第七章 特种结构汽车的结构与设计

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国际标准化组织(ISO)多次修订了集 装箱标准，现行的国际标准为第一 系列共十三种标准规格的集装箱。
第一系列共十三种标准规格的集装箱
图 钢制集装箱箱体组成部件图 1—箱底部件；2—前端壁部件； 3—后端框架部件；4—侧壁部件； 5—箱顶部件；6—箱门部件
1、箱体结构特点和设计要求 ① 集装箱的外形是箱形六面体，其外廓尺寸必须符合我国集装箱的国家标准(GB) 或国际标准(ISO)。 ② 六面体形状的集装箱可分为固定式和折叠式两种。折叠式集装箱的箱顶、侧壁 和端壁能方便地折叠或拆卸，使用时可以重新组合。其优点是在空回和保管时能缩小 积。提高运输效率。但是由于各主要部件是用铰链联接的，其强度将会受到影响。 ③ 按集装箱的侧桂或端壁柱是否外露，可分为内柱式和外柱式两种。内柱式集装 箱的优点是：集装箱的侧柱和端壁柱位于侧壁和端壁之内，外表平整，空气动力阻力 减小，印刷标志也较方便，外壁板与内壁板之间的空隙还有隔热、隔潮的作用。外柱 式集装箱的侧柱和端壁柱在侧壁和端壁之外，外柱有保护外壁板的作用，有时还可省 去内壁板。
图 集装箱角件定位图
⑥ 集装箱箱底由下侧梁和底横梁焊接成箱底架，上面铺设底板，组装时要用填料 粘缝密封，确保水密性。箱底与前端框架及后端框架相连接，并且直接承受载 荷，箱底下面可以直接设置叉槽，以便用叉车进行装卸。
箱内货物紧固件
由于货物在集装箱内往往不能充满空间，在运输途中车船的摇摆、震动和 冲击，会使货物产生移动，造成损坏。因此，货物装入集装箱后应能很好地紧 固。 常用的紧固件有如下几种： （1）固货栓 为带孔的钢条，用于固定货物时栓绳子或带子。要求沿集装箱 长度方向在侧壁板或内蒙皮上近于均匀布置，上下对应，左右对称。设置数量 根据集装箱内部尺寸和固货要求而定。每组间隔不大于1.5m。对于不能堆码、 怕压的货物，也可在固货栓上铺设塑料板，把货物分层推装，加以保护。 （2）有棘轮的尼龙带 尼龙带两端设有勾头，可勾住索环，借助棘轮绑紧货 物。索环置于集装箱内的箱底上。 （3）软垫 实际上是一种空气囊。当箱内货物未装满而留有空间时，把软垫 放入空位，软垫充气而膨胀，就挤紧货物，软垫放气后即可卸货。 （4）带棘轮的钢丝绳 钢丝绳两端有挂钩，使用时将绳一端挂在需要紧固的 货物上，另一端挂在集装箱底的索环上，然后操作棘轮把钢丝绳张紧。
第三节 混凝土泵车的结构与设计
很贵啊！ 假如我国 能自主设 计制造出 来……
新闻一则： 号称亚洲第一长臂的两台混凝土泵车开进国家大剧院工地。 图中作业的两个“长臂”泵送垂直高度可达58米，水平距离53.4米，每小 时每台可泵送混凝土163立方米。司机只需将车开到指定位置，工作人员便可 遥控指挥整个浇注过程。这两台世界最先进的泵车是北京城建亚东混凝土公司 投资2000万元引进的，为亚洲仅有。
第七章 特种结构汽车的结构与设计
（special construction vehicle ）
第一节 概述
定义：特种结构汽车品种繁多，结构型式差异很 大，除上述各章涉及的五类专用汽车（厢式、罐 式、专用自卸式、起重举升式、仓栅式汽车） 外，其它的专用汽车均属特种结构汽车范畴。 特点：特种结构汽车是针对特定的作业任务而进 行设计的，因而在满足安全法规的前提下，结构 设计时完全可以进行大胆创新。
（2）半挂车主要参数的确定 ① 半挂车货台高度的确定 ② 牵引座承载质量与轴载质量分配 集装箱运输车的半挂车总质量由集装箱质量和半挂车质量组成，由牵引车上的牵 引座和半挂车轮轴承受。在确定质量分配时，应满足牵引座承载质量的要求。牵引座 承载质量确定以后，在将余下的半挂车总质量分配到各个轮轴。下表为多用途集装箱 半挂车的整备质量参数，可作为设计时估算半挂车整备质量的参考。 表 集装箱半挂车的质量参数
集装箱型号 装载质量/kg(作平板半挂车用) 货台长度(mm) 半挂车整装 整备质量/kg 骨架式 平板式 10D或2个5D 10000 8000 3000 3400 1CC或2个10D 20320 8300 3600 4200 1AA或2个1CC 40000 12200 5000 6500
