一种整体式垂直扩展方舱结构设计.doc

一种整体式垂直扩展方舱结构设计-汽车一种整体式垂直扩展方舱结构设计 张太林 孙戈 付春林 ZHANG Tai-Iin et al 辽宁陆平机器股份有限公司 辽宁铁岭1 12001摘要：为满足舱内设备展开后对方舱高度增高的要求，研制了整体式垂直扩展方舱，介绍了该整体式垂直扩展方舱的结构设计，并进行了传动载荷计算。 关键词：整体式垂直扩展升降机构屏蔽密封间隙调整行车锁定 中图分类号：U469.6.02 文献标识码：A文章编号：1004-0226(2015)02-0095-03 1前言 大板方舱是为装载设备和人员提供所需要的工作条件和环境防护的、由夹芯板组装成型的可移动舱体，可作为指挥通讯中心、技术支援、维修保障和人员的装载体及工作间。 大板方舱在发展过程中，为了尽可能地扩大舱内作业空间，同时满足公路、铁路运输要求，研制了各种扩展式方舱，扩展类型有折板式和抽拉式，折板式扩展方舱分为单面扩展方舱（一扩二）、双面扩展方舱（一扩三和二扩三方舱）；抽拉式扩展方舱分为侧抽拉式方舱和后抽拉式方舱。本文通过对各式扩展方舱的技术形式、设计理念、加工工艺等方面的消化和吸收，同时依据舱内设备的实际工况要求，提出了一种整体式垂直扩展方舱设计方案。 2结构设计 整体式垂直扩展方舱是在原9m标准方舱的基础上，对方舱的后半部进行了扩展设计，采用垂直升降形式，利用四丝杠及电机进行传动，在设计过程中解决了扩展舱体的屏蔽、密封及行车锁定问题。运输时，可收拢为9m标准方舱，工作时方舱后部可进行升降扩展，行车及工作状态如图1、2所示。 2.1总体布局 整体式垂直扩展方舱采用某二类汽车底盘，主要由副车架、固定舱体、扩展舱体、附件等组成，其中固定舱体由前固定舱体和后固定舱体组成，中间无接缝，为整体式结构。 2.1.1外部布局 底盘左右侧和后侧设置围裙。底盘纵梁上设置副车架，副车架上从前至后依次安装固定舱体和扩展舱体。固定舱体前壁顶部安装1台空调机。前固定舱体及扩展舱内固定舱体左壁均设有出入门。外部布局如图3所示。 2.1.2内部布局 前固定舱体内部设有空调室内机、通信机柜、供配电系统等，扩展舱体内部设有舱体升降机构、通讯设备等。 2.2舱体扩展机构 为实现扩展舱体的升降动作、又不占用舱内主要设备安装空间，充分利用舱内周边空间设计了舱体升降机构。原理如图4所示。 升降机构主要由减速电机、转向箱、传动轴、联轴器、升降杆、手动摇把等组成，如图5所示。升降机构具备减速电机和手摇两种驱动方式，如图6、7所示。 2.2.1减速电机驱动 正常工作状态下，通过有线遥控器起动减速电机，带动两侧传动轴将扭矩传导到丝杠并带动升降杆实现上下移动，进而实现扩展舱体的升降。 2.2.2手动摇把驱动 当减速电机出现故障或在无电源的情况下需要升降活动舱体时，可在舱外用摇把扩展舱体。 为消除升降机构在安装时产生的误差对舱体升降的影响，将升降杆与扩展舱顶壁的连接处设计成铰接结构，并将连接形式设计成浮动连接结构，顶部连接结构如图8所示。 2.3扩展舱体屏蔽结构 扩展舱体扩展工作状态时，扩展舱与后固定舱的缝隙是主要电磁波穿过处，故将此处设计成迷宫式结构。将与扩展舱和固定舱连接的型材进行导电氧化处理，接触面砂出金属本体，保证接触面有较好的导电性。同时，在扩展舱下部角件槽内安装屏蔽条，保证舱体具备良好的屏蔽性能，屏蔽密封结构如图9所示。 2.4舱体密封结构 2.4.1扩展舱体密封结构 后固定舱侧壁上端面周圈安装卡槽式型材，内嵌密封条；在对应该密封条的扩展舱顶壁周圈安装不锈钢板。舱体闭合时，密封条与不锈钢板紧密接触，可以确保密封性，顶部闭合状态如图10所示。 扩展舱体下端面周圈安装卡槽式型材，内嵌密封条。舱体闭合时，密封条与后固定舱阶梯处包边紧密接触，保证舱体的完全密封，底部闭合状态如图11所示。 2.4.2前后固定舱体密封结构 前后固定舱体共用一个左右壁，中间无接缝，形成一个整体式舱体结构。为了保证与扩展舱体的密封性能，在前固定舱体与后固定舱之间安装了一个间壁，间壁与两固定舱的接触面均涂密封胶，保证密封性能，同时，在间壁的上端面浇铸流平剂，增加密封性能，又提高了接触面的平面度，前后固定舱体密封结构如图12所示。 2.5扩展舱体间隙调整结构 扩展舱体在升降过程中，为使舱体能够平稳升降，减少噪声，同时避免在水平方向产生较大的位移，需进行间隙调整和设计导向限位装置，舱体间隙调整结构如图13所示。 设计时，在扩展舱体各侧壁内侧设置8块导向滑板，在对应的后固定舱体侧壁外侧设置8个限位调整装置。舱体在升降过程中，通过限位调整装置和导向滑板对活动舱体进行限位和导向。限位调整装置主要由固定套、滑动板和调整支杆组成，调整支杆为自锁式螺纹结构，通过调整支杆的伸缩带动滑动板沿固定套伸缩，以调整滑动板与导向滑板的间隙，保证扩展舱体和后固定舱体间在均匀缝隙下升降。 2.6行车锁定装置 车辆在行驶过程中，为防止扩展舱体上下移动造成舱体的损坏，需对扩展舱体进行收拢后的锁定，主要采用两种方式：一是升降机构的丝杠采用梯形螺纹形式，可在扩展舱体收拢后实现自锁；二是在扩展舱体下部周边设置厢式车扳手，该扳手可通过螺纹调节锁紧力矩，保证舱体行车安全，如图14所示。 经计算可知，所选用的减速电机输出扭矩为81 Nm，输出转速为88 rad/s，额定功率为750 W。 电动升或降扩展舱体单程用时48.3 s，手动升或降扩展舱体单程用时6.3 min，手摇力上升是7.5 kg，下降是1.4 kg，可见该电机能够满足升降装置使用需要和人机工程要求。 3结语