半挂转全挂用牵引拖台装置的设计.doc

焊成整体框架结构。牵引架通过销轴安装在拖架前部，牵引环安证该差值在3050 mm范围内，试选用H210型悬挂支座，此时牵引座与牵引销的距地高度差为：H悬挂支座=H210-H160 =50 mm，此数值 介于3050 mm。再将H210型悬挂支座的数值代入(2)式计算，得出牵引座距地高度为1 395 mm，此数值须符合国家标准的规定1， 因此选用H210型悬挂支座能满足牵引拖台装置的牵引要求。因为所拖挂的是总质量为40 t的三轴半挂车，根据三轴半挂车 承重比例的分配，前部牵引座处承重为总质量的1/3，即40 t/314 t，即牵引拖台承重为14 t。根据车架结构设计中，载质量15 t，鹅 颈 处 纵 梁 高 度 在 160 mm左 右 的 论 述 2， 该 纵 梁 高 度 选 用 160 mm就可以满足承载要求；若选用210 mm高度的纵梁，则悬挂支 座需选用H160型的。考虑到降低自重的要求，故选用小截面纵 梁。2.1.2 牵引座的安装与选择牵引座通过牵引座垫板安装在拖架上。牵引座垫板是牵引座 与拖架纵梁承上启下的部件，垫板上面与牵引座用M16的高强度 螺栓连接(螺母的拧紧力矩为240 Nm)；垫板下面焊接在拖架纵梁 上翼板面上。要求垫板的上、下平面分别与牵引座下平面、纵梁 上翼板面贴合严密。因被拖挂的半挂车总质量为40 t，采用50号牵 引销，牵引座亦选用50号，以保证彼此匹配。2.2 悬挂的选择考虑普通钢板弹簧悬挂具有比空气悬挂成本低、损坏时易维 修的特点，选用了普通钢板弹簧悬挂。本例中选用了13/片14片 型板簧。按照2.1.1章节所述，牵引拖台每轴实际承载14 t/2，则每 侧板簧承载3.5 t。根据13/片14片型板簧的性能试验，该簧所承 受的最大负荷为78.4 kN，合8 t，远大于板簧实际承载量(3.5 t)，因 此完全能满足承载要求。2.3 车轴的选择车轴的承载能力应大于悬挂的承载能力，根据2.2章节所述， 选择了13 t级车轴。轴体截面尺寸为150 mm150 mm，轴管采用 具 有 高 屈 服 点 且 为 较 大 壁 厚 的 材 料 ， 并 对 轴 头 轴 管 进 行 特 殊 处 理，使其具有较高的抗弯强度。3 实例在半挂车前部加装牵引拖台，利用牵引拖台的牵引挂环与载 货车的牵引钩连接，扩大了半挂车的适用范围，满足了中长途运 输装运货物多的需要，充分显示了组合车辆在中长途运输中的优 势3，如图3所示。半挂转全挂用牵引拖台装置的设计Design of Traction Towed Platform in Changing Semi-trailer to Full Trailer装在牵引架的前端，在牵引车辆时，它是主要的受力部位，因此其环截面由普通全挂车用的35 mm改为40 mm，以增加截面模 量。悬挂支座焊接在拖架纵梁下翼板相应位置上，用以支撑悬挂 板簧。2.1.1 拖架纵梁的确定和悬挂支座的选择现以LZQ9407ZZF型三轴半挂车为例(如图2)，介绍牵引拖台 的拖架纵梁及悬挂支座的选用方法。贾秋兰JIA Qiu-lan山东迅力特种汽车有限公司 山东临清252600摘 要：对半挂车转换为全挂车的牵引拖台装置进行了研究，综述了牵引拖台各主要部件的选择方法。通过拖台装置的牵引挂环与载货车的牵引钩连接实现车辆的组合，扩大了半挂车的适用范围。 以64载货车为例介绍了应用牵引拖台实现组合车辆运输的特点。