HQ5120XLB后栏板起重运输汽车改装设计

黑龙江工程学院本科生毕业设计本次设计的题目是后栏板起重运输车的设计。栏板起重运输车采用汽车车厢的栏板或附加起重栏板为起重装置，并利用车身的动力源，驱动栏板进行升降以装卸货物，从而从一定程度上实现了快速货运。它适用于箱、袋、桶、捆等包装方式的货物的装卸运输作业，因此在商业、邮政、地质勘探、图书发行、等部门的货物运输中表现出较好的优越性。本次设计在查阅大量相关资料的基础上，深入分析了后栏板起重运输汽车设计的总体方案，对底盘、升降机构、液压系统、后栏板以及相关附件等进行了合理选择。并通过对底盘型号的选取，确定了整车性能参数。以此为基础，加上对升降机构运动学、力学的分析，对升降机构各部分尺寸参数进行了确定和校核。采用液压系统对各个元件进行控制以实现其起重、举升、装卸货物的功能，并通过对各液压元件的设计计算，确定系统采用的液压元件的型号。确定了对后栏板起重运输汽车的总体参数。对改装后的整车性能也进行了分析和计算，以确定是否能满足国家标准。关键词：改装设计；后栏板；起重装置；升降机构；液压系统黑龙江工程学院本科生毕业设计is of s to to as of of so in as of to of it of of on of it of At of In 摘要. 课题研究的目的和意义. 国内外研究现状.设计的主要内容与技术路线.后栏板起重运输汽车的结构与分类.后栏板起重汽车升降机构的分类与选型.后栏板起重装置的液压系统.后栏板起重装置动力源结构型式.安全机构.本章小结. 底盘的选取.栏板起重车质量参数的估算 7第4章车厢的结构设计.车厢的结构设计. 本章小结 21第5章后栏板起重车结构设计.副车架的改装设计.升降机构各杆的初步设计计算.液压系统设计分析.本章小结.汽车最高车速的计算.最大爬坡度计算.汽车燃油经济性的计算.后栏板起重运输汽车装卸时稳定性计算.本章小结.车的运输量迅速增长，货物的装卸量和频率也随之加大。对于大吨位的厢式载货汽车而言，由于车厢地板离地较高,且货物质量较大，装卸困难,特别是在单人操作时，货物装卸很不方便，工作效率低。基于此，许多厢式载货汽车装有举升栏板1。起重栏板可大幅度提高运输及装卸效率, 减轻操作人劳动强度,广泛用于邮政、金融、石化、商业、制造等行业。栏板起重运输汽车是在普通载货汽车基础上发展起来的，由其安装在汽车尾部而得名。载货类汽车最初都是完全人力化装运，近年来，随着我国国民经济持续、快速、健康的发展。中央政府和各地方政府的重点投资城市化进程、新农村建没、基础设施建设。特别是近几年来，国家近年来持续扩大内需，迅速繁荣的商品运输促使物流量成倍的增长，再加上各类型公路的建设速度加快，公路货运发展得到迅猛的增长，专业运输单位和个体运输经营者如雨后春笋般地多了起来。很多公司都有了自己的运输车队，仅靠手工作业，不能充分发挥车辆的效能以提高企业效率。同时由于汽车运输量成倍增长，随着货物的装卸量和频率也随之加大，大吨位载货汽车比例逐渐增大。对于大吨位的厢式载货汽车而言，由于车厢地板离地较高，且货物质量较大，装卸困难。这种分情况下拥有机械化装卸装备，特别是在单人操作时，能够极大地提高装卸货物的工作效率。可见，实现货车装运的机械化是势在必行的，为此迫切的需一种可实现自起重装卸功能的专用载货汽车。后栏板起重运输汽车，仅利用一套后栏板起重装置就可以实现货物的机械化装运，因而被逐渐重视。在国外大体上可分为四个时期。第一代产品产生于20世纪30 年代末, 其特点主要是单缸举升, 而栏板翻转靠手动, 起升质量为500栏板(又称载物平台) 触地倾角910。目前, 这种产品在东南亚、日本仍在使用,20世纪90年代, 还在美国得到了新的发展。