半挂式废钢运输车设计

半挂式废钢运输车设计
半挂式废钢运输车,采用专门设计的可分离式货箱,只需在废钢加工厂一次完成装箱过程,运送至转炉车间后,可以直接以货箱为加料装置将废钢倒入转炉,也可以货箱作为存储装置将废钢存储在转炉车间等待冶炼,因而节约了一次装卸过程,简化了生产流程,提高了生产效率,同时也改善了转炉车间的作业环境。
2废钢车拖车部分的结构设计
2.1货箱设计废钢运输车的货箱,根据转炉炼钢工艺的要求:设计装载量为30t,容积为41.5m3。为适应废钢运输的特点和整车设计满足公路行驶的要求,新设计的货箱在保证强度的情况下尽量减轻重量,货箱自重为21.5t,使整车的单桥载荷满足公路运输的有关要求;在保证工艺要求的前提下重新设计了货箱外形,使整车外形尺寸满足公路运输的要求。此外,整车的其它部分均按公路运输的要求设计。货箱的整体结构分为槽口和罐体两部分,罐体部分两侧共有四个耳轴,罐体部分的侧面与底面分布着槽形的筋板,耳轴所在的筋板较大并在内部用小筋板进行加强。由于频繁倾倒废钢,为了增加耐磨性能,罐体与槽口的底面附了一层钢板。罐体的底部设计为圆弧状,可以使废钢在重力的作用下尽量堆放在罐体的中间,以方便运输与吊装。罐体的后部设计了一个台阶状的结构,用来与运输罐体的拖车车架配合,使罐体放置尽量向前,减少了拖车的长度,方便运输。货箱的总体结构如图1所示,
2.2车架设计车架由纵梁、横梁及一些附属结构组成。
纵梁贯穿整个车身结构,将所有的横梁连接在一起,采用变截面变轴线的鹅颈式结构。其截面采用了扭转刚度和强度均较好的箱形结构,在变截面区还采用了箱形和槽形相结合的组合截面。横梁将纵梁连接在一起,构成完整车架,并保证车架扭转刚度。横梁的布置需要考虑货箱与车架之间的相互作用力的传递和车架上其他组件(如牵引销、悬架等)的布置。横梁断面的形状也采用了箱形断面。车架外形和纵梁变截面区组合截面形状如图2所示(图中未表示车架上的导向装置)。
2.3货箱的侧倾趋势牵引车鞍座与车架的接触面为圆弧面,没有限制拖车侧倾方向的自由度,因而拖车可以简化为图3所示的机构。将货箱和车架均简化为刚性结构,后三桥的板簧简化为一组弹簧,如图3b)所示。在货箱和车架之间需要设计专门的连接机构来限制货箱在转弯时的侧倾趋势。
2.4货箱和车架之间的连接在车架上设有凸出的装置,货箱底部有凹槽,限制了货箱和拖车之间水平面内的相互运动,同时也具有导向功能;在车架和货箱上设计了相互捏合的卡板和卡块,使货箱在车架上吊装方便,并限制了汽车急转弯等情况而引起的货箱的侧倾趋势。货箱与车架之间的连接机构如图4所示。卡块2固定在货箱上,当货箱从拖车上吊起时,卡块2向上带动卡板3,使左侧卡板顺时针转动,右侧卡板逆时针转动,完成对称运动,货箱从车架上吊出。反之,当货箱吊装到车架上时(如图中箭头所示),卡块向下压卡板,使左侧卡板逆时针转动,右侧卡板顺时针转动,完成对称运动。当货箱相对于车架有侧倾趋势时,货箱左侧的限位卡块2不动,卡板3也不能绕销轴4转动。在连杆5、7和平衡板6的作用下,两侧卡板只能作对称运动,右侧的卡板9也不能转动,所以限制了右侧卡块10的向上运动。
1)采用半挂式运输方式,使废钢运输方便、灵活,占用场地面积小。
2)采用可分离式货箱(即转炉加料装置———货箱一体的废钢料斗),减少了一次装卸过程,简化了生产流程,提高了生产效率,同时也改善了转炉车间的生产环境。
3)货箱和车架之间的连接机构无需手动操作机构即可一次完成吊装,而且对中准确、方便,在货箱需要经常吊装的情况下,可以简化操作,提高作业效率。
4)由于废钢运输频繁,在保证可靠性的前提下,对货箱进行了优化设计,其自身重量大幅降低,使废钢运输和整车自身的成本也大幅降低,取得的经济效益显著。
5)实际使用情况反映车架的强度设计满足要求,有限元计算可为车架的设计提供一定依据。

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