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（毕业设计图纸全套）背式清障车改装设计（含说明书）

与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。.直接推动式举升机构的具体设计工作原理如图.所示油缸两端的点铰接于支架之座上，点铰接于平板底架之座之上。举升机构工作时，液压油泵由取力器带动旋转，从油箱吸入液压油，并将液压油经分配器压入油缸腔，油压所产生的推力使平板提升倾卸。当操纵手柄推到中立位置时，油泵卸荷，油缸中立，平板将停止升降。操纵手柄推到下降位置时，回油阀打开，平板在其自重的作用下，使油缸腔内的液压油返回至液压油箱，从而实现平板的复位。图.直推式举升机构工作原理参数设计油缸直推式举升机构的几何分析如图.所示图.直推式举升机构的几何分析油缸柱塞由初始点，逐步伸出至，油缸行程行尽，平板翻至最大举升角，由余弦定理可得.式中。根据清障车的标准及平板的举升角般小于，可取，油缸初始长度可根据油缸标准系列尺寸和市面供货情况而定，可取。油缸装车后要留有定的预伸量，的作用是使货箱降落之后与车架贴合，避免因误差影响造成油缸顶底而货箱未能完全落下。可取，过大则浪费油缸的行程和使油缸工作压力提高。选取的数值之后，待定的设计参数有，油缸行程油缸直径等。下面就待定的设计参数进行讨论。支点的选取垂直方向在货箱纵梁与车架纵梁之间可结合后支点结构来考虑，般采用支座结构，此时后支点可取在车架纵梁面上约处。水平方向般在车架后板簧吊耳后，如图.所示，。考虑到平板底板倾卸汽车时，距地面的高度如图.所示，底板距地面的高度.根据表.所示平板举升角，本课题选取倾斜角，并带入式，可得越大，货物倾卸后的堆放高度越高，后支点距货箱尾部距离图.后支点选取水平方向则距后轮中心线距离，综合车架货箱条件，可取。平板与油缸联接点中支点的选取水平方向般在后轮中心线附近，越往前，所需油缸的行程越大，但举升货物的稳定性就越好，工作油压越低，可暂时取在中心线上。垂直方向应尽量贴近平板底板，使油缸的初始举升角较大，提高举升力矩。具体要结合中支点的构件来选取，般中支点的结构为平板焊接油缸支梁，用销轴连接油缸。从平板受力角度考虑，油缸支梁应搭接在平板纵梁上，使推力经油缸支梁平板纵梁平板横梁，均匀传给整个平板。若油缸支梁搭在平板横梁，则平板那横梁局部区域受力较大，可能会拱起而使平板那变形。如图.所示，根据液压缸安装条件，本例中可取高度为。油缸前支点的选取垂直方向般在车架纵梁的高度范围内，过高则油缸的初始举升角太小，举升力矩小过低则油缸地隙较小，支点构件的强度较低。般油缸与车架的连接采用油缸支座搁在车架宽度方向中间纵梁上。这样拆装油缸时，油缸不会掉落下来，拆装方便，构件结构强度也比较高。如图.所示支点距车架上平面的距离为。水平方向在平板连点中间支点的前方，由油缸两支点的高度差油缸的原始长度和定的预伸量决定。图.平板与油缸连接点中支点选取图.油缸前支点选取图.油缸前支点选取如图.所示，可得尺寸取，值取得越大，预伸量越大，油缸初始角减少，举升力矩减少.油缸行程的选取根据上述支点的选取原则可得三支点的初步布置，有前面介绍的余弦定理可得所需的油缸行程其中画图可得将上述尺寸代入式可得.根据系列多级双作用活塞式液压缸标准的行程，取液压缸活塞行程为，每节行程为，共两节，所取液压缸的行程比计算行程.少了.。若支点不变，则平板那最大举升角就将大于。因为平板的举升角般为，的举升角已能将货物卸下。但因.相对于整车尺寸而言比较小，故为提高举升机构稳定性的较低工作油压，可依此确定下液压缸的型号及尺寸根据设计计算，举升角。油缸直径的选取油缸直径的选取需要先确定背式清障汽车液压系统的额定压力，额定压力过低，则元件需较大型额定压力过高，则元件成本性能要求过高。般取额定压力为的级别，比较适中。然后根据满载时的举升目标油压来确定所需的油缸直径。油缸直径实际上是油缸举升车厢初时时所需的油缸直径。随着货物的卸去，车厢载荷减小，所需的油缸推力亦是逐渐减少。因此，只有算出油缸初时举升的受力计算是最有意义的。当车厢满载时，设油缸推力为，满载时质量为，以车厢受力中心体，受力分析如图为对于第缸，对点取矩即可得其中取根据系列多级双作用活塞式液压缸标准中，选用两节液压油缸。根据机械手册表所示.，可选取液压缸内径为。此时满载的工作压力即第缸伸出时为在举升过程中，重力臂逐步伸长，举升力矩逐步减少，直到第二节第三节油缸伸出时，已有部分货物卸下，货物重心也向后移动，阻力矩减小，油压将比初时举升时低。图.背式清障汽车车厢受力分析液压缸的推力和拉力校核经过上述计算，初步选定系列多级双作用活塞式两节液压油缸。根据机械手册表液压缸主要技术性能参数计算所示，速比是表示液压缸活塞往复运动时的速度之比。.