认证主体：孙**（实名认证）
IP属地：天津
下载本文档
1、摘要本次设计为900t胎式混凝土运梁车。其中主要对运梁车的悬挂系统、转向系统、动力系 统以及运梁车主梁的进行了设计以及校核。该运梁车能满足 运输大吨位的混凝土预制箱梁， 可将200m 24m 32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种架桥机配合完 成作业。同时，运梁车也可以驮运架桥机，实现施工工地间的短途运输，满足架桥机转场的 作业要求。关键词：运梁车，悬挂，主梁，转向系统AbstractThis project is a 900t concrete transporting girder vehicle. The main design and verification are
2、 about the suspensionsystem, steering system, dynamical system and the girder. It can meet then32m dipl on emarequireme nts of tran sport ing large-t onn age con crete precast box beam an(2， full-spa n box girder from prefabricated area to the erect ion positi on as well as coordi nate with many oth
4、m目录1研究综述 11.1轮胎式运梁平车性能介绍 11.2混凝土运量车的发展情况 21.3工况描述 21.4运梁车主要结构 21.5运梁车的主要特点 31.6 设计意义与目的 32总体方案设计 42.1车架 42.2悬挂结构 42.3枕梁 62.4运梁车发动机 72.5 动力舱 82.6转向控制 102.7电器系统 132.8 电气系统 132. 10定位和防撞系统 142. 11故障报警与诊断系统 142.12主要承载装置 142.13功能优点： 162.14运梁车操作规程 173主要部件参数的校核 183.1额定运载能力 183.2轴线布置 183.3轮胎的计算选择 183.4运梁车主要尺
5、寸参数的确定 193.5运行阻力计算（F） 193.6转向阻力计算 213.7驱动力计算 223.8功率计算 233.9行车速度计算 243.10主梁计算 253.11回转支承连接螺栓选型设计及计算 283.12轮毂轮辋联结螺栓选型设计及计算 304结论 335参考文献 346致谢 351研究综述运梁车是大型自行式液压载重车（重型平板运输车）的一种特殊形式，是铁路客运专线 施工建设以及物流运输行业中的重要运输工具。如900t运梁车自重280吨，额定载重900t, 主要用来完成繁重、复杂和危险的混凝土预制箱梁运输任务，需要在高温、高寒、多尘、潮 湿等野外现场环境下工作，它是连接铁路客运专线施工设
6、备架桥机和提梁机之间的纽带，在 铁路客运专线建设中起到不可替代的作用。如图1.1所示。图1.1 运梁车1.1轮胎式运梁平车性能介绍性能介绍：运梁车主要适用于预制梁场与架桥工地较远，不适合铺轨或铺轨费用较高 的场合。运梁车的刹车系统对纵坡有较大的适应性。轮胎与地面摩擦阻力比轨道式运梁车 有显著的优势。轮胎式运梁车具有载重量大、自行式、运输不受距离限制。它工作 性能可靠，安全设 施齐全，整机结构合理，运转平稳，操作舒适，制造成本相对较低，外型美观，抗倾覆稳 定性好，生产效率高等特点；另外它操作简单方便，操作司机只需简单的培训即可胜任。 维修方便，配件都属于国标件。是目前桥梁架设过程中最理想的预制构
7、件输运工具，为我 国桥梁建设及交通事业的发展起着重要的推动作用。主要适用于架桥工地，预制梁场，尤 其是架桥工地较远、不适合铺轨或铺轨费用较高的场合；同时也适用于工矿企业、铁路、 港口、建筑工地等场地作业。 而且现在正在研发生产的大吨位轮胎式运梁车可解决预制 构件长距离、大吨位的安全运输问题，并可一步完成运梁喂梁过程。1.2混凝土运量车的发展情况混凝土运量车采用大吨位架桥逐孔施工技术在欧美及日本等国已被广泛使用，各类架桥机施工技术的发展和完善使混凝土高架桥结构得到迅速发展，并取得了良好的经济和社会效 益。目前，国外发达国家普遍采用了轮胎式运架一体化设备或大吨位架桥机配轮胎式运量车 方案，如意大利
