（机械电子工程专业论文）重型液压组合式半挂车的设计开发.pdf

河北科技大学学位论文原创性声明 1 1 1 11111 1 il l ui i i iiil y 1714 3 7 6 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位敝作者躲膨卅 一 q 矿们年j 月日 指导教师签名： 易已乞 w fo 年舌月乙日 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于， 留不保密。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者虢锄矧 舯撕繇 叫口年n 必日 l 职乞 加扣年舌月二e l 摘要 摘要 近年来，随着我国现代经济建设的迅猛发展，国家建设项目中重型成套设备的 运输量越来越大，百吨、几百吨以至上千吨的重型超长、超宽成套设备的运输是经 常遇到的，并且这些货物都是不可拆卸的，目前国内原有车辆已不能满足运输生产 的需要。所以，研制丌发出一种液压组合式半挂车已经成为国内汽车企业亟待解决 的新课题。 本文研究工作主要从以下几方面进行： 首先，选择了车辆的结构形式，完成了重型液压组合式半挂车的整体结构设计， 并提出该车型的各种拼接方案与方法；其次，设计了鹅颈、车架部分的结构，并利 用有限元对其进行优化：第三，设计了重型组合式半挂车的液压系统，完成了车辆转 向系统、货台升降系统的设计；第四，根据车辆的使用情况，设计丌发了重型组合 式半挂车的三管路制动系统，为车辆各种性能的发挥提供了可靠保障。 本课题所设计的重型液压组合式半挂车是一种全新的国内特种挂车车型。该车 型通过对车辆的操作，可实现货台高度的调节及强制转向，使车辆具有良好的通过 性及装卸货物方便性，极大地提高了货物运输的可靠性、机动性和经济性。该车型 整体结构方案构思新颖，与国内过去应用的半挂车和全轮转向可升降式百吨全挂车 相比，更加灵活、使用范围广、承载吨位大、载荷分布更为合理。 关键词组合式半挂车：液压系统：全轮转向；货台升降：气压制动系统 河北科技人学硕十学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，a sc h i n a sr a p i dd e v e l o p m e n to fm o d e me c o n o m i cd e v e l o p m e n t ， n a t i o n - b u i l d i n gp r o j e c ti nt h et r a n s p o r to fh e a v ye q u i p m e n t ，l a r g eq u a n t i t yo f 10 0t o n s ， h u n d r e d so re v e nt h o u s a n d so ft o n so fh e a v yt o n so fl o n g ，w i d et r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e n t i so f t e ne n c o u n t e r e d ，a n dt h e s eg o o d sa r en o tr e m o v a b l e ，t h eo r i g i n a ld o m e s t i cv e h i c l e 目录 目三量 日习弋 摘要i a b s t r a c t j i i 目录i i i 第1 章绪论1 1 1 课题的背景及研究意义1 1 2 国内外研究现状 1 3 课题的研究内容2 1 4 课题的创新点”3 第2 章半挂车的总体设计4 2 1 半挂车的结构4 2 1 1半挂车的组成4 2 1 2半挂车主要装置的结构及功用”5 2 2 半挂车的使用lo 2 2 1半挂车的拼接和拆分1 0 2 2 2 半挂车拉杆调整13 2 2 3半挂车转向操作13 2 2 4 半挂车悬挂操作1 4 2 2 5 半挂车调整17 2 3 重型液压组合式半挂车的应用1 8 2 3 1半挂车的拼接方案1 8 2 4 本章小结l9 ， 第3 章机械系统设计“2 0 3 1 半挂车鹅颈结构分析2 0 3 2半挂车鹅颈结构有限元优化设计2 1 3 2 1有限元模型建立2 1 3 2 2 有限元模型网格划分2 1 3 2 3 约束条件2 1 3 2 4计算结果2 2 3 2 5结构改进2 3 3 3 半挂车车架结构优化设计2 3 3 3 1有限元计算模型的建立2 3 l l i 河北科技人学硕十学位论文 3 3 2 车架结构有限元计算结果2 4 