重型自卸车举升机构的计算机辅助设计.docx
- 文档编号:29341314
- 上传时间:2023-07-22
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:82.98KB
重型自卸车举升机构的计算机辅助设计.docx
《重型自卸车举升机构的计算机辅助设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重型自卸车举升机构的计算机辅助设计.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
重型自卸车举升机构的计算机辅助设计
2001·4 专用汽车 SpecialPurposeVehicle・3・
☆设计·研究☆
重型自卸车举升机构的计算机辅助设计
周廷美 崔元捷 王仲范
(武汉理工大学 湖北武汉 430070
[摘 要] 根据用户对重型自卸车的设计要求,采用计算机辅助设计的方法对重型自卸车的举升机构的布置方案、各个不同举升位置的受力计算、举升油缸及液压系统的设计计算进行了探讨。
关键词:
重型自卸车 举升机构 计算机辅助设计
中图分类号:
U469.4.02 文献标识码:
A 文章编号:
1004-0226(200104-0003-03
LiftMechanismCADofHeavy-dutyDumpCar
ZhouTing-meietal
Abstract Accordingtodesignrequirementofheavy-dutydumpcar,CADmethodareusedtomakear-rangementsforliftmechanismlayout,calculateactiveforceindifferentliftlocation,decidelifthydro-cylinderandhydraulicsystem.
Keywords heavy-dutydumpcar;liftmechanism;CAD
随着西部大开发战略的实施,重型自卸车的使用日益增多,专用汽车生产厂家也在不断调整生产计划,在目前已有的底盘基础上进行修改设计以满
足市场的需要。
举升机构是自卸车的核心机构,它直接关系到自卸车的整车及举升性能,这里将介绍重型自卸车举升机构的布置方案的优选及举升机构的受力分析及液压系统的设计计算方法及程序设计方法,使得举升机构的设计计算方便、快捷,可使工程技术人员从烦琐的计算或作图工作中解放出来,全心致力于方案设计之中。
1 举升机构的结构形式
举升机构的结构型式较多,各种结构型式都有各自的优缺点。
在与厂方共同调研协商的基础上,采用了单级单缸三角臂的举升机构,结构型式如图1
所示。
c.为减少配套件数量和加工件数量,在可能的情况下,尽量选用通用件。
该机构选用了与EQ153相同的举升三角臂尺寸。
即BC=a=245mm,AC=b=810mm,AB=c=955mm,DB=d=1480mm。
2.2 举升机构布置方案
在保证举升机构能正常工作、机构的布置不与车身底盘上安装的零部件发生干涉的前提下,使液压系统的压力为最小。
以车厢和三角臂为脱离体,可计算出油缸推力,在计算程序中自动按某一增量改变A、B、C、D、E的位置可得到不同的设计方案。
通过计算,从300多种方案中发现油缸的初始位置在与水平方向成10°夹角时,油缸的初始位置与油缸支点和拉杆支点之间的连线的夹角为109°时,即满足设计要求同时液压系统的压力又为最小。
整个举升机构布置方案的计算过程仅用2~3min即可,实质上是对举升机构布置方案的优化,但避免了建立优化设计的数学模型及优化求解的迭代过程。
3 不同举升位置时的受力分析
3.1 求任意举升角H时,三角臂与车箱铰接点A
图1 举升机构布置
2 举升机构的布置方案设计
2.1 举升机构布置应遵循的原则
a.在放平时举升机构不能与车身底盘上安装的零部件发生干涉。
b.在可能的情况下,举升机构尽量朝前靠,以及举升质量的质心位置
Xa=Xa0cosH-Ya0sinH
Ya=Xa0sinH+Ya0cosHXg=Xg0cosH-Yg0sinHYg=Xg0sinH+Yg0cosH
3.2 求任意举升角H时的B点坐标(Xb,Yb
(1
・4・
BC=a=245mm,AC=b=810mm,(Xa,Ya,(Xd,Yd。
联立以下方程组可求得B点坐标(Xb,Yb。
(Xb-Xd2+(Yb-Yd2=d2(Xb-Xa2+(Yb-Ya2=c2
3.3 求任意举升角H时的C点坐标(Xc,Yc
联立以下方程组可求得C点坐标(Xc,Yc
(Xc-Xb+(Yc-Yb=a
2
2
2
周廷美等:
重型自卸车举升机构的计算机辅助设计
式中:
n为油泵的额定转速,n=ne/i;ne为发动机的额定转速,i为取力器速比。
4.3 油箱容积与油管内径计算4.3.1 油箱容积计算
油箱容积V不得小于全部工作油缸的工作容积$V的3倍。
V≥3$V
(2
(Xc-Xa2+(Yc-Ya2=b2
(3
4.3.2 油管内径计算
TV1
式中:
QT为油泵的理论流量;V1为高压管路中油的流量,V1≥3.6m/s。
高压管路内径:
d1≥4.6
QTV2
式中:
V2为低压管路中油的流量,V2≥1m/s。
5 面向对象的程序设计
低压管路内径:
d2≥4.6
表1 计算结果
角度行程,mm举升力,N油缸推力,N拉杆拉力,N00.0000258037.1500256681.9322480108.59582468101214161820
48.7816296161.4541299787.1551552915.192189.6889266216.6181338463.6092547765.4792126.4991222191.2094353475.0004505185.7182161.5578188170.6295355019.6716460864.2068195.7779164361.3865350574.6117422679.9463229.5029147464.5806343457.5960390612.9232262.8562134912.7180335087.0812363394.5599295.8680125071.2355326089.2524339864.9100328.5260116935.7407316746.6302319146.2543360.7967109884.5862307183.8376300587.5883392.6353103526.1288297449.0965283748.8010423.991197607.6475287552.0994268249.1299454.8090485.0309514.5958543.4390571.4914598.6781624.9163650.1127674.1590696.9259718.2541737.9389755.7042771.1536
