浅谈自卸汽车倾斜连杆机构设计范文

摘要：自卸汽车是一种专用汽车，技术要求适中，社会需求量高。国内自卸汽车装配过程中，常见一些设计上的失误，造成部分零件的返工，因此应当将设计作为进行自卸汽车的制造业的起点。本文从设计需求出发，设计了自卸汽车的倾斜连杆机构，并进行了相应的设计计算。

关键词：自卸汽车；倾斜机构；液压系统

1设计需求分析

本次设计的自卸车选择EQ3092FJ型底盘，应该满足如下设计需求。①工作过程：汽车发动机驱动的液压倾斜机构的取力器把力通过传动轴最终传递给液压泵进行油缸倾斜，使得车架能够倾斜到一定角度并保持；之后依靠专用车厢的重量让其恢复位置[1]。②汽车的最大负荷为4.2吨，根据工作过程整个倾斜连杆机构应当由车厢、副梁、液压倾斜机构和液压系统组成。汽车自卸机构由液压缸驱动，它的性能的好坏取决于倾斜货物的倾斜力和最大吊角，以及液压系统的两个方面的要求。液压倾斜机构的性能评价参数有几个方面。①倾斜力系数。倾斜力系数是评价液压倾斜机构倾斜性能的参数，即需要倾斜重力的油缸推力对于特定的倾斜机构，升力系数K和布局的汽车性能特征参数和机构而言，K值只能比较倾斜的工作效率相同类型的机制。对于相同的升力质量，升力越小，液压升力越小，气缸内的油压就越小，这样倾斜机构就能消耗更少的能量。②倾斜油缸最大行程。倾斜油缸最大行程是指货箱达到最大倾斜角时，倾斜油缸的最大伸长量。它既是倾斜油缸的结构参数，又是倾斜机构的性能参数。倾斜油缸最大行程较小，可减少倾斜油缸的级数，降低制造成本，同时倾斜机构的布置也较方便。③倾斜高度。是指倾斜机构所占用的空间高度。对于重型矿用自卸汽车的后置双缸倾斜机构，空间高度决定于倾斜缸的安装长度和倾斜缸的初始方位角。倾斜缸初始安装长度越小，倾斜缸在车上就越好布置。④安息角。安息角指倾斜机构的最大角度，是决定是否将货物倾倒在容器中的参数。一般松散的身体被放置在水平面上的一个圆锥上，这被称为松散的安息角。安息角通常是35到55度。将松散的材料放置在光滑的表面上，然后将盘子倾斜到松散物体开始滑动的底方，滑动物体的角度，通常是30到40度。松弛的角度和滑角是松散流特性的重要指标[2]。它们与松散物质的大小、含水量、尘埃颗粒的形状、尘埃颗粒的光滑表面以及松散物质的附着力有关。集装箱设计的最大倾斜角必须大于其他货物，从而保证集装箱的货物是倾斜的和干净的。

2倾斜连杆机构尺寸的确定

有各种不同的倾斜机构和不同的设计方法。目前，广泛应用于自动倾卸卡车液压倾斜机制，根据油缸和车厢底板连接模式，常用的倾斜机制有两种形式：缸直接驱动类型和连杆组合式两大类。缸体通过连杆机构连接到车厢的底板上，称为连杆组合式倾斜机构。在生产实践中连杆组合式倾斜机构因其具有倾斜平顺、油缸活塞工作行程短，倾斜机构布置灵活等优点，得到了广泛的采用。直推式倾斜机构采用液压缸直接倾斜汽车。该机构安排很简单，结构紧凑，倾斜效率高，但工作液压油缸的行程很长，因此，通常需要使用单作用的二级或多级伸缩套筒缸。此外，单缸系统的水平刚度不足，系统倾倒的稳定性差，工作寿命短，成本高。本设计中的倾卸机构采用连杆前推式倾斜机构，该机构具有升举、工作行程短，布置方式灵活等优点。倾斜机构的基础尺寸一般由车厢放平时倾斜机构与车厢前铰支点的位置确定。若设立直角坐标系，则车厢前铰支点A0的坐标（xAo，yAo）可按经验下列公式计算。