3 3 3局部结构改进设计2 5 3 3 4 组合式挂车车架优化设计2 6 3 3 5 优化设计结论2 8 3 4 本章小结2 8 第4 章液压系统设计2 9 4 1 半挂车动力机组设计2 9 4 1 1动力机组液压回路2 9 4 1 2 液压系统工作压力计算3 0 4 1 3液压泵的选用3l 4 1 4 驱动液压泵的柴油机选用3 2 4 2 液压转向系统设计3 3 4 2 1 转向系统原理3 3 4 2 2 转向液压系统设计3 4 4 3 货台升降系统设计“3 6 4 3 1货台升降方案选择3 6 4 3 2 货台升降设计3 6 4 3 3 鹅颈升降设计3 7 4 3 4 液压系统工作过程3 7 4 4 本章小结3 8 第5 章气压制动系统设计”3 9 5 1 半挂车气制动系统组成3 9 5 2 半挂车气制动系统工作原理3 9 5 3 本章小结4 0 结 仑”4 1 参考文献4 2 攻读硕士学位期间所发表的论文4 5 致 射一4 6 个人简历4 7 l v 第1 章绪 论 第1 章绪论 1 1 课题的背景及研究意义 随着我国现代经济建设的迅猛发展，国家建设项目中重型成套设备的运输量越 来越大，百吨、几百吨以至上千吨的重型超长、超宽成套设备的运输是经常遇到的。 目自订国内原有设备已不能满足运输生产的需要：。例如：原来国产最大磨机为5 0 3 6 4 m ，目前增大为5 5 8 5 m ，重量已达1 5 0 吨；原来的变压器最重只有几十吨， 现在已发展到上百吨，甚至几百吨、上千吨，并且，这些货物都是不可拆卸的拉：，所 以，研制开发出一种组合式液压半挂车已经成为国内汽车企业亟待解决的新课题。 经过广泛的市场调研发现：重型大件货物的运输在国内尚没能得到很好解决，国 家的一些重点工程中的大型进口设备，很多是用进口的专用汽车进行运输，由于车 辆价格昂贵，只有少数大型国有运输企业才能购买，造成大量重型设备无法按时运 输到指定地点，直接影响了工程的进展。所以进行该项目的研究丌发，不但具有良 好的市场自，j 景，同时也能很好解决此类货物运输的困难。 大型货物及设备，在化工机械、选配煤、选矿、水泥及建筑等诸多行业广泛应 用，它们一方面来自国产，还有相当大一部分依赖进口。在上述行业中的企业新建、 扩建和技术改造时都会遇到，如先前提到的大型磨机。目前国内此类货物运输多采 用平板式半挂车、低平板半挂车、凹心式半挂车和全轮转向可升降式百吨全挂车。 上述几种方式受车辆结构的限制，运输大型货物有一定局限性，综合分析如下： ( 1 ) 普通平板式半挂车由于货台较高，只能运输直径小于3 米，长度小于1 5 米的5 0 吨以下的货物。 ( 2 ) 低平板式半挂车也只能运输直径小于3 5 米，长度小于1 2 米的6 0 吨以下 的货物。 ( 3 ) 凹心式低平板半挂车可运输直径小于4 2 米，长度小于9 米的8 0 吨以下 的货物。 ( 4 ) 全轮转向可升降式全挂车可运输超重型设备，但也由于受车辆结构的限制， 最大可运输罐体直径小于4 米，货物重量不超过2 0 0 吨的设备。并且，全挂车与半 挂车相比还有很多缺点。比如：牵引车的牵引能力不能充分发挥、汽车列车总长增 加、汽车列车行驶稳定性差、汽车列车不能在高速公路行驶等二”。 综上所述，很多大型货物的运输，只能依靠进口的组合式半挂车来完成。 本文所设计丌发的重型液压组合式半挂车，实现了货台高度自由无级调整、液 压控制半挂车与牵引车同步全轮转向、根据不同货物的重量及形状需要可纵向、横 向任意拼接。，运输货物的重量可达几百吨，甚至上千吨。 1 河北科技人学硕十学何论文 本车型不仅具备了普通半挂车的优点，半挂牵引车的驱动桥即是组合式半挂车 的自，j 支点，既提高了牵引车的附着质量，又缩短了整车长度( 在载货台长度相等的 情况下) ，使挂车更具整体性及机动灵活性，同时可以使牵引车的牵引力能得到更充 分的利用哺3 。此外，灵活的组合方式为特型货物的运输丌拓了新思路，奠定了良好的 基础，并且能够产生很大的的社会效益及经济效益，同时将会为国家经济建设的发 展做出巨大贡献。 本文研制丌发的重型液压组合式半挂车，填补了国内没有自行设计制造该车型 的空白，在国内陆路重载运输行业必将具有广阔的前景。随着国内组合式液压半挂 车产品的研制丌发成功，将会大大降低运输企业购车成本，为国家节省大量外汇， 并使汽车改装生产厂取得良好的经济效益，为国家经济建设的迅速发展做出贡献。 1 2 国内外研究现状 在国内，国家发改委公布的汽车产品公告中，只有上海水工机械厂可以生产组 合式液压全挂车，但没有组合式液压半挂车的产品记载。 