述问题，其结构如图 工作原理是 :在清障车 1 的后悬部位安装一对支撑架 4，可伸长的牵引梁 5 铰接在支撑架 4 上，它是可以上下运动的。梁 5 的后端装有一付轮框 6，用于安放被拖车辆 7 的车轮。在梁 5 的前端下部和清障车底盘之间装备有油缸 2，用来使梁 5 升降，并调节清障车后轴与轮式托架（由小车轮 9 和连接柄 8 组成，柄 8 可插人轮框 6 的相应插孔中）的载荷比。液压系统控制装置 3 包括调节油缸压力油的阀门、压力表等 7。 1 油缸 347图 调轴荷式牵引装置结构示意图 在拖拽作业时，操纵控制手柄，可将梁 5 放到地面上，将轮框 6 卡住被拖车辆的车轮， 再操纵手柄使梁 5 升到合道高度，以便轮式托架连接柄 8 插人梁 5 的相应孔中并加以坚固，如下图 a）所示、然后慢慢放下梁 5，使小轮 9 正处于受压临界状态，此时控制装置的压力表显示出最大读数，表示被拖车辆前轮上的重量已全部转移到清障车后轴上，清障车前轴负荷也处于最轻状态。这时继续操纵控制装置以减小