式中活塞杆的伸出速度，活塞杆的缩回速度，液压缸活塞直径，活塞杆直径，计算速比中主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。表.速比的选取公称压力.，根据选定的.背式清障汽车的工作压力，选定.，进行计算。由式可得.查机械设计手册表，选取。查机械设计手册表液压缸主要技术性能参数的计算。校核活塞的理论推力和拉力。油液作用在活塞上的液压力，对于双作用背式清障车改装设计摘要形状上，轻小型清障车多采用直线梁臂架如图.，中重型清障车有采用曲线梁的如图.，是否装有起重副臂是指在起重臂架主梁内可套装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。主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背式清障车，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.带起重副臂的直线梁起重臂图.曲线梁起重臂括起重副臂和起重副臂伸缩油缸两部分。叉梁副臂是个字矩形截面箱型梁，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，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。般清障车上装有台钢丝绳卷扬机构，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。.方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靠油马达带动钢丝绳来拖拽作业对象可升降的变幅臂通过举升油缸的升降来托起或放下被拖车辆支撑架防止因液压系统泄漏而使变幅臂在运行途中下降，折叠臂铰接在变幅臂的下端，带动伸缩臂和车轮托叉作收起与放下动作。整个操作过程靠多路换向阀控制，如图.所示。其缺点是由于被拖车辆的部分重量悬置在清障车的后部，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。清障车牵引铰盘支撑架变幅臂举升油缸多路换向阀折叠臂伸缩臂车轮托叉被拖车辆图.固定轴荷式油障车作业示意图可调轴荷式牵引装置如图.和工作原理是在清障车的后悬部位安装对支撑架，可伸长的牵引梁铰接在支撑架上，它是可以上下运动的。梁的后端装有付轮框，用于安放被拖车辆的车轮。在梁的前端下部和清障车底盘之间装备有油缸，用来使梁升降，并调节清障车后轴与轮式托架由小车轮和连接柄组成，柄可插人轮框的相应插孔中的载荷比。液压系统控制装置包括调节油缸压力油的阀门压力表等。清障车油缸液压系统控制装置支撑架梁轮框被拖车辆连接柄小车轮图.可调轴荷式牵引装置结构示意图在拖拽作业时，操纵控制手柄，可将梁放到地面上，将轮框卡住被拖车辆的车轮，再操纵手柄使梁升到和道高度，以便轮式托架连接柄插人梁的相应孔中并加以坚固，如下图.所示然后慢慢放下梁，使小轮正处于受压临界状态，此时控制装置的压力表显示出最大读数，表示被拖车辆前轮上的重量已全部转移到清障车后轴上，清障车前轴负荷也处于最轻状态。这时继续操纵控制装置以减小压力表读数，油缸中油压下降，小轮上负荷逐渐增加。这样被拖车辆前轴载荷将由清障车后轴和轮式托架二者分担，其分担比例由操纵控制装置调节，可根据具体情况调至最佳轴荷状态，如图.所示。轮架进入轮下轮架安装完成.优点和不足起重臂架式清障车和背式清障车价格昂贵，最低也需十几万元，而门架叉式清障车可以利用现有的普通卡车改装，改装费用只需三四元，所以门架叉式清障车有投资小见效快的优势。门架叉式清障车和同吨位的臂架式清障车具有相同的功能，可以替代臂架式清障车完成相应的工作，而且门架叉式清障车可以车两用，拆下门架仍是台运输车。门架叉式清障车也有明显的不足度盘纵梁受力不合理，全部工作载荷作用在纵梁悬臂上，纵梁悬臂可能因刚度不够而变形至损坏，此外，减小前桥轴荷，对前桥的转向能力产生影响。解决方法是加强纵梁悬臂，保证其强度和刚度，在车厢前部道当放些压重块，保证前轮有足够的附着力。当然，在改装时也应对后桥轴荷进行验算，保证在安全范围之内。图.外门架门架叉式清障车和同吨位的臂架式清障车具有相同的功能，可以替代臂架式清障车完成相应的工作，而且门架叉式清障车可以车两用，拆下门架仍是台运输车。门架叉式清障车也有明显的不足度盘纵梁受力不合理，全部工作载荷作用在纵梁悬臂上，纵梁悬臂可能因刚度不够而变形至损坏，此外，减小前桥轴荷，对前桥的转向能力产生影响。解决方法是加强纵梁悬臂，保证其强度和刚度，在车厢前部道当放些压重块，保证前轮有足够的附着力。当然，在改装时也应对后桥轴荷进行验算，保证在安全范围之内。.总体机构设计方案的确定综合上述道路清障汽车道路清障车的各主要机构的选定方案，综上优点所以选择最终所得到