双剪式高位自卸汽车

1、 高位自卸车高位自卸车是指通过液压或机械举升到一定的高度再自动开关后车门的卸载货物的车辆。由汽车底盘、液压举升机构、货厢和动力装置等部件组成。 高位自卸货车在土木工程中，经常与挖掘机、装载机、带式输送机等工程机械联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、散料的装卸运输工作。简介简介要求：要求：1.在比较水平的状态下,能将满载货物的车厢平稳地举升到一定的高度，最大升程Smax见表1。2.为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移。车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超过1.2a。 3.在举升过程中可在任意高度停留卸货。4.在车厢倾斜卸货时，后

2、厢门随之联动打开；卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭。5.举升和翻转机构的安装空间不超过车厢底部与大梁间的空间，后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面。6.结构尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传递性能。 受力分析、液压缸选择 车体稳定性（重心移动导致失稳） 举升支架安全校核（能否安全承载） 设计工程图纸高位自卸车车体负载情况： 1. 额定装载质量M1 高位自卸汽车是在普通自卸汽车的基础上多加了一套举升和倾卸装置，所以其装载质量要普通汽车小，根据CQ1113T6F23G461车底盘最大承载质量为7320kg，所以额定装载质量为M1=5000kg。 2.整车整备质量M 整备汽车质量

3、是指汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有的质量。参考同类的自卸车的整车装备质量，加上举升架的质量，估算出高位自卸车整车装备质量。 所选CQ1113T6F23G461车底盘的整备质量为4080Kg，因为在本次设计选用的车厢尺寸较大，为4000*2000*640，所有估算为5000Kg，加上双剪式举升机加上双剪式举升机构质量构质量M2=M2=450450kgkg。M=M1+M2=5000+450=5450kg 水平液压缸活塞杆给车体底盘上的滑槽滑杆水平的推力，推动双剪式水平液压缸活塞杆给车体底盘上的滑槽滑杆水平的推力，推动双剪式举升机架开始举升。举升机平台受到来自车厢的压力

4、，受到车体底盘举升机架开始举升。举升机平台受到来自车厢的压力，受到车体底盘A A、B B铰支座处铰支座处的支撑力，水平液压缸的支撑力，水平液压缸1 1、2 2的活塞杆的推力的活塞杆的推力 杆杆BCBC所受外力有举升机自身的重力、来自车厢的重力、杆所受外力有举升机自身的重力、来自车厢的重力、杆ADAD所给的所给的推力以及铰链推力以及铰链B B、C C处的支座反力，杆处的支座反力，杆ADAD所受外力为油缸所受外力为油缸1 1、2 2所给的推力、所给的推力、举升架以及举升架上的重力、杆举升架以及举升架上的重力、杆BCBC给的力。举升机构是对称分布所以，给的力。举升机构是对称分布所以，杆件的受力也是对

5、称分布，所以分析受力时只需要分析其中的一个杆件。杆件的受力也是对称分布，所以分析受力时只需要分析其中的一个杆件。F1.整车整备质量：M（装载质量M1,举升支架M2）2.油缸1、2推力：F3.车体底盘支撑力：FAy、FbyLbc=1803mm，0=7.1度，1=38.6度（0为初始角度，1为终点角度）（1）对杆AD进行受力分析FcxBCFbx举升中，举手支架不是匀速运动的，根据牛顿第二定律，合外力等于质量与加速度的乘积，所以杆BC的受力方程为：Fcx+Fadx+Fbx=max1Fcy+Fby+Fady+G/2=may2(m是杆BC自身的质量、车厢载重)G/2FadFbyFcyH运动时：运动时：F

6、ax-Fbx=M2Fax-Fbx=M2* *a ax x3 3Fay+Fby-G1=M2Fay+Fby-G1=M2* *a ay y4 4G1=M1G1=M1* *g=5000Kgg=5000Kg* *9.8N/Kg=490009.8N/Kg=49000（N N）静止时：静止时：Fax=FbxFax=FbxFay=Fby=1/2Fay=Fby=1/2* *G1=24500NG1=24500N0G1FAy FByFBx（2）对举升机构整体进行受力分析FAx 1.车厢所受重力：G4（装载质量G1，车厢质量G2）2.油缸3推力：F33.车架支撑力：F4车厢所受力有油缸3的推力、装载货物以及车厢自身的

