淺探半掛車支承裝置試驗方法的研究及試驗設備的開發(fā)

張春穎 李 旭

（中國農業(yè)機械化科學研究院，北京100083）

半掛車支承裝置的作用，主要是幫助半掛車、牽引車接掛并脫掛，為二者的穩(wěn)定性提供保證，被視為組成半掛車所不可或缺的重要部件。在道路運輸得到快速發(fā)展的背景下，甩掛運輸擁有十分明朗的前景，通過反復試驗，對甩掛運輸所適用支承裝置進行設計很有必要，本文所探討內容的現實意義，自然不言而喻。

1 半掛車支承裝置概述

安裝在半掛車前端的支承裝置，主要為半掛車、牽引車接掛和脫掛提供便利，被視為實現甩掛運輸的基礎。當半掛車、牽引車處于脫掛狀態(tài)時，裝置伸出，為半掛車提供支撐。若半掛車、牽引車的狀態(tài)為接掛，裝置收回，車輛行駛不會受到影響。該裝置可分為兩類，即單動、聯動。單動指的是兩側裝置均有相應的搖把和齒輪箱，可單獨進行操作，聯動指的是兩側需同時操作，搖把、帶齒輪箱的數量均為一個[1]。在實際應用的過程中，該裝置存在的問題逐漸顯露了出來，成為人們討論的重點，例如，內腿強度低，較易出現彎曲、扭曲的情況，導致無法繼續(xù)使用；齒輪箱的齒輪無法高效配合，多次舉升后，崩齒、軸套磨損等問題出現，給裝置作用的發(fā)揮帶來影響。

2 支承裝置的試驗方法

2.1 動態(tài)試驗

判斷支承裝置質量的依據，主要是動態(tài)耐久性。目前，由動態(tài)耐久性延伸出的試驗方法，主要包括以下幾種：第一種是負載運行。該試驗所反應的是負載狀態(tài)下，支承裝置的磨合情況。在試驗機上垂直安裝并鎖緊支承裝置，利用試驗機，控制裝置多次完成伸出和縮回的動作，對其穩(wěn)定性和運行狀態(tài)進行檢查。第二種是空載運行。該試驗則被用來反應空載狀態(tài)下，支承裝置的磨合情況。試驗方法與負載運行相似，在安裝并鎖緊裝置后，使處于空載狀態(tài)的裝置，反復伸出、縮回內腿即可。

2.2 靜態(tài)試驗

作為支承裝置基本功能的靜態(tài)作業(yè)，其作用主要體現在兩個方面：其一，若半掛車、牽引車脫掛，靜態(tài)作業(yè)可保證升降動作完成；其二，若半掛車、牽引車脫掛，靜態(tài)作業(yè)可保證支承裝置對半掛車的支撐作用，能夠得到充分發(fā)揮。目前，基于靜態(tài)作業(yè)所展開試驗，包括：舉升試驗、靜態(tài)試驗和強度試驗。舉升試驗所反應的是處于舉升負荷最大值的裝置，對電力、人力和液壓系統(tǒng)力的需求。首先，在試驗機上垂直安裝并鎖緊支承裝置，其次，對舉升負荷進行垂直加載，最后，利用液壓式支腿對系統(tǒng)壓力進行測量，保證其不超過設計值。靜態(tài)試驗所反應的是處于脫掛狀態(tài)的支承裝置，對半掛車加以支撐的持久程度。首先，在試驗機上垂直安裝支承裝置，調大行程，對承載負荷進行加載，其次，經過4h 的持續(xù)靜壓，對裝置情況進行全面檢查，例如，自鎖情況、穩(wěn)定程度，最后，對液壓油的下沉量、泄露與否進行檢查。強度試驗又分為垂直、縱向及橫向強度，三者均被用來反應接觸地面后，支承裝置的受力，試驗結果則是判斷裝置能否繼續(xù)工作的主要依據[2]。

2.3 效率試驗

基于作業(yè)效率所展開的試驗，主要被用來反應裝置傳動升降的速度。甩掛運輸模式的特征，主要是半掛車、牽引車反復接掛并脫掛，要想使運輸效率得到提高，關鍵是對作業(yè)效率進行提升。在試驗過程中，工作人員應將重心放在待齒輪箱轉動一周后，低速擋裝置的伸出距離。具體方法如下：首先，在試驗機上安裝支承裝置，保證其狀態(tài)為完全縮回；其次，將速度調為低速，保證支腿伸出長度在75cm-150cm 的范圍內；再次，對低速擋支腿的伸長距離和齒輪轉數進行記錄；最后，計算齒輪箱轉動一周后，裝置的實際行程。