8、NICO-LA公司的TE/450轮胎式吊运架梁机。国内及桥梁专业设备公司在架 桥机方面发展很快，如铁道建筑研究设计院的铅夹行迈步式架桥机、铁道部武汉工程机械研 究所的JQ系列架桥机、郑州大方实业有限公司的DZ型架桥机等，但在大吨位箱梁运输设备 方面却一直沿用轮轨式运量车。采用这种方案在施工过程中需要预先铺设从制梁厂到施工现 场的铁轨，而且每架设1孔箱梁就要铺设相应的轨道，施工结束后还必须拆除这些轨道，导 致工艺流程复杂，而且造成不必要的浪费，而采用轮胎式的箱梁运输车则可以避免铺轨和拆 轨的烦琐，简化了工艺流程，节省大量的人力和财力。1.3工况描述随着铁路客运专线的陆续开工，这就需要大批量现代化
9、的架桥机、运梁车以及提梁机等 施工设备。900吨运梁车是专为铁路客运专线建设研制开发的，主要用来运输大吨位的混凝 土预制箱梁，可将200m 24m 32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种 架桥机配合完成作业。同时，运梁车也可以驮运架桥机，实现施工工地间的短途运输，满足 架桥机转场的作业要求，而且根据施工需要，该运梁车还可以驮运架桥机穿越单洞双线的隧 道。图1.2架梁示意图1.4运梁车主要结构运梁车主要由车架、悬挂、枕梁、动力舱、以及承载装置等部分组成。1.5运梁车的主要特点(1) 轮组采用变量液压马达驱动，具有驱动力大、无级调速的优点。(2) 轮组安装有液压油缸减震与均衡系统
10、，确保在不平整路面上行驶的稳定性，并自动 调节各轮组对地的接地压力，避免某一单元件超载，通过油缸串接组成三点支承系统使车体 三点受力，确保梁体始终水平。当路面出现凹凸不平、纵横坡时，均衡油缸会随机提供补偿,通过调整均衡油缸来保证车体保持水平状态。此外，运梁车还设有车体倾斜报警装置。(3) 采用大截面低压轮胎，确保对地接触压力较小。(4) 整机采用司机室集中控制(监控)1.6设计意义与目的设计的运梁车适应于架桥工程最经济适用的轮胎式运梁车。运输大吨位的混凝土预制箱 梁，可将200m、24m、32m双线整孔箱梁从箱梁预制场地运输至架梁工位，并与多种架桥 机配合完成作业。同时，运梁车也可以驮运架桥机
12、走工程机械。每个轴包含 2个悬挂, 共32个悬挂，其中驱动悬挂11个，从动悬挂21个，前端5.5个轴线为驱动轴线（动力 机构一般在后端），满足运梁车在运输同梁型时动力性能的要求。悬挂主要有悬挂架，平 衡臂，悬挂油缸，摆动轴和轮胎轮毂构成。其中驱动悬挂摆动轴内安装边轮减速器和液压 马达。摆动轴能够自动适应横坡的要求，保证每个轮胎承载基本相同。悬挂基本结构如图 2.2所示。1、悬挂架、2悬挂油缸、3、平衡臂、4摆动轴图2.2运梁车悬挂图悬挂系统特点：(1) 全车液压悬挂相对车架可按3点支承(运输状态)或6点支承(喂梁状态)进行编组和相 互切换。3点编组时，可大大减小车架变形。(2) 当路面出现凹凸
13、不平情况，液压悬挂(悬挂油缸)会提供补偿调节，自动调整悬挂液压 缸的伸缩量以适应路面工况，使所有轮轴均匀受载，如图2.3所示。(3) 全液压悬挂可使整车平台“平升平降”，亦可单点升降，调整范围为土 300 mm1.车架2 .悬挂架3 .悬挂液压缸4 .轮胎5 .地面图2.3悬挂系统自动调平补偿图当某一悬挂轮胎需要更换时，可关闭这个悬挂油缸进油管路上的球阀而使其他悬挂升起, 将需要更换的轮胎拆下。2.3枕梁在运梁车的顶上安装枕梁，用来支撑托运的混凝土箱梁。枕梁又分为活动枕梁和固定 枕梁，根据混凝土箱梁的不同结构以及配合不同的架桥机，固定枕梁和移动枕梁进行不同 的搭配安装。活动枕梁共有8个钢轮和两
14、个链轮，电机及减速机驱动链轮，与铺在运梁车 上的链条进行配合，结构如图2.4所示。活动枕梁沿车架主梁上的钢轨移动，与架桥机实 现同步动作。在运梁车运梁的过程中，活动枕梁可以机械锁止，同时设置移动限位装置， 防止活动枕梁冲出运梁车平台。图2.4活动枕梁2.4运梁车发动机发动机是将自然界某种能量直接转化为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热 能转化为机械能的发动机称为热力发动机。其中的热能由燃料燃烧所产生，它可分为外燃 机与内燃机，内燃机与外燃机相比热效率高，体积小，质量小，便于移动，启动性能好等 优点。因而广泛应用于飞机，船舶及汽车，拖拉机，坦克等各种车辆上。根据车用内燃机将能量转化为机械能
15、的主要结构形式不同，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类，而往复活塞式内燃机在车辆的应用最广泛。车用发动机可以根据不同的特 征分类：a、按着火方式可分为压燃式发动机与点燃式发动机。b、按使用燃料种类可分为汽油机，柴油机，气体燃料发动机，煤油机，液化石油气发动机 及多种燃料发动机等。c、按冷却方式可分为风冷发动机和水冷发动机。d、按进气状态可分为非增压和增压发动机。e、按冲程数分类可分为二冲程和四冲程发动机。f、按汽缸数及布置分类，仅有一个气缸的称为单缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发 动机；根据气缸中心线与水平面垂直，呈一定角度和平行的发动机分为立式，斜置式和卧 式发动机；多缸发动机根据气缸间
