CN111511602B - 卡车箱体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拖运卡车车身,其被设置为具有特定的标称有效载荷能力。拖运卡车车身包括外承载结构,该外承载结构具有前壁、两个相对的侧壁以及底部。拖运卡车车身还包括设置在所述外承载结构的内表面处的内承载结构,其中,外承载结构和内承载结构均不单独设置为承载所述特定的标称有效载荷。
Description
技术领域
本发明涉及一种拖运卡车车身(body,本体)以及一种包括拖运卡车车身的卡车。
背景技术
拖运卡车车身用于卡车上,例如在采矿业中,用于将开采出的材料从一个位置运输到另一个位置。这些拖运卡车车身通常被设计为最大化载荷能力,以便卡车可以运输尽可能多的材料。考虑到开采出的材料的重量,要求拖运卡车车身提供一定的机械强度,以便承受载荷。厚度至少为16mm-30mm的钢质车身通常用于此目的。虽然提供了用于保持大量材料的机械强度,但钢材本身存在相当大的重量,这限制了一辆卡车所能承载的总重量。
同时,无论是在装载材料时的冲击磨损方面,还是在由于卸载材料(通常通过倾斜拖运卡车车身来卸载材料)时所产生的摩擦引起的磨损方面,装载和卸载材料都可能会导致拖运卡车车身的磨损。为了避免钢质车身上的这种类型的磨损,使用耐磨衬里。虽然这些衬里可能被证明是有效避免磨损的,但它们进一步增加了拖运卡车车身的总重量,从而降低了卡车的总载荷能力。
发明内容
本发明的一个目的是克服或至少减轻上述问题。一个具体的目的是提供一种用于例如具有提高的载荷能力的矿用卡车(mining truck)的拖运卡车车身。为了更好地解决这一问题,在本发明的第一方案中,提供了一种具有特定的标称有效载荷(nominal payload)能力的拖运卡车车身。拖运卡车车身包括外承载结构(load carrying structure,载荷承载结构),该外承载结构具有前壁、两个相对的侧壁以及底部。该拖运卡车车身还包括设置在外承载结构的内表面处的内承载结构,并且外承载结构和内承载结构均不单独设置为承载特定的标称有效载荷。本发明是基于可以利用应用内承载结构这一事实的实现,而不是使外承载结构的尺寸能够承载整个特定的标称有效载荷。典型地和先前地,该结构的唯一目的是提供耐磨衬里表面,例如用于装载期间的冲击载荷和/或作为抵抗来自有效载荷的磨粒磨损(abrasive wear)的耐磨衬里。然而,在本发明中,令人惊讶地发现,可以降低外承载结构的结构强度,因为即使以例如橡胶衬里元件的形式提供内承载结构,也将有助于承载标称有效载荷的结构强度。因此,在不牺牲标称有效载荷能力的情况下,可以降低外承载结构的结构强度,从而降低其重量。这意味着可以在减轻车辆重量的情况下实现给定的标称有效载荷能力,从而实现更低的燃料消耗。或者,替代地,允许在维持车辆重量的情况下增加标称有效载荷能力。试验和计算已经表明,拖运卡车箱体重量可减轻20%-30%。这进而意味着标称有效载荷能力可以增加至少5%-8%。
根据本发明第一方案的实施例,外承载结构包括钢结构。钢具有良好的成本、强度和耐磨性之间的比率。
根据本发明第一方案的实施例,内承载结构包括用于所述拖运卡车车身的衬里表面。衬里可以提供例如在装载卡车的过程中所需的冲击强度以及例如在卸载有效载荷的过程中承受磨粒磨损所需的耐磨性。
根据本发明第一方案的实施例,内承载结构由密度低于钢的材料制成。较低的密度通常意味着适用于承载冲击载荷的较软的材料。较低的密度通常也意味着更轻的材料,当然,这取决于所使用的量。
根据本发明第一方案的实施例,内承载结构的材料是塑料材料,例如聚合物。聚合物可以提供表面耐磨性和冲击性能的良好组合。
根据本发明第一方案的实施例,聚合物为橡胶。橡胶具有用于拖运卡车中的特定要求的优异的衬里性能。
根据本发明第一方案的实施例,聚合物为聚氨酯(PU)。PU是橡胶的一种良好的替代品。
根据本发明第一方案的实施例,所述外承载结构的厚度小于15mm。尽管现有技术方案通常具有大约20mm的壁厚,但是已经发现小于15mm的厚度足以承载相应的有效载荷。
根据本发明第一方案的实施例,所述内承载结构的厚度至少为30mm。已经确定的是,使用厚度至少为30mm的内承载结构可以有助于总有效载荷能力达到在不牺牲总有效载荷能力的情况下可以使外承载结构的结构强度降低的程度。
根据本发明第一方案的实施例,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比至少为3:1。
根据本发明第一方案的实施例,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在25:1至3:1的范围内。
