CN102815247A

CN102815247A - 一种矿用自卸车

Info

Publication number: CN102815247A
Application number: CN2012103221990A
Authority: CN
Inventors: 胡吉军; 虢劲松; 徐代友; 崔敏亮
Original assignee: CHINA AEROSPACE SANJIANG GROUP Co
Current assignee: Aerospace Heavy Engineering Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: CN102815247B

Abstract

本发明属于车辆制造领域，具体涉及一种矿用自卸车，包括车架、后桥、货箱，对货箱的围板采用四边形框架主梁和四边形框架副梁加固，两个举升油缸两端分别支撑在车架和货箱的前部，货箱后梁的两个底部支座、车架、后悬连接成两点，通过上述的连接点，将车架和货箱联合成了一整体，并采用了摆动轴单纵臂结构和双耳环的油气弹簧的单纵臂式独立悬架。有益效果是通过优化载荷的传力途径，由车架和货箱共同承载，并将载荷直接传递至地面，车架只承受较小的压力，车架进行轻量化设计，整车自重得到减轻，整备质量利用系数高，减少车辆耗油消耗率，降低了矿用自卸车的制造成本和运营成本。

Description

一种矿用自卸车

技术领域

本发明属于车辆制造领域，具体涉及一种矿用自卸车，适用于矿山土石方、矿石运输以及公路、铁路等建设领域、非公路运输领域的物料运输。

背景技术

目前矿用自卸车主要包括动力系统、车架、前桥、后桥、液压系统、电力驱动系统、驾驶室、货箱、车辆管理控制系统及附属系统。前桥转向，后桥采用机械或电动机驱动。后桥一般采用刚性桥结构，4个后轮分成两组分布在车架两旁，采用两个电机分别对两组后轮进行驱动。后桥、货箱后支座、车架连接在一体作为举升时的转轴，举升油缸布置在车架的中部将货箱举起，其他状态时货箱通过底下两根纵梁与车架两侧上表面接触，两者之间布置有支撑垫，全部的载荷和货箱的重量直接作用在车架上。这种矿用自卸车主要有以下优点：结构简单、坚固可靠、维修性好。

但同时上述的矿用自卸车也存在以下缺点：矿用自卸车的承力方式是全部的载荷和货厢的重量作用在车架上平面上，由车架将其传到轮胎上，再传递到地面，车架在整个运输过程中需承载全部的载荷和货厢的重量，因此车架需要足够的刚性和强度来承担压力，于是车架不得不做得特别坚固和沉重；同时在某些特殊工况下，局部位置将承受整个货物重量带来的压力，该位置不得不设计得更为坚固，例如在倾卸时，货物的重量加上货箱的重量全部集中在车架的举升位置处，因此车架的举升位置一般采用铸钢件车架，由于车架被制造的越来越坚固和沉重，极大的提高了矿用车的制造成本。车架的沉重必然带来了矿用车自身重量的增加，由于无论在空载还是满载行驶过程中，矿用车自身重量都需消耗相当一部分的燃料，矿用车自身重量越重，矿用车的燃油经济性差，矿用车运营成本高。矿用车重量大，整备质量利用系数低，同等载货量条件下，采用的轮胎直径大，整车质心高，带来了轮胎使用成本高和矿用车安全性能差的风险。刚性桥结构是车辆的车轮由一根整体式车桥（刚性轴）相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架支撑在车架(或车身)下面，缺点是：卡车车架窄，悬挂不得不做得十分坚固；对轮胎和路况要求非常高，路面的障碍物对轮胎是巨大的挑战，压过障碍物的轮胎将承受双倍的载荷，而与其相连的轮胎承受的载荷几乎为零，同时另外的轮胎组的载荷分布也会受到影响；各条轮胎的直径不同也会影响到轮胎的载荷分布不均；由于车架较窄，车架承受了来自侧面载荷非常高的力矩，在拐弯时位于最外侧轮胎承受的载荷将显著增加，上述缺点极大的提高了轮胎的损坏率，增加了维修成本。总之，矿用自卸车的整备质量利用系数较低，导致车辆制造、运行、维修成本居高不下，使用经济性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种的整备质量利用系数高、使用经济性好的矿用自卸车。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种矿用自卸车，包括车架、后桥、货箱，所述货箱包括底板、左侧板、顶护板、前板以及右侧板，所述底板两端焊接所述左侧板和右侧板，所述底板、左侧板和右侧板的前端焊接所述前板，所述前板的顶端焊接所述顶护板，所述车架包括前横梁、中横梁、环形圈梁、左纵梁以及右纵梁，所述前横梁一端焊接有所述左纵梁和所述右纵梁，所述左纵梁和所述右纵梁中部焊接有所述环形圈梁，所述左纵梁和所述右纵梁后部底面安装所述中横梁，所述前横梁、中横梁、环形圈梁、左纵梁以及右纵梁连接成一个整体，所述环形圈梁两侧分别焊接有左前悬支架和右前悬支架，所述环形圈梁与所述左纵梁和所述右纵梁连接根部焊接有上左举升油缸座和上右举升油缸座，所述左纵梁和所述右纵梁的尾端焊接有左后悬支耳和右后悬支耳；