组合式液压半挂车在国外已经是一种比较成熟的陆路特种重载运输车型，代表 国外该类车型先进水平的生产厂家有法国的尼古拉斯( n i c o l a s ) 公司、德国的歌德 浩夫( g o l d h o f e r ) 公司等，国外公司的产品价格是我们研制产品售价的4 8 倍。 这些公司产品的共同特点是采用液压独立悬挂、机械液压全轮转向、载货平台 高度可自由调节。车辆使用方便、灵活，但由于进口价格昂贵，大部分国内运输企 业没有能力购买。 重型组合式半挂车在国外已经是比较成熟的车型，国内有过少量进口。目前国 际上比较先进的同类产品具备装卸运输的灵活性，车体自重小，单轴载荷大、货台 低、轮系采用了机械转向和液压转向联动的操作方式，极大地提高了其转向的可靠 性和机动性，降低了制造成本，大幅度节约了能源，提高了劳动生产率。 1 3 课题的研究内容 预期以液压控制调节全轮转向、货台高度升降为前提，完成结构和功能的集成， 使设计出的产品水平达到同类产品先进水平。 课题主要研究和实施内容： ( 1 )车架的结构设计车架采用框架承载结构，在满足结构和功能的前提下， 降低半挂车的整车整备质量，使挂车生产成本达到最低。 ( 2 )货台升降和实现全轮转向的液压系统方案根据国内外液压元件生产企业 的水平，设计出一套液压系统方案，满足车辆承载货台自由调整、牵引车与半挂车 转向完全同步、机械转向和液压转向联动进行的使用要求。 ( 3 ) 半挂车牵引连接装置的设计设计出一套半挂车牵引连接装置，使其能在 2 第1 章绪论 保证牵引连接强度的基础上，随着承载货台的升降，在支撑油缸的作用下自由摆动， 以保证牵引车和半挂车的可靠连接。 ( 4 ) 底盘制动系统的设计底盘制动系统要满足在不同情况下车辆行车制动、 驻车制动和紧急制动的需要，制动性能要满足国家标准。 1 4 课题的创新点 ( 1 ) 设计出重型液压组合式半挂车，适应不同货物运输的需要 目j 订使用的全 挂车及简易半挂车，存在货台升降幅度小、车辆通过性差、车辆自，j 后转向不同步、 拼接繁琐等缺陷。新研制的半挂车将彻底解决上述问题。 ( 2 ) 优化工艺过程，降低车辆整备质量，降低成本，提高运输效率现有的车 辆由于制造工艺落后，车架使用的材料品质差，造成整车重量大，运输效率低。通 过合理改进工艺，降低整备质量，使车辆的承载能力明显提高。 3 河北科技人。警硕十学位论文 第2 章半挂车的总体设计 2 1 半挂车的结构 2 1 1 半挂车的组成 重型液压组合式半挂车的主要结构如图2 - 1 所示，该半挂车由轴线模块全挂车、 中f b j 货台、鹅颈三部分组成。 鹅颈部安装有牵引销、鹅颈转向装置及鹅颈升降装置。半挂车挂靠牵引车后， 鹅颈转向装置与牵引座连接，牵引车转向时牵引座随之转动；通过两个转向油缸将 牵引车的转向参数转换成液压信号传递给后部的活络端梁油缸；鹅颈升降装置有两 卜乖0 i 销；2 一鹅颈转向裴置：3 一鹅颈郡；4 - 鹅颈) 1 i j 筚装置；5 - 文腿；6 一中i 司模块； 7 - 甲体连接块；8 一后模块：9 一液爪悬挂装置： 1 0 一活络端梁：1 1 一转向控制板： 1 2 一转向直拉杆：1 3 - 悬挂装置：1 4 - 转向横拉杆；1 5 一铰接轴 幽2 - 1 组合式小挂车主要结构简图 f i 9 2 1c o m b i n e dd i a g r a mo f t h em a i ns t r u c t u r eo f s e m i - t r a i l e r 个升降油缸，其两个支点分别安装在鹅颈部及货台部，通过控制两个油缸可以升降 货台6 仃部或适应货台部液压悬挂的升降，以确保货台水平；锁紧升降油缸可以使鹅 颈与货台在运输过程中刚性地连接成一整体。 中间货台视载货需要可以是平板梁或凹心梁，可以将前、中、后模块拼装成载 重范围为几十吨、几百吨甚至上千吨的组合式半挂车货台。 4 第2 章、i ，择印的总体设计 全挂车模块各有机械转向装詈和液压悬挂装置。机械转向装置由转向控制板、 转向横、直拉杆等组成，转向油缸把接受的牵引车转向液压信号通过机械转向装置 最终转化为各悬挂相应的转向角度。液压悬挂装置由悬挂架、平衡臂和悬挂油缸等 组成，是货台承载及升降的主要部件。 此外，组合式半挂车还同样具备半挂车所必备的支腿、制动系统等。 2 1 2 半挂车主要装置的结构及功用 ( 1 )牵引销牵引销与牵引车的牵引座相连，是牵引车与挂车相对运动和动力 相互作用的传递装置。其作用是使牵引车与挂车连接及拖挂，把牵引车的牵引力传 给挂车。 ( 2 ) 鹅颈部转向系统本系统与牵引销、牵引座相连，牵引车转向时引起牵引 销座的转动，通过两个液压缸将牵引车的转向参数转换成液压信号传递给后部的活 络端梁，以使后部悬架系统做出相应的转向动作。 ( 3 ) 支腿本车采用的是联动式手动支撑装置，手柄操纵力小，摇动轻快。