91962.1871277482.4640253831.136286476.8614267219.0307240286.148981073.6163256734.6070227447.465875697.3021245998.3405215178.677870308.1162234976.7946203365.377264876.7167223634.2816191909.117459381.0021211932.7475180722.891853803.9619199831.3894169727.676148132.2378187286.1739158849.804942355.2016174249.5560148019.246936464.4913160671.1943137169.474230454.1767146502.1381126241.474324322.3845131711.2344115201.157218078.2030116351.1509104109.7130
3.4 联立求解直线BD和直线CE的方程组可得
具体公式见参BD与CE之交点F的坐标(Xf,Yf。
考文献。
3.5 求倾翻力R
取车箱为脱离体,对倾翻中心取矩可求得倾翻力。
具体公式见参考文献[1,2]。
3.6 求油缸推力F
取三角臂为脱离体,对B点取矩可求得油缸推力。
具体公式见参考文献[1,2]。
3.7 求拉杆拉力F1
因为F1与F、R三汇交力系平衡,又已知F、R,故F1便可解出。
整个计算过程由举升机构受力及液压系统设计计算程序自动计算举升机构在不同举升位置的倾翻力R、油缸推力F、拉杆拉力F1。
4 油缸及液压系统设计计算4.1 油缸选型与计算
倾翻机构采用单作用单级油缸。
4.1.1 油缸直径
d≥
max(4
[1,2]
22
242628303234363840424446485052
其中:
Fmax为最大油缸推力,G为系统效率,p为液压系统压力。
4.1.2 油缸行程
xc=Smax-S0
4.2 油泵选型与计算4.2.1 油泵的工作压力
p=
max10(5
式中:
Fmax为最大举升力,A为油缸横截面面积。
4.2.2 油泵的理论流量
$V=(Smax-S0õPd2õ106/4
QT=
T(6(7
式中:
GT为油泵的容积效率=0.85~0.9,t=20s。
4.2.3 油泵排量计算
油缸参数:
油缸初始长度=1215.82mm 液压缸最大推力=355019.67N液压缸直径=200.00mm额定工作压力=16.00MPa
行程=771.15mm实际压力=14.12MPa
・6・
马子轩等:
下装式油罐车结构及安全设计
覆时破坏油罐的密封,造成油品外泄。
卸油口距罐体外侧最宽处纵向素线应有最小为150mm的安全距离,并设置防撞栏保护卸油阀及附件。
排气管与防爆消声器的连接宜采用法兰式连接,用石棉板作密封垫,以防废气泄漏。
由于油罐车顶注式装油时,油气对环境的污染非常严重,要符合《环境空气质量标准》GB3095-1996和《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996的标准,油库和油罐车必须装有配套的油气回收系统。
考虑到在未来五年内上装式油罐车将升级
图3 油罐车1-1区爆炸危险区域
到下装式,在油罐车设计时,应有预留纵向距离800mm的空间位置用于安装油气回收系统。
在油罐车油气回收系统设计时,必须要有防溢满的安全装置。
管路通径的设计选择时,应考虑到从油罐内排出的油气是注入油品体积的1.1倍。
油气回收匹配器应与油库发油台的油气回收系统的接头相匹配。
(收稿日期:
2001-06-19
线安全距离不得小于1500mm。
装(卸油管阀门口及油气回收装置应位于油罐车的右侧,尽量远离废气排气口。
此外,油罐不应有其它的开口,如量油口等,应设计成密封的形式,以防产生新的油气积聚点和泄漏。
油罐车入孔盖上的其它附件,如呼吸阀、油气回收装置等高度应低于护板,以防油罐车意外倾
(上接第4页
油泵参数:
实际压力=14.12MPa 最大工作容积=24.22L油泵理论流量=80.75L/min油泵额定转速=2577.83r/min油箱及油管参数:
油箱容积=72.67L
高压管路内径d1=22.00mm,低压管路内径d2=42.00m
m
油泵排量=31.32mL/r
整个举升机构受力及液压系统设计计算程序可自动计算出举升机构在各个不同举升位置时的油缸推力、拉杆的拉力及倾翻力,自动排序求出油缸最大推力、拉杆的最大拉力和最大倾翻力,分别用于油缸的设计计算和三角臂零部件的校核。
该程序还可自动计算出油缸直径、油缸行程、油泵的工作压力、油泵排量、油泵的理论流量、油箱容积及高、低压管路的内径等参数。
图2为举升机构设计计算的参数输入界面。
表1为举升机构设计计算的结果。
整个程序设计采用了面向对象的设计方法,界面友好,用户使用方便。
6 结束语
本文研究了自卸车的举升机构布置方案的计算机辅助设计方法、举升机构在各个不同举升位置的受力分析以及液压系统的设计计算方法,采用计算机辅助设计和面向对象的程序设计方法完成了整个举升机构及液压系统的设计计算,使得整个设计计算过程简单方便,大大提高了设计效率。
参考文献
1 蒋崇明,何明辉.专用汽车设计.武汉:
武汉工业大学出版社,1994
图2 举升机构设计计算的参数输入界面2 明平顺.汽车运输专用车辆.北京:
人民交通出版社,1998
(收稿日期:
2001-04-25
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重型 卸车 举升机 计算机辅助设计