活动底板式自卸半挂车的结构设计

TECHNIC FORUM

56

2009.12

(a) 展开状态 (b) 收回状态

图3 导流锁紧装置

活动底板式自卸半挂车的结构设计

Structure Design of Dump Semitrailer With Removable Bottom

张养训 刘元磊

ZHANG Yang-xun et al

山东东岳专用汽车制造有限公司 山东济宁 272023

摘 要：介绍了一种活动底板式自卸半挂车，配合火力发电厂的专用卸货平台使用，可将煤直接通过输送带送往目的地，具有平稳、快捷、高效等优点。

关键词：活动底板 自卸 半挂车

Abstract A dump semitrailer with removable bottom was Introduced.Coped with the sepcial unload platform in thermal power plant, the coal was conveyed to the destination by belt, steady, quick, effective. Key words removable bottom; dump; semitrailer

+中图分类号：U469.4；U469.53 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2009)12-0056-02

1 前言

传统的自卸半挂车有侧卸货和后卸货两种结构形式，其结构特点为液压缸举升整个箱体，车箱整体绕回转轴旋转成一定角度，克服货物的安息角，实现货物的自卸。其具有装载量大、效率高等优点，但同时也存在卸货稳定性差、需多次卸货、货物易堆积埋住轮胎的缺点。为避免传统自卸半挂车的缺点，针对火力发电厂的煤炭专用卸货平台，开发了活动底板式自卸半挂车。该车可实现卸货时车箱不动，底板升起，两侧同时进行卸货。货物卸到专用平台上后，通过输送带运至专用的处理输送设备，该车有卸货速度快，卸货稳定，并能够一次完成卸货的优点。

2 活动底板式自卸半挂车的结构和工作原理

2.1 活动底板

活动底板式自卸半挂车设计为两侧卸货的中分结构，车箱分为前后两仓，中间用隔仓板隔开，两侧共有四个上开启的侧门，如图1所示。

每个货仓布置两个中置的液压缸，每个侧门两个锁紧油缸，中置油缸顶起活动的车箱底板，锁紧油缸控制导流板及侧门的锁紧。图2(a)为货箱工作的初始状态，图2(b)为货箱底板升起的工作状态。侧门的锁紧打开后，货箱底部的油缸顶起浮动梁，搭接底

板随动升起，同时松散货物。锚链连接浮动梁与活动底板，当锚链拉紧时，活动底板被拉起并绕铰轴转动，活动底板上的侧门推杆随之摆动，进一步推开侧门，使货物顺利卸下。

2.2 锁紧机构

锁紧机构是一个连动装置，通过锁紧油缸（双作用油缸）进行锁紧，如图3所示。

卸货前通过液压控制系统使锁紧油缸开始工作，锁紧油缸推动通过连杆与锁钩相连的导流板，使之展开，同时通过连杆打开

作者简介：张养训，男，1956年生，高级工程师，从事专用汽车的研发工作。

图1 外形及结构

图2 活动底板示意图

(a) 初始状态 (b) 举升状态

TECHNIC FORUM

2009.12

57

锁钩使侧门处于开启状态。卸完货物后，活动底板回落，锁紧油缸收起导流板，并通过连杆推动锁钩，钩住回位侧门的锁鼻。

2.3 导流装置

导流装置可使货物卸到两侧的输送带上，并可避免货物堆积埋住轮胎。导流装置与活动底板通过五个铰链连接，每一片导流板由两个锁紧油缸推动实现展开与收回。活动底板举升前，先展开导流板，流下的货物顺导流板滑落远离轮胎，底板举升，导流板随之转动，以保证货物滑落顺畅，此时锁紧油缸还起撑杆的作用。为提高导流板的刚性，将其设计为框架结构。

2.4 侧门打开装置

侧门打开装置由活动底板、侧门和侧门推杆组成。由于卸货过程中箱体不动，侧门由于重力的作用，在没有其它外力的情况下始终处于垂直状态，这样会阻碍货物的滑落。因此该装置可保证侧门及时有效打开。卸货过程中，活动底板转动，使连接于活动底板两端的侧门推杆随之摆动，并推动侧门打开，推杆顶端为滑轮结构可减小与侧门的摩擦。完成卸货后，底板回落，侧门打开装置能够有效保证活动底板与侧门运动同步，避免侧门提前回位而导致活动底板与锁鼻钩相碰卡住的现象。