第二代产品产生于20世纪50年代初的欧洲市场, 在第一代产品的基础上增加了翻转关门油缸。举升与翻转分别由二个独立油缸实现。最常见的是四只油缸的型式, 也有双缸的。起升质量在500载物平台触地倾角10,黑龙江工程学院本科生毕业设计5翻转动作凭操作者经验控制。该种产品目前主要用于美洲及东南亚地区。第三代产品产生于20世纪70年代末的欧洲市场, 是在第二代产品的基础上增加第五只油缸。这只油缸在液压系统中主要起相对位置的记忆功能, 使载物平台触地、离地的翻转动作不再由操作者控制而由液压系统本身控制, 从而使升降过程相对平稳与安全。触地倾角一般为810。若兼作厢门用, 因平台尺寸增大, 倾角也可能小于8。目前该类产品普遍用于欧美地区。第四代产品产生于29世纪90年代初, 其液压系统及功能原理同第三代产品, 只增加了记忆油缸的尺寸, 使记忆动作的范围进一步增大。它不同于第三代产品的关键在于其载物平台增加特殊结构, 由一体改为两体活动联接, 使平台触地后不仅能自动翻转, 而且有一个下沉的动作, 使触地倾角达到6, 甚至在6以下。目前该产品在荷兰、南斯拉夫和中国已申请了实用新型发明专利。国内已有定型产品投放市场。从操作性能、安全可靠性等使用效果上, 第四代产品将逐渐取代了第二、三代产品。而第一代产品,由于其结构简单, 重量轻, 虽然技术含量低, 但具有便于维修等优点在发展中国家将仍拥有巨大的市场。栏板起重装置在国内的发展只是近二十几年的事情。国产化产品早期用汽车发动机作为动力。1992年实现以汽车蓄电池作为液压泵站的驱动力。1992年以后, 栏板起重装置因国内厢式车的发展而开始发展起来, 技术水平也逐渐向国际靠近。但就其发展而言, 仍处于起步阶段。国内市场的扩展, 还需要时间与机遇。从时间上讲可能不会太久, 从品种上讲, 短时期内将仍是以多种型式并存, 但最终可能是单缸产品和五缸产品为主。现代车辆的装备技术必需与生态型、现代化国际大都市发展相适应，具有国际先进、技术创新的装备特征,必需从满足单一的普通作业需求，向满足文明作业、环境保护、质量监管、城市容貌等作业和管理需求方向发展2。分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。本次的设计目标是设计一种整车总质量为12t，起重质量大于500性能参数与原载货车接近。后栏板起重运输汽车是装备有栏板起重装置的载货汽车，因此本设计的基本内容：（1）研究后栏板起重运输汽车的组成、结构与设计；（2）进行后栏板起重运输汽车的总体结构布置；（3）进行二类底盘的选择；黑龙江工程学院本科生毕业设计6（4）进行后栏板起重机构、车厢设计、辅助装置设计选型；（5）整车性能计算分析。拟解决的主要问题：（1）车辆的总体布置；（2）副车架设计、副车架和主车架的连接；（3）举升机构的详细设计；（3）液压装置进行设计计算选型；（4）整车性能分析计算。类底盘选型总体布置举升机构设计计算、分析 车厢结构设计计液压系统设计绘制设计装配图与零件图整车性能计算分析整车设计修正副车架结构设计计算、分析升降机构设计 取力器的选型确定设计步骤，利用车身的动力源，驱动栏板进行升降以装卸货物。后栏板起重运输汽车按栏板起重装置的动力源分可分为发动机式和蓄电池式。前者通过取力器，利用汽车发动机的动力驱动栏板起重装置工作；后者则依靠车载蓄电池向栏板起重装置提供动力。按起重栏板的功用分可分为后栏板起重式和附加栏板起重式。前者的起重栏板是经加固的车厢栏板，因此它具有双重功能。后者的起重栏板仅作为起重装置用，不起车厢栏板的作用，它用于厢式汽车的后栏板起重装置，二类底盘和后栏板起重装置。