輕量化鋁合金翼開(kāi)啟廂式半掛車的研制

魏清嶺

【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物流運(yùn)輸業(yè)的日益繁榮，結(jié)合交通部關(guān)于加快貨運(yùn)車輛廂式化進(jìn)程，力爭(zhēng)用5～8年時(shí)間逐步淘汰現(xiàn)有普通敞蓬貨車，實(shí)現(xiàn)貨物無(wú)裸露運(yùn)輸”等若干規(guī)定的逐步推行。廂式汽車需求量日益增長(zhǎng)，輕量化的翼展廂式半掛車將具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】輕量化；鋁合金；翼開(kāi)啟廂車

1.主要結(jié)構(gòu)

翼開(kāi)啟廂式半掛車主要由底架組成、端墻組成、頂縱梁、側(cè)翼展組成、液壓舉升機(jī)構(gòu)等幾部分組成。

1.1車架組成

1.1.1車架結(jié)構(gòu)

車架是整個(gè)車廂的安裝基礎(chǔ)，受力比較大。因此底架縱梁采用160冷彎槽鋼，橫梁采用T700材質(zhì)的W型貫通梁，地板采用2.5mm鋼板，組焊而成的框架結(jié)構(gòu)。車架為成熟的有大梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，整體強(qiáng)度、剛度好。由于貫通橫梁的采用使車架抗彎、抗扭能力極大增強(qiáng)。從而提高了底架的強(qiáng)度和剛度。

邊梁上設(shè)有貨物固定栓。可用緊繩器固定貨物。底板兩側(cè)稍高中部稍低，兩側(cè)貨物均向中部?jī)A斜便于固定。行走機(jī)構(gòu)中除延續(xù)傳統(tǒng)成熟部件外，還采用了4片板簧懸掛，鋁合金鋼圈均滿足車輛產(chǎn)品公告技術(shù)審查規(guī)范性要求又滿足了產(chǎn)品輕量化的需求。

1.1.2車架組成有限元計(jì)算

1）最大位移為8.18mm

2）扭轉(zhuǎn)工況

top面187.29MPa

bottom面214.73MPa

3）結(jié)論：

在滿載時(shí)，作為主要承載力部件，底架最大變形量是8.18mm；最大應(yīng)力值是214.73MPa，小于該處AG700材料屈服極限，具有較大的安全系數(shù)。

1.2端墻組成

前端墻是由高強(qiáng)度鋼板冷彎成型的槽型件、矩管型材及t2mm鋼板組焊而成的框架結(jié)構(gòu)，主要由立柱、上橫梁、中間縱橫梁、端墻板等部件組成。

后端墻是由門(mén)框和后門(mén)組成兩個(gè)部分組成。后門(mén)組成主要由玻璃鋼復(fù)合門(mén)板、密封膠條、不銹鋼合頁(yè)、不銹鋼鎖件等組成。整體安裝在后門(mén)框與底架尾梁之間。

1.3頂縱梁組成

頂縱梁采用鋁合金代號(hào)為6061-T6材質(zhì)的雙腹板工字型結(jié)構(gòu)拉擠型材。通過(guò)連接件、緊固件與前后端墻組成形成框架結(jié)構(gòu)。通過(guò)連接件與側(cè)翼組成連接，形成廂體。

1.4側(cè)翼展組成

側(cè)翼組成為整個(gè)側(cè)板與半邊頂板組成的一個(gè)“L”型整體側(cè)翼結(jié)構(gòu)，側(cè)板、頂板主要采用鋁合金型材與極少量的高強(qiáng)度鋼冷彎件鉚接而成的框架結(jié)構(gòu)。廂板為1mm厚度代號(hào)5052-T5的鋁合金板材壓型而成，與側(cè)板、頂板框架采用鋁合金拉鉚釘、拉絲鉚釘鉚接而成。主要鋁合金受力件除采用緊固件連接結(jié)構(gòu)外，還專門(mén)在兩種型材之間增設(shè)了貫通型配合結(jié)構(gòu)，大大降低了緊固件被破壞的風(fēng)險(xiǎn)。有效增強(qiáng)了側(cè)翼結(jié)構(gòu)的整體性、可靠性（圖4）。兩側(cè)翼的鉸接部位密封非常重要，如果處理不好會(huì)產(chǎn)生漏雨現(xiàn)象。連接部位選用防曬抗老化的特殊材料，兩邊用膠粘接在兩側(cè)翼上，為防止頂部漏雨和積水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成中部高兩邊低的形勢(shì)。側(cè)翼前后兩端設(shè)有裝飾罩，用來(lái)密封廂體前后端，防止雨水滲入。

1.5液壓舉升機(jī)構(gòu)

液壓舉升機(jī)構(gòu)是通過(guò)電動(dòng)控制系統(tǒng)控制液壓動(dòng)力單元、液壓舉升裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)側(cè)翼的開(kāi)啟、關(guān)閉和任意位置中停三種工作狀態(tài)的。舉升裝置每側(cè)翼展前、后端都設(shè)有液壓缸，上端與翼展骨架相連，底部固定在前、后端墻上端。廂體底部設(shè)有一24V動(dòng)力單元，動(dòng)力單元為組合總成。包含起動(dòng)機(jī)、電機(jī)、液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱等部件。該裝置利用蓄電池的電能驅(qū)動(dòng)通過(guò)液壓管路將將動(dòng)力傳輸給液壓缸實(shí)現(xiàn)側(cè)翼開(kāi)啟。廂體后端兩側(cè)各設(shè)有一控制按鈕，分別控制單側(cè)側(cè)翼的開(kāi)啟。

油缸缸徑63毫米、行程400毫米，額定壓力16MPa。側(cè)翼展，油缸活塞桿，油缸缸體3個(gè)構(gòu)件，構(gòu)成3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)移動(dòng)副，側(cè)翼板只有一個(gè)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。油缸行程400毫米達(dá)到頂點(diǎn)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的翻轉(zhuǎn)角83度。

2、主要特點(diǎn)

1）可形成敞開(kāi)式車廂。便于機(jī)械集裝化裝卸貨物，提高裝卸效率。13m長(zhǎng)普通廂式車裝卸貨約需卸貨約需1.5—2小時(shí)，翼展式廂車約需20-30分鐘，可成倍提高效率。

2）利用蓄電池電能控制電液系統(tǒng)，作簡(jiǎn)便、能環(huán)保。

3）側(cè)翼骨架大量采用鋁合金和高強(qiáng)度鋼薄板壓形件，蒙皮選用優(yōu)質(zhì)鋁合金彩涂板結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高。由于大量采用了鋁合金材料使車輛整備質(zhì)量得到有效控制，充分體現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)的理念。

4）廂體設(shè)有完善的密封裝置、防雨性能良好。

5）廂體底板兩側(cè)設(shè)有專用捆綁帶固定栓，便于貨物固定。

3、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)集裝化快裝快卸物流運(yùn)輸模式的不斷發(fā)展，翼開(kāi)啟廂式半掛車將以其特有的優(yōu)勢(shì)逐步成為國(guó)內(nèi)物流運(yùn)輸裝備中的領(lǐng)軍產(chǎn)品。而備受業(yè)界推崇。

【參考文獻(xiàn)】

【1】基于有限元分析的廂式運(yùn)輸半掛車的強(qiáng)度校核[J].喬莉.機(jī)械工程師.2016（12） .