③ 轴距 半挂车的轴距是牵引车销中心至半挂车轮轴中心的距离。对于双轴或多轴 半挂车，则为牵引中心至轮轴组中心的距离。
三、集装箱半挂车的总体设计
1、集装箱运输车的设计要求
（1）集装箱运输车载重量的选择 国际标准化组织(ISO)多次修订了集装箱标准，现行的国际标准为第一系列共十三种 标准规格的集装箱。
（2）半挂车平台高度的确定 我国对于载重车和半挂车的最大高度规定为4米，而20 吨和40 吨集装箱的高度已 达2591毫米，故集装箱半挂车的平台高度最高不能超过1409毫米。 在进行半挂车设计时应尽量降低平台高度，国外一般采用小直径9.00 -20轮胎来降 低平台高度。 （3）运输和装卸 集装箱是依靠四个转锁装置而固定在半挂车上的，为了保证集装箱的安全，一般在 半挂车的前部设置三角形挡块，此挡块即可减轻集装箱对锁块的破坏，又可在装车时起 辅助定位的作用。 小型集装箱运输车为实现“门到门”运输，解决货主单位缺乏起重设备的困难，在集 装箱运输车上可安装自卸装置，以进一步完善集装箱运输车的功能。
（二）挤压式混凝土泵
有转子式双滚轮型、直管式三滚轮型和带式双槽型三种。转子式双滚轮型混凝土 泵，由料斗、泵体 挤压胶管 真空系统和动力系统等组成 。
泵体密封,泵体内的转子 架上装有两个行星滚轮，泵 体内壁衬有橡胶垫板，垫板 内周装有挤压胶管。动力装 置驱动行星滚轮回转，碾压 挤压胶管，将管内的混凝土 挤入输送管排出。真空系统 使泵体内保持一定的真空 度，促使挤压胶管碾压后立 即恢复原状，并使料斗中的 混凝土加快吸入挤压胶管内。 挤压式混凝土泵的排量，取 决于转子的回转半径和回转 速度，挤压胶管的直径和混 凝土吸入的容积效率。
混凝土泵车是装备有混凝土泵和布料装置，利用压力通过管道将混凝土 进行输送印浇灌的专用汽车。布料装置通常为臂架式。
一、混凝土泵车的分类
利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。由泵体和输送管组成。按结构形式分 为活塞式、挤压式、水压隔膜式。泵体装在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料 杆，就组成泵车。 （一）活塞式混凝土泵车 有液压传动式和机械传动式。液压 传动式混凝土泵由料斗、液压缸和活塞、 混凝土缸、分配阀、Y形管、冲洗设 备 液压系统和动力系统等组成液压系 统通过压力推动活塞往复运动。活塞后 移时吸料,前推时经过Y形管将混凝土缸 中的混凝土压入输送管。泵送混凝土结 束后，用高压水或压缩空气清洗泵体和 输送管。活塞式混凝土泵的排量，取决 于混凝土缸的数量和直径、活塞往复运 动速度和混凝土缸吸入的容积效率等。
集装箱锁固装置构造与设计
在集装箱运输中依靠四个锁固装置把集装箱固定在半挂车的货台上。锁固装置如下图所 示。
用于集装箱底层的固定，和底座配合使用
当集装箱放置在半挂车的货台上时，集装箱上的角件落在锁固装置的上平面 上，锁固装置的椭圆形转锁就插入到角件的椭圆形孔中，转动手柄，使转锁转动 90°，与角件椭圆形孔成90°交叉，于是转锁就把集装箱紧固在货台上。
半挂车轴载质量R2和牵引座承载质量R1确定后，轴距L由下式可得：（见下图）
L = G1 L 1 + G 2 L 2
G2
──装载质量（kg）；
L1
──牵引销至半挂车整备质量中心距（mm）；
L2
──牵引销至装载质量中心距（mm）。
④ 轮距 对于双胎、轮胎型号为9.00-20至12.00-20的轮距，轮距一般在1800mm左 右 ，可以轮距与纵梁的尺寸关系 ，查表得出轮距。 ⑤ 半挂车与牵引车的连结尺寸 JB4185-86《半挂车通用技术条件》对半挂车与牵引车连结尺寸做了规定。其中 半挂车前回转半径R（见图5-50）的最大值规定为2040mm，对方头半挂车牵引销中 心至最前端距S的最大值为1600mm，对于鹅颈式集装箱半挂车，S的最大值为 914mm。 ⑥ 牵引销的选择 GB4606-84、GB4607-84两个国家标准规定了半挂车50号和90号牵引销的尺寸 和要求，他们分别与国际标准“ISO337-81”和“ISO4086-82”相对应。 集装箱半挂车的总质量小于50吨 ，所以集装箱半挂车一般选用50号牵引销。