其中后栏板起重装置是后栏板起重运输汽车的主要结构部分。其主要组成如下： 龙江工程学院本科生毕业设计81取力器；2齿轮液压泵；3液压油箱；4滤清器；5液压控制箱；6液压缸；7升降机构；8种栏板起重装置结构栏板起重运输汽车在进行装卸作业时，即栏板起重装置工作时，动力系统获得的动力带动齿轮液压泵工作，并向液压系统提供压力油，液压缸在液压油的作用下，活塞杆推动升降机构运动，最后起重栏板在升降机构的带动下相应运动，完成起重、举升、装卸货物的功能。起重栏板能完成翻转起闭和着地倾斜等不同形式的运动。液压系统停止工作时，升降机构不得有明显的自动沉降现象。能在任意位置停住。后栏板起重装置的升降机构的基本原理：后栏板起重装置的种类很多，但其基本原理却是相同的, 即平行四连杆机构的平行移动原理, 行四连杆机构图中C、 ， ， ，固定其以果使么，中运动由三部分组成,一是栏板的上下平移运动；二是栏板运动到着地点的倾斜运动；三是栏板在上止点的翻转运动。其中栏板的上下平动及着地点的倾斜运动是由油缸1活塞的往复直线运动转换而成。对于翻转运动则是由弹簧助力靠人完成的。上下平动时，D、接点个机构可视为以成上下平动的要求。倾斜运动时，D、铰接点个机构可视为以而实现下止点位置的倾斜运动。黑龙江工程学院本科生毕业设计101支架；2、5、7、12、13销轴；3滚子；4阶梯销轴； 6拐臂轴；8锁片；9螺钉；10调整螺钉；11下杆；14连杆；15转换限位杆；16上杆；17限位块；18铰销；19锁紧杆；20限位板；21缸对中式举升机构1油缸总成；2推力板总成；3限位杆；4下杆；5上杆；6限位块；7缸对中式结构简图单缸对中式举升机构的优点是结构简单、成本较低，同时可以避免双缸工作时的不同步问题；缺点是举升重力较小，要求车架下有较大的安装空间，制造工艺较复杂。特点是采用双液压缸分别驱动两套对称布置的平面连杆机构，实现栏板的翻转、升降、平移和着地后的倾斜运动。黑龙江工程学院本科生毕业设计111固定支座；2、5、7销轴；3、11、12圆柱销；4活动支座；6浮动铰链；8液压缸；9下杆；10上杆；13栏板支座；14滑座；15拨叉轴；16滑块；17缸对称式升降机构该机构利用变换平行四杆机构的固定边，实现栏板的翻转及升降平移运动。而栏板着地后的倾斜则是将平行四连杆机构转换为五杆机构实现的。了实现栏板的翻转，上杆3成为固定杆，即在液压缸2的活塞杆伸长时，浮动铰链板4推动活动支座1绕时栏板6绕板则转到水平位置，如图双点画线所示。时，在点的约束，上杆3由固定杆变为活动杆。当液压活塞杆收缩，该机构在重力的作用下绕O、板6为平行四杆机构中而平行下降至地面。反之，若活塞杆伸长，推动浮动铰链板4，同时带动平行四杆机构中两点逆时针转动，栏板则平行上升。黑龙江工程学院本科生毕业设计121活动支座；2液压缸；3上杆；4浮动铰链；5下杆；6板翻转运动简图1活动支座；2液压缸；3上杆；4浮动铰链；5下杆；6板着地后，由于地面的约束，时地面对时若液压缸2活塞杆收缩，浮动铰链板4绕杆5杆头平面的约束被解决，此时的机构变为五杆机构，当浮动铰链板4作顺时针转动时，上杆3绕杆5与栏板6则作平面复合运动。当(因位移小，图中没有画出)时，栏板后端触地，至此完成栏板着地的后倾运动。1活动支座；2液压缸；3上杆；4浮动铰链；5下杆；6板着地后倾的运动简图双缸对称式升降机构的优点是可减小液压缸的直径，缺点是安装调试复杂。板工作过程中，翻转缸和举升缸交替工作,装卸平台下降，起升过程与之相反。在结构上，该设计充分考虑了空间问题，把直流电机与齿轮油泵通过弹性联轴器相连，结构简单，成本低，且能传递较大的扭矩。1翻转缸；2举升缸(带杠杆)；3缸驱动栏板四缸结构中是不同于单缸的区别，缸机构的优点是四缸同时工作可使液压缸的直径进一步减小，安装空间减小。