根据本发明第一方案的实施例,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在13:1至4:1的范围内。
根据本发明第一方案的实施例,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在10:1至6:1的范围内。
根据本发明第一方案的实施例,内承载结构包括多个内承载结构元件。通过以多个单独的(separate,分开的)元件的形式提供内承载结构,可以以简单的方式在拖运卡车车身的不同部分处提供不同的性能。当这些单独的元件磨损或损坏时,也可以单独地更换。
根据本发明第一方案的实施例,不同的内承载结构元件的厚度不同。拖运卡车车身的不同部分对于磨损和冲击强度性能具有不同的要求。例如,设置在底部处的元件通常在装载过程中必须承受(handle,处理)最大的冲击载荷,而靠近侧壁的上周边的元件则根本不需要承载任何或至少少得多的冲击载荷。
根据本发明的第二方案,提供了一种构造拖运卡车车身的方法,其包括以下步骤:
-设计具有设计(designed)厚度的外承载结构,以容纳期望的有效载荷;
-确定由内承载结构提供的附加强度的量,该内承载结构能够设置在外承载结构的内表面处;
-基于由内承载结构提供的附加强度来确定用于外承载结构的减小的厚度,其中,减小的厚度小于设计厚度;以及
-制造具有减小的厚度的拖运卡车车身。
根据本发明第二方案的方法实现了与先前关于本发明第一方案所述的相同的优点和益处。所述的关于本发明的第一方案的不同实施例也适用于具有相同优点和益处的根据本发明第二方案的方法。
通常,除非本文另有明确定义,否则权利要求中使用的所有术语都将根据它们在技术领域中的通常含义来解释。除非另有明确说明,否则对“一/一个/该【元件、设备、部件、装置、步骤等】”的所有引用应公开解释为是指所述元件、设备、部件、装置等的至少一个实例。
如本文所使用的,术语“包括”及这一术语的变体并不旨在排除其他添加物、部件、整体或步骤。
附图说明
将参照附图更详细地描述本发明,其中:
图1示出根据所公开的发明的一个实施例的拖运卡车的立体图。
图2示出根据所公开的发明的一个实施例的拖运卡车车身的示意性剖视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明,其中示出本发明的示例性实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式体现,并且不应被解释为限于在此陈述的实施例;相反,提供这些实施例是为了彻底性和完整性,并将本发明的范围完全传达给相关技术人员。相同的附图标记在全文中始终指的是相同的元件。
图1示出根据本发明的拖运卡车车身100的立体图。拖运卡车车身100包括外承载结构1,该外承载结构具有底部3、相对的侧壁4和侧壁5、前壁6以及顶盖(canopy,车篷)7。通常,外承载结构1包括钢结构。在外承载结构1的内表面上设置有内承载结构2,这里,该内承载结构以附接到外承载结构1的内表面上的多个衬里元件8的形式设置。更具体地说,内承载结构2设置在外承载表面的底部3、侧壁4、侧壁5和前壁6的内表面处。衬里元件8可以由多种不同的材料中的一种制成,例如橡胶、聚氨酯、其他聚合物等。材料的组合也是可想到的,并且可以在衬里元件8之上或之内设置由例如钢或其他金属制成的增强结构(reinforcement,加固结构)。
内承载结构2可以通过任何适用于此目的的方式设置在外承载结构1的内表面处。在图1的实施例中,可移除的紧固元件9被用于将衬里元件附接到外承载结构1上。当涉及到更换内承载结构2的已经磨损的部分(例如位于拖运卡车车身100的底部3处的衬里元件)时,使用这种可移除的紧固元件提供了优势,这些已经磨损的部分通常承受由例如装载过程中的冲击以及运输和卸载材料过程中的磨粒磨损导致的较高的磨损。
此外,内承载结构2还可以由密度低于钢的材料(例如塑料材料)制成。在本发明的实施例中,塑料材料是聚合物。在优选的实施例中,聚合物是橡胶。然而,本领域技术人员应当理解,其他聚合物(例如聚氨酯)也可以用于内承载结构2。