7、的重力、举升支架铰支座N处的支撑力。MFqxFNyFNxGONOPQR23初始位置初始位置最终位置最终位置（1）对车厢进行受力分析，如下图：（尺寸数据：Lmn=4000mm，Lrn=1400mm，Lrq=50mm，Lpq=1306.5mm，Lpr=2329mm, 1=39.73度，2=19.61度，3=55度。） 翻转倾斜货物时，车厢的运动不是匀速，由牛顿运动第二定律列出运动方程式：Fqx+FNx=max5，Fqy+FNy+G=may6到最高端处： Fqx=FNx，Fqy+Fny=G静止时：举升机的平台均匀承载（此处不作分析）FqyMR1G自卸汽车常用的油泵分为齿轮油泵和柱塞油泵。齿轮泵多为外

8、啮合式，在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但是油压低，柱塞泵的最大特点是油压高（油压范围是1635MPa），并且在最低转速下仍能产生全油压，因此可以缩短举升时间。中轻型自卸车上多采取齿轮泵，常用系列有：CB、CB、等，重型常采用柱塞泵。本课程设计高位自卸车选用柱塞泵。举升液压缸1、2的推程（位移）是383.4mm 举升液压缸3的推程（位移）是957.3mm液压缸推力P1负载F1=Mg/2=26705N负载F3=M1g=49000N50KN综合上述情况，根据液压缸的标准参数选择液压缸1、2和液压缸3的参数为： 计算整车的质心位置，验证当车辆在运输的过程中以及卸货的过程中会不会发生倾翻和侧翻的情况。

9、其稳定性是指当车辆在卸货和运输中时，整车的重力作用于车轴。当重力刚好穿过车轴的支撑点时，车辆刚好处于临界的倾翻状态；当质心在前后车轴之间时，不会发生倾翻；当质心在车轴外边时，则会发生倾翻的情况。 本次设计车轴前后的轴距为3800mm，举升液压杆1.2的推程（位移）是383.4mm车厢的举升高度：1807.247mm车厢的后移量：378.875mm车厢高度：640mm车厢长度4000mm举升支架初始高度：554.5mm车体底盘距车轴高度：700mm车厢距前轴：700mm3800mm4000mm车体各个机构的位置：车体各个机构的位置： 以车体前后车轴为X轴，即水平方向，以车辆高度为Y轴，即竖直方向

10、作平面图计算重心偏移量。 初始位置：举升架A重心坐标为（3060，1255），车厢B重心坐标为（2700，1620），车体底盘C重心坐标（2700，700） 卸货位置：举升架A重心坐标为（3881，2159），车厢B重心坐标为（3079，5065），车体底盘C重心坐标（2700,700）举升支架为M2=450Kg，车厢及其装载质量为M1=5000Kg，车体底盘质量为M3=1500Kg重心计算公式： 计算车体重心：X o = （ A x * M 2 + B x * M 1 + C x * M 3 ） / ( M 1 +M2+M3)=2723.31mmYo=（ Ay*M2+By*M1+Cy*M3）

11、/(M1 +M2+M3)= 1397.81mm 同理：Xi=3062.08mm Yi=3934.76mm 所以： X=XiXo=338.77mm Y=YiXo=2536.95mm结论：由计算结果可以知道车体重心并没有通过后车轴的支撑点，因此不会发生倾覆的危险，即本课程设计的高位自卸汽车在举升和卸货过程中能够满足不倾翻的要求。举升过程中所有载荷都会作用在举升机上举升杆之间连接处的连接杆上，本课程设计将对该处连接杆进行强度刚度校核。由受力分析可以知道，连接杆承受的最大载荷出现在举升杆与液压缸连接的部位，因此对该位置进行校核。连接杆数据：高度：160mm，截面直径：40mm，Lab=70mm，Lac

12、=35mm，L bc=35mm。承受的最大载荷为：径向压力F=26705N径向力作用于杆中间，杆受到铰支座的支撑力。F a=F*Lbc/Lab=F/2=13352.5N F b=F*Lac/Lab=F/2=13352.5N弯矩：Mmax=F*Lab/4=233.67N.m 弯曲截面系数：W= *d /32=6.283*10 6轴的强度校核： =Mmax/W=37.2M Pa 将轴的材料定为45钢，查机械设计手册，知道45钢的抗拉强度为b=600MPa，s=355MPa，弹性模量E为196216GPa，一般取值为210GPa。 b=600MPa，所以杆的截面强度满足设计要求。A对杆件进行受力分析：CBF aF bF翻转过程中所有载荷都会作用在液压缸3所在的铰支座处的连接杆上，因此，还需要对该处连接杆进行强度校核。由受力分析可以知道，该处连接杆将会承受车厢的重力。由前部分进行的翻转机构的受力分析可以求得，该处受力最大值为28181.3N。杆的高度：160mm，截面直径：40mm，Lab=70mm，Lac=35mm，L bc=35mm。承受的最大载荷为：径向压力F=26705N径向力作用于杆中间，杆受到铰支座的支撑力。F a=F*Lbc/Lab=F/2=14090.65N F b=F