其缺点是采用四个液压缸，较单缸和双缸机构液压系统复杂。缸结构中的第五缸是液压记忆缸,在液压回路中，只参与载物平台触地后平台的翻转动作，而不参与平台升降，其基本结构与四缸相同。缸驱动式栏板结构一般举升重力小于8用单缸不仅结构简单、成本低，还可避免双缸工作时的不同步问题。综上所述，从机构制造难度、安装方便性、举升重量等多方面考虑，选用单缸对中式。1）应能保证升降机构平稳地上下平移。在额定起重量全程上升、下降时间均应控制1015 2）在额定起重量升降过程中的任一位置停留5静沉量应小于203）液压系统应有执行元件安全保护装置等液压系统的通用要求。箱、滤清器、液压控制箱及液压缸组成，液压控制箱中，装有溢流阀、手动换向阀、双向液压锁及单向节流阀等。流阀5调节液压系统的压力；节流阀调节液压缸活塞杆的移动速度；手动换向阀7(手动，P、制活塞杆的移动方向。来自液压泵的多余的油液经溢流阀1流向油箱。双向液压锁8能使液压缸中的活塞在行程中任何位置停住，防止升降机构自行沉降。其锁紧的可靠程度仅受液压缸内部泄露的影响。双向液压锁实际上是两个液控单向阀的组合阀，个液控单向阀的油口2分别与换向阀的油口A、口2分别与液压缸的无杆腔和有杆腔接通。当手动换向阀手柄位于举升位置时，压力油从油口方面顶开左端阀芯从油口一方面压力油推动活塞向右移动，顶开右端阀芯，使油口是液压缸有杆腔的液压油经油口得液压缸的活塞杆向外伸出。反之，则液压缸的活塞杆向内收回。当换向阀手柄处于中位时，双向液压锁的两油口2与换向阀的通路切断，无液压油通过，因此，两端阀芯在各自复位弹簧的作用下关闭阀口，使得液压缸两腔的压力油处于封闭状态，从而起到锁定活塞的作用。黑龙江工程学院本科生毕业设计161油箱；2滤油器；3液压泵；4节流阀；5溢流阀；6单向阀；7手动换向阀；8液压锁；9有一个液压缸，因而其液压系统简单。价格便宜。缺点是，由于只有一个液压缸，且仅用于实现举升作用，栏板的翻转必须靠手动来实现。过一个取力器从发动机齿轮箱引出动力传动给液压油泵，带动液压油泵旋转供给高压油推动液压系统执行装置油缸动作。优点：可根据机构要求配备相应取力器获得不同功率及转速的动力源以满足机构工作要求；可连续长时间工作、功率大、结构普通、成本低，适于大功率工作场所如自卸翻斗车、汽车起重机、压缩式垃圾车及交通拯救车等专用车。缺点：安装复杂、结构散乱、液压系统管路接头多、液压油漏点多、维护难，且只有在汽车发动机起动时才能工作。2、利用汽车自带的蓄电池作电源，采用集液压油箱、液压油泵、直流电机及控制阀于一体的动力装置供给高压油推动液压装置油缸动作。优点：结构紧凑、安装简单、液压系统管路接头少、液压油漏点少、外形美观，黑龙江工程学院本科生毕业设计17且工作时，汽车发动机可不必起动。缺点：功率偏小、电机工作电流大、易发热。这种装置用于间歇式工作的场所，但成本高。根据在小批量生产中尽量降低成本的原则，因此，此次设计中后栏板起重装置为采用取力器为动力源，以驱动四连杆机构运动，了确保行车安全和保护设备，就必须有及安全装置。本次设计中选择采用添加后栏板锁止机构，后栏板锁止机构既能保持后栏板的关闭状态。后确定了满足要求的升降机构和液压系统类型。同时也对后栏板、后栏板起重装置的性能参数、动力源型式、安全机构进行了简要的比较分析和确定。黑龙江工程学院本科生毕业设计18第3章后栏板起重运输车底盘的选取根据我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足国民经济某一服务领域的特定使用要求，主要是在已定型的基本车型底盘的基础上，进行车身及工作装置的设计，与此同时对底盘各总成的结构与性能进行局部的更改设计与合理匹配，以达到满足使用需求的较为理想的整车性能。