900吨运梁车结构设计分析.docx

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900吨运梁车结构设计分析

摘要

本次设计为900t胎式混凝土运梁车。

其中主要对运梁车的悬挂系统、转向系统、动力系统以及运梁车主梁的进行了设计以及校核。

该运梁车能满足运输大吨位的混凝土预制箱梁，可将200m、24m、32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种架桥机配合完成作业。

同时，运梁车也可以驮运架桥机，实现施工工地间的短途运输，满足架桥机转场的作业要求。

关键词：

运梁车，悬挂，主梁，转向系统

Abstract

Thisprojectisa900tconcretetransportinggirdervehicle.Themaindesignandverificationareaboutthesuspensionsystem,steeringsystem,dynamicalsystemandthegirder.Itcanmeettherequirementsoftransportinglarge-tonnageconcreteprecastboxbeamand200m、24m、32mdiplonemafull-spanboxgirderfromprefabricatedareatotheerectionpositionaswellascoordinatewithmanyotherbridgegirdererectionmachines.Atthesametime,itcanmakeshort-distancetransportationsintheconstructionplantthroughpackingbridgegirdererectionmachines,thusaccomplishingthemachinetransitions.

Keywords:

transportinggirdervehicle，suspension，girde，steeringsystem

1研究综述

运梁车是大型自行式液压载重车（重型平板运输车）的一种特殊形式，是铁路客运专线施工建设以及物流运输行业中的重要运输工具。

如900t运梁车自重280吨，额定载重900t,主要用来完成繁重、复杂和危险的混凝土预制箱梁运输任务，需要在高温、高寒、多尘、潮湿等野外现场环境下工作，它是连接铁路客运专线施工设备架桥机和提梁机之间的纽带，在铁路客运专线建设中起到不可替代的作用。

如图1.1所示。

图1.1运梁车

1.1轮胎式运梁平车性能介绍

性能介绍：

运梁车主要适用于预制梁场与架桥工地较远，不适合铺轨或铺轨费用较高的场合。

运梁车的刹车系统对纵坡有较大的适应性。

轮胎与地面摩擦阻力比轨道式运梁车有显著的优势。

轮胎式运梁车具有载重量大、自行式、运输不受距离限制。

它工作性能可靠，安全设施齐全，整机结构合理，运转平稳，操作舒适，制造成本相对较低，外型美观，抗倾覆稳定性好，生产效率高等特点;另外它操作简单方便，操作司机只需简单的培训即可胜任。

维修方便，配件都属于国标件。

是目前桥梁架设过程中最理想的预制构件输运工具，为我国桥梁建设及交通事业的发展起着重要的推动作用。

主要适用于架桥工地,预制梁场，尤其是架桥工地较远、不适合铺轨或铺轨费用较高的场合；同时也适用于工矿企业、铁路、港口、建筑工地等场地作业。

而且现在正在研发生产的大吨位轮胎式运梁车可解决预制构件长距离、大吨位的安全运输问题，并可一步完成运梁喂梁过程。

1.2混凝土运量车的发展情况

混凝土运量车采用大吨位架桥逐孔施工技术在欧美及日本等国已被广泛使用，各类架桥机施工技术的发展和完善使混凝土高架桥结构得到迅速发展，并取得了良好的经济和社会效益。

目前，国外发达国家普遍采用了轮胎式运架一体化设备或大吨位架桥机配轮胎式运量车方案，如意大利NICO-LA公司的TE/450轮胎式吊运架梁机。

国内及桥梁专业设备公司在架桥机方面发展很快，如铁道建筑研究设计院的铅夹行迈步式架桥机、铁道部武汉工程机械研究所的JQ系列架桥机、郑州大方实业有限公司的DZ型架桥机等，但在大吨位箱梁运输设备方面却一直沿用轮轨式运量车。

采用这种方案在施工过程中需要预先铺设从制梁厂到施工现场的铁轨，而且每架设1孔箱梁就要铺设相应的轨道，施工结束后还必须拆除这些轨道，导致工艺流程复杂，而且造成不必要的浪费，而采用轮胎式的箱梁运输车则可以避免铺轨和拆轨的烦琐，简化了工艺流程，节省大量的人力和财力。