16、的排列方式可分为直列式，对置式和 V形等发动机。车用发动机主要以汽油发动机和柴油发动机为主。汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价格便宜；起动性好，最大功率时的转速高； 工作中振动及噪声小，提速和速度优于柴油机，在载客汽车特别是轿车中，汽油机得到了 广泛应用。但与柴油机相比，汽油机最大劣势是耗油较高，同等排量每百公里大约相差2-3升左右。柴油发动机的工作原理与汽油发动机不同。柴油机依靠活塞压缩缸内混合气(柴油和空气)，使其燃烧完成做功。汽油机则是把混合气(汽油和空气)送入汽缸，依靠 火花塞点燃使其完成做功。柴油机相比汽油机没有点火系统，构造相对简单，机器可靠性 较高。与汽油车相比，柴油车的能源效
17、率高，就是我们通常说的力量大，爬坡能力也更强； 柴油发动机的转速较低，汽缸燃烧的温度也就相对较低，机件磨损相对也小；柴油车没有 复杂的高压点火系统，所以发动机的故障率也相对较小。柴油机和汽油机比较，具有下列优点：(1) 柴油机的压缩比较高，气体膨胀较充分，热量利用程度较好，燃油消耗率比汽油机 少30一 40%左右。同时，柴油的价格比汽油便宜。因此，柴油机的使用经济性较好。(2) 柴油的密度比汽油大，相同容积的油箱可贮存较多重量的柴油。(3) 柴油比汽油容易储存和保管，不易发生火灾。特别是在舰艇上采用柴油机以减少作 战中的火灾危险性。(4) 柴油机排气污染少。(5) 有利于改成多种燃料工作的多燃
18、料内燃机，而使用柴油、汽油、煤油等工作。在作 战条件下，可以就便用油(6) 有利于采用增压方法提高功率、降低燃油消耗率。 柴油机的缺点是：(1) 柴油机燃烧时气体压力较高，为了保证受力零件的强度与刚度，机件比较笨重，同 时，由于可燃混合气形成方法与汽油机不同，限制了转速的提高。因而，在功率相同的情 况下，柴油机的尺寸和重量比汽油机大。(2) 由于柴油不易蒸发，柴油机低温起动性不如汽油机好。(3) 柴油机工作过程粗暴，噪音较大。(4) 柴油机每千瓦的金属用量较多，重要零件还要采用较好的材料，制造成本较高。 目前，船舶、内燃机车、重型汽车、拖拉机等从经济性方面考虑，绝大多数采用柴油机。综合比较，因
19、运梁车吨位较大，需要有较大的输出功率，且运梁车主要施工地点在野 外人烟稀少环境中，故噪音大的危害的因素可以从轻考虑，因此本车选用柴油发动机。发 动机型号以及数量根据工作载荷来确定。2.5动力舱运梁车的动力装置全部集中安装在动力舱内，包括柴油发动机、液压泵、燃油箱、液 压油箱以及液压油冷却器等。柴油发动机选用BF8,M1015C/P型发动机，功率440kw,排放 可达欧川标准。该发动机配置供油系统、增压中冷、四气门、中央喷油器等最新技术，品 质卓越，具有排放低、耗油低、噪声低等优点。每台发动机各自通过飞轮盘直接带动连接 到发动机飞轮端的驱动液压泵和工作液压泵，驱动液压泵和工作液压泵通过驱动轴驱动
20、串 联在一起。两台发动机带动液压泵双泵合流为执行元件提供液压油，也可以单独一台发动 机单独工作。图2.5运梁车动力舱运梁车的驱动控制系统采用电液比例控制变量泵变量马达容积调速原理，原理如图3.6所示。运梁车有11个驱动悬挂，22个驱动变量马达。所有驱动变量马达采用并联形式组成回 路，由并联在一起的闭式液压泵驱动，解决了差速、防滑及发动机功率匹配等问题。当运梁车转弯时，外圈的车轮转速一定大于内圈车轮的转速。驱动液压控制系统利用闭 式回路自动分流的特性，自动调节分配给驱动马达相应的流量，很好地解决了运梁车的车轮 差速问题。当路面质量差或是出现特殊情况时，轮胎附着系数小的车轮就会打滑，整个运梁 车就
21、不能前进。所以，在每个变量马达上均装有转速传感器。当任一马达转速超出所有马达 转速平均值若干倍时，认为这个马达打滑，减小这个马达的排量甚至使其排量为零，当 马达转速正常时，再恢复其排量与其他马达排量相同，从而有效地解决了轮胎打滑问题。当 外界负载增大时，驱动液压控制系统的压力就会升高，使运梁车消耗的功率接近发动机的最 大功率，发动机的转速就会下降。实时检测动机的转速，当其转速降低时，减小液压泵的排 量，使运梁车的速度降低，减小运梁车消耗的功率，防止发动机憋熄火。1 液压油箱2 吸油滤清器3 齿轮泵4回油滤清器5 节流阀6 散热马达7变量泵8.排量控制阀9.压力切断阀10.补油泵11.高压滤清器
