背式清障车改装设计【全套CAD图纸和毕业答辩论文】

买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 第 1章 目 录 摘要 l 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 1 内外道路清障汽车的发展概况 2 内市场情况 3 外市场情况 3 路清障汽车发展方向与前景 3 设计的主要内容 4 第 2 章 道路清障汽车参数的确定 5 案一固定轴荷式牵引型清障车 5 调轴荷式牵引装置 6 案二臂架起重机型清障车 6 本类型 7 要结构 7 案三背式清障车道路清障车 9 车作业过程 9 案四门架叉式清障车 10 构 10 业过程 11 点和不足 12 体机构设计方案的确定 13 章小结 13 第 3 章 道路清障车结构方案分析 14 本尺寸参数的确定 14 量参数的确定 14 定装载质量 14 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 车整备质量 14 质量 15 路清障汽车底 盘的选择 15 盘型号的选定 15 章小结 17 第 4 章 清障车副车架的设计计算 19 路清障汽车副车架的设计与分析 20 车架的截面形 状及尺寸 20 车架的前端形状及安装位置 21 车架与主车架的连接 22 车架尺寸和材料的确定 24 载荷的分析 24 钢的选取 24 的校核 24 压缸底座和副车架之间螺栓的选取和校核 24 车架螺栓的选取和校核 24 章小结 24 第 5 章 液 压系统设计 25 升机构形式的选择 25 接推动式举升机构的具体设计 27 作原理 27 数设计 28 点的选择 29 板与油缸联接点（中指点）的选取 30 缸前支点的选取 29 缸形成的选取 30 缸直径的选取 31 压缸的推力和拉 力校核 34 壁厚度的确定 35 压绞盘的设计 33 1 系缆部分 34 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 2 液压马达部分 34 3 绞盘性能参数计算 34 4 液压马达的性能计算 34 泵的计算与选型 34 泵工作压力的计算 34 泵理论流量的计算 34 泵排量的计算 35 泵功率的计算 35 泵的选型 35 箱与油管的计算与选型 36 箱容积的计算 36 管内径的计算 36 压卷筒选取 36 配阀的选取 40 力器的选型 38 力器布置方案的选定 38 力器取力方式前置式 38 轮前端取力 38 轮后端取力 39 速器上盖取力 39 速器后盖取力 39 力器型号的选型 39 章小结 39 第 6 章 道路清障车基本性能参数计算 41 路清障车整车参数 41 力性计算 41 动机外特性 43 车行驶方 程式 46 力性评价指标的计算 48 路清障车整车动力性计算 48 油经济性计算 50 路清障车稳定性计算 51 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 路清障车运输 状态稳定性计算 52 路清障汽车载运时稳定性计算 53 具箱中工具的选取 54 章小结 54 结论 55 参考文献 56 致谢 57 附录 58 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 第 2章 绪 论 究本课题的目的和意义 随着经济的发展伴随着宽敞的道路、穿流不息的车辆和有序的交通管理系统，已成为现代都市的一种景观。这种有序是千千万万管理或参与交通行为的人共同维系和创造的，但由于各种复杂的交通环境和人为因素影响，各种交通事故仍然频频不断地在城市的不同路段发生，而且所呈现的状况也不尽相同。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。 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。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 用 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。 路清障汽车定义、组成、功用 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 个买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 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，两支 腿 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 支梁 ，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。 