、适用性专用汽车底盘应适用于专用汽车的特殊使用功能要求,在此基础上进行改装造型设计；2、可靠性汽车底盘工作可靠,出现故障的几率要小，零部件要有足够的强度刚度和使用寿命，并且各总成零部件的使用寿命趋于一致；3、先进性所选汽车底盘,在动力性,经济性，操作稳定性，行驶稳定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，并且满足国家或行业标准；4、方便性所选底盘要便于改装，检查保养及维修，结构紧凑与调试装配空间合理匹配。类底盘，是在整车的基础之上去掉厢体；三类底盘，是从整车上去掉货箱和驾驶室。选取的底盘的好坏，直接影响到专用车的性能。在选取汽车底盘时，主要是根据专用车的用途，装载质量，使用条件，性能指标，专用装置或设备的外形尺寸及动力匹配等进行。目前，进80%的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。选取二类汽车底盘进行改装设计时，重点工作是整车总体布置和有特殊工作需求黑龙江工程学院本科生毕业设计19的装置的设计，对底盘仅做辅助的性能分析和必要的强度校核，确保改装后的整车性能在基本上与底盘接近,达到合理的匹配。设计所主要从解放汽车中选择。所选二类汽车底盘为：解放牌放牌600023005506502306506023060007605g主车架尺寸如下：主车架的纵梁截面尺寸: 2357566805+600905整备质量(5200500=6100外形尺寸(900024762400发动机型号 5560/155额定功率/转速（r/ 108/3000轴距(5160前轮距/后轮距(1800/1740接近角/离去角(度) 30/17前悬/后悬(1190/2650燃油类型 柴油轴数/轮胎数 2/6轮胎规格 km/h) 96黑龙江工程学院本科生毕业设计20主车架上面尺寸到地面高度: 上面的叙述知道，本设计的栏板车辆额定载质量定位5900车整备质量也是栏板起重车的重要性能参数。在栏板起重车的设计过程中，主要采用同类产品提供的数据进行估算整车整备质量。整车整备质量包括底盘质量、底盘以外外加的副车架、车厢、起重装置、支架以及液压系统等装置的质量，是加满各种油液料后的质量。本设计的后栏板起重车整车整备质量估算为6100装载质量1m ，选取为5900车整备质量 2m ，估算为6100驶员质量 3m ，按 65,额定载员2人,65=130满额定货物后的汽车质量，包括驾驶员在内的额定载员质量。即： M=m1+m2+90030100择了这次设计的底盘出了选用底盘的主要参数,并对所设计的后栏板起重运输车进行了主要参数计算。于用户对厢式货车产品有不同的要求，钢板厢式货车仍有一定的市场。其材料有彩钢板、镀锌板、镀塑板等。利用此种材料具有两种制作方式：一种是有骨架式，一种是无骨架式。2用铆钉进行联结。此种结构比无骨架式使用材料要多一些，加工简便，售价低，便于无设备企业小批量生产。板、顶和门的用材均为竖瓦楞型，因而不需骨架。但此种结构对加工及设备要求较高，售价较低，目前较受客户欢迎。厢式车辆的产品名称和型号编制应符合装车辆产品名称、型号编制方法的有关规定。厢式车辆的总高和总宽不应超过汽车外廓尺寸限界的有关规定，即“总高4m，总宽(不包括后视镜)如特殊需要时，据本次设计的宗旨理念要求：工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高，选择有骨架车厢架构。应尽量减小车厢自重。