前举自卸车货箱及举升装置的设计计算

陈守䎦 贾秋兰

本文以HOWO(豪泺) 前举自卸车为例, 阐述了前举自卸车的油缸布置和油泉的选择与验证等方面的设计方法, 此方法简便、直观、可靠，按照上述方法可快速设计出较理想的前举自卸车货箱及举升装置。货箱及举升装置的设计是自卸车设计中的主要内容。在自卸车工作过程中, 货物的密度及安息角决定了货厢的最大举升角度。一般情况下, 根据底盘参数确定货箱的尺寸; 由货箱最大举升角度的值来确定油缸的行程。现以 豪泺) 车型为例对前举自卸车货箱及举升装置的计算做以分析。

先根据使用工况及底盘参数, 可以选择一个大致合适的轴荷分配, 确定货箱的重心位置和尺寸。整车的重心越低该车行驶性能越稳定。因此, 在设计一种新车型时, 原则上货箱高度尽量低, 货箱长度尽量长。

(1)根据自卸车底盘的重心位置, 确定货箱的重心位置, 由此确定货箱的尺寸。

(2)根据底盘尺寸货箱尺寸货箱质量初步确定举升装置在在货箱上的位置。

(3)根据装载质量、举升角度和行程初步确定油缸。

(4)通过计算验证所选油缸的合理性。

(5)通过计算选择液压踏。

设计自卸车时, 要考虑货物到最难卸货时的状况。

有些货物的安息角在静止或运动时都大于 (参见表 1 ), 因此选择举升角为 , 以保证能够将货物完全卸掉。

根据底盘的重心位置确定货箱的重心位置时, 必须考虑满载情况下的轴荷分配。

首先, 为了满足轮胎磨损均匀的要求, 满载时每个轮胎的负荷应大致相等。

其次, 在确定轴荷分配时, 要充分考虑汽车的结构特点和作业环境。比如大型矿用自卸车的轴距短、质心高, 在下坡时重心转移会使前轴负荷过大, 所以在设计时可将前轴负荷适当减小, 后轴负荷适当增大; 当自卸车在松软路面上行驶时, 为了减小前轮阻力, 其前轴负荷也应适当减小; 而当自卸车在上坡时, 如果重心靠后, 重心转移时会导致转向失灵甚至后倾, 造成危险

综上所述, 自卸车轴荷以前轴分配 、后轴分配 比较合适

底盘前轴单胎, 后轴为双胎)。

根据前举自卸车底盘的重心位置, 结合上述轴荷分配方法来确定货箱重心位置。货箱重心一般认为是货箱的几何中心，如图1。

前轴至底盘重心的距离, 为整车轴距, 为后双轮轴距, 为货箱的自质量, 为

可以通过测量或由底盘厂家提供的参数得到。

首先, 根据以上数据和油缸支座的尺寸,确定油缸安装位置和货箱尺寸; 其次, 根据底

图1 自卸车底盘的重心位置和货箱的重心位置

盘和举升至最大角度后的离地间隙( 最小不低于 确定翻转点的位置,最后确定后悬长度 (如图2)。

图 2中, 为初始状态时货箱和货物总质量, 为第一节油缸伸出时的油缸推力, 为油缸下支座至后翻转轴的距离, 为货箱长度, 箱后悬, 为未举升时货箱重心至后翻转轴的距离。

(1)举升油缸的选取。

(1) 确 定 油 缸的行程。根据确

定的举升角度, 可计算出举升油缸的工作行程。通常情况下, 举升油缸的行程应比最大工作行程大 。以 ZZ3257M 主机为例计算如下。

此主机可配 货箱, 由上述方法经测量和计算(或根据整车《公告》)可得 , 由几何三角形得出油缸举升长度约为 。根据扬州海沃油缸系列参数, 可选油卸 (缸径 行程), 其性能参数见表 2 。

(2) 计算举升能力。由 得: 。式中: 为举升油缸的最大压力; 为系统效率, 通常取 为各级油缸相对应的缸径,

图3 油缸满足举升要求计算图

(2)液压䠈的选择。举升油缸确定后, 需要对液压踏进行选择, 选择时需要对液压浆的流量和排量进行计算。

(1) 液压泉流量的确定。液压缸的工作容积 (以 缸为例) 为: 。

液压泉额定流量 应满足: , 式中: 为举升时间; 为液压系统的容积效率, 一般取 。

(2) 液压葲排量的确定。液压踏的流量确定后, 其排量为 n) , 式中: 为排量, 为转速,

为油缸产生的最大举升力。 。

将已知代入此式计算出第一级油缸产生的最大举升力为: 。

设初始状态时的举升推力为 (此时货物堆的阻力也最大), 如果 , 则证明此缸能满足要求。

以此货箱装运沙子为例, 干粗砂的密度 ; 湿细砂的密度 ; 货厢容积为 ; 载货质量为 。

由力矩平衡原理得: 。

由此可得： 型缸的 箱重), 所以 169缸能满足此货箱的举升要求。

(3) 第二、三、四级缸举升校核。由力矩平衡原理得: ; 。同理计算出第二、三、四级所产生的最大举升力: , 则油缸满足举升要求(见图3)。 。

由此得出, 油對排量越大, 举升所用的时间越短。

以豪讶 车型为例, 阐述了前举自卸车的油缸布置和油泉的选择与验证等方面的设计方法, 此方法简便、直观、可靠, 按照上述方法可快速设计出较理想的前举自卸车。

(注: 作者单位为山东迅力特种洼车有限公司。)

据中国政府采购网消息，北京市丰台区市政市容管理委员会2010年密闭式垃圾清洁站项目(BJJF-2010367.368.369.432)于2010年6月 10 日定标。项目分为 4 包,第1包 “土建” 入围单位为北京八达岭金宸建筑、山东兴润建设、北京市丰房建筑、北京朝林建设集团; 第 2 包 “单臂吊” (若干辆)中标人为烟台海德专用汽车有限公司 (中标金额608万 4000 元); 第 3 包 “设备” (24套可卸式填装垃圾压缩系统) 中标人为广西新波环保科技有限责任公司 (中标金额 585 万 6000 元)；第 4 包 “双动力压缩车” (3辆 和 13 辆 中标人为青海新路环卫设备制造有限公司(中标金额729万5 400 元)。所有车辆要达到国IV排放标准。

据悉, 该项目招标内容为密闭式垃圾楼的设备、安装、配套的车辆以及配套的土建施工等, 涉及 18 个垃圾楼及配套设施(包括新建 5 个、改造 13 个), 分布在全区, 整个项目投资 2000 多万元(来自于北京市财政)。按照北京市有关文件, 各区县近年都要通过改造或新建, 使本区县垃圾楼及配套设施达到新的要求。

(京 讯)