RL5250XLB侧栏板起重运输车改装设计doc

第1章绪论1.1选题背景、研究目的及意义随着现代物流业的迅速发展，汽车的运输量迅速增长，货物的装卸量和频率也随之加大。

对于大吨位的厢式载货汽车而言，由于车厢地板离地较高,且货物质量较大，装卸困难,特别是在单人操作时，货物装卸很不方便，工作效率低。

基于此，许多厢式载货汽车装有举升栏板。

起重栏板可大幅度提高运输及装卸效率, 减轻操作人劳动强度, 广泛用于邮政、金融、石化、商业、制造等行业[1]。

栏板起重运输汽车是在普通载货汽车基础上发展起来的。

载货汽车最初都是完全人力化装运，即完全靠人的肩扛手抬，费事费力、劳动效率低下、危险性高、工作人员劳动强度大 ,即使如此，但对于较少货运量来说也是能够承受的。

近年来，随着我国国民经济持续、快速、健康的发展，物流量成倍的增长，再加上各类型公路的建设速度加快，公路货运发展得到迅猛的增长，专业运输单位和个体运输经营者如雨后春笋般地多了起来。

很多公司都有了自己的运输车队，仅靠手工作业，不能充分发挥车辆的效能以提高企业效率。

同时由于汽车运输量成倍增长，货物的装卸量和频率也随之加大。

对于大吨位的厢式载货汽车而言，由于车厢地板离地较高，且货物质量较大，装卸困难，特别是在单人操作时，货物装卸很不方便，工作效率很低。

可见，实现货车装运的机械化是势在必行的，为此需设计一种可实现自起重装卸功能的专用载货汽车——侧栏板起重运输汽车，仅利用一套侧栏板起重装置就可以实现货物的机械化装运，从而大幅度能提高运输和装卸效率，减轻人的工作强度[2～4]。

1.2侧栏板起重运输汽车国内外研究概况栏板起重装置的发展, 在国外大体上可分为四个时期。

第一代产品产生于20世纪30 年代末, 其特点主要是单缸举升, 而栏板翻转靠手动, 起升质量为500kg左右, 栏板(又称载物平台) 触地倾角9°～10°。

目前, 这种产品在东南亚、日本仍在使用, 20世纪90年代, 还在美国得到了新的发展。

第二代产品产生于20世纪50年代初的欧洲市场, 在第一代产品的基础上增加了翻转关门油缸。

举升与翻转分别由二个独立油缸实现。

最常见的是四只油缸的型式, 也有双缸的。

起升质量在500kg以上, 载物平台触地倾角10°, 翻转动作凭操作者经验控制。

该种产品目前主要用于美洲及东南亚地区。

第三代产品产生于20世纪70年代末的欧洲市场, 是在第二代产品的基础上增加第五只油缸。

这只油缸在液压系统中主要起相对位置的记忆功能, 使载物平台触地、离地的翻转动作不再由操作者控制而由液压系统本身控制, 从而使升降过程相对平稳与安全。

触地倾角一般为8°～10°。

若兼作厢门用, 因平台尺寸增大, 倾角也可能小于8°。

目前该类产品普遍用于欧美地区。

第四代产品产生于29世纪90年代初, 其液压系统及功能原理同第三代产品, 只增加了记忆油缸的尺寸, 使记忆动作的范围进一步增大。

它不同于第三代产品的关键在于其载物平台增加特殊结构, 由一体改为两体活动联接, 使平台触地后不仅能自动翻转, 而且有一个下沉的动作, 使触地倾角达到6°, 甚至在6°以下。