所述货箱包括底板、左侧板、右侧板、前板、顶护板，所述底板的底面固定有底主梁，所述左侧板外侧面固定有左侧主梁，所述右侧板外侧面固定有右侧主梁，所述前板和所述顶护板焊接处固定有前主梁，所述底主梁、左侧主梁、右侧主梁以及前主梁形成闭合四边形框架主梁；

所述底板的底面固定有第一底副梁，所述第一底副梁的位置在所述底主梁前端，所述左侧板外侧面固定有第一左侧副梁，所述第一左侧副梁的位置在所述左侧主梁前端，所述右侧板外侧面固定有第一右侧副梁，所述第一右侧副梁的位置在所右侧主梁前端，所述前板的底面固定有第一前副梁，所述第一前副梁的位置在所述前主梁的后端，所述第一底副梁、第一左侧副梁、第一右侧副梁以及第一前副梁形成闭合四边形框架副梁；

所述底主梁上焊接有两个后支座，所述前主梁上焊接有下左举升油缸座和下右举升油缸座；

所述上左举升油缸座和上右举升油缸座和两个对应的货箱举升油缸座之间安装有两个举升油缸。

优选的，所述后桥的后悬架采用带有油气弹簧的单纵臂式独立悬架，包括单纵臂和油气弹簧，所述单纵臂包括连接支座、纵臂、连接法兰、弹簧支座、轴箱，纵臂为四面锥形臂结构，纵臂的锥形顶端与所述连接支座连接，所述纵臂的锥形底端与所述轴箱连接，在所述轴箱两端面焊接所述连接法兰，在所述轴箱后侧焊接所述弹簧支座，所述连接支座为单耳环结构，耳环内安装向心关节轴承；所述油气弹簧的缸筒端为双耳环结构。

优选的，所述货箱底板的底面固定有第一底副梁，所述第一底副梁的位置在所述底主梁前端，所述左侧板外侧面固定有第一左侧副梁，所述第一左侧副梁的位置在所述左侧主梁前端，所述右侧板外侧面固定有第一右侧副梁，所述第一右侧副梁的位置在所右侧主梁前端，所述前板的底面固定有第一前副梁，所述第一前副梁的位置在所述前主梁的后端，所述第一底副梁、第一左侧副梁、第一右侧副梁以及第一前副梁形成闭合四边形框架副梁。

本发明的有益效果通过优化载荷的传力途径，由车架和货箱共同承载载荷，并将载荷直接传递至地面，车架只承受较小的压力，车架进行轻量化设计，整车自重得到减轻，整备质量利用系数高，减少车辆耗油消耗率，降低了矿用自卸车的制造成本和运营成本；

矿用车整备质量利用系数高，同等载货量条件下，采用的轮胎直径小，整车质心低，轮胎使用成本低，矿用车安全性能好；

随着大吨位矿用自卸车载重量的提升，车架采用铸件结构形式，成本高，工艺性复杂。本发明采用铸焊结合的结构形式，除主要承载部位局部为铸件结构外，主体结构均为焊接结构，成本低，工艺性简单；

承载式货箱技术，除了能用于矿用自卸车上，还可推广运用到其它任何装载设备中；

在矿用自卸车上采用独立油气悬架技术，不仅使矿用自卸车在恶劣的矿区路面上行驶平顺性好，在各个轮胎上的载荷分布更加均匀，轮胎的使用寿命更长，维修频率低，提高了矿用自卸车的出勤率，降低了维修成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明实施例提供的一种矿用自卸车整车正视示意图1