在 半挂车脱离牵引车后起支撑半挂车作用，还可通过支撑装置的手摇驱动机构调整挂 车前部高度，以利于牵引车与半挂车的分离或结合。 ( 4 ) 液压悬挂系统悬挂系统结构简图如图2 2 所示，件1 悬挂架和件1 0 平衡 、 一7 卜悬挂架：2 - 悬挂油缸：3 - 螺栓：4 - 定位销轴：5 - 接k 臀：6 - 滚动轴_ 承： 7 一球关节轴承i ：8 - 球关节轴承i i ： 9 - 悬挂轴：1 0 一、l ，街臀 幽2 - 2 悬挂系统结构简图 f i 9 2 - 2s u s p e n s i o ns y s t e ms t r u c t u r ed i a g r a m 臂铰接，二者之i 刨有悬挂油缸2 支撑，可使货台有3 0 0 m m 的上下调节范围。悬挂轴 5 河北科技人学硕十。学位论文 9 通过螺栓3 、定位销轴4 和车架的支承梁联接。悬挂架通过件6 止推滚动球轴承、 球关节轴承件7 、8 和件9 悬挂轴联接。转向杆系中的横向拉杆与悬挂架上转向臂联 接，或者与接长臂( 件5 ) 联接，在转向杆系的牵动下，可使轮轴灵活地转过一定的 角度。当悬挂架与横向拉杆脱丌时，轮轴随同悬挂架可作3 6 0 。的回转，便于轮胎调 换或者维修。 这种悬挂结构有以下几点效能： a 能实现车架三点支承，使轮轴负荷均匀； b 斜坡及坡道行驶时可调整车架水平位置： c 车架货台可升降，便于装卸； d 重载停放( 过夜) 时可使大梁落地承载，使轮胎卸载； e 可单独提起轮轴、轮胎，便于维修和更换轮胎。 ( 5 ) 轮轴系统轮轴系统是挂车的行走装置，采用整体式车轴，可实现全方位 摆动，以适应路面的要求，轮轴装在每个悬挂平衡臂的轴颈上，每根轮轴装有四只 充气轮胎，轮胎可绕平衡臂轴颈作横向摆动，以适应路面的不平。轮轴部分包括： 轮轴、轮毂、轮辋、轮胎、制动器、制动缸、制动调整臂等部件。车轮都采用双轮 式的，内轮、外轮用一个螺母安装在轮毂上。 轮胎采用8 2 5 r 1 5 钢丝胎，充气压力为0 9 5 0 0 1 m p a 。 钢圈为6 5 - 1 5 ( 1 0 孔) 的幅板厚度为1 2 m m 。幅板偏距为1 4 4 m m 。 每根轮轴上装有二只车轮制动器。图2 - 3 为制动器结构简图，制动器上的制动 蹄片由凸轮扩张，回动弹簧复位，制动蹄片、凸轮轴等均装于刹车支架上。凸轮轴 凸轮端与制动蹄片接触，另一端伸出在外与制动调整臂相连，藉花键连接。调节臂 g 7 卜刹乍蹄 ；2 一蹄”l 口l 动弹簧：3 一凸轮轴；4 - 刹印蹄j f 弹簧挡钩： 5 - 系 j 下鼓：6 - 幕, j - v - 蹄 轴锁j f 幽2 3 下轮制动器坌占构简图 f i 9 2 - 3s c h e m a t i cd i a g r a mo ft h ew h e e lb r a k e s 内装有蜗轮蜗杆，藉伸在外端的方头，可调整其相互位置。每一轮轴上的两只刹车 6 第2 章、卜择卞的总体设计 调节臂分别通过一接长臂与制动气室推杆连接，当压缩空气通入制动气室后，其推 杆将推动调节臂转过一个角度，从而也使连接于其上的凸轮转过一角度，使蹄片外 张而刹住制动鼓，于是车轮停止转动。 ( 6 ) 活络端梁利用机械杆系将活络端梁上转向油缸的转向信号传递给每个 悬挂系统，最终使各轴的车轮都能按正确的方向行驶。 图2 4 为活络端梁转向架及中心转向架的示意图。分为上转向架4 和下转向架l ， 通过枢轴6 安装活络端梁上。下转向架与牵引架铰接，上转向架上安装有月牙形连 接板，其上左、右各有一耳环，与转向杆系中的第一纵拉杆连接，上转向架还和转 向油缸的活塞杆联接。 中心转向架是用于三纵列转向梁上的，其主要结构和转向架相同。所不同的是 它的上转向架不和转向杆系的第一纵拉杆联接，因而没有左、右耳坏，中心转向架 不和转向油缸联接，通过左、右拉杆与侧转向架连接。 当挂车实行牵引转向时，牵引架拖动下转向架，再通过连接销轴2 将转动传递 给上转向架，在二纵列全挂车中上转向架直接牵动转向油缸和转向杆系，从而使全 挂车各轮轴转向，在三纵列全挂车，上转向架通过连杆使左、右的侧转向架转动， 从而牵动转向油缸和转向卡t 系。 当挂车要实现控制转向时，旋转连接销丝杆3 ，提起连接销，从而使上、下转向 架脱丌，此时下转向架只传递牵引力，挂车倒车或前进时的转向是由转向油缸驱动 上转向架而得到，而在三纵列转向梁中是转向油缸驱动左、右各一只侧转向架，二 只侧转向架分别驱动转向杆系中的第一根纵向拉杆，从而实现全轮控制转向。两种 转向架的上转向架有一中i 自j 位置的标记5 ，供调整车轮的直线性用。 