目前该产品在荷兰、南斯拉夫和中国已申请了实用新型发明专利。

国内已有定型产品投放市场。

从操作性能、安全可靠性等使用效果上, 第四代产品将逐渐取代了第二、三代产品。

而第一代产品,由于其结构简单, 重量轻, 虽然技术含量低, 但具有便于维修等优点在发展中国家将仍有一定的市场。

栏板起重装置在国内的发展只是近二十几年的事情。

1985年原邮电部从日本进口了一批装有栏板起重装置的厢式车。

此后, 由汉阳专用汽车研究所、湖北汽车配件厂和邮电部明水通信机械厂三家合作进行了国产化研制开发, 历时两年多, 却因多种原因而未能投入使用。

1988年初, 邮电部明水通信机械厂组织技术人员, 继续研制。

在北京市邮政局的大力协助下, 经过近四年的努力, 产品质量日渐趋于稳定。

国产化产品早期用汽车发动机作为动力。

1992年实现以汽车蓄电池作为液压泵站的驱动力。

1992年以后, 栏板起重装置因国内厢式车的发展而开始发展起来, 技术水平也逐渐向国际靠近。

据目前了解的情况, 国内生产栏板起重装置的企业包括明水邮电通信设备厂等至少有5 家, 产品结构型式有单缸、四缸、五缸及20世纪90年代初的美国技术及最新型的五缸技术。

尽管在产品结构形式上, 国际上的四代产品均在国内都有生产, 但就其发展而言, 仍处于起步阶段。

国内市场的扩展, 还需要时间与机遇。

从时间上讲可能不会太久, 从品种上讲, 短时期内将仍是以多种型式并存, 但最终可能是单缸产品和五缸产品为主[3]。

1.3侧栏板起重运输的发展方向与前景传统的栏板起重车大多数只是局限于尾板起重，使得栏板起重车的应用范围不够广泛，环保意识的增强，对起重车的要求也越来越高。

现代车辆的装备技术必需与生态型、现代化国际大都市发展相适应，具有国际先进、技术创新的装备特征,必需从满足单一的普通作业需求，向满足文明作业、环境保护、质量监管、城市容貌等作业和管理需求方向发展。

这些特征如下。

（1）集成化即从一般的机械化向装备技术集成方向发展，这是集成化的技术基础；从单一功能的设备向装备系统集成方向发展，这是集成化的形态体现。

（2）环保化现代化城市的起重车辆，将从只满足基本作业功能需求向满足环保作业功能需求的方向发展。

通过技术创新、产品改进、功能完善，提高产品在控制污水、扬尘、噪声、废气等污染方面的性能。

（3）人性化车辆的人性化是体现现代文明社会以人为本的理念，分别反映在操作人员工作环境和作业过程中对周围环境和人们的影响二个方面。

在操作人员工作环境方面，将以提高驾驶操作的舒适性，减轻作业人员的劳动强度为发展目标，使驾驶、作业人员的工作环境得到改善和提高。

以上特征要求也正是栏板起重的发展和努力优化的方向。

1.4本设计的目标和主要内容本次设计的重点是对侧栏板起重运输汽车的后栏板起重装置采用的各种方案进行比较分析，并分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。

本次的设计目标是设计一种装载质量为10t的侧栏板起重运输汽车，其性能参数与原载货车接近。

侧栏板起重运输汽车是装备有栏板起重装置的载货汽车，因此本设计的主要研究内容是：二类底盘的选择；整车的整体布置；栏板起重装置的选型、设计、计算；液压装置的选型、设计、计算；整车性能计算分析。

主要解决的问题有：（1）正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；（2）进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；（3）进行起重装置的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；（4）进行液压装置设计计算选型；（5）分析整车改装设计后的主要性能。

第2章侧栏板起重汽车方案设计与分析2.1侧栏板起重运输汽车的结构2.1.1侧栏板起重运输汽车的概念侧栏板起重运输汽车一般是由附加的起重栏板为起重装置，并利用汽车的动力源，用液压驱动栏板进行升降，达到自装卸货物的目的。