图2为本发明实施例提供的一种矿用自卸车整车侧视示意图；

图3为本发明实施例提供的一种矿用自卸车载荷传力途径示意图；

图4为本发明实施例提供的一种矿用自卸车车架的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种矿用自卸车货箱的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种矿用自卸车货箱的仰视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种矿用自卸车悬架单纵臂结构正视示意图；

图8为本发明实施例提供的一种矿用自卸车悬架单纵臂结构俯视示意图；

图9为本发明实施例提供一种矿用自卸车悬架油气弹簧结构主视图；

图10为本发明实施例提供一种矿用自卸车悬架油气弹簧结构俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例中承载110吨的电动轮矿用自卸车主要包括动力系统1、车架2、前桥3、后桥4、液压系统5、电力驱动系统6、驾驶室7、货箱8、车辆管理控制系统9及附属系统10。

其中，动力系统1主要由发动机、发电机、副车架、散热系统、进气系统、排气加热/消音系统、供油系统等构成。动力系统1布置于车架2前部。采用本发明研制的矿用自卸车的燃油消耗值0.03L/（t·km），远小于“燃油消耗值不大于0.048L/（t·km）”的标准要求。

如图4所示，车架2包括前横梁21、中横梁25、环形圈梁27、左纵梁22以及右纵梁28。车架为前低后高和前窄后宽的结构形式。前横梁21一端焊接有左纵梁22和右纵梁28，左纵梁22和右纵梁28中部焊接有环形圈梁27，左纵梁22和右纵梁28后部底面安装中横梁25。左纵梁22和所述右纵梁28为变截面箱形结构。前横梁21、中横梁25、环形圈梁27、左纵梁22以及右纵梁28连接成一个整体。环形圈梁27两侧分别焊接有左前悬支架3和右前悬支架9。环形圈梁7与左纵梁2和右纵梁8连接根部焊接有左举升油缸座24和右举升油缸座210。环形圈梁27内部布置动力系统，采用三点支撑方式安装。左纵梁22和所述右纵梁28的尾端焊接有左后悬直耳26和右后悬直耳211。左前悬支架23、右前悬支架29、上左举升油缸座24、上右举升油缸座210、中横梁25、左后悬直耳26以及右后悬直211耳为主要承载部位，所以采用铸件结构，并且与左纵梁22、环形圈梁27和右纵梁28焊接，形成铸焊结合的结构形式，满足使用的强度和刚度要求。

如图5和图6所示，一种矿用自卸车货箱8，包括底板81、左侧板83、顶护板87、前板88以及右侧板89。底板81两端焊接所述左侧板83和右侧板89，底板81、左侧板83和右侧板89的前端焊接前板88，前板88的顶端焊接顶护板87。底板81、左侧板83、顶护板87、前板88以及右侧板89采用整体焊接结构形式。底板81的底面固定有底主梁810。左侧板83外侧面固定有左侧主梁85。右侧板89外侧面固定有右侧主梁。前板88和顶护板87焊接处固定有前主梁816。底主梁810、左侧主梁85、右侧主梁以及前主梁816形成闭合四边形框架主梁，闭合四边形框架主梁为货箱8的主承载结构。底板81的底面固定有第一底副梁812，第一底副梁812的位置在底主梁810前端。左侧板83外侧面固定有第一左侧副梁86，第一左侧副梁86的位置在左侧主梁85前端。右侧板89外侧面固定有第一右侧副梁，第一右侧副梁的位置在所右侧主梁前端。前板88的底面固定有第一前副梁815，第一前副梁815的位置在前主梁816的后端。第一底副梁812、第一左侧副梁86、第一右侧副梁以及第一前副梁815形成闭合四边形框架副梁。四边形副梁加固了货箱8箱体的结构，分散了主梁所承受的应力。闭合四边形框架主梁和闭合四边形框架副梁使整个货箱具有整体抗扭转能力。

底主梁810上焊接有两个后支座811，前主梁816上焊接有两个货箱举升油缸座817；所述上左举升油缸座24和上右举升油缸座210和对应的货箱举升油缸座817之间安装有两个举升油缸。后支座811及后悬挂油缸通过销轴与车架2相连，两个货箱举升油缸座817与举升油缸12一端相连，举升油缸12另一端与车架2相连并保证在侧视方向油缸轴线的延长线通过前轮与地面的接触点。