1.3工况描述

随着铁路客运专线的陆续开工，这就需要大批量现代化的架桥机、运梁车以及提梁机等施工设备。

900吨运梁车是专为铁路客运专线建设研制开发的，主要用来运输大吨位的混凝土预制箱梁，可将200m、24m、32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种架桥机配合完成作业。

同时，运梁车也可以驮运架桥机，实现施工工地间的短途运输，满足架桥机转场的作业要求，而且根据施工需要，该运梁车还可以驮运架桥机穿越单洞双线的隧道。

图1.2架梁示意图

1.4运梁车主要结构

运梁车主要由车架、悬挂、枕梁、动力舱、以及承载装置等部分组成。

1.5运梁车的主要特点

（1）轮组采用变量液压马达驱动，具有驱动力大、无级调速的优点。

（2）轮组安装有液压油缸减震与均衡系统，确保在不平整路面上行驶的稳定性，并自动调节各轮组对地的接地压力，避免某一单元件超载，通过油缸串接组成三点支承系统使车体三点受力，确保梁体始终水平。

当路面出现凹凸不平、纵横坡时，均衡油缸会随机提供补偿，

通过调整均衡油缸来保证车体保持水平状态。

此外，运梁车还设有车体倾斜报警装置。

（3）采用大截面低压轮胎，确保对地接触压力较小。

（4）整机采用司机室集中控制（监控）。

1.6设计意义与目的

设计的运梁车适应于架桥工程最经济适用的轮胎式运梁车。

运输大吨位的混凝土预制箱梁，可将200m、24m、32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种架桥机配合完成作业。

同时，运梁车也可以驮运架桥机，实现施工工地间的短途运输，满足架桥机转场的作业要求。

2总体方案设计

2.1车架

如图2.1，车架有一根主梁和32根横梁组成。

主梁和横梁为箱型结构，采用低合金结构钢Q345C，具有强度高、承载力大的特点。

主梁沿纵向分成三段，主梁各段之间以及主梁与横梁之间采用高强度螺栓连接，运梁车分解以后的各个单元外形尺寸要求满足公里长途运输的要求。

在横梁的下端安装回转支撑，通过高强度螺栓与悬挂连接。

图2.1运梁车结构图

2.2悬挂结构

 运梁车共有16个轴线，属于多轴线大型载重行走工程机械。

每个轴包含2个悬挂，共32个悬挂，其中驱动悬挂11个，从动悬挂21个，前端5.5个轴线为驱动轴线（动力机构一般在后端），满足运梁车在运输同梁型时动力性能的要求。

悬挂主要有悬挂架，平衡臂，悬挂油缸，摆动轴和轮胎轮毂构成。

其中驱动悬挂摆动轴内安装边轮减速器和液压马达。

摆动轴能够自动适应横坡的要求，保证每个轮胎承载基本相同。

悬挂基本结构如图2.2所示。

1

4

3

2

1、悬挂架、2悬挂油缸、3、平衡臂、4摆动轴

图2.2运梁车悬挂图

悬挂系统特点:

（1）全车液压悬挂相对车架可按3点支承（运输状态）或6点支承（喂梁状态）进行编组和相互切换。

3点编组时，可大大减小车架变形。

（2）当路面出现凹凸不平情况，液压悬挂（悬挂油缸）会提供补偿调节，自动调整悬挂液压缸的伸缩量以适应路面工况，使所有轮轴均匀受载，如

图2.3所示。

（3）全液压悬挂可使整车平台“平升平降”，亦可单点升降，调整范围为±300mm。

1．车架2．悬挂架3．悬挂液压缸4．轮胎5．地面

图2.3悬挂系统自动调平补偿图

当某一悬挂轮胎需要更换时，可关闭这个悬挂油缸进油管路上的球阀而使其他悬挂升起，将需要更换的轮胎拆下。

2.3枕梁

在运梁车的顶上安装枕梁，用来支撑托运的混凝土箱梁。

枕梁又分为活动枕梁和固定枕梁，根据混凝土箱梁的不同结构以及配合不同的架桥机，固定枕梁和移动枕梁进行不同的搭配安装。

活动枕梁共有8个钢轮和两个链轮，电机及减速机驱动链轮，与铺在运梁车上的链条进行配合，结构如图2.4所示。

活动枕梁沿车架主梁上的钢轨移动，与架桥机实现同步动作。

在运梁车运梁的过程中，活动枕梁可以机械锁止，同时设置移动限位装置，防止活动枕梁冲出运梁车平台。

图2.4活动枕梁

2.4运梁车发动机

发动机是将自然界某种能量直接转化为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。

将热能转化为机械能的发动机称为热力发动机。

其中的热能由燃料燃烧所产生，它可分为外燃机与内燃机，内燃机与外燃机相比热效率高，体积小，质量小，便于移动，启动性能好等优点。

因而广泛应用于飞机，船舶及汽车，拖拉机，坦克等各种车辆上。

根据车用内燃机将能量转化为机械能的主要结构形式不同，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类，而往复活塞式内燃机在车辆的应用最广泛。

车用发动机可以根据不同的特征分类：

a、按着火方式可分为压燃式发动机与点燃式发动机。

b、按使用燃料种类可分为汽油机，柴油机，气体燃料发动机，煤油机，液化石油气发动机及多种燃料发动机等。

c、按冷却方式可分为风冷发动机和水冷发动机。

d、按进气状态可分为非增压和增压发动机。

e、按冲程数分类可分为二冲程和四冲程发动机。

f、按汽缸数及布置分类，仅有一个气缸的称为单缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机；根据气缸中心线与水平面垂直，呈一定角度和平行的发动机分为立式，斜置式和卧式发动机；多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式，对置式和V形等发动机。

车用发动机主要以汽油发动机和柴油发动机为主。

汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价格便宜；起动性好，最大功率时的转速高；工作中振动及噪声小，提速和速度优于柴油机，在载客汽车特别是轿车中，汽油机得到了广泛应用。

但与柴油机相比，汽油机最大劣势是耗油较高，同等排量每百公里大约相差2－3升左右。

柴油发动机的工作原理与汽油发动机不同。

柴油机依靠活塞压缩缸内混合气（柴油和空气），使其燃烧完成做功。

汽油机则是把混合气（汽油和空气）送入汽缸，依靠火花塞点燃使其完成做功。

柴油机相比汽油机没有点火系统，构造相对简单，机器可靠性较高。

与汽油车相比，柴油车的能源效率高，就是我们通常说的力量大，爬坡能力也更强；柴油发动机的转速较低，汽缸燃烧的温度也就相对较低，机件磨损相对也小；柴油车没有复杂的高压点火系统，所以发动机的故障率也相对较小。

柴油机和汽油机比较，具有下列优点：

（1）柴油机的压缩比较高，气体膨胀较充分，热量利用程度较好，燃油消耗率比汽油机少30一40％左右。

同时，柴油的价格比汽油便宜。

因此，柴油机的使用经济性较好。

（2）柴油的密度比汽油大，相同容积的油箱可贮存较多重量的柴油。

 （3）柴油比汽油容易储存和保管，不易发生火灾。

特别是在舰艇上采用柴油机以减少作战中的火灾危险性。

 （4）柴油机排气污染少。

 （5）有利于改成多种燃料工作的多燃料内燃机，而使用柴油、汽油、煤油等工作。

在作战条件下，可以就便用油。

 （6）有利于采用增压方法提高功率、降低燃油消耗率。

柴油机的缺点是：

（1）柴油机燃烧时气体压力较高，为了保证受力零件的强度与刚度，机件比较笨重，同时，由于可燃混合气形成方法与汽油机不同，限制了转速的提高。

因而，在功率相同的情况下，柴油机的尺寸和重量比汽油机大。

（2）由于柴油不易蒸发，柴油机低温起动性不如汽油机好。

 （3）柴油机工作过程粗暴，噪音较大。

 （4）柴油机每千瓦的金属用量较多，重要零件还要采用较好的材料，制造成本较高。

目前，船舶、内燃机车、重型汽车、拖拉机等从经济性方面考虑，绝大多