自卸汽车举升机构的快速设计计算概要

自卸汽车举升机构的快速设计计算

(广西柳州运力专用汽车股份有限公司广西柳州 545007) 摘要：介绍了T式举升机构的快速设计方法：建立举升机构的数学模型，采用作图法对各铰点进行设计计算，并计算自卸汽车各必要参数。关键词：自卸汽车举升机构计算 A Speedy Design and Calculation Method for Lifting Mechanism of the Self-discharging Vehicle MO Qing-huang (Guangxi Yunli Special Purpose Vehicle Co.Ltd., Liuzhou, Guangxi 545007,China) Abstract: Introduces the speedy design method for T-style lifting mechanism. Builds the mathematic model of lifting mechanism, calculates every hinged point by graphing method, and calculates all necessary parameters of self-discharging vehicle. Keywords: self-discharging vehicle; lifting mechanism; calculation 1、前言举升机构是自卸汽车的关键装置，它直接关系到自卸汽车的性能及整车布置。举升机构设计计算十分重要，其可校核机构各点布置是否合理，是否有很好的动力性。本文阐述利用作图法快速设计计算举升机构各点受力大小及自卸汽车各必要参数。 2、自卸汽车举升机构快速设计计算 2.1举升机构工作原理自卸汽车举升机构的工作原理如图1所示。该机构由车箱、拉杆（CE）、三角板（ABC）、油缸（BD）及底架组成。车箱与底架铰接于O点；三角板与车箱铰接于A点；拉杆铰接于底架E点；拉杆与三角板铰接于C点；油缸活塞杆端与三角板铰接于B点；油缸底座与底架铰接于D点。当油泵输出高压液压油通过分配阀进入油缸下腔时，推动活塞杆作用于B点。同时，连杆机构通过拉杆在三角板在C

点产生拉力，此二力使三角板在车箱底部A处产生推力，从而使车箱通过后翻转轴（O点）转动，达到卸料目的。 2.2举升机构快速设计计算举升机构快速设计计算采用作图法，如图1所示。 2.2.1确定参数并建立数学模型设计

确定车箱最大举升角（根据自卸汽车运输物料的安息角选取）。设计确定后铰点O位置（根据底盘及举升最大角度后的离地间隙确定）；然后根据车箱内空长的一半确定货物及车箱重心位置G。根据举升机构保证协调下其所占空间尽量小的原则，设计确定三角板ABC、拉杆CE、油缸BD的位置及其几何尺寸。从而，为保证最大举升角可计算出油缸行程L。用CAD把举升机构各点（A、B、C、D、E）、后铰点（O）、货物重心（G）按1：1比例绘出。连接FA并延长与重心线G相交于点M；连接MO，在MG线上任取一点Q，过Q点作PQ平行于MO 且与MA交于P点；过P点作BD的平行线，过M点作CE的平行线，两平行线相交于点N,即MN平行于CE，NP平行于BD。直接量取NP、PQ、QM、MN长度分别为a、b、c、d。见图1。 2.2.2举升机构初始举升力系数的计算举升力系数K 是指液压缸推力Q与货物及车箱重量G的比值，即K=Q/G。因举升机构在初始

位置时车箱内的货物最多，阻力臂也最大（对于O点），车箱在启动时还有惯牲阻力的作用，需要的油缸推力也最大，因此，在此以初始位置计算K最大值。在初始位置时，由力矩平衡原理和几何原理可得 G/c=F/a 则 K=F/G=a/c 式中：K——举升力系数 F——油缸BD对三角板ABC的B点处的推力 G——货物与车箱总重 a————图中NP处实长 c————图中MQ处实长 2.2.3液压缸最大推力F的计算在初始位置时，液压缸BD要举起车箱所需推力最大，其推力为 Q=KG 2.2.4举升机构拉杆的拉力F1计算在初始位置要举升车箱时，

拉杆CE的拉力为 F1/d=G/c 则F1= d *G/c 式中： d——图中MN处实长

2.2.5后铰点O处的受力计算在初始位置要举升车箱时，后铰点O处受力为

F2/b=G/c 则F1= b *G/c 式中： b——图中PQ处实长 F2——后铰点O处受力2.2.6液压缸内径d计算确定由Q=PS=P*π*d2/4得 d = = 式中：d——油缸直径 P——油泵额定工作压力目前自卸汽车所选择的油泵为齿轮泵，其额定工作压力通常有16MPa和20MPa两种，小吨位的自卸汽车选择通常16MPa油泵，中吨位和大吨位自卸汽车选择通常20MPa油泵；确定油泵额定工作压力后按上式计算油缸直径。 2.2.7液压油泵排量计算确定 q=SL/ntη1=πd2L/4 ntη1 式中：q——油泵排量 n——油泵转速 S——油缸活塞截面积 L——油缸行程t——设计的自卸汽车举升时间η1——油泵效率油泵转速根据发动机转速和传动系速比而进行计算；举升时间根据《自卸汽车技术条件》要求举升时间在12~20秒范围内选定。 3．结论总之，自卸汽车举升机构既要保证其所占的空间位置小，又要保证较强的举升力，即较小的举升力系数。上述方法进行设计过程十分直观、简便、可靠，设计师很容易看出各点受力及布局情况，按照上述设计方法和步骤可快速设计出较理想的自卸汽车举升机构。作者简介：莫庆煌（1972-），男，广西横县，助工，主要从事专用汽车研发工作。