关键词：牵引拖台 半挂转全挂 牵引座 牵引销Abstract The traction towed platform while changing semi-trailer to full trailer was studied. The pickingmethod of components in traction towed platform was summarized. The vehicle combination was established by traction ring in towed platform and traction hook in truck, and the use range of semi-trailer was enlarged. The features of applying traction towed platform to complete a combination vehicle was introduced under the example of the 64 truck.Key words traction towed platform; semi-trailer transform full trailer; traction base; traction pin.第一作者：贾秋兰，女，1978年生，助理工程师，现从事专用车设计工作。图2 三轴半挂车示意图中图分类号：U463.91+1.02 文献标识码：A 文章编号： 1004-0226(2012)02-0080-03按照牵引座与牵引销高度的匹配要求，要计算牵引拖台的牵引座距地高度，必须先求出半挂车的牵引销距地高度。一般在选 用其他型号悬挂支座和板簧时，采用的是半挂车悬挂总成高度388mm(选用H160型悬挂支座和16/片7片型板簧时得出该值)作为 基准而取差值的方法。牵引销距地高度H1为：1 前言在中长途运输中，一般通过牵引车后加挂车的组合方式提高 运输效率，减少对环境的影响。由于半挂车是利用自身牵引销与 牵引车的牵引座连接锁止后实现牵引的，若想在普通载货车后部 加挂半挂车，则此方式限制了半挂车的使用。针对半挂车的牵引 问题，参照国外已在应用的牵引拖台方式，设计出一种用于半挂 转全挂的牵引拖台装置。2 牵引拖台装置的结构牵引拖台装置主要由牵引架、拖架、悬挂、车轴等主要部件 组 成 ， 按 轴 数 可 分 为 单 轴 式 和 双 轴 式 两 种 。 整 体 装 置 类 似 全 挂 车，除安装有上述部件外，还设计有制动系统和信号灯、牌照座 板等，可采取拖挂方式在载货车或半挂车后部单独使用(即牵引拖 台未拖挂任何挂车)。因牵引拖台装置起着承前启后的衔接作用， 其关键部件均采用优质配件，使其具有工作承载力大，操作使用 方便等特点。各部件的安装示意如图1所示。单轴式牵引拖台的牵引座中心线须与车轴中心线完全重合(在 实际操作时不易保证)，否则易导致受力不平衡。由于单轴的承载 力小，故常用于拖挂载质量较小的半挂车，如图1(a)所示；双轴式 牵 引 拖 台 是 在 单 轴 的 基 础 上 增 加 了 一 个 车 轴 及 相 应 部 件 ， 如 图1(b)所示。单轴式与双轴式牵引拖台的区别在于单轴式的牵引架与 拖架采用一体式结构，而承载量大且受力均衡是双轴式牵引拖台 的优势。本文将重点阐述双轴式牵引拖台装置主要部件的设计思 路。H1=388+H纵梁后部+R轮胎+板簧+H悬挂支座 -H纵梁前部(1)式中，H纵 梁 后 部 为纵梁后部高度，取450 mm；R轮 胎 为轮胎半径，取540 mm； 板 簧 为 选 用 板 簧 与 16/片 7片 型 板 簧 的 厚 度 差 ， 取 14片- 7片=70 mm，H为选用悬挂支座与H160悬13/片16/片悬挂支座挂支座的高度差，取H -H =110 mm，H为纵梁前部高度，(a) 单轴式270 160纵 梁 前 部取210 mm。