22、12.冲洗阀13.变量马达图2.6液压系统图运梁车载前后端安装有配置完全相同的驾驶室，在正常行车工况下驾驶员在驾驶室 内工作，此时只有一个驾驶室具有控制权，可以防止另一端驾驶室的误操作，以保证行车 的安全可靠。前端和后端的驾驶室均可以旋转90，这样可以满足喂梁时架桥机天车掉梁 位置的要求以及配合不同提梁机装梁时对运梁车整车长度的限制要求。运梁车驾驶室为专 业厂商定做，前方各视角都装有安全玻璃，有专门的雨刮器，内有阳光挡板。驾驶室内装 有气压缓冲驾驶室系统，以确保驾驶室内的舒适性你，装有隔音设施，使得噪声标准小于 等于65dbo运梁车的全部电器操作均安装在驾驶室内，并安装多种监测运梁车工作状态的
23、 仪表，还配有一个多功能显示系统，为操作者提供信息及报警故障文字信息。2.6转向控制转向系由转向器和转向驱动机构两部分组成。转向系是操纵车辆行驶方向的机构，其 主要功用是保持车辆直线行驶的稳定性，并能根据需要使车辆灵活的改变行驶方向。转向系统的设计要求是：（1）工作可靠。转向系对车辆的行驶安全性关系极大，因此其零件应有足够的强度、 刚度和寿命，一般是通过合理的选择材料和结构来保证。（2）操纵轻便。施加在方向盘上的操纵力应尽可能小，以减轻驾驶员的劳动强度，利于安全作业。一般情况下，作用在中型载重汽车方向上的作用力不大于360N，作用在重型载重汽车方向盘上的作用力不大于450N。（3） 转向灵敏。
24、当车辆朝一个方向极限转弯时，方向盘的转动圈数不大于2-2.5圈。 方向盘处于中间位置时，方向盘的空行程（间隙）10。-15。（4）调整简便。转向系的调整应尽可能的少而简便。（5）转向时车轮侧向滑动小。轮胎式车辆转向行驶时，要有正确的运动规律，即要求 合理地设计转向梯形机构，保证转向轮在转向行驶过程中没有侧向滑动或有较小的侧向滑 动。（6）转向半径小，机动灵活。尽可能增大内侧转向轮的最大偏角，以减小车辆的最小 转向半径，提高车辆的机动性。（7）方向盘上有路感且能够自动回正。车辆在转向过程中，驾驶员应能从方向盘上感 觉到路面不平度，转向结束后应能自动回正。轮胎式车辆的转向方式可以分为偏转车轮转向和
25、铰链转向两大类。 整体车架的车辆采 用前两种，其转向是通过车轮相对车架偏转来实现的；铰链车辆的车架分为前后两个车架， 前后车架用铰链连接在一起，其转向是通过前、后车架相对偏转来实现的。下面首先介绍 整体车架的转向方式。2.6.1偏转车轮转向偏转前轮转向是一种最常用的转向方式，如图2.7（a）所示。当采用偏转前轮转向时， 前轮的转向半径大于后轮的转向半径，只要前外轮避过障碍物，后轮便可顺利避过。由于驾驶员的正视方向为前轮方向，另外，车辆的视野好于后视野，所以驾驶员需注意前外轮 是否能够通过障碍物的问题，无需考虑后轮的通过问题，方便转向操作，故偏转前轮转向 方式得以广泛采用。偏转后轮转向：用偏转后
26、轮转向示意图如图3.7（b）所示，后外轮的转向半径大于前 外轮的转向半径，前外轮绕过了障碍物，后外轮不一定 能够通过。采用偏转后轮转向的 多为工作装置在前端的车辆，这种车辆如果采用偏转前轮转向，不仅车轮的偏转角受到工 作装置的限制，而且，由于工作装置靠近前轮，前桥负荷大，转向阻转矩大，从而导致转 向功率增加。当采用偏转后轮转向时，可以解决上述部分矛盾，一般驾驶员多根据工作装 置外缘通过障碍物的情况来估计后外轮的通过问题。偏转全轮转向：偏转全轮转向亦称偏转前后轮转向，见图 3.7（c），转向时前、后外 轮的转向半径相等，宜于避让障碍物；后轮驶于前轮的车辙，滚动阻力小，机动性好。全 轮转向的缺点是
27、：既是转向轮又是驱动轮，结构复杂。偏转全轮转向方式适用于对机动性 有特殊要求或机架特别长的车辆。a）偏转前轮转向（b）偏转后轮转向（c）偏转全轮转向图2.7轮胎式车辆转向示意图2.6.2铰接转向铰接转向油缸连接前、后车架，在车辆行驶过程中，通过液压油缸活塞杆的伸缩使前、 后车架相对偏转实现转向。铰接转向的优点：（1）工作装置在车架前端，驾驶员的视野很好，有利于迅速对准作业面，生产效率高, 车辆转向时容易避让障碍物，机动性好。（2）车轮对车架没有相对运动，便于采用低压宽基轮胎，提高车辆的附着能力和越野 性能。（3）铰接转向简化了转向机构，使得前后桥可以通用，公益性提高，互换性增强。（4）最小转向
28、半径小，转向半径范围大，转向机动灵活。（5）前后车架在垂直平面内可以滚转，使车轮的接地能力加强，从而提高了车辆的通 过性并减小了车架的扭转应力。铰接转向的缺点：（1）车辆的轴距较长，纵向通过半径加大，驶过土丘等凹凸不平路面时容易托底。（2）前驱动轮没有定位角，车辆的直线行驶性能较差。改善铰接车辆直线行驶性能的措施：在运输工况，切断对后桥的驱动，只有前轮动, 使前车架拖着后车架行驶。连接前后车架的铰销倾斜于水平面布置。档前、后车架的中 心在两轴线之间时，铰销前倾布置，倾斜角=810。，这将引起转向时车辆的重心抬高， 从而使车轮产生自动回正的力。当前、后车架的重心在两轴线之外时，铰销后倾布置使 其
