CN116587963A - 一种清障车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清障车,具有:车体;副车架,末端铰接在车体上,副车架通过第二液压缸与车体连接;平板,滑动安装在副车架上,平板通过第一液压缸与副车架连接;卷扬机,安装在平板上;断开式平板,与平板活动连接,利用附加的液压绞盘、液压举升装置、平板断开式能够对事故车辆施行装载运输,实现对事故车辆的快速处理,并且不受事故车辆车速的限制。

Description

一种清障车
技术领域
本发明属于专用车辆技术领域,尤其涉及一种清障车。
背景技术
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
随着我国经济快速发展,公路上的高级轿车越来越多,道路清障车在作业时开始十分注意对事故车辆的保护,特别对一些高档轿车,应避免因为作业中的捆绑、挤压以及运输中的碰撞造成对事故车辆机件及外观上的进一步损伤。
CN207072282U-用于道路的清障车装置,公开了一种用于道路的清障车装置,包含有具有副车架和清障车拖牵装置的清障车装置本体、设置为与副车架联接并且设置为与清障车拖牵装置相对应分布的配重装置,通过配重装置在副车架的位置调节,也无法解决上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用附加的液压绞盘、液压举升装置、平板断开式能够对事故车辆施行装载运输,实现对事故车辆的快速处理,并且不受事故车辆车速的限制的清障车。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种清障车,具有:
车体;
副车架,末端铰接在所述车体上,所述副车架通过第二液压缸与车体连接;
平板,滑动安装在所述副车架上,所述平板通过第一液压缸与副车架连接;
卷扬机,安装在所述平板上;
断开式平板,与所述平板活动连接。
平板抬起时,最小倾斜角为10°,平板长度为L2,断开式平板长度为L1;L1=1560mm,L2=3720mm。
驾驶室后围位置尺寸为1013mm,轴距3800mm,平板的工作行程S=2700mm,驾驶室尾部与平板之间的间隔M,M=100mm;平板前端距离后轴轴心M1,尾端距离后轴轴心M2,平板伸缩液压红伸缩至最大行程时,平板尾端距离主副车架铰支点L1+L3;主副车架铰支点离后轴轴心的距离X=835mm。
副车架的长度LF=4500mm。
副车架选择矩形钢作为其构架,材料选择Q345;每根纵梁上所受力F=1500x9.8N,均布力
分析纵梁受力平衡得:
由竖直方向受力平衡∑Fy=0
FR1+FR2=F
对铰支点O的力矩平衡∑M0=0得:
得FR1=9421N;FR2=5279N
最大弯矩出现在举升液压缸铰支点处Mmax=3299N·m,得设计要满足
取抗弯安全系数s=4.0,得≥32.1cm3;根据主车架的宽度,;选取矩形钢宽度为60~80mm,纵梁选用B×H=60×120,壁厚t=5.0mm。
当平板倾斜角度为最大的18°,负载最大为mg=3000*9.8N时,所需的液压缸拉力为F=m×g×sinl8°=9.1kN;根据最大行程的选取大于2800mm,工作拉力大于9.1kN,工作压力为16MPa,选取第二液压缸缸径D=8mm,活塞直径d=40mm,安装孔径d1=40mm,推力80.42kN,拉力54.98kN的液压缸,型号为DG-J90C-E,其安装距离为3160mm,且修改原平板的最大行程为2780mm,预留20mm的安全伸缩行程。
平板截断部分尾部长为L3,主车架高度根据底盘参数选择为h0=990mm;则铰点离地面高度h`=h0-40铰点距离副车架上平面距离h2=225mm,平板完全缩回时铰点距离平板尾部的水平距离为1322mm,则满足:
L1+L3=1322+2780
L1×sinl0°+L3×sinl8°=h`+h2×cos18°
求得L1=1338mm,L3=2764mm。
第一液压缸与副车架铰点A的位置选取:垂直方向:在主车架上平面以上80mm,h2=145mm;水平方向:要使得其靠近故障车前轴轴心,选在后轴轴心以前1500mm。
