（定稿）背式清障车改装设计（全套下载）

随着京沈京沪西南出海通道等高速公路的开通，我国以五纵七横国道主干线为重点的国家公路主骨架已初步建成。

这为清障车的突飞发展孕育了广阔市场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，所尔系列重型专用汽车副车架的截面尺寸。

图.副车架的截面形状对于随车运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按如图.和图.所示的方式用块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。

图.加强后的副车架截面形状图.加强腹板的位置副车架的前端形状及安装位置为了避免由于副车架截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的应力集中，副车架的前端形状应采用逐步过渡的方式。

例如采用如图.所示的三种过渡方式。

对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上都加工有局部斜面，其斜面尺寸如图.所示。

。

如果加工上述形状困难时，可以采用如图.所示的副车架前端简易形状，此时斜面尺寸较大。

对于钢质副车架对于硬木质副车架到副车架在汽车底盘上布置时，其前端应尽可能地往驾驶室后围靠近。

形角形形图.副车架前端的三种形式图.为散装水泥运输车的罐体副车架相对于汽车底盘的安装位置，在满足轴荷分配的前提下，其中不宜过大，留足空压机的位置即可为副车架的前端离主车架拱形横梁的距离，般在之内为固定副车架的前面第个型螺栓距拱形横梁的距离，般控制在的范围内。

钢质副车架硬木质副车架图.副车架前端简易形状图.副车架的安装位置副车架与主车架的连接副车架与主车架的连接常采用如下几种形式止推板连接图.是斯泰尔重型专用汽车所采用的止推连接板的结构形状及其安装方式。

连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。

止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止副车架与主车架纵梁产生相对水平位移。

相邻两个止推连接板之间的距离在范围内。

型夹紧螺栓当选用其它连接装置有困难时，可采用型夹紧螺栓。

但在车架受扭转载荷最大的范围内不允许采用螺性。

当采用型螺栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，但在消声器附近，必须使用角铁等作内衬。

最终方案的选定结合专用汽车以及道路清障汽车的设计特点，本设计决定采用副车架前端形状为型。

而副车架与主车架的连接决定采用止推板连接。

图.连接支架上托架下托架螺栓连接支架连接支架由相互独立的上下托架组成，上下托架均通过螺栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上下托架相连接，见图.所示。

由于上下托架之间留有间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架应和止推连接板配合使用。

般布置是在后悬架前支座前用连接支架连接，在后悬架前支座后用止推连接板连接。

副车架止推连接板主车架纵梁图.止推板的连接结构副车架尺寸和材料的确定副车架纵梁高长材料。

副车架和主车架之间用橡胶热隔离，并需要在主车架上钻椭圆形通孔。

钢的选取经过以上的计算选取钢的形状为等边弯曲槽钢对接焊成，壁厚为，形状为等边弯曲槽钢对接焊成。

.销的校核支架与支架地座之间用销连接液压缸与支架之间用销连接液压缸与液压缸底座之间用销连接托架上端与下端之间用销连接所以销必须得校核。

液压缸底座与和副车架之间螺栓的选取和校核因设计要求选取直径的螺栓，底座与副车架有个螺栓连接而。

因液压缸底座受力比托架底座小，所以经校核满足要求。

副车架主车架螺栓的选取和校核副车架主车架间用个直径螺栓连接，副车架与主车架受力每根约为经机械设计手册经校核成功。

.本章小结本章首先进行了道路清障汽车副车架的设计与分析。

静载荷的分析，型钢的选取，销的校核，平板和副车架之间螺栓的选取和校核和行途中下降，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的整车装配结构如图.所示。

图.叉梁副臂及托叉后梁和托叉前梁图.支承钢叉图.背式清障车.本章小结本章采用对比分析以及例举的方法介绍了固定轴荷式牵引装置臂架起重机型清障车背式清障车道路清障车门架叉式清障车的几大主要类型设计方案并分析了优缺点。

经过仔细的研究确定为背式清障车。

第章道路清障汽车参数的确定.基本尺寸参数的确定道路清障汽车与普通专用汽车样，都是在二类底盘的基础上进行改装而成，主要尺寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同，从而保证其整车性能参数与原车基本保持不变。

常见二类底盘机构如图.所示。

图.常见二类底盘.质量参数的确定额定装载质量道路清障汽车是在二类地盘的基础上多加了套举升和倾卸装置，所以其装载质量差不多，而