卜下转向架；2 一连接销；3 一连接销丝；4 一j ：转向架；5 一标记；6 - 枢轴 幽2 - 4 转向架及中心转向架示意图 f i 9 2 - 4s c h e m a t i cd i a g r a mo fb o g i ea n db o g i ec e n t e r 7 河北科技人学硕十学位论文 ( 7 ) 转向杆系如图2 - 5 所示，转向杆系包括横向拉杆1 ，纵向拉杆3 ，第一纵 向拉杆5 ，固定拉杆4 ，转向臂2 ，转向支承轴等，横向拉杆长度可调，按各种组合 方式安装在转向臂不同的孔内。转向杆系的支撑轴安装固定在车架大梁的长方孔内， 转向运动由转向架或侧转向架，通过纵向拉杆驱动套在转向支承轴上的转向臂，再 通过横向拉杆分别驱动各悬挂架，使各轮轴按要求的转角偏转。 转向拉杆的两端分别为左、右旋螺纹与左、右拉杆接头连接，因此可调节转向 拉杆的长度。 5 卜横拉杆： 2 一转向架；3 一转向纵拉杆；4 一同定拉杆：5 一第一纵拉杆 图2 5 转向杆系布置幽 f i 9 2 5s t e e r i n gl i n k a g el a y ( 8 ) 车架车架是由两个焊接工字型主梁、两个边梁及横梁组成焊接框架，连 接着各个主要总成，并承受着复杂的空间力系，是整个挂车的基础。 横梁与横梁支撑焊接于箱形主梁两侧或半单元车架工字形梁的单侧。横梁之间 联结有支承梁，以安装悬挂梁。单元车架或半单元车架与活络端梁通过螺栓，销轴等 联接件相联接，其上安装有转向架、转向油缸、操纵箱等组成二纵列转向梁，而三 纵列转向梁上还要装有侧转向梁。车架横梁端部安装有液压悬挂管路的截止阀和安 全阀，横梁端部的边箱用来保护液压阀件。大梁腹部丌有矩形长孔，供稚置转向杆 系用，单元车架箱形大梁兼作制动系统贮气筒用，两侧装有液压及气压管路，半单 元车架横梁兼作贮气筒用，一侧装有液压及气压管路。图2 6 为半单元车架横向拼 接示意图。 车架由单元车架、半单元车架、活络端梁、连接部件组成。半单元车架之间可 以横向拼接成单元车使用，又可和单元车横向拼接成三纵列组合全挂车。活络端梁 单元车除可以单独使用外，还可以与其他单元车( 或半单元车) 纵向或横向拼接使 用，或者拆下转向梁，将剩余的模块车架嵌入二单元车之i 自j ，增加挂车的货台长度 和载重量。图2 - 7 为某1 8 轴线挂车的拼接方案图。 8 第2 章、l ，捧：下的总体设计 2 1 d d l 一c 卜左联接块： 2 一右联接块：3 一横梁支撑；4 一边箱：5 一| 热板；6 - 下帮板： 7 一螺栓；8 一支座； 9 一联接座；l o 一定轴板；l l 一联接轴；1 2 一蝶栓 图2 - 6 、i - 单元车架横向拼接示意图。 f i 薛- 6h a l f - c e l lf r a m ed i a g r a mo f t r a n s v e r s es t i t c h i n g ，口口口目b a 口口二b 口d c j 口口多d 、d r 、乙一j a1 8 2 ；b 一辆1 8 2 和一辆6 2 ： c 三辆6 2d 一辆1 5 2 和辆3 x 2 图2 7 某1 8 轴线捧乍拼接方案图 f i g2 - 7s p l i c i n go fai8 - a x i st r a i l e rp r o g r a md i a g r a m 9 。、l 豳骂 河北科技人学硕十学伉论文 2 2 半挂车的使用 2 2 1 半挂车的拼接和拆分 本系列重型液压组合式半挂车由活络端梁、单元车、半单元车和连接部件组成。 各单元车、半单元车之间可以作纵向或横向拼接。 ( 1 ) 纵向拼接 a 图2 8 为各单元车之间尾部与尾部拼接示意图。 ，r r 一1 。鏖章一 1 一连接螺栓；2 一绎制；3 一蝶母；4 一锁紧螺母；5 一定位销；6 一连接板：7 一止动销；8 - 连接销； 9 - 连接板 幽2 - 8 单元下尾部与尾部拼接示意图 f i 9 2 8c a rr e a rr a i la n ds p l i c i n gu n i td i a g r a m 各单元车之间尾部与尾部的拼接采用相同的连接部件，主要由连接销8 、止动销 7 、定位销5 、连接螺栓1 、挚圈2 、螺母3 、锁紧螺母4 组成，为保证连接可靠和拼 接后货台平面的平直，在尾梁联接块之间还配有调整挚片。 b 图2 - 9 为半单元车之间尾部与尾部拼接示意图。 各半单元车之间尾部与尾部的拼接采用相同的连接部件，主要由连接销8 、止动 销7 、定位销5 、连接螺栓1 、挚圈2 、螺母3 、锁紧螺母4 组成，为保证连接可靠和 拼接后货台平面的平直，在尾梁联接块之i 自j 还配有调整挚片。 