第一液压缸与主车架铰点B的位置选取:垂直方向:选在主车架下平面以下40mm处;水平方向:要使得铰点B在A之前,且在平板前端以后,所以选择水平方向在后轴轴心以前的1500~2940mm范围之间。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果,平板一拖二式多功能清障车作为专用清障车的一种,它利用附加的液压绞盘、液压举升装置、平板断开式能够对事故车辆施行装载运输,实现对事故车辆的快速处理,并且不受事故车辆车速的限制,因此对平板一拖二式多功能清障车的主要工作装置进行改装设计计算以及校核,以达到合理。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的清障车的结构示意图;
图2为图1的清障车的结构示意图;
图3为图1的清障车的结构示意图;
图4为图1的清障车的结构示意图;
图5为图1的清障车的结构示意图;
图6为图1的清障车的结构示意图;
图7为图1的清障车的结构示意图;
图8为图1的清障车的结构示意图;
图9为图1的清障车的结构示意图;
图10为图1的清障车的结构示意图;
图11为图1的清障车的结构示意图;
上述图中的标记均为:1、副车架,2、第一液压缸,3、第二液压缸,4、平板,5、托臂,6、卷扬机,7、断开式平板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1-11,一种清障车,具有:
车体;副车架,末端铰接在车体上,副车架通过第二液压缸与车体连接;平板,滑动安装在副车架上,平板通过第一液压缸与副车架连接;卷扬机,安装在平板上;断开式平板,与平板活动连接。
断开式平板清障车的结构原理同整体式平板清障车一样,只是在整体式的基础上将平板断开成两端,结构简图如图1所示。这样做的优点是可以减小工作时平板与地面的最小倾斜角,同时整体式清障车在工作时平板尾部容易与地面实现刚性碰撞而损坏平板,断开式则解决了这一问题。
平板式可以实现故障的无损伤运输,并且也可以同时清理两辆故障车,效率更高,相对拖吊仅仅加装了一个平板,所以更加经济高效。
液压传动的起升机构:
液压驱动的起升机构,由原动机带动液压泵,将工作油液输入执行构件(液压缸或液压马达)使机构动作,通过控制输入执行机构的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大,可实现大范围的无极调速,结构紧凑,运转平稳,操作方便,过载保护性好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高,液压容易泄露。目前液压驱动在流动式起重机上获得广泛的应用。
液压驱动的液压可来源于汽车发动机,只需在原有清障车液压系统的基础上进行适当的改变。利用清障车上的液压系统获得液压能,取能方式简单,且釆用液压方式能获得很大的转矩。
举升机构方案选择:
直推后置式:直推后置式布置结构简图如图2所示。在同等载荷下后置式较前置式需要的举升力大,故有时采用并列双缸,也可采用单缸,举升时车厢横向刚度小,但较前置式来说活塞的工作行程短,举升时车厢的稳定性较好。
直推式举升机构布置简单,结构紧凑,举升效率高,综合考虑因一般轿车面包车重量在1100-2700kg,对举升机构要求不高,故选用并列双缸后置直推式,保证了车厢举升时的稳定性。
托臂设计方案选择:
加装伸缩臂式:加装伸缩臂式托臂机构简图如图3所示,主要在普通收放式的基础上在托臂上加装一个伸缩液压缸,可使托臂更方便地伸缩到事故车前轮指定部位,而且收放起来时也可避免与车架平板产生干涉。
参数选定:根据市场需求选定参数:1、额定托举质量:5705kg;2、平板承载质量:3000kg:3、最大牵引速度:40km/h;4、平板尺寸长5280mm;5、平板工作行程:2700mm;6、平板最小倾斜角:8°;7、绞盘额定牵引质量:40kN;8、绞绳速度12m/min;9、托臂伸缩行程:1180mm;10、托臂最大伸长量:1320mm。
平板机构的初始设计:
平板一拖二清障车的平板部分为断开式,分为平板前段L2和平板尾段L1。如图4。
已知:平板最小倾斜角10°,副车架倾斜角为18*7副车架;
上平面高度h=1120mm(主车后高1006mm,副车架梁厚约120mm);
设计:L1、L2
故选取L1=1560mm,L2=3720mm。
主车架上铰点位置的确定:
如图5所示为平板机构回缩至初始位置的图,虚线所示为平板部分伸缩液压缸伸缩到最大行程时平板相对主车架的位置。
图5中底盘参数可知驾驶室后围位置尺寸为1013mm,轴距3800mm,由设计参数知平板的工作行程S=2700mm,驾驶室尾部与平板之间一般要设计一定的间隔M,M常取值80~200mm,这里选取M=100mm。平板前端距离后轴轴心M1,尾端距离后轴轴心M2,平板伸缩液压紅伸缩至最大行程时,平板尾端距离主副车架铰支点L1+L3(由平板机构的初始设计可知)。