在材料、截面积相等及壁厚不变的条件下，管形截面的抗扭刚度最佳，箱形截面次之，开口截面最差。从抗弯的观点看，闭口截面稍次于开口截面。从提高整个厢体的刚度出发，宜采用闭口截面。此外，骨架结构设计还要考虑内外蒙皮装配的工艺性要求及内外蒙皮、底架、门框（扇）等零部件通用化程度，以缩短设计和制造周期，降低生产成本。车厢骨架一般都设计成“井”字形的矩形框架结构。在制造工序上，首先将组成车厢顶盖、底板（包括副车架的纵梁、横梁）、前围、后围、左右侧围六大块，分别加工为黑龙江工程学院本科生毕业设计22骨架分总成，然后将这六大块骨架分总成焊接成一个完整的车厢骨架。地板是整个车厢的基础，受力比较严重，因此其纵梁和横梁均采用槽型截面纵横搭接的结构，以提高强度和刚度。纵梁间距应与所选底盘车架的纵横间距相等，以便安装。各横梁的纵向位置应根据汽车后轴轴线位置确定。与后轴轴线相邻的两横梁要避免因轮胎跳动而产生运动干涉，因此间距要比其他横梁间距大，一般取1000他横梁间距取500700表 厢长度 侧立往跨度开式 3900 1720闭式 3900,4200,47005000,5500,6300 740,800调温式 产品标准规定冷藏式 产品标准规定轿车式 7800,9100 架之间的连接方式为焊接。根据主车架宽度确定底板纵梁的宽度为865据标准9汽车外廓尺寸界线的有关规定，即“总高4m，总宽(不包括后视镜)如特殊需要时，择本次设计车厢高度2500立柱跨度为800厢侧壁、前壁、车厢顶壁横梁；2皮的设计选用蒙皮是薄壁板件。通过一定的固接方式（如铆接、焊接、粘接等）覆盖在骨架上，成为车厢的内外表面。金属蒙皮厚度为23次设计以厚度为1，2厚度为3料为底板上铺毛毡或5皮采用整体平整蒙皮共9块。车厢质量估算75m ,422定了各个壁面横梁与纵梁的位置关系及车厢高度，并选择了车厢骨架及蒙皮材料，估算了车厢质量。黑龙江工程学院本科生毕业设计25第5章 选取的二类底盘只有主车架，为了增加车架的强度刚度，延长车架的使用寿命，在原有主车架的基础上增加了副车架。其形状同主车架，在主副车架之间加一定厚度的松质木条。其长度同副车架的长度，宽度同副车架的厚度。主副车架用板冲压成型工艺占有十分重要的位置。冲压成形的零件具有互换性好、能保证装配的稳定性、生产效率高和生产成本低等优点。载重汽车用中板数量较多，受力的车架纵梁和横梁、车厢的纵梁和横梁均采用中板冲制且多以低合金高强度钢板冲压生产，也是适应提高汽车承载能力、延长使用寿命、降低汽车自重和节能节材以及安全行驶等要求的发展趋势。目前，我国载重汽车车架的纵梁和横梁已经全部采用低合金高强度钢钢板制造。纵梁可以用抗拉强度为510须是用往复式扎机生产的)、10以上，副车架材料选用载重汽车横纵梁的一般选用材料,纵梁采用16架的外形设计升降机构的支架在装卸中起到承载的作用，它是安装连杆机构、液压缸以及和车架连接的构件，其长度和宽度尺寸要根据所选底盘车架的结构及升降机构的型式确定。按照升降机构的支架和汽车底盘车架的连接关系，可看出，在确定支架宽度是需要给出足够的安装空间位置。支架用螺栓和铆焊在车架梁腹板上的连接角铁固定，因此应根据所选螺栓的规格，留出适当的扳手空间。支架的长度根据车架的具体结构确定。支架的长度便支架和车架的连接。2、支架选材在全面分析支架的工作条件、受力状态、工作环境和零件失效等各种因素的前提下，选用槽钢焊接而成。一尺寸应根据所选底盘的结构和改装车厢的布置确定。初定时，此长度不宜过大，因为长度过大，起重栏板的载荷对拐臂轴所形成的力矩也大，所需液压缸的推力大。但也不应过小。一般以起重栏板上、下两个极限位置确定上、下杆的理论长度，此时，上、下杆的理论中线与水平线的夹角为40 50，重栏板的上下极限位置 下杆的理论长