当货箱8装载时，货物的重量及货箱8本身的重量由货箱传递到主梁，继而由主梁上的后支座和油缸支座的四点支撑结构分别通过举升油缸和后悬挂油缸传递前后车轮上，在这种载荷传递路径形式中，货箱8承担了大部分载荷，而车架2仅受到很少一部分载荷。

后桥4包括桥壳、减速机、电动机、制动器、车轮、后悬架，后悬架采用单纵臂式独立悬架，包括单纵臂和油气弹簧，如图7和图8所示，单纵臂包括连接支座41、纵臂42、连接法兰43、弹簧支座44、轴箱45。纵臂42为四面锥形臂结构，纵臂42的锥形顶端与连接支座41连接，纵臂42的锥形底端与轴箱45连接，在轴箱45两端面焊接连接法兰43，在轴箱5后侧焊接弹簧支座44。连接支座41采用单耳柄结构，耳柄内安装向心关节轴承。

如图9和图10所示，油气弹簧的缸筒端为双耳环结构47，在双耳环47内安装铜衬套46，在油气弹簧缸筒与活塞杆之间设置有导向套48。油气弹簧杆端为单耳环结构，耳柄内安装向心关节轴承。

悬架装置与车架2的连接在垂直方向通过油气弹簧铰接，传递垂直支承力；在前进方向，通过纵臂与车架2纵梁铰接，传递纵向力以推动整车。

单纵臂式独立悬架簧下质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。

如图3所示，全部的载荷11和货箱8的重量前端通过两个举升油缸12、后端通过两个货箱后梁底部支座13共四个点传递至车架2上，因该四点分别分布在前桥3和后桥4上，因此大部分过载直接由该四点传递至轮胎，再由轮胎传递到地面，车架2只承受较小的压力。相对于传统的矿用自卸车，减少了一道传力环节。

本发明实施例的电动轮矿用自卸车通过优化载荷的传力途径，由车架和货箱共同承载载荷，并将载荷直接传递至地面，车架只承受较小的压力，车架进行轻量化设计，整车自重得到减轻，整备质量利用系数高，减少车辆耗油消耗率，降低了矿用自卸车的制造成本和运营成本；

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种矿用自卸车，包括车架、后桥、货箱，所述货箱包括底板、左侧板、顶护板、前板以及右侧板，所述底板两端焊接所述左侧板和右侧板，所述底板、左侧板和右侧板的前端焊接所述前板，所述前板的顶端焊接所述顶护板，其特征是，所述车架包括前横梁、中横梁、环形圈梁、左纵梁以及右纵梁，所述前横梁一端焊接有所述左纵梁和所述右纵梁，所述左纵梁和所述右纵梁中部焊接有所述环形圈梁，所述左纵梁和所述右纵梁后部底面安装所述中横梁，所述前横梁、中横梁、环形圈梁、左纵梁以及右纵梁连接成一个整体，所述环形圈梁两侧分别焊接有左前悬支架和右前悬支架，所述环形圈梁与所述左纵梁和所述右纵梁连接根部焊接有上左举升油缸座和上右举升油缸座，所述左纵梁和所述右纵梁的尾端焊接有左后悬支耳和右后悬支耳；

2.根据权利要求1所述的矿用自卸车，其特征在于，所述后桥的后悬架采用带有油气弹簧的单纵臂式独立悬架，包括单纵臂和油气弹簧，所述单纵臂包括连接支座、纵臂、连接法兰、弹簧支座、轴箱，所述纵臂为四面锥形臂结构，所述纵臂的锥形顶端与所述连接支座连接，所述纵臂的锥形底端与所述轴箱连接，在所述轴箱两端面焊接所述连接法兰，在所述轴箱后侧焊接所述弹簧支座，所述连接支座为单耳环结构，耳环内安装向心关节轴承；所述油气弹簧的缸筒端为双耳环结构。

3.根据权利要求1或2所述矿用自卸车，其特征在于，所述货箱底板的底面固定有第一底副梁，所述第一底副梁的位置在所述底主梁前端，所述左侧板外侧面固定有第一左侧副梁，所述第一左侧副梁的位置在所述左侧主梁前端，所述右侧板外侧面固定有第一右侧副梁，所述第一右侧副梁的位置在所右侧主梁前端，所述前板的底面固定有第一前副梁，所述第一前副梁的位置在所述前主梁的后端，所述第一底副梁、第一左侧副梁、第一右侧副梁以及第一前副梁形成闭合四边形框架副梁。