3液压系统参数设计

3.1设计依据及基础参数自卸车的主要部件包括液压泵、液压缸、液压阀以及其它液压系统元件，上述元件部件均为标准化设计和制作。因此，在自卸车倾斜机构的液压系统设计中，只需依据国标《GB2876-1981》完成元件的选型与工作过程的设计[3]。液压系统执行机构的缸体分为两种类型：活塞式和浮子式。活塞式的单向影响，缸体长度大，长度很小，使用油压较低（一般不超过14MPa）。漂浮在类型多级伸缩筒，一般来说，有2-5个伸缩缝，具备结构紧凑及安装方便的优点。油箱是单向的和双向的，双向效应在油压辅助车着陆时使用，因此工作平稳，着陆速度快。单个多级油缸采用直推倾销机制。液压缸作为执行机构，根据结构形式可分为柱塞缸和活塞液压缸伸缩油缸和活塞杆形式可分为单、双活塞液压缸活塞缸。根据特殊目的分为等系列液压缸缸压力缸增长超过缸缸缸液压缸步不是一个单纯的圆柱，它和其他缸或组件，也称为复合油缸。从经济性出发，在满足使用要求的情况下，选用双作用单活塞杆液压缸。车厢在整个倾斜过程中液压油缸最大倾斜力为22403.46N。参考同类车型，初选最高工作压力为16MPa。根据以上计算，依据国标《GB2876-1981》的要求选用直径为160毫米的液压缸，油缸杆直径、油缸行程为780毫米。依据国标《GB2876-1981》的要求规定，汽车的最大倾斜时间一般不应超过15秒，本文初步选择倾斜时间是15秒，则液压缸的容积可计算为15675ml，液压泵转速取中速2000r/min。

4副车架与车厢的设计和制造要求

主车架是基于汽车底盘的组装和一个特殊的工作装置的安装基础。如若其使用及稳定性发生劣化，则对于整车的影响是巨大的。本车选用的EQ3092FJ底盘。在专用汽车设计中，为了提高轴承的主要框架，避免集中负荷，同时为了不破坏主框架的结构，更常用的辅助框架（梁）过渡。同时，由于副车架的刚度，副车架压力的增加，为了避免由于副车架的刚度而造成应力集中的主车架，安装位置和形状的和连接的主框架模式有一定的要求。在汽车制造过程中，冲压成形过程占据了非常重要的底位。冲压件可互换，保证了装配的稳定性，生产效率高，生产成本低。卡车与中板数量更重要的是，框架纵向梁和梁的车，纵梁和横梁采用罢工和板高强度低合金钢板冲压成型，并适应提高承载力，延长车辆的使用寿命，减少车重和节能材料和安全要求的发展趋势。目前，我国卡车框架的纵梁和梁都是由低合金高强度钢板制成的。纵向梁可以使用16MNL和抗拉强度510MPa09sivl（必须是用往复式机生产）和10Til和B510L钢板生产、梁可以使用抗拉强度390MPa的08Til和B420L钢铁。根据以上所述，副车架材料选择的材料的一般选择负载车辆，纵梁采用16mnl，横梁采用08TiL生产。配合之前倾斜机构的尺寸，本文中的副车架的主要框架加固效果，其宽度和选为底盘的宽度，长度相同的高度，在底盘删除主框架基于帧长度和车之间的距离。其几何尺寸设计如下为副车架长度为2900mm，副车架宽度为840mm，副车架高度为205mm。在遵循满足使用性能要求，较好工艺性和较好经济性的前提下，车厢选用选用Q235工程用钢材。

5结束语

近年来我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国接近2000家专业改装车企业改装汽车近125万辆，其中自卸汽车8万余辆。我国是农业大国，中型及以下的自卸车是具有中国特色的“国情车”，主要应用地区是广大农村及建筑行业，消费对象是广大农民及建筑工地，功能是以县、乡级道路短途运输为主，其他作业为辅，专门为乡镇道路设计。本文通过对市场上出现的各种中型自卸汽车的车厢和举升机构进行了较详细的了解，确认了某型自卸汽车的车厢和举升机构的设计方案。本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了概述，之后选定了特定车型分别进行了举升机构的设计、液压系统的设计以及进行了相关计算和校核，在此基础上完成了自卸车的倾斜机构的总体设计。

参考文献：

[1]卞学良.专用汽车结构与设计[M].机械工业出版社，2008，1.

[2]余仁义，梁涛.自卸汽车倾卸机构的设计[J].专用汽车，2003（2）：20-21.

[3]齐晓杰.汽车液压与气压传动[M].机械工业出版社，2006.

作者：韩立兵 单位：宁夏职业技术学院