内外道路清障汽车的发展概况 内 清障车市场 情况 我国清障车产业起步于 20 世纪 80 年代末。近 20 年来，我国清障车行业经历了整车引进、吸收仿制到自主研发的过程。随着我国城市交通与高速公路的快速发展，国产清障车的技术水平、制造工艺已取得突破性进展，形成了产品多功能化、智能化、人性化的技术特点，上装 (专用机构 )具有采用新材料、模块化设计和专用设备 制造的买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 工 艺特点。我国一此企业通过采用专用设备和模块化设计，实现了清障车的流水线生产，产量提高，成本降低，并有一定上装产品出口。包括国有企业，日前我国清障车生产企业有 10 家左右，生产 2 60t。 100 余个不同型号和规格的清障车产品。据悉，国内日前最 大 吨位的清障车为 48t，产品投入市场后很受欢迎我国自主开发的 60t 级清障车也已实现销售， 80t 级清障车的开发已开始筹划。可以说，国内清障车的设计与市场开发已进入一个新的时代。 外 清障车 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。当时这种车还比较简单，靠机械传动带动卷扬机，拉杆支撑，故障车一端被吊起拖离现场；往往采用自制底盘，功能较单一，这是清障车发展的第 1 阶段。第 2 阶段，以引入液压传动与控制技术为标志， 20 世纪 70 年代第一批采用全液压传动的清障车生产出来，涌现了一批著名的清障车企业，如美国的 地利的 本的 拿人的 一阶段的清障车技术和生产得到很大发展，首先是系列品种、规格增多，结构形式多样化，其次是所用专用底盘、二类底盘多样 化。大型清障车最大为 4 桥。第 3 阶段，结构多样、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 4 阶段，工作能力更 大 ，拖举能力最 大 达 25t， 拖牵能力达 48t， 起吊能力达 40t。第 5 阶段，操作方式更先进，工作环境更 舒适 。国外，专用底盘用户向底盘生产商供货时，后者会给前者一个软件，用户可据需在软件上对底盘布局进行修改，后者再根据用户的修改生产专用底盘。此外，还有专门的清障车底盘改装厂。按目前我国清障车销量约为国外的 1/10 推算，国外清障车年为需求 2 万辆。 路清障汽车发展方向与前景 “十一五 ”期间，我国公路建设继续保持快速发展，以 “五纵七横 ”为主骨架的公路网将相继形成。 2010 年我国高速公路通车总里程将位居世界第 2 位。各省市高速公路争相突破 1 000 路的快速发展为清障车提供了良好的发展环境。我国汽车保有量近年来增民迅猛，给道路交通带来了很大压力，交通事故频发，许多城市道路交通拥挤不堪。所以，近几年各城市道路清障车的采购量逐年增长 。 2000 年至今，上海市新增近 1 680 辆，北京市新增近 2 000 辆，近 2 年广州市每年新增 300 多辆，江浙等地的增幅也较大。近 2 年沿海地区城市与当地部队靠近台 湾地区采购了大量大吨位清障车。除了新修道路需要配备清清障车以外，还有大量老旧清障车等待更新。专家统计，清障车因使用频繁 5 年一换新。 道路救援工作社会化使道路清障车市场扩展。上海从买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 2000 年 9 月建立 “清障施救协作网 ”，逐步推进清障救援的社会化、规范化、专业化和市场化 ； 为此，上海的交巡警支队全部退出了清障施救网络，将全部清障牵引车辆拍卖给了社会施救单位，车辆牌号换成地方牌号，交巡警变为管理者。近年广州交通集团交通拯救公司的成立，也掀开了广东道路救援上作社会化的序幕。 道路清障上作社会化、市场化之后，受委托的清障 施救公司在交警部门的指导下，按照城市发展规划要求，完善施救网络，参与有序竞争，会考虑增加新的设备 ； 同时，也会通过招标方式选择技术含量高、质量好、价格低、服务到位的产品和企业。 未来几年需求量预测，近年来，我国清障车有了一定发展，但功能齐全、外形 外观的清障车还较少，尤其是道 路 清理各级公路及城市道路肇事、故障车辆及违章停放车辆的清障车的缺口还很大。