求解:主副车架铰支点离后轴轴心的距离X。
根据几何关系有:
3800+X+L1+L3=1030+M1+M2+S
解得X=835mm
主车架的改装处理:
若铰支点选取位置大概在后轴以后的第一根横梁附近。考虑到要避免平板在举升状态时与车架尾部发生干涉,所以要对车架尾部进行截断处理。经过绘图设计,决定在距离后轴轴心956mm处,然后对尾部进行加强处理,加装横梁。
主副车架连接形式的选择:
主副车架之间存在相对转动,因此考虑用铰接。考虑到铰支座的尺寸较高,不容易放在主副车架之间,所以将铰支座设计安装在主车架尾部,铰支座的结构形式有一下参考形式,如图6所示考虑到铰支座安装在主车架尾部,受到剪力和弯矩,所以选择配合销轴与止推片连接。
副车架的整体结构形式设计:
副车架与主车架之间铰接,当清障车通过平板装运故障车时,副车架在举升液压油缸的举升力、铰支点的支持力和平板对其的分布力作用下主要受到弯矩破坏,所以设计时主要考虑增加其抗弯强度。其结构形式如图7所示。
副车架的宽度可参考主车架选择B=861mm,长度设计要保证长度上大于平板前段长且超出主车架后端,但略小于平板长度,并要尽可能保证故障车前后轮均在副车架范围内,这样副车架受力最合理。则副车架的长度LF大概范围在4300~5280mm,初选LF=4500mm。
横梁距离的设定
如图7所示为横梁的距离,横梁的间距一般设置在900~1200mm。
横梁B:根据后面章节举升机构的设计中举升液压缸交点A最终确定在副车架上的水平位置可确定副车架横梁B的位置,横梁B的中心线在后轴中心线前方1420mm处;
横梁E:根据4.1.3节对主车架在距离后轴中心线956处截断,安装铰支座,铰支座高165mm,可确定横梁E的左侧面在后轴中心线后面1286mm处;
横梁A:副车架前端面在平板前端面后100mm处,横梁A中心线选择在纵梁前端面后200mm处;
横梁C、D:BE之间设置CD两横梁,BC距离780mm,CD距离900mm。
副车架材料和截面尺寸的选择设计:
因副车架主要受到较大的弯曲力矩,同时要承担相当部分的扭转力矩,所以选择矩形钢作为其构架,参照同类型车材料选择Q345。
按平板满载时且处于刚要举升的工作状态设计纵梁的截面尺寸,此时副车架近似水平,设平板上的载荷均布在副车架上,此时副车架纵梁受到的弯矩最大,设计时因轴向力产生应力较小,可忽略水平方向力,其受力状态简化如图8所示,每根纵梁上所受力F=1500x9.8N,均布力
分析纵梁受力平衡得:
由竖直方向受力平衡∑Fy=0
FR1+FR2=F
对铰支点O的力矩平衡∑M0=0得:
得FR1=9421N;FR2=5279N
最大弯矩出现在举升液压缸铰支点处Mmax=3299N·m,得设计要满足
取抗弯安全系数s=4.0,得≥32.1cm3。根据主车架的宽度,优先选取矩形钢宽度为60~80mm,纵梁选用B×H=60×120,壁厚t=5.0mm。
平板伸缩液压缸的受力分析:
平板倾斜角度为18°二负载最大时液压缸的受力最大,其受力状态如图9所示,
mg=3000×9.8N,副车架与平板间采用滑动导轨査看《液压技术实用手册》表5-1选取动摩擦因数μ=0.18,
液压缸所受到的拉力为
F=mg×sin18°+mg×cos18×μ
得F=14.1kN
平板机构伸缩液压缸的选用设计:
根据给定平板行程参数2700mm,且一般平板伸缩液压缸选取要略大于平板行程以保证平板完全缩回时液压缸有一定的预伸缩空间,选取行程为2800mm得液压缸。
当平板倾斜角度为最大的18°,负载最大为mg=3000*9.8N时,所需的液压缸拉力约为F=m×g×sinl8°=9.lkN。根据最大行程的选取大于2800mm,工作拉力大于9.1kN,工作压力为16MPa,选取液压缸缸径D=8mm,活塞直径d=40mm,安装孔径d1=40mm,推力80.42kN,拉力54.98kN的液压缸,型号为DG-J90C-E,其安装距离为3160mm,且修改原平板的最大行程为2780mm,预留20mm的安全伸缩行程。
平板的断开部分尺寸的设计计算:
平板截断部分尾部长为L3,见图11,主车架高度根据底盘参数选择为h0=990mm.则铰点离地面高度h`=h0-40铰点距离副车架上平面距离h2=225mm,平板完全缩回时铰点距离平板尾部的水平距离为1322mm,则满足:
L1+L3=1322+2780
L1×sinl0°+L3×sinl8°=h`+h2×cos18°