2.4 沖擊試驗

該試驗所模擬狀態(tài)為半掛車、牽引車接掛，此時，由于意外脫掛，導致半掛車、牽引車相離，處于特定高度的支承裝置，受半掛車重力影響而落下，給地面帶來較大沖擊。在理想的狀態(tài)下，即使遭遇沖擊，支承裝置也不會出現彎曲、潰縮等情況，導致半掛車無法保持平衡。如果車輛所運輸物質為有害有毒物質、易燃易爆物質，失去平衡而傾倒的半掛車，往往會帶來不堪設想的嚴重后果。針對上述情況，工作人員設計了如下方案：選擇光滑、平整的瀝青路面作為試驗路面，在鋼結構的地基上鋪設25mm-50mm 厚的瀝青，對裝置安裝狀態(tài)進行模擬，調整內腿后，將掛車前端升起，再將掛車前端落下，給地面帶來直接沖擊。待試驗反復多次后，對裝置狀態(tài)、穩(wěn)定性和自鎖情況進行檢查即可。

3 裝置試驗的設備開發(fā)

3.1 軟件開發(fā)

相較于試驗方法的確定，設備開發(fā)對環(huán)境的要求更為嚴格。具體來說，試驗環(huán)境應滿足以下要求：一是，防塵；二是，具有適合的電源、配電柜；三是，相對濕度嚴格控制在20%-80%，溫度則應被控制在0℃-40℃；四是，確保無腐蝕介質、明顯的電磁干擾，為試驗結果的精準度提供保證[3]。

該試驗所配備軟件的主要功能如下：其一，采集數據。通過數采的方式，采集任意通道數據，出于擴展考慮所預留通道，同樣滿足數據采集的條件和要求。其二，處理數據。顯示全部測量參數，根據測量值和計算值，對數據庫進行建立，視情況分配數據區(qū)，為查閱、存檔日志提供方便。可用曲線調出全部數據，提高分析的準確性。其三，實時顯示。將試驗數據實時顯示在計算機、監(jiān)視器上，以用戶需求為依據，對自定義功能進行開發(fā)，例如，調整采樣信號、頻率、時間等。其四，權限設置。參考試驗所提出管理要求，分級管理預設軟件，明確不同人員的訪問權限，例如，查看用戶信息、設置參數等。其五，安全管理。對試驗參數的合理范圍進行設置，如果出現低于最低限值、高于最高限值的情況，設備應及時傳遞報警信號，根據故障級別，采取相應的處理方式，例如，重啟、斷電停機等。

3.2 硬件開發(fā)

該試驗的硬件設備，由兩部分構成，即沖擊試驗臺架、性能試驗臺架。其中，沖擊試驗臺架的作用，主要是進行沖擊試驗，而性能試驗臺架的作用，包括：舉升試驗、靜態(tài)試驗、作業(yè)效率試驗等，應當引起重視。

先說沖擊試驗臺架。該設備的組成部分，有控制系統(tǒng)、脫鉤裝置、起吊裝置、可移動的支撐龍門架等。脫鉤裝置與起吊液壓缸直接相連，液壓缸負責對該裝置進行啟動，達到快速釋放的效果。在實際應用的過程中，由工作人員將釋放按鈕按下，通過快速釋放的方式，完成沖擊試驗。起吊裝置的核心為液壓缸，具有便于操作和維護的特征。在完成對龍門架進行設計的工作后，工作人員應將重點轉向建模、校核應力的方面，提高龍門架的有效性。

再說性能試驗臺架。該設備的組成部分，有傳感器、液壓油缸、承載臺架等。在實際應用時，需要滿足以下要求：其一，對各方向的靜載荷進行精確施加；其二，對支承齒輪箱提供驅動力，達到往復運動的效果。減速機負責為自動升降機構提供動力，扭力傳感器被安裝在減速機的輸出端，作用是對所輸入數值進行實時監(jiān)控，借助萬向節(jié)、傳動軸的力量，達到驅動升降的目的。另外，該設備所需液壓油缸的數量為3 根，這樣做可以保證垂直、橫向、縱向壓力充足，在此基礎上，對壓力傳感器進行配備即可。通過焊接工字鋼所組成的承載臺架，具有強度大、質量輕的優(yōu)點。受金屬材質特性影響，再完成焊接后，工作人員應對表面進行除銹并噴漆，延長其使用壽命。事實證明，隨著試驗臺得到成功研制，檢測機構現存不足得到了有效彌補，負責對支承裝置進行生產的企業(yè)，也獲得了源源不斷的發(fā)展動力。

通過對上文所敘述內容進行分析可以看出，在甩掛運輸成為貨物主流運輸模式的當代社會，無需對支承裝置加以利用的傳統(tǒng)運輸模式，逐漸被社會所淘汰，支承裝置的重要性開始引起人們的重視。進行支撐裝置試驗的出發(fā)點，主要是將使用壽命短、產品質量不達標等常見問題加以解決，使支承裝置的價值得到凸顯。