代入上述数值，得：H =1 348 mm。1根据(1)式，可推出牵引座距地高度H 为：2H2=388+R轮胎+板簧+ H牵引座+垫板+H悬挂支座+H纵梁(2)因该装置选用了与上述半挂车相同的轮胎、板簧，假设选用H160型悬挂支座且当不含纵梁H纵梁时，牵引座距地高度H3为：H3=388+R轮胎+板簧+ H牵引座+垫板(3)式中，H纵 梁 为拖架纵梁高度，H牵 引 座 为牵引座高度，取175 mm，垫板为牵引座垫板厚度，取12 mm。(b) 双轴式图1 牵引拖台装置示意图代入上述数值，得：H =1 185 mm。32.1 拖架拖架是牵引拖台装置的关键部件。在设计时为满足拖挂载质 量较大车辆的强度要求，拖架纵梁采用Q345钢板焊接成盒形(双层 腹板)；横梁和辅梁采用槽钢；主要受力处加焊大支撑梁，与纵梁因为H -H =163 mm，故采用高度为160 mm的纵梁即可满足要1 3求(163-160=3 mm忽略不计)。则牵引座距地高度与牵引销距地高度的差值即相当于选用悬挂支座与H160型悬挂支座的高度差。要保图3 64货车使用双轴式牵引拖台牵引半挂车(下转第83页)引销，牵引座亦选用50号，以保证彼此匹配。2.2 悬挂的选择考虑普通钢板弹簧悬挂具有比空气悬挂成本低、损坏时易维 修的特点，选用了普通钢板弹簧悬挂。本例中选用了13/片14片 型板簧。按照2.1.1章节所述，牵引拖台每轴实际承载14 t/2，则每 侧板簧承载3.5 t。根据13/片14片型板簧的性能试验，该簧所承代入上述数值，得：H1=1 348 mm。根据(1)式，可推出牵引座距地高度H2为：H2=388+R轮胎+板簧+ H牵引座+垫板+H悬挂支座+H纵梁(2)输装运货物多的需要，充分显示了组合车辆在中长途运输中的优图3 64货车使用双轴式牵引拖台牵引半挂车TECHNIC FORUM/技术论坛2012/02焊成整体框架结构。牵引架通过销轴安装在拖架前部，牵引环安 证该差值在3050 mm范围内，试选用H210型悬挂支座，此时牵 装在牵引架的前端，在牵引车辆时，它是主要的受力部位，因此 引座与牵引销的距地高度差为：H悬挂支座=H210-H160 =50 mm，此数值 其环截面由普通全挂车用的35 mm改为40 mm，以增加截面模 介于3050 mm。再将H210型悬挂支座的数值代入(2)式计算，得 量。悬挂支座焊接在拖架纵梁下翼板相应位置上，用以支撑悬挂 出牵引座距地高度为1 395 mm，此数值须符合国家标准的规定1， 板簧。 因此选用H210型悬挂支座能满足牵引拖台装置的牵引要求。2.1.1 拖架纵梁的确定和悬挂支座的选择因为所拖挂的是总质量为40 t的三轴半挂车，根据三轴半挂车 现以LZQ9407ZZF型三轴半挂车为例(如图2)，介绍牵引拖台承重比例的分配，前部牵引座处承重为总质量的1/3，即40 t/3 的拖架纵梁及悬挂支座的选用方法。14 t，即牵引拖台承重为14 t。根据车架结构设计中，载质量15 t，鹅 颈 处 纵 梁 高 度 在 160 mm左 右 的 论 述 2， 该 纵 梁 高 度 选 用 160 mm就可以满足承载要求；若选用210 mm高度的纵梁，则悬挂支 座需选用H160型的。考虑到降低自重的要求，故选用小截面纵 梁。2.1.2 牵引座的安装与选择牵引座通过牵引座垫板安装在拖架上。牵引座垫板是牵引座 与拖架纵梁承上启下的部件，垫板上面与牵引座用M16的高强度 螺栓连接(螺母的拧紧力矩为240 Nm)；垫板下面焊接在拖架纵梁图2 三轴半挂车示意图上翼板面上。要求垫板的上、下平面分别与牵引座下平面、纵梁 上翼板面贴合严密。