29、产生自动回正的力，以保证车辆的直线行驶性能。（3）转向横向稳定性较差。考虑到900吨运梁车整体质量较大，完成转向所需要的力比较大，并且应当尽可能小 的较小运梁车的转向半径，以提高运梁车能适应更复杂的路况。若采用铰接转向，转向的 动力讲会非常的大，对转向液压系统的设计的难度将增大，并且稳定性也会随之降低，因 此运梁车采用独立转向，每个悬挂都由独立的液压缸控制其转向，可以实现斜行、八字转 向及半八字转向等转向模式，如图2.8所示。各种转向模式是按照轮胎纯滚动原理，使轮 胎围绕转向中心转动不同的角度实现的。（a）八字转向（b）斜行(c)半八字转向图2.8运梁车转向机构主要由转向支座、转向油缸、推拉杆
30、、转向臂、转向套及转向轴等组成。运梁车方向控制是由发动机外置液压泵提供液压能源，经过转向器和油缸控制液压能 源方向，采用油缸进行对方向轮的控制，车轮方向最大转角角度为30。转向液压杆如图2. 9所示。图2.9转向液压杆2.7电器系统运梁车用28伏120AH蓄电池通过启动马达来完成柴油机的启动过程。充电系统有 28 V发电机供蓄电池充电，充电电压和电流经调节器进行全自动调节。制式：24V单线制、负极搭铁；发电机：1.54kw、28V发电机；启动机：24V 3.58kw ;蓄电池：2X 12V 165 AH蓄电池；照明：符合有关国家标准。2.8电气系统(1) 主控部分运梁车电气系统以6号工作站(E
31、MS为核心，运梁时作为一个独立的系统工作；对接 喂梁时又作为架桥机整个控制网络的一个节点，由架桥机统一操作。(2) 操作部分整机走行使用手柄操作，实现无级调速。转向采用方向盘操作模式，方向盘与转角检测 组成闭环系统，以保证控制的精度。检测并显示整机走行速度、转角、油温及水平状态等数据。托梁台车单独运行时，由 运梁车控制，具有高、中、低三档速度，另设托梁台车无线遥控操作。喂梁时，托梁台车由 架桥机控制。(3) 安全保护部分a 过载保护；b 马达及油缸欠压保护；c 电源欠压保护；d 走行跑偏报警及自动停车保护；e 运梁车与架桥机防撞保护：运梁车端部距架桥机二号柱 5m时，系统开始强行减速 同时预警
32、；f 联机喂梁同步及限位保护； g 前后司机室操作对称并互锁。2.9制动系统运梁车采用双制动，即行车制动和驻（停）车制动。行车制动采用液压回路静压制动。当正在行驶的运梁车需要停下时，将操作杆回中位， 液压油泵停止供油，所有走行马达转换为油泵，通过密封的静压回路产生制动，运梁车将逐 渐缓慢的停止。停车制动采用零压制动，即液压制动系统无压力时，制动油缸利用弹簧的压力伸出活塞 杆，实现抱轴制动；当液压系统压力达到1.53MPa时，制动油缸活塞压力克服弹簧压力使 活塞杆缩回，解除制动。制动装置安装在走行马达减速机上。此外，运梁车还设置有紧急停车装置。2. 10定位和防撞系统运梁车前端安装了激光测距仪，
33、精确地测量前方目标的距离，以便和架桥机实现精确对 接，并能实现提前减速和制动控制，避免因误动作而与架桥机发生碰撞。在运梁车前后和两 侧安装了测距雷达，构成了一个完整的防撞体系，提供了进一步的安全防护保障。2. 11故障报警与诊断系统运梁车设置各种传感器，通过故障诊断软件实时监控系统运行情况，在某一系统出现故 障时给出警告提示，根据面板报警灯、报警提示音及屏幕文字提示可以及时判断系统故障， 为操作人员及时排除故障提供可靠依据。2.12主要承载装置承载装置主要由载重转盘、车架、轮轴、轮胎、前后支腿等组成。2.12.1轮胎工程机械用轮胎可分为充气轮胎和实心轮胎两大类。这里主要介绍充气轮胎。充气轮胎的
34、特点是轮胎的密封内腔充有一定压力的气体，使轮胎形成一个能够承受负 荷的弹性体。车辆通过装在轮辋上的充气轮胎与地面接触，轮胎将担负支撑车重、保证车 轮与路面之间有良好的附着性能以及缓和并吸收因道路不平而产生的冲击与振动的作用。1）充气轮胎的分类（1）按气体密圭寸方式分为：有内胎轮胎（包括外胎、内胎级垫带），无内胎轮胎（仅有外胎）；（2）按使用车辆的类别分类：汽车轮胎、工程机械轮胎、工业车辆轮胎、农业机械轮胎、摩托车轮胎等；（3）按轮胎花纹分类为：公路花纹轮胎、越野花纹轮胎、混合花纹轮胎、特种花纹轮 胎等；（4）按胎体结构（帘线布置）分为：斜交轮胎、子午线轮胎、带束斜交轮胎等；（5）按帘线采莲分为