求得L1=1338mm,L3=2764mm。
采用上述的方案后,平板一拖二式多功能清障车作为专用清障车的一种,它利用附加的液压绞盘、液压举升装置、平板断开式能够对事故车辆施行装载运输,实现对事故车辆的快速处理,并且不受事故车辆车速的限制,因此对平板一拖二式多功能清障车的主要工作装置进行改装设计计算以及校核,以达到合理。平板一拖二式多功能清障车设计的总体方案,对底盘、举升机构、平板机构、托臂机构、液压绞盘以及相关附件等进行了合理选择校核。并通过对底盘型号的选取,确定了整车性能参数。确定了平板一拖二式多功能清障车总体参数。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种清障车,其特征在于,具有:
车体;
副车架,末端铰接在所述车体上,所述副车架通过第二液压缸与车体连接;
平板,滑动安装在所述副车架上,所述平板通过第一液压缸与副车架连接;
卷扬机,安装在所述平板上;
断开式平板,与所述平板活动连接。
2.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,平板抬起时,最小倾斜角为10°,平板长度为L2,断开式平板长度为L1;L1=1560mm,L2=3720mm。
3.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,驾驶室后围位置尺寸为1013mm,轴距3800mm,平板的工作行程S=2700mm,驾驶室尾部与平板之间的间隔M,M=100mm;平板前端距离后轴轴心M1,尾端距离后轴轴心M2,平板伸缩液压紅伸缩至最大行程时,平板尾端距离主副车架铰支点L1+L3;主副车架铰支点离后轴轴心的距离X=835mm。
4.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,副车架的长度LF=4500mm。
5.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,副车架选择矩形钢作为其构架,材料选择Q345;每根纵梁上所受力F=1500x9.8N,均布力分析纵梁受力平衡得:
由竖直方向受力平衡∑Fy=0
FR1+FR2=F
对铰支点O的力矩平衡∑M0=0得:
得FR1=9421N;FR2=5279N
最大弯矩出现在举升液压缸铰支点处Mmax=3299N·m,得设计要满足
取抗弯安全系数s=4.0,得≥32.1cm3;根据主车架的宽度,;选取矩形钢宽度为60~80mm,纵梁选用B×H=60×120,壁厚t=5.0mm。
6.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,当平板倾斜角度为最大的18°,负载最大为mg=3000*9.8N时,所需的液压缸拉力为F=m×g×sinl8°=9.lkN;根据最大行程的选取大于2800mm,工作拉力大于9.1kN,工作压力为16MPa,选取第二液压缸缸径D=8mm,活塞直径d=40mm,安装孔径d1=40mm,推力80.42kN,拉力54.98kN的液压缸,型号为DG-J90C-E,其安装距离为3160mm,且修改原平板的最大行程为2780mm,预留20mm的安全伸缩行程。
7.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,平板截断部分尾部长为L3,主车架高度根据底盘参数选择为h0=990mm;则铰点离地面高度h`=h0-40铰点距离副车架上平面距离h2=225mm,平板完全缩回时铰点距离平板尾部的水平距离为1322mm,则满足:
L1+L3=1322+2780
L1×sinl0°+L3×sinl8°=h`+h2×cos18°
求得L1=1338mm,L3=2764mm。
8.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,第一液压缸与副车架铰点A的位置选取:垂直方向:在主车架上平面以上80mm,h2=145mm;水平方向:要使得其靠近故障车前轴轴心,选在后轴轴心以前1500mm。
9.如权利要求1所述的清障车,其特征在于,第一液压缸与主车架铰点B的位置选取:垂直方向:选在主车架下平面以下40mm处;水平方向:要使得铰点B在A之前,且在平板前端以后,所以选择水平方向在后轴轴心以前的1500~2940mm范围之间。
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