2.5 液压控制系统

2.5.1 过程控制

控制系统为气、液组合式，通过取力器带动油泵，顺序控制完成作业。举升时，三位四通手动气阀控制换向阀，驱动导流板开启油缸，使导流板展开并打开锁钩，导流板展开后压住常闭限位阀，接通举升缸油路，操纵手动气阀使举升阀（常开式）动作，回油油路关闭，压力油驱动举升油缸工作完成举升作业。下落时，操纵手动气阀，使举升阀回位，举升油路无压接通，活动底板回落，反向扳回三位四通手动气阀使导流板开启，油缸收回，导流板松开限位阀，举升油路断开。整个系统动作有效互锁，以确保未打开锁钩展开导流板前，举升油缸不会动作。2.5.2 系统压力校核

假设运载的货物重量G ，举升卸货前先打开侧卸门，此时物料由于重力作用自两侧分流如图4所示。分流出的货物重量M 约占货物重量G 的10%，设箱体重m ，油缸举升的前一阶段油缸仅克服剩余物料重量、随动部分的重力及搭接底板和活动底板之间的摩擦力，摩擦力最大不超过压力的20%，随动部分的重量不大于箱体重量的20%，初始状态的正压力总和为G －M 。随着油缸的举升，搭接底板升起，物料滑落，压力和物料重量逐渐减小，所以最大举升力在举升的初始状态。

不超载的情况下货物重G =32 t ，箱体自重m =3 t ，打开侧门货物自然滑落后，剩余货物重量与活动底板重量及滑动摩擦力之和即为油缸的最大举升力F =G ×90%+ m ×20%×1.2=35.28 t 。

而举升油缸的首级缸径为125 mm ，则活动底板式自卸半挂车液压系统压力

-4P ＜[F /(4×125×π)]×10=10.82 MPa

校核结果显示，液压系统压力较低，液压元件的安全系数较高，溢流保护压力为11 MPa ，驱动导流板的油缸加装双向液压锁可保证系统工作压力不受影响，整个系统原理如图

5所示。

3 活动底板式自卸半挂车的设计及操作注意事项

活动底板的设计应考虑：a.

举升油缸数量设计为每仓两只为最佳，油缸的布置间距要均布；b. 浮动梁的两端中间位置要设计导向滑槽沿箱体垂直滑动，防止浮动梁的偏摆；c. 活动底板拉起后，油缸要达到最大行程，锚链为可调式。

锁紧机构、导流板设计时需考虑：a. 侧门的上铰点要置于内侧面，以保证侧门回落到位，锁钩可靠地锁紧锁鼻；b. 锁钩的锁紧度要有可调装置。

操作时应注意：a. 举升时，先操纵三位四通手动气阀，使导流板及锁钩完全打开后再操纵手动气阀举升油缸；b. 下落时，先操纵手动气阀，活动底板完全回落，再操纵三位四通手动气阀收起导流板锁紧侧门；c. 锚链装配更换时要注意，油缸顶起到最大行程时不要超过拉紧的死点；d. 调节锁钩连杆保证锁紧可靠。

4 结语

该产品针对电煤运输而开发，与电厂的卸货专用平台配套使用，具有较强的针对性与实用性。其优点为可实现箱体不动，底板升降，两侧同时卸货，举升省力，卸货稳定。其缺点为卸货时，货物掩埋住轮胎的问题尚不能完全克服。

随着煤炭运输管理集约化程度的提高，大型的中转煤场迅猛发展，运至煤场的煤炭通过铁路专线转运，便于铁路装运的煤炭成长堤形堆放，堆成的长堤恰似电厂的专用卸货平台，该产品在此工况下卸货稳定性的优势进一步显现，适宜煤场的煤炭周转，可实现爬煤堆卸货，降低机械堆煤成本，有较好的市场前景。

参考文献

[1] 成大先.机械设计手册第一卷、第四卷[M].化学工业出版社,2002.

收稿日期：2009-10-26

图4 卸货的初始状态

图5 液压系统原理图