1 0 第2 章、卜拌下的总体设计 9 卜连接螺栓；2 一毕嘲；3 一螺母：4 一锁紧螺母：5 一定位销；6 一连接板；7 一止动销；8 一连接销：9 一连接板 幽2 - 9i | ，单元印之间尾部与尾部拼接示意幽 f j 9 2 - 9h a l f - c e l lv e h i c l et a i la n dt a i ls p l i c e db e t w e e nt h es c h e m a t i c c 图2 1 0 为活络端梁与单元车架拼接示意图。 卜连接螺栓：2 一挚吲；3 一螺母；4 一锁紧螺母；5 - 止动销： 6 - 连接销 图2 - 1 0 活络端梁与单元午架拼接示意图 f j 9 2 10a d j u s t a b l es i d ef r a m es p l i c ed i a g r a ma n du n i tb e a m 河北科技人学硕十学何论文 活络端梁与单元车架的拼接同单元车之i 、日j 拼接，主要由连接销9 、止动销7 、连 接螺栓、连接螺栓3 、挚圈4 、螺母5 、锁紧螺母6 组成，还配有一组调整挚片。 当挂车要拆成两节单元车单独使用时，只须将联接件拆下即可。 d 图2 1 1 为活络端梁与半单元车架的拼接示意图。 卜连接螺栓：2 - 绎削：3 - 螺母；4 一锁紧螺母；5 一连接觚销 图2 - 1 1 活络端梁与、i ，- 单元乍架的拼接示意图 f i 9 2 - l lb e a me l e m e n tw i t hs e m i a c t i v es i d ef r a m es p l i c ed i a g r a m 活络端梁与半单元车架的拼接同单元车之间拼接，主要由短连接销7 、连接螺3 、 挚圈4 、螺母5 、锁紧螺母6 组成，还配有一组调整挚片。 ( 2 ) 横向拼接 a 图2 1 2 为单元车与半单元车之间的横向拼接示意图 曩_ 曩：翠署翟滋荭= = ：= ，盎釜耩戳激= l ， u 一 三一量 卜螺栓；2 一铋蚓：3 一螺母；4 横拼斜撑；5 一斜撑捅销；6 一横拼斜撑央板；7 一横梁连接块 图2 - 1 2 为单元下与? l ，单元下之间的横向拼接示意图 f i 9 2 12 u n i tb e t w e e nc a r sa n dt r u c k sh a l f - u n i th o r i z o n t a ls t i t c h i n gd i a g r a m 1 2 庭画 第2 章、i ，丰睾下的总体设计 单元车与半单元车之i 日j 的横向拼接时，上部横梁通过横粱连接块1 0 、螺栓、挚圈、 螺母连接：车架下部通过横拼斜撑5 、斜撑插销6 、横拼斜撑央板7 、螺栓3 、挚圈4 、 螺母5 连接。 b 图2 - 1 3 为半单元车与半单元车之间的横向拼接图。 _ 。_ _ 。_ 。 ， 一= = = 芝e = = = = j 每- 一 ： 。：、 ： 、- 、? _ “￥j 、j 翟j 、。= = 拦 + j、i _ z = r 一一 2 。_ j 1 一螺栓；2 一毕嘲：3 一螺母；4 一轴套；5 一胝孟；6 一螺栓；7 - 祭嘲：8 - 螺母 幽2 1 3j 卜单元车与? 卜单元印之间的横向拼接图 ， f i 9 2 - 13h a l f - c e l lc a ra n dah a l fu n i t so f h o r i z o n t a lm o s a i cb e t w e e nv e h i c l e s 半单元车与半单元车之间的横向拼接时，车架中部通过螺栓1 、挚圈2 、螺母3 、 轴套4 、压盖5 连接：车架头尾部通过螺栓6 、挚圈7 、螺母8 ( m 4 8 ) 连接。 一般情况下，以轴线多的单元车作为整列挂车的头部，而轴线少的单元车作为 尾部，当场地狭小时，列车无法调头，也可以用轴线少的单元车作为头部，不管哪 些情况，尾部端的牵引架应该拆去。 2 2 2 半挂车拉杆调整 当挂车拼装使用时，列车的转弯半径大，而当挂车拆丌后，单元车的转弯半径 小，因此必须根据各种组合方式调整横向拉杆的长度和安装位置。 2 2 3 半挂车转向操作 ( 1 ) 转向油缸放气及充油无论是牵引转向还是控制转向，均要通过前后共四 只转向油缸，将运动传递给转向杆系，如果液压管路及转向油缸中存有空气，将伎 自玎后车辆之间转向不协调，致使整个车辆不能正常行驶。因此在车辆运行前必须将 13 河北科技人学硕十学佗论文 闭合管路中空气排除干净，并对转向缸活塞腔予以充油。 如图2 1 4 所示，在液压闭合管路中，管路的最高位置在前后四个转向油缸的最 高位置上，在该位置上每个转向油缸设有两个放气螺塞，需要放气时，打丌放气螺 塞，手油泵油箱注满液压油，打丌截止阀门，操纵手油泵将油注入闭合管路，管路 中的空气即从排气孔排出，直到从排气孔中排出的油不含气泡时，说明空气已经排 放干净，旋紧放气螺塞，再丌动手油泵继续注油直到管路中压力达到2 0 k g c m 2 时停止 注油。