2、集装箱半挂车的总体设计
汽车列车的基本性能主要取决于牵引车的性能以及牵引车匹配的合理性。 （1）牵引车的选择 选择牵引车的基本原则是：所选用的牵引车允许的拖挂总质量与设计的集装箱运输 车总质量相符；集装箱运输车分配到牵引车鞍座上的载荷与牵引车的要求相符。这 样汽车列车就能达到牵引车给定的性能 。 ① 牵引车的最高车速 最高车速与汽车列车总质量有一定关系，总质量越大，最高车速就越低；据统计汽 车列车总质量在45～55吨范围内的半挂汽车列车其最高车速一般不低于70km/h， 总质量在30吨左右的，其最高车速不低于80km/h，总质量在20吨以下的，其最高 车速应不低于88.5km/h。最高车速的选择应适应高速公路运输的要求。 国外集装箱运输车的最高车速均在88.5km/h以上。 ② 最大爬坡度 汽车列车最大爬坡度一般不能低于15%，多为15%～20%之间。我国公路标准规 定的三级公路最大坡度：平原微丘为6%，山岭重丘为8%，因此15%的最大爬坡度 式能满足要求的。 ③ 比功率 汽车列车的比功率随汽车列车的总质量的不同而不同，总质量增加，比功率减 少。据资料统计，总质量在45～55吨之间的比功率为3.8～4.4千瓦/吨，总质量在 30吨左右，比功率为4.4～5.5千瓦/吨。
凝土配合比、粗细骨料的粒径和级配、水泥用量、混凝土坍落度有一定要 求，方能保证良好的泵送效能。 挤压式混凝土泵的泵送压力为1.8MPa，排出量为50立方米儿，臂架 最大高度为16m。活塞式混凝土泵最大泵送压力20 MPa，最大排出量180 立方米，最大输送 高度150 m。由于活塞式泵车比挤压式泵车性能优良， 得到广泛采用。但活塞式泵车结构复杂，制造成本较高。下面主要介绍活 塞式混凝土泵车。
第二节 集装箱运输车的结构与设计
一、结构和类型
由1、运输车、2、集装箱、3、锁固装置组成。 普通载货汽车、半挂/全挂汽车列车
图1普通载货汽车
图2 半挂汽车列车
半挂式具有良好的机动性，适于甩挂运输，因此被广泛采用。
二、集装箱的结构与设计
集装箱是装运货物的容器，已经标准化。1970年国际标准化组织(ISO) 技术委员会对集装箱定义是凡具备以下五个条件的运输容器，都可以称作集 装箱。 (1)能长期重复使用，具有足够的强度； (2)途中转运，不动容器内的货物，可以直接换装； (3)可以进行快速装卸，亦可以从一种运输工具直接方便地换装到另一种 运输工具； (4)便于货物的装满及卸空； (5)具有1立方米以上的内部容积
集装箱的角件尺寸是按GB 1835-1995《集装箱角件技术条件》来确定。锁固 装置的转锁必须与角件孔尺寸、公差相配合。 锁固装置的安装位置必须与集装箱角件的位置尺寸相配合。集装箱半挂 车上的锁固装置是用焊接固定在半挂车车架横梁两端，见图5-65，转锁中心 在车架上具体位置尺寸符合标准规定，其允许公差也要控制在一定范围。表 5-26给出了锁固装置的转锁中心位置尺寸和公差值
（三）水压隔膜式混凝土泵
由料斗、泵体、隔膜、控制 阀 水泵和水箱等组成。 隔膜在泵体内，当水泵将隔膜 下方的水经控制阀抽回水箱时，隔 膜下陷，料斗中的混凝土压开单向 阀进入泵体；当水泵将水箱中的水 经控制阀抽回泵体时，压力水使隔 膜升起，关闭单向阀，将混凝土压 入输送管排出。
小结：混凝土泵的生产率高，能一次完成混凝土的水平和垂直运输，但对混
④ 集装箱的框架是承 受外力的主要构件， 集装箱在车站、码头 以及运输船舱内堆放 时，最下层的集装箱 要承受上面集装箱的 重力，船舶航行时的 摇摆、风力等又会增 加动载荷。所以，要 求集装箱的框架结构 在承受这些负荷时不 产生永久变形，前后 端框架应采用高强度 钢(抗拉强度＞500 MPa)制造。 ⑤ 为了便于起吊集装 箱以及在运输时便于 箱与箱之间、箱与运 输车船之间的联接固 定，在集装箱的每个 箱角上都焊有一个三 面有孔的金属角件。