第一節　液壓載重車車身結構的基本要求

自行式液壓載重車是一種多軸線、多懸架、多輪驅動輪胎式非公路車輛,主要車身結構由主體車架、液壓懸掛系統、驅動橋、從動橋、連桿轉向機構、駕駛室及動力、液壓、制動、微電系統等部件組成。車架是主要承載部位,車身承受的載荷或各個承載部件都直接或間接地作用到車架上,設計和計算都是按均勻載荷工況來考慮的。裝載時,載荷的重心位置必須在規定警戒線內放置,重量不可超過所規定的最大承載能力。按照不同車型、不同工況,車身設計也有所不同。

一、平板車的車身結構基本要求

平板載重運輸車是船廠、碼頭和鋼廠等重裝備生產企業內部使用的有效轉場運輸工具。其載重量大,結構剛度、強度要求高,載重運輸車車架在整個設計成本中占了很大的比重。車身與底盤懸掛鋼架結構由高強度鋼焊接而成,在承重額定載荷的作用或者一定的沖擊作用下,要求要有較為充分的強度指標和承載能力,所以要求車架結構設計絕對安全可靠。

平板車并車組合時,設定一臺車為主車,則其他車輛為從車,主車駕駛室可以控制并車組協同運行。平板車可以通過機械剛性連接實現硬連接,即每個模塊車的前后左右均配置有便于拼接的機械接口。

自行式模塊軸線運輸車是在普通牽引平板車的基礎上,隨著液壓技術的發展而出現的一種自行式、可裝卸的高端產品。這種軸線運輸車不需要牽引車牽引,可以實現自行駛功能。它主要由兩部分組成:動力模塊單元(PPU)及帶驅動的軸線模塊單元(承載單元)。

所以車身結構的設計至關重要,要保證工作中車身足夠的剛度,滿足上述工況時的作業安全。車架是重型平板車的主要承載部件,車架結構設計的關鍵在于車架的強度和剛度必須滿足設計要求,并在此基礎上,盡可能地減輕重型平板車的自重。由于重型平板車所運輸的物品體積和質量都很大,一旦因為車架的剛度和強度不達標而在運輸途中出現問題,后果將不堪設想。目前重型平板車技術世界一流水平的標準包括燃油消耗率低、整車輕量化以及電液系統的最優功率匹配。因此,車架設計結構的可靠性是燃油低消耗、整車輕量化實現的基礎。

車架作為一種彈性系統,在實際運輸過程中,必然會受到由自身發動機激勵或路面不平等因素產生的振動。當車架自身的固有頻率與來自外界的激勵頻率相靠近時,有可能會引起車架出現共振的現象,造成車架薄弱部位的疲勞損壞,縮短車架壽命,影響車輛的安全性能。結構動力學分析正是建立在靜力學分析的基礎上,考慮結構因振動而產生的慣性力進行的。因此,為確保車架具有良好的動態性能,在車架的設計階段需要對車架結構進行動力學分析。本節將首先對車架進行模態分析,得到車架的固有頻率和模態振型,然后通過諧響應分析動載荷作用下車架關鍵部位的頻域響應特性,得出外載荷對車輛行駛的影響規律。

二、掛車車身的基本要求

鵝頸裝置不僅作為車架和牽引車之間的連接部位,同時也承載著部分載荷。車架和鵝頸同時也是半掛車中最易損壞的部件,因此對其進行強度分析可大大提高半掛車的承載能力,滿足客戶的使用要求。

對掛車的車架結構和鵝頸結構的強度與剛度進行計算分析,以確定使用可靠。由于車架和鵝頸結構比較復雜,傳統的數學計算方法難以得到精確的結果,因此將采用有限元方法來對車架和鵝頸結構進行分析。

三、特殊車身結構的基本要求

新型超長自裝卸整體式運輸車主要由動力升降式鵝頸、液壓絞盤、中間連接平臺、三軸線單元車架及過渡爬梯等結構組成,其中動力升降式鵝頸、中間連接平臺、三軸線單元車架和過渡爬梯構成了該運輸車的車架部。車架是組合掛車的主要承載部位,掛車所承受的載荷以及各種專用設備都直接或間接地安裝在車架上。中間連接平臺作為車架的主體部分,且由于其超長的尺寸,其強度及剛度特性分析是其設計過程中的關鍵問題。

車輛的主要參數包括:車輛額定裝載質量、車輛自身質量、軸線數/懸掛數、驅動軸線數量/從動軸線數量、半軸載荷、車速(空載平地最高車速及滿載平地最高車速)、爬坡能力(橫向坡度及縱向坡度)、輪胎規格/數量、輪輞規格/數量、載重平臺外形尺寸、載重平臺頂面高度、載重平臺升降行程、最小離地間隙(駕駛室與動力艙)、中心回轉半徑及發動機型號/功率。