这样就完成了对管路空气的排放和注油。 1 t - 油泉；2 - 饿止阀；3 - 转向油缸：4 - 抉向阀 幽2 1 4 转向油缸注油示意图 f i 9 2 14s t e e r i n gc y l i n d e ro i l i n gd i a g r a m 排气充油结束后必须马上把转向充油截止阀关闭，除了对活塞腔进行转向充油， 其他任何情况下这二只截止阀均关闭。 ( 2 ) 控制转向 在进行控制转向操纵自 ，首先把连接上、下转向架的连接销从 下转向架中退出，使得上、下转向架分离，将并联在充油管路中二只截止阀关死， 而安装在转向油缸上的四只截止阀打开，扳动操纵箱上的转向手动换向阀即可实现 左或右转向。 组合车控制转向时，前后操纵箱可分别操纵。 ( 3 ) 牵引转向车辆正常运输时采用牵引转向，旋转连接销丝杆，使上、下牵 引架连在一体。 2 2 4 半挂车悬挂操作 ( 1 ) 二纵列悬挂的操纵根据三点支承液压悬挂原理，3 + 3 轴线全挂车1 2 只悬 挂缸分成三组，每组4 只悬挂油缸，通过管路互相沟通，而各个支承点的悬挂油缸 互不沟通，三点支承分御见图2 1 5 。 1 4 第2 章、i ，择午的总体设计 后支点右支点左支点 | e 刍邑e 型已d 芒型e 型 - j - 一弓 串匡氧日日。 氐 之一 耦 _ 一亡曰章渭 口 日日一 l l | | l 。毛一 - “ f 习f f 习f 习f 习f 习 幽2 - 1 53 + 3 轴线j 丰7 f 悬择缸分组示意幽 f i 9 2 一1 53 + 3a x i sc y l i n d e rb l o c kd i a g r a mo f t r a i l e rs u s p e n s i o n 如图2 1 6 所示，每只悬挂油缸均有二根油管和其相连，当需要建立某一个支承点 时，只要打开边箱的相应管路上的截止阀，同时关闭其他管路截止阀。以3 + 3 轴线为 例。 卜发动机：2 一过滤器；3 一液胜象；4 一溢流阀；5 - 伙速臼封阀； 6 多路换向阀： 7 悬挂缸： 8 截止阀：9 一安伞阀；1 0 换向阀；l1 - 丁动象： 1 2 一转向油缸 幽2 1 63 + 3 轴线择午液压系统原理图 f j 醇- 1 63 + 3a x i st r a i l e rh y d r a u l i cs y s t e md i a g r a m 当挂车拼接使用时，左侧前4 只油缸组成左支承点，这时将左侧上面管路的截止 阀打开，下面管路的截止阀关闭。同理，右侧。 j i f 4 只油缸组成右支承点，将右侧上面 管路的截止阀打开，下面管路的截止阀关闭，后面二排轴线的4 只油缸组成后支承， 把上面管路的截止阀关闭，下面管路的截止阀打开。 当挂车拆开成单元车时，其三点支承情况也要改变，三轴线单元车支承分组情 况见图2 17 。 为了满足下图的支承要求，有关悬挂缸边箱内的截止阀要进行切换。左一、左 二及右一、右二缸的截止阀开、闭状态不变，而原来组合挂车中的左三、右三分属 15 河北科技人学硕十学位论文 左、右支承点，而现在是后支承点，所以左三、右三油缸上面管路的截止阀关闭， 下面管路的截止阀打丌，这样左三右三缸形成后支承点。 左三左二左一 图2 一1 73 轴线挂布悬挂缸分组示意图 f i 9 2 - 173a x i sc y l i n d e rb l o c kd i a g r a mo ft r a i l e rs u s p e n s i o n 无论是拼接状态还是分成单元车使用，边箱内的两只截止阀总是一只丌，一只 关，两只都丌或都关均是不允许的。其右、后、左支承点的升高或降低均分别可扳 动手动换向阀，而达到调整目的。调整时，打开装于操纵箱上的截止阀，调整后关 闭，每个支承点逐点调整，依次升降，每次5 0 6 0 m m ，直到需要的高度。每次操作 不可同时操作两只手柄。 ( 2 ) 三纵列悬挂的操作在三纵列全挂车中，同一轴线有三根轮轴，所以中问排 悬挂油缸有的属“左支承”，有的属“右支承”；有的属“后支承”，连接中f 白j 一列悬挂油 缸的油路分成三路，分别与左、右、后支承相连。 图2 1 8 为1 2 3 挂车分组示意图。 右支承后支承 左支承t 7 幽2 1 81 2 x 3 拌下分组示意幽 f i 9 2 - 1812 x 3b l o c kd i a g r a mt r a i l e r 1 6 第2 章、l ，挣下的总体设计 图2 1 9 为6 3 挂车分组示意图。 