2.1.2侧栏板起重运输汽车的分类侧栏板起重运输汽车按栏板起重装置的动力源分可分为发动机式和蓄电池式。

前者通过取力器，利用汽车发动机的动力驱动栏板起重装置工作；后者则依靠车载蓄电池向栏板起重装置提供动力。

按起重栏板的功用分可分为侧栏板起重式和附加栏板起重式。

前者的起重栏板是经加固的车厢栏板，因此它具有双重功能。

后者的起重栏板仅作为起重装置用，不起车厢栏板的作用，它用于厢式汽车的后栏板起重装置，如图2.1所示。

按后栏板运输汽车的具体用途和运送货物的类型可分为悬臂式、垂直式、以及摇臂式[5]。

图2.1侧栏板起重运输汽车2.1.3侧栏板起重运输汽车的组成侧栏板起重运输汽车由两大部分组成，即二类底盘和后栏板起重装置。

其中侧栏板起重装置是侧栏板起重运输汽车的主要结构部分。

其主要组成如下：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧安全装置侧栏板锁紧机构附件动力系统液压系统侧起重栏板升降机构侧栏板起重装置二类底盘侧栏板起重运输汽车 2.1.4栏板起重装置的工作原理一种栏板起重装置的结构如图2.2所示。

1—取力器；2—齿轮液压泵；3—液压油箱；4—滤清器；5—液压控制箱；6—液压缸；7—升降机构；8—起重栏板图2.2 一种栏板起重装置结构栏板起重运输汽车在进行装卸作业时，即栏板起重装置工作时，动力系统获得的动力带动齿轮液压泵工作，并向液压系统提供压力油，液压缸在液压油的作用下，活塞杆推动升降机构运动，最后起重栏板在升降机构的带动下相应运动，完成起重、举升、装卸货物的功能。

2.2侧栏板起重汽车升降机构的设计与分析在侧栏板起重汽车改装设计中对升降机构的设计要求：（1）能上下平移，使起重栏板能完成翻转起闭和着地倾斜等不同形式的运动。

（2）工作可靠，在液压系统停止工作时，升降机构不得有明显的自动沉降现象。

（3）使起重栏板能将10kN货物平稳地升降到一定高度，且能在任意位置停住。

侧栏板起重装置的升降机构的基本原理：侧栏板起重装置的种类很多，但其基本原理却是相同的, 即平行四连杆机构的平行移动原理, 如图2.3所示。

图2.3 平行四连杆机构图中AB、BC、CD、DA四连杆铰结，CDAB=，DAAB<，固定ABBC=，BC杆，给BC杆一力矩，使其以B为圆心转动，则CD杆始终与AB杆保持平行状态。

如果使AB杆处于竖直状态，DC杆扩展为DCE，那么，DE就能始终以水平状态升降，其中DCE即为所说的侧栏板，如图2.4所示。

图2.4 转化后的侧栏板起重装置机构图2.2.1单缸对中式升降机构单缸对中式升降机构如图2.5所示，简化结构如图2.6所示。

其运动由三部分组成, 一是栏板的上下平移运动；二是栏板运动到着地点的倾斜运动；三是栏板在上止点的翻转运动。

其中栏板的上下平动及着地点的倾斜运动是由油缸1活塞的往复直线运动转换而成。

对于翻转运动则是由弹簧助力靠人完成的[16,17]。

上下平动时，D、A两点固定，铰接点E受限位杆3的推力板下端调整螺钉F点的限制而固定，整个机构可视为以DA为固定边的DABC平行四边形机构，完成上下平动的要求。

倾斜运动时，D、A两支点固定，但铰接点E的约束解除，整个机构可视为以DA为固定边的DAEBC铰链五杆机构，从而实现下止点位置的倾斜运动。

1—支架；2、5、7、12、13—销轴；3—滚子；4—阶梯销轴； 6—拐臂轴；8—锁片；9—螺钉；10—调整螺钉；11—下杆；14—连杆；15—转换限位杆；16—上杆；17—限位块；18—铰销；19—锁紧杆；20—限位板；21—侧拐臂图2.5 单缸对中式举升机构1—油缸总成；2—推力板总成；3—限位杆；4—下杆；5—上杆；6—限位块；7—栏板图2.6 单缸对中式结构简图单缸对中式举升机构的优点是结构简单、成本较低，同时可以避免双缸工作时的不同步问题；缺点是举升重力较小，要求车架下有较大的安装空间，制造工艺较复杂。