因被拖挂的半挂车总质量为40 t，采用50号牵按照牵引座与牵引销高度的匹配要求，要计算牵引拖台的牵引座距地高度，必须先求出半挂车的牵引销距地高度。一般在选 用其他型号悬挂支座和板簧时，采用的是半挂车悬挂总成高度388mm(选用H160型悬挂支座和16/片7片型板簧时得出该值)作为 基准而取差值的方法。牵引销距地高度H1为：H1=388+H纵梁后部+R轮胎+板簧+H悬挂支座 -H纵梁前部 (1)受的最大负荷为78.4 kN，合8 t，远大于板簧实际承载量(3.5 t)，因 式中，H纵 梁 后 部 为纵梁后部高度，取450 mm；R轮 胎 为轮胎半径，取此完全能满足承载要求。540 mm； 板 簧 为 选 用 板 簧 与 16/片 7片 型 板 簧 的 厚 度 差 ， 取 2.3 车轴的选择13/片14片-16/片7片=70 mm，H悬挂支座为选用悬挂支座与H160悬 车轴的承载能力应大于悬挂的承载能力，根据2.2章节所述， 挂支座的高度差，取H270-H160=110 mm，H纵 梁 前 部 为纵梁前部高度， 选择了13 t级车轴。轴体截面尺寸为150 mm150 mm，轴管采用 取210 mm。 具 有 高 屈 服 点 且 为 较 大 壁 厚 的 材 料 ， 并 对 轴 头 轴 管 进 行 特 殊 处理，使其具有较高的抗弯强度。3 实例在半挂车前部加装牵引拖台，利用牵引拖台的牵引挂环与载 货车的牵引钩连接，扩大了半挂车的适用范围，满足了中长途运因该装置选用了与上述半挂车相同的轮胎、板簧，假设选用H160型悬挂支座且当不含纵梁H纵梁时，牵引座距地高度H3为： 势3，如图3所示。H3=388+R轮胎+板簧+ H牵引座+垫板 (3)式中，H纵 梁 为拖架纵梁高度，H牵 引 座 为牵引座高度，取175 mm，垫板为牵引座垫板厚度，取12 mm。 代入上述数值，得：H3=1 185 mm。因为H1-H3=163 mm，故采用高度为160 mm的纵梁即可满足要 求(163-160=3 mm忽略不计)。则牵引座距地高度与牵引销距地高度 的差值即相当于选用悬挂支座与H160型悬挂支座的高度差。要保(下转第83页)81参考文献活。此种列车一般会超出标准要求的货车列车长度的最大值，因TECHNIC FORUM/技术论坛2012/02图3 自卸车边板正确的焊接顺序示意图筋与筋之间的焊接。f. 操作者最好为双数，进行同步对称焊接。这样虽然对波浪b. 筋与筋焊接时，应尽可能使筋处于自由状态，即尽可能少变形影响不大，但可保证整体的弯曲变形比较一致，不容易产生 地约束，使其能够自由收缩。扭曲变形，易于矫正。c. 由筋组成的框架焊接完成后，再进行框架与板本体的边框薄板自卸车的厢体设计建议如下：焊接，即将钢板本体固定，同时减小板的自由幅面，提高失稳的a. 边板上的附件，比如爬梯、吊耳等，应尽可能布置在车厢 临界应力。的内侧，有筋遮住的地方，不要布置在边板上，d. 对于连续焊缝，如筋与筋之间的接头，可分为三段进行焊b. 尽可能加大筋与筋间的高度差，即相连接筋的翼面高度之接，将接头设计在筋的转角处，如图4所示，可减少线能量的集中差。自卸车设计中，一般筋与筋间的高差为05 mm，最大不超 输入，避免焊接热影响区温升过高。同时，接头放转角处，对焊过10 mm。一方面可避开折弯处的圆角，使接头接触较好，另一 缝外观质量影响较小。方面也可使焊接区离可能产生波浪变形的区域远一些。实际操作 中，相同的焊接规范，筋的高度一样，变形最大；高度差越大，变形越小。c. 横竖筋的幅面尺寸应尽可能地小，以减少自由幅面，减小 筋的波浪变形。实际操作中，筋的幅面宽度小于或等于