一 # 缝 蓼疑 叁， 专是 ： 骨 _ 煺 “0 右支承 后支承 _ _ _ _ _ _ 。_ - - 一 一 t 一一一1 。- - - - 一 一 篁、： - ：- - - _ _ _ _ 0 - - _= z - 。一j i、- ，。一 、 一一。i ，一 一l一 = = = ：芒 一l ：，一 1 - - 一、一、 一 ，一卞 、j ：7 “。 ：厂一= = ： 二二 图2 - 196 x 3 拌下分组不意幽 f i 妒- 196 x 3b l o c kd i a g r a mt r a i l e r 装载高重心货物在大坡度路或斜坡上行驶时会引起部分支承点的悬挂和轮轴过 * 载，货物有较大倾覆力矩，甚至引起倾翻，所以必须进行倾斜调整口：。因此，操作 顺序与高度调整顺序相同，倾斜调整必须在非常慢的车速或停车时小心地进行，操 纵箱上三点支承油压有反映悬挂支承点的负荷分配情况，应使每个支承点之间的压 力差不超过2 0 。 2 2 5 半挂车调整 袭 ( 1 ) 车辆纠偏为了保证拼接后全挂车直线行驶时，所有轮胎均沿直线方向排 列。即使装配时所有轮胎调直，但在车辆行驶了一定路程后还会产生“跑偏”现象。 这是因为，尽管两节单元车内部各轮轴之间用机械拉杆刚性连接起来，当调直时， 各轮轴之间转向关系就固定了，但两节单元车拼接处不是靠机械式拉杆连接的，而 是采用软管连接，通过油压联系起来，由于管路中油液的泄漏、空气的存在、软管 的刚性较差等。因此跑了一段路程后两节单元车之间轮胎出现“跑偏”，使两节单 元车的轮轴不成直线行驶，行驶阻力增加，轮胎与路面之间产生侧向滑移，从而增 大轮胎的磨损，加重对路面的破坏，这时需要对挂车进行纠偏。 纠偏操作步骤如下： a 发动动力机组，按整车“控制转向 操纵程序，将前半节车的轮胎调直，使 自玎半节轮轴转角为零度，此时后半节轮轴也跟随一起转动某一角度( 偏差角) 。 b 将前端转向油缸活塞腔的2 只截止阀关闭，将充油管路并联截止阀打开。 c 然后对后半节车再进行“控制转向操纵。由于截止阀关闭，使自，j 半节车轮 轴不能转动，当后半节车各排轮轴调直后，实现纠偏。 1 7 河北科技人学硕十学位论文 d 再将自订端转向油缸活塞腔的2 只截止阀打丌，将充油管路并联截止阀关闭。 ( 2 ) 转向杆系的调整为避免轮胎不f 常的磨损，必须保证在直线行驶时所有 轮胎的直线性，在拆装维修后必须对转向杆系进行调整。 a 转向杆系的调整必须在平整的地面上进行，并须解除全部刹车。 b 调直转向架使其上的红色标记对f 车架中心，当转向架不能对f 车架中心时， 可转换到控制转向方式，操纵转向油缸使转向架上的标记对f 中心。 c 调节纵向拉杆长度，使转向支承轴上的各转向臂都处于中白j 位置( 可测量横 向拉杆的连接销到大梁两侧的距离是否相等) 。 d 调节横向拉杆长度，使各轮轴的轮胎保持平行( 可在挂车一侧靠轮胎拉一细 绳来检查轮胎的直线性) 。 e 调整完成后检查各拉杆接头上的锁紧螺母是否旋紧以防在行驶中松动，造成轮 胎的磨损甚至引起事故。 ( 3 )内侧轮胎的更换当轮轴上内侧轮胎需检修或换位拆装时可按如下进行： a 降低需更换轮子的支承点，当挂车有负载时通过每个支承点交替动作降低货 台( 见货台的升降调整) 。 b 关闭该轮轴悬挂油缸的两只截止阀，使悬挂油缸与该组支承点隔离。 c 用搭扣将该悬挂装置的平衡臂及轮轴吊起。 d 升起整个货台。 e 脱丌该轮轴悬挂的横向拉杆，拆卸快放阀侧的空气软管接头，拆卸悬挂油缸软 管接头。 f 旋转悬挂架1 8 0 。，当心不要损坏软管，这样即可进行更改或修理。 g 工作结束后，悬挂复位重新装好横向拉杆及软管，调整好车轮的直线性。 h 降低整个货台，解除搭扣，打丌该轮轴悬挂油缸相应的截止阀，重新升起整 个货台。 2 3 重型液压组合式半挂车的应用 2 3 1 半挂车的拼接方案 货台部可根据货物的载重及外形尺寸由前、中、后模块拼装而成，也可由中间 模块和后模块拼装，取消前模块。如图2 - 2 0 所示为组合式半挂车的几种拼装方案， 其特点是：中间模块可以是平板梁或凹心梁，其外形尺寸可根掘货物的外形尺寸进 行设计；前、后模块可以是1 、2 、3 、4 、5 、6 轴线2 纵列式、3 纵列式、4 纵列式 基本组合模块，也可以是半模块组成的单元车，也可以是由各种模块车拼接而形成 的组合式挂车。以上其它各种单模块的组合形成了形式各异的组合式半挂车，从而 能够完成运输形状各异、尺寸各异的各种大型货物。 18 第2 章、| ，拌下的总体设计 幽2 - 2 0 细合式? l ，捧乍拼装方案 f i 薛- 2 0c o m b i n e dt r a i l e ra s s e m b l yp r o g r a m 2 4 本章小结 本章介绍