有专家预测，未来几年，我国清障车年需求量约 2 3002 500 辆，其中： “ 拖吊 ” 和 “ 旋转 ” 型 1 300 1 500 辆， “ 平板 ” 和 “ 升降平台 ” 型1100 1300 辆。 预计 “ 十一五 ” 期间总需求量继续稳步增民，年均增民率约 15%。 设计的主要内容 本设计的目标是设计一种载重 3t 的道路清障汽车。本次道路清障车装备有 平板 和液压 液压绞盘 两套装置。因此本设计主要研究的内容有： 总体布置 ， 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、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。 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 第 3章 道路清障 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，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 ； 案一四门架叉式清障车 构 门架叉式清障车使用普通卡车改装，视不同起重吨位，可选用轻卡、中卡及重型卡车改装，只需制作一副起重门架，增加一套简单的液压系统即可改装完成。起重门架铰接在汽车底盘纵梁尾部，小型液压系 统安装在汽车发动机功率输出端，利用汽车发动机的动力驱动油泵，提供清障作业时起重油缸和偏转油缸的动力图 起重门架是矩形焊接结构件。以中型门架为例，其轮廓尺寸 (长、高、厚 )为 1 200、 1 800、150括外门架 (图 内门架 (图 内门架在外门架内滑动，山起重油 图 式清障车 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 图 式清障车工作过程 图 式清障车运输状态 图 式清障车 缸控制内门架的升降。在内门架上装有叉 梁副臂及托叉后梁和托叉前梁 (图 c、a)，用于托起事故车辆。整个起重门架能在偏转油缸作用下做小角度偏转。作业时将叉架伸入事故车辆前轮 (或后轮 )，固定后，举升油缸驱动内门架上升即可抬 起事故车头 (或车尾 )，将事故车拖离现场。 图 架叉式清障车 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 门架叉式清障车的设计思想源于装卸用门架式叉车，其作业过程与叉车的作业过程极为相似。不同的是，叉车内门架行程大，一般达到 2m，而叉式清障车的内门架行程只 300车由于输送距离短，一般利用门架偏转油缸使货物贴紧门架即可，不需捆绑货物，而叉式清障 车输送距离长，应考虑捆绑锁紧方式。 案二 式清障车道路清障车 式清障车道路清障车在作业时应十分注意对事故车辆的保护，特别对一些新车、高档轿车应避免因为作业中的捆绑、挤压以及运输中的碰撞造成对事故车辆机件及外观上进一步的损伤。除采用文明作业方式外，还应在作业方法上 给 以注意，包括使用垫层、软接触、选择拖运部位、使用专用属具及注意拖行车速等多方而。 如果采用上述方法仍不能实现无损输送，就应选用 式清障车如图 式清障车能够最大限度地保护事故车辆。 式清障车外形上类似自行平板车如图 有一般平板车不具备的工作台翻转能力，运动形式类似翻斗卡车。 式清障车在工作平台前部装有液压传动钢丝绳卷扬机构，是装车卸车的动力来源。工作原理 :在二类通用汽车底盘上装有用油缸、连杆和底盘相联接的工作平台，工作平台、汽车底盘、翻转油缸及连杆共同构成在汽车纵向垂直平而内的四杆机构。当翻转油缸伸出时，工作平台平缓地后移和翻转，平台末端落地，与地面成 11 22角，位于事故车正前方。 车作业过程 清障车以车尾接近事故车，翻转油缸工作使工作平台后翻落 地。开动液压卷扬机构，用钢丝绳连接事故车辆的前桥 (也可连接事故车辆后桥，以倒拉方式装车，本文和图示均按正拉方式叙述，如图 开动卷扬机，事故车被缓慢地拉上平台，驱动翻转油缸，工作平台复位，固定事故车辆后即可实现无损输送如图 了便于曳引事故车辆，可在工作平台上设置两条纵向由排列紧密的多支平行滚子组成滑道，使牵引阻力降低，即使前后桥均己损坏，车轮不能转动的车辆也能轻松装卸如图 达目的地，卸车过程是装车过程的逆过程。 式清障车的最大优点是实现了无损输送，这是臂架式清障车和 门架叉式清障车难以做到的。 式清障车对前后桥均己损坏，不能拖行的全损车辆也能施救作业，此外， 式清障车可实现长途运输，车速不受限制，而其它清障车在拖行时的速度低于 25km/h。 式清障车的缺点是作业时间较长，尤其是装车时间较长，这一点对于繁忙路段的清障是不利的， 式清障车的成本也略高于其它类型清障车。 