图2是沿图1中所示的线A-A的剖视图。可以看出,衬里元件8设置在外承载结构1的内表面处。令人惊讶地发现,当针对给定的标称有效载荷能力来确定拖运卡车车身100的尺寸时,可以考虑来自内承载结构2的结构强度分量(component)。因此,与现有技术方案中外承载结构的尺寸被确定为自身承载给定的有效载荷能力相比,本发明基于以下实现:内承载结构2(例如一层衬里元件8)将以实质性的(substantial)方式有助于有效载荷能力。从而,在打算将外承载结构1与这种内承载结构2(例如衬里层)一起使用的情况下,外承载结构1的尺寸可以被相应地确定,即,外承载结构本身的标称载荷能力降低。这具有的一个主要优点在于,可以大大减轻拖运卡车车身的重量,从而增加有效载荷能力(即,卡车可以运输的材料的量)。计算已经表明,在不影响拖运卡车车身100的结构完整性的情况下,其重量可以减轻20%-30%。因此,拖运卡车车身可以承载更高的载荷,允许在维持卡车总重量的情况下增加至少5%-8%的有效载荷能力。
外承载结构1具有厚度t,内承载结构2具有厚度T。更具体地,对于图2所示的包括多个内承载结构元件8的实施例而言,不同的元件8之间的厚度T不同(vary,变化)。通常,外承载结构1的厚度t小于15mm。仅作为示例,厚度t可以低至约8mm。这表示了当前所使用的承载结构(这些承载结构通常具有16mm的最小厚度)减少了50%以上。
内承载结构的厚度一般为至少30mm。如图2所示,拐角中的衬里元件8’的厚度T大于其他衬里元件8的厚度。通常,仅作为示例,设置在外承载结构1的底部3处和拐角中的衬里元件的厚度为50mm至150mm,而设置在侧面4、侧面5和前壁6处的衬里元件8的厚度在30mm至130mm之间。
本领域技术人员可以认识到,在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下,可以对在此描述的实施例进行多种修改。
Claims (15)
1.一种拖运卡车车身,其被设置为具有特定的标称有效载荷能力,所述拖运卡车车身包括:
外承载结构,其包括前壁、两个相对的侧壁、以及底部;以及
内承载结构,其被设置在所述外承载结构的内表面处,其中,所述内承载结构包括用于所述拖运卡车车身的衬里表面和多个内承载结构元件,并且其中,所述内承载结构包括聚合物;
其中,所述外承载结构和所述内承载结构均不单独设置为承载所述特定的标称有效载荷,并且其中,所述多个内承载结构元件的厚度在车箱的底部与所述车箱的侧面之间变化。
2.根据权利要求1所述的拖运卡车车身,其中,所述外承载结构包括钢结构。
3.根据权利要求1所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构由密度低于钢的材料制成。
4.根据权利要求1所述的拖运卡车车身,其中,所述聚合物为橡胶。
5.根据权利要求1所述的拖运卡车车身,其中,所述聚合物为聚氨酯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述外承载结构的厚度小于15mm。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构的厚度至少为30mm。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比至少为3:1。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在25:1至3:1的范围内。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在13:1至4:1的范围内。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的拖运卡车车身,其中,所述内承载结构与所述外承载结构的厚度比在10:1至6:1的范围内。
12.根据权利要求1所述的拖运卡车车身,其中,不同的内承载结构元件之间的厚度不同。
13.一种构造拖运卡车车身的方法,包括:
-设计具有设计厚度的外承载结构,以容纳期望的有效载荷;
-确定由内承载结构提供的附加强度的量,所述内承载结构能够设置在所述外承载结构的内表面处,其中所述内承载结构包括用于所述拖运卡车车身的衬里表面和多个内承载结构元件,其中所述多个内承载结构元件的厚度在车箱的底部与所述车箱的侧面之间变化,以及其中所述内承载结构包括聚合物;
-基于由所述内承载结构提供的附加强度来确定所述外承载结构的减小的厚度,其中,所述减小的厚度小于所述设计厚度;以及
-制造具有所述减小的厚度的拖运卡车车身。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述内承载结构由聚合物制成。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述聚合物为橡胶或聚氨酯。
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