35、：钢丝轮胎、半钢丝轮胎、人造纤维轮胎、棉帘线轮胎等；（6）按充气压力分为：高压轮胎（充气压力大于等于0.55MPa）、低压轮胎（充气压力 大于等于0.200.55MPO）、超低压充气轮胎（充气压力小于0.20MPO）。根据经济性以及可互换性来选择轮胎，因此选择充气式轮胎。再根据运载载荷以及 满足其他工况下的要求，在市场已有的轮胎中选择合适的轮胎型号。如下所示：轮胎型号：26.5 R25轮胎生产厂家：上海双线轮胎数量：64个接地比压：0.6MPa充气压力：5.5bar单个轮胎的最大负荷: 轮胎接地面积： 液压马达型号规格： 生产厂家：公称压力：最大排量：以5km/h速度满载行驶时单个轮胎允许最大
36、负荷：21.46t18.58t23500cmA6VE80EZ4/63W力士乐公司40MPa80ml/r系统工作压力：减速机型号规格： 制造厂家：速比：允许最大输出扭矩: 最大制动力矩：最高转速：3900rpm33MPaGFT60T3力士乐公司105.560000Nm720Nm图2.10车轮2.12.2运梁车支腿运梁车的前部和后部各设有2个液压支腿，作为辅助支撑，拖梁时支承在已架箱梁的腹 板上，以确保轮胎承载不超限。支腿设有伸缩套，用以克服拖梁时产生的水平力 如图2.11 所示。图2.11运梁车支腿2.13功能优点：运梁车具有操作简单、使用方便、安全可靠等特点：（1）运梁不需铺设钢轨枕木，适应各
37、种路况和长距离运输;（2）运梁不需拉电线，自带动力装置；（3）桥梁运输平稳，对桥梁没有任何磨损；（4）可直接喂梁，也可配合架桥机跨孔；（5）操作简单，维护方便；（6）转场方便成本低，投资省、效率高、见效快。2.14运梁车操作规程（1）运梁车必须按说明书要求使用和保养；柴油机必须按柴油机厂家说明书进行使用 保养。（2）运梁车不得超负荷运转。（3）运输道路平顺坚实，无沉降现象,运梁和装车时,梁的两侧严禁站人。（5）停车后档位必须处在有档位置及手刹车处在制动位置，并用三角木把轮胎前后塞 紧。（7）重载或空载行驶时必须连接前主车双刹车管路，空载行驶时，用开口销或锁片锁 紧连接杆销轴；重载或空载行驶时前
38、主车驾驶员必须保证通信畅通（对讲机及耳机有效。（8）运梁车行驶时除驾驶座位以外严禁载人。3主要部件参数的校核3.1额定运载能力铁路客运专线预应力混凝土箱梁基本梁型为32m 24m和20m各梁型设计重量（含防水 层和保护层重量）分别为32m 899吨；24m （3m梁高）：699吨；24m （2.4m梁高）：657吨; 20m 562吨。运梁车额定运载能力按运载最大跨度双线预应力混凝土箱梁的最大理论重量确 定，同时，也与架桥机的架设能力相一致。由于运梁车为专门设计的非标准产品，根据本车实际使用载重量大、行驶速度较低的工况特 点，本车静载试验按额定载荷的1.1倍进行，动载试验按额定载荷的1.05倍
39、进行。3.2轴线布置轴线布置需要考虑运梁车通过的路基和桥涵结构的允许承载能力、与架桥机相适应的车 身型式、以及运梁车的其它用途等多种因素。本运梁车在考虑轴线布置时，相对其它运梁车而言，重点考虑了与架桥机相适应车宽问 题，因此，轮组的横向布置需要控制车身宽度，以便于运梁车给架桥机喂梁时穿过架桥机支 腿。运梁车载荷分布如图示，并经有关设计单位进行了典型工况施工荷载验算、桥涵结构验 算和箱梁验算。本车为16轴线，每轴线两对轮组、四个轮胎。3.3轮胎的计算选择车轮与轮胎是轮胎式行走机械行驶系中的主要部件，它们承受所有载荷重力为在车 桥（轴）与地面之间传力。驾驶人员操纵转向轮可实现对汽车运动方向的控制。
40、机械通过 车轮由轮胎直接与地面接触在道路上行驶。其主要功用是:支撑机械重力及工作装置的垂直 负载；吸收并缓和车辆行驶时所受到的路面冲击和振动；保证轮胎与路面直接按具有良好 附着性能，以提高机械的动力性、制动性和通过性；产生平衡车辆转向行驶时离心力的侧 抗力，在保证车辆正常转向行驶的同时，通过轮胎产生自动回正力距，使机器保持直线行 驶。因此选择轮胎的工作很重要。轮胎与车轮部件应满足下述基本要求：足够的负荷能力和速度能力；较小的行驶阻力 与噪声；良好的额均匀性和质量平衡性；耐磨性、耐老化、抗刺扎和良好的气密性；质量 小、价格低、拆装方便、互换性好。（1）单胎平均荷载单胎平均荷载P =（运梁车自重混
41、凝土箱梁重）十轴线数十4=（300t+ 900t ）- 16- 4=18.75t/ 胎贝轴载 4P = 4 x 18.75t= 75t（2）轮胎规格：根据单胎平均荷载P、运梁车运输速度要求以及控制的轮胎接地比压值 等，经轮胎生产厂家确认，选择轮胎规格为23.5 R25，轮胎直径1608mm轮胎宽度630mm 即通常所称的大轮胎方案。（3）接地比压：根据轮胎生产厂家提供的技术参数，单胎荷载为 18.75吨时，轮胎接地 面积约为2850cm，则轮胎接地比压为：接地比压=单胎荷载*轮胎接地面积=16180kg 宁 2850cm = 5.68 kg/cm 6.0kg/cm此接地比压值满足铁道部有关技术