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 案三 臂架起重机型清障车 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如图 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 面 内做小范围的旋转运动，所以臂架受力简 支梁 ，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 在举升油缸驱动下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。 图 架起重机型清障车 本类型 所有臂架式清障车的基本结构是相似的，如果进行分类的话，只能从臂架形状和是否装有起重副臂来区分。在臂架形状上，轻小型清障车多采用直线梁臂架如图 重型清障车有采用曲线梁的如图 否装有起重副臂是指在起重臂架主梁内可套装一节可伸缩起重副臂 (参看图 起重副臂端部装有钢丝绳滑轮，可用于简单的起重作业，以扩大清障车的工作范围。例如将翻下路基、掉到沟里或水 中的失事车吊起或曳引送回地面，再用叉式拖架抬起拖走，或将翻滚的事故车扶正等。当要求起重或牵引功能时，应在起重臂架根部安装钢丝绳卷扬机构，用液压马达驱动，使用吊钩或直接用钢丝绳捆绑作业，安装了起重副臂的清障车明显扩大了使用范围。 要结构 起重臂架总成 起重臂架总成是清障车最重要的部分，也是基本工作装置，其功能是将事故车头抬起、买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 固定，以达到拖离现场排障的目的。如果遇到后桥严重损毁而前桥正常的事故车辆则采用倒拖，即托起后轮退行。遇到前后桥均损坏时应使用 式清障车，也可以托起前轮，同时在 后轮下垫装滑板。主臂架为 “ 之 ” 字矩形截面箱型梁，由主臂、垂直副臂、摆动臂及摆动臂内套桑着的叉梁副臂构成，主臂架总成还包括两支主臂架举升油缸、摆动臂油缸、叉梁副臂伸缩油缸共七部分组成。兼有起重机功能的起重臂架总成还包 主臂 举升油缸 起重副臂 摆动臂 叉梁副臂 图 起重副臂的直线梁起重臂 图 线梁起重臂 括起重副臂和起重副臂伸缩油缸两部分。叉梁副臂是一个 “ T” 字矩形截面箱型梁，可由伸缩油缸作功而产生伸缩运动。在叉梁副臂的 横梁上安装可调节相对位置的两组买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 叉式拖架，叉式拖架是用来插入事故车辆前轮并使之固定的专用装置，分为叉架前梁和叉架后梁两部分。主臂举升油缸的缸头铰接在汽车底盘上，活塞杆头铰接在主臂中部的水平销轴耳座上，一般成对布置。举升油缸的作用是实现臂架的托起动作，为保证在拖行过程中事故车头不致下落，应考虑油缸的液压闭锁。 钢丝绳卷扬机构 采用低速大扭矩马达，通过离合器驱动钢丝绳卷筒实现牵引或起重作业。一般清障车上装有一台钢丝绳卷扬机构，为提高作业能力可安装两台卷扬机构，其优点是通过两根绳索的有效配合，可实现将 事故车辆翻个、掉头并弥补单绳牵引力的不足。采用牵引作业方式时，应尽量使钢丝绳方向和车身方向相同，避免斜拉。在牵引作业时，用起重臂支承地而可起到支腿作用，如被牵引车辆较重或地形过于陡峭时应考虑清障车的锚定。 工作过程 (按正拖方式叙述 )固定车轮的方式清障车到达事故现场，将起重臂架下放，清障车尾部接近事故车车头，在接近过程中，带有两支叉架后梁的叉梁副臂贴地而伸入事故车前轮，用液压卷筒将事故车辆驱动轮拽到叉架上。当叉架前梁和叉架后梁上的两个圆块稳稳地将事故车车轮卡紧时，用尼龙锁紧带或铁链将车轮和叉式拖架捆绑牢固，并 用卷筒带上车辆，这样事故车辆就和清障车联结起来了。举升油缸工作，臂架将事故车头抬起脱离地而清障车起步将事故车拖走。 案固定轴荷式牵引型清障车 固定轴荷式牵引型 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。如果在前轴上加重 时 ，又会使清障车在不拖拽作业时转向沉重。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 买文档就送 14951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 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 调轴荷式牵引装置 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