42、条件的规定。3.4运梁车主要尺寸参数的确定汽车主要尺寸包括：轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小 离地间隙等。由于运梁车运行的路面都是工程路面，一般比较平坦而且车轮的直径也比较大, 所以在这里不考虑接近角、离去角、最小离地间隙等因素运载能力：900t空载运行速度：010 km/h重载运行速度：05km/h适应最大坡道：5%最小转弯半径：R60 m空载高度：3428 mm重载高度：3128 mm充气压力：5.5 bar接地比压：0.6 MPa轴间距：2100 mm轮距：5000/1130 mm轮胎：26.5R25整机功率：2 X 440 kW外形尺寸：42023 （司机
43、室展开）X 6923X 3428 mm空载,不包括司机室）整机自重：280 t3.5运行阻力计算（F）运行阻力由滚动阻力、坡度阻力、加速阻力和风阻力等组成。已知条件：整车自重：G=280 t载重量：GL=900 t爬坡度：a =5%（2.86 ）3.5.1滚动阻力(Ff)滚动阻力是车辆行走时轮胎与地面摩擦所产生的阻力，它与车辆的重量及路面土壤的性rr-质有关。根据高速铁路施工场地的情况，滚动阻力系数取f=0.025,那么运行阻力为：Ff =Gfcos a x 1000X 9.8 (N)(3-1)空载时滚动阻力FfiFf i=Gfcos a x 1000X 9.8Ffi =280 X 0.025
44、 Xcos2.86 X 1000X 9.8Ffi =68514.6 (N)重载时滚动阻力Ff2Ff 2=(GZ+G)fcos a X 1000X 9.8Ff2 =(280+900) X 0.025 X cos2.86 X 1000X 9.8F =288739.9 (N)3.5.2坡度阻力(Fi)坡度阻力是车辆行走过程中克服道路坡度所产生的提升力。根据设计任务书的要求，车辆重载爬坡度为5%Fi= Gsin a X 1000X9.8 (N)(3-2)空载时坡度阻力Fi1Fi1= GzSin a X 1000X 9.8Fi1= 280sin 2.86 X 1000X 9.8Fi1=136913.8
45、(N)重载时坡度阻力Fi2Fi2=( Gz+G)sin a X 1000X 9.8Fi2= (280+900)sin 2.86 X 1000X9.8Fi2=576993.8 (N)3.5.3加速阻力(Fj)加速阻力是车辆在启动时需要克服的车辆惯性力。车辆的加速度为：a=0.15m/s2,取回转质量系数为：d=1.04;(解释)Fj= G*a*d X 1000 (N)(3-3)空载时加速阻力Fj1Fj1 = Gz*a*d X 1000Fj1= 280 X 0.15*1.04 X1000Fj1= 43680 (N)重载时加速阻力Fj2Fj2=( G z+G) *a*d X 1000Fj2=( 28
46、0+900) X 0.15 X 1.04 X 1000Fj2= 184080 (N)3.5.4风阻力(Fw)由于车辆行驶速度慢，重载时最快5km/h，迎风面积也小，所以风阻力可忽略不计3.5.5总运行阻力(F)F= Ff+ Fi + F j(3-4)空载时总运行阻力F1F1= F f1 + F i1 + F j1F1=68514.6 +136913.8+43680F1 =249108.4 (N)重载时总运行阻力F2F2= Ff2 + F i2 + F j2F2 =288739.9+576993.8+ 184080F2=1049813.7 (N)3.6转向阻力计算3.6.1转向轮轮胎尺寸900吨
47、运梁车采用上海双钱生产的26.5R25子午线轮胎，轮胎自由直径D=1734m，承载 半径R=752mm断面宽度为B=714mm(解释)3.6.2转向阻力矩计算根据设计任务书要求，轮胎转向时可实现静止转动，所以最大转向阻力滑动摩擦，取 轮胎与路面的滑动系数卩=0.6，轮胎气压p=8.5(bar)。贝孵专向阻力矩为：(N -m)(3-5)(N -m)(3-6)：(1000G)36.5 1006m “1000280 + 9五沪 .、8.56.5 汉 10= 4058368.163.6.3每个转向油缸的转向扭矩M=M/32M=4058368.16/32=126824.01(N-m)3.6.4油缸转向力
48、油缸的最小转向力臂L=0.65m油缸拉力为：(3-7)(3-8)(3-9)P=ML(N)P=126824.01 /0.65=195113.85(N)3.6.5液压油缸的缸径及压力取液压系统的压力为280(bar)，那么液压油缸的受力面积为：S=P/(gp)(cm2)(如何计算)S=195113.85/ (9.8 X 280)=71.11 (cm 2)取大腔缸径为D=12(cm)活塞杆直径为d=7(cm)S有=(D2-d2) n/4(如何计算)(cm2)S 有=(142-102) n /4=74.61 (cm2)液压油缸缸径及压力选择合理。3.7驱动力计算3.7.1附着力计算驱动轮布置：5.5轴
49、驱动，每轴线4个驱动轮驱动轮数5.5 X 4= 22最大牵引力时单台驱动轮牵引力Fx牵(最大牵引力F牵二最大运行阻力F2= 1049813.7 N)Fx 牵 F 牵/N qFx 牵= 1049813.7/22Fx 牵= 47718.8(N)地面附着力根据高速铁路施工场地的情况，碎石路面，粘着系数：= 0.50 平均每轮载荷G= G/NG =( G+ G) 1000/64G = (280+900) X 1000/64G = 18437.5(Kg)轮胎附着力Fx附 = *9.8* Fx附= G*9.8* Fx 附= 18437.5*9.8*0.5Fx 附 = 90343.75(N)附着力大于最大牵
50、引力3.7.2液压马达计算选取液压马达：力士乐A6VE80最大允许转数nma=3750;当排量Vg 51时，允许转数n=6150,最低稳定转速50rpm。马达额定排量Vgax，=80cnn最大牵引力时马达扭矩Tma=TX 20 n /Vg max P=340.14X 20 n /80 P=267 (bar) 3.8功率计算3.8.1发动机功率根据设计任务书，满载最大载重行使速度5km/h，即Vmax=1.4m/s满载平地运行功率P=F牵X VmaxP=404.2 (kw)取机械液压总效率n= 0.5需要发动机功率 卩总=P/ n =808.4(kw)米用双发驱动，每台发动机功率P= 404.2
51、 (kw)选用柴油机：功率P= 440kw 转速N= 2100rpm,最大扭矩2200Nm/1250rpm故所选发动机440kw的功率能满足要求。3.8.2液压泵计算选取液压泵A4VG250每个发动机驱动1个油泵。液压泵最大排量V严250cm；辅助泵排量52.5cm3，最高转数2400rpm,最低转速500rpm= 液压泵最大输入扭矩T ma=VgnaxA Pma2Rx兀M 5汉1000汇1000汇105.5血二60汉2汉752兀Nd5_ 1861.6(rpm)马达排量 Vg5=VgnaN/ (6N)5)式中Vfax液压泵最大排量Vg5=VgnaN/ (6N5)、,250 7100VC05=6
52、X1861.63Vg)5=47.00 (cm ) 牵引力 F)5=100X 1000X V95X 9.8/ Vg max 式中100X1000100吨牵引力Fo5=1OOX 1000X 47X 9.8/ 80 氐=5.7575 X 105 (N)(3) 车速_ 10km/h时，空载平地运行马达转速N_10 1000 1000i60 2Rx二10 1000 1000 105.5Nio602752 兀Nio_ 3723.3(rpm)马达排量 Vg=VgnaN/ (8N0)Vg_250 210010=8 3723.3Vg=17.63 cm牵引力 FifIOOX 1000X Vgx 9.8/ Vg m
53、a$ 式中100X 1000100吨牵引力F1o=1OOX 1000X 17.63 X9.8/ 80F10=2.16 X 105( N(4) 满载爬坡5%最高运行车速马达排量 Vg%= Vgma/ P100F2/ (9.8 X 100X 1000A P)式中：VgmaX 马达额定排量(cm3; A P100100吨牵引力时油压(bar)；A P-最大工作油压(bar) ； F2满载5%坡度运行时牵引力(kg);100X 1000-100 吨牵引力(kg)Vg%= Vgmax7 A P10OF2/ (9.8 X 100X 1000A P)3Vg5%=67.8( cm )满载爬坡5%寸最高运行车速V5%=60n *(2*Rx)Vg maXN/ (6iVg5%X 1000X 1000 ) (km/h)式中：Vgma液压泵最大排量(cnl)； N 发动机转速(rpm);Vg马达排量(cm) ； i 减速器传动比;R车轮承载半径(mr)V；%= 3.47 (km/h)马达转速 2% = 1000X 1000i X V5/6O
0/150
联系客服
本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网，我们立即给予删除！