車架的改造與副車架的設(shè)計

1、- -車架的改裝主車架是汽車底盤上各總成及專用工作裝置安裝的根底，改裝時受到的影響最大，因此，要特別引起注意。主車架是受載荷很大的部件，除承受整車靜載荷外，還要受到車輛行駛時的動載荷，為了保持主車架的強度和剛度，原那么上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應(yīng)盡量使用車架上原有的孔。如果安裝專用設(shè)備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時應(yīng)防止在高應(yīng)力區(qū)鉆孔或焊接。主車架縱梁的高應(yīng)力區(qū)在軸距之間縱梁的下冀面和后懸的上冀面處。因為這些部位縱梁應(yīng)力較大，鉆孔容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。對于主車架縱梁高應(yīng)力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接時，應(yīng)注意以下事項：1) 盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)滿

2、足圖和表的要求。主車架鉆孔的尺寸要求尺寸車型重型車中型車輕型車孔間距/mmA706050B504030C504030孔徑/mm151311主車架鉆孔的孔徑和孔間距2) 在縱梁翼面高應(yīng)力區(qū)外的其它部位鉆孔，只能在中心處鉆一個孔，如下列圖。3) 在縱梁的邊、角區(qū)域亦制止鉆孔或焊接，所示的區(qū)域即為不允許鉆孔和焊接加的部位。因為在這些部位進展鉆孔或焊接，極易引起車架早期開裂。主車架縱梁制止鉆孔區(qū)主車架縱梁制止焊接區(qū)4) 嚴(yán)禁將車架縱梁或橫梁的男面加工成缺口形狀。本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用止推連接板形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當(dāng)。主車架的加長設(shè)計因?qū)Ｓ闷嚪ú贾玫男枰?/p>

3、對主車架有時要進展加長。例如廂式零擔(dān)貨物運輸車和輕泡貨物運輸車，假設(shè)用普通汽車底盤改裝那么需要將軸距加大，改裝長貨廂來提高運輸效率，此時要將車架在其中部斷開后再加長。也有將車架后懸局部加長的改裝設(shè)計。車架加長局部應(yīng)盡量采用與原車架縱梁尺寸規(guī)格一樣、性能一樣的材料。車架的加長局部與車架的連接一般采用焊接。首先在縱梁腹板處，按與縱梁軸線成夾角45?；?0。的方向把縱梁斷開，然后把切口斷面加工成坡口形狀，如圖3-4所示。最后將加局部與車架縱梁對接起來。為了獲得v型焊縫對接接頭的最正確強度，防止焊縫起點出現(xiàn)焊接缺陷，應(yīng)X用引弧焊法或退弧焊法。焊接時應(yīng)根據(jù)縱梁的材料選擇適宜的焊條型號、直徑及焊接標(biāo)準(zhǔn)。可

4、采用手工電孤焊或氣體保護焊，并選用磁性焊條，保證在高載荷、變形和振動的情況下的焊接強度。縱梁的坡口形狀主車架加強板的設(shè)計1) 設(shè)主車架縱梁加強板的條件主車架改裝時，為了減少車架縱梁的局部應(yīng)力?；蛘邽榱耸管嚰芗娱L后仍能滿足強度和剛度的要求，對裝載質(zhì)量增加；軸距和總長發(fā)生變化，使車架采用中部拼接或尾部加長時；為了使車架高應(yīng)力區(qū)(危險斷面)滿足強度和剛度的要求，同時又使車架在某一區(qū)間的截面尺寸變化不致太大，這些情況，常常在車架縱梁上采用加強板。2) 加強板的形狀加強板的截面形狀推薦選用L型，其厚度應(yīng)不小于車架厚度的40。L型加強板的冀面應(yīng)貼合在車架縱梁翼面受拉伸的一邊。加強板的端頭形狀應(yīng)逐步過渡，如

5、切成小于45的斜角，或在端頭中部開光滑槽加強板的布置加強板布置的合理，可以有效地減少車架的應(yīng)力。假設(shè)布置不合理，那么可能使車架產(chǎn)生應(yīng)力集中。為了防止應(yīng)力集中，加強板的端頭位置不應(yīng)在剛度變化部位和集中載荷作用的地方。例如，應(yīng)使加強板的端頭和副車架的端頭充分重疊一局部或使二者相互離開足夠的距離，如下列圖。3) 加強板的控制加強板和主車架的固定最好采用鉚接。加強板末端和鉚釘孔之間的最小距離為25mm，鉚釘?shù)拈g距為70150 mm。當(dāng)鉚接有困難時，可在加強板上加工孔塞焊于縱梁膠板上，塞焊孔直徑為2030 mm，塞焊孔與加強板端部的最小距離為25mm，孔間距為100170 mm。加強板的湍頭形狀1-主車

6、架縱梁；2-加強板加強板的合理布置1-加強板；2-主車架縱梁；3-副車架副車架的設(shè)計在專用汽車設(shè)計時，為了改善主車架的承載情況，防止集中載荷，同時也為了不破壞主車架的構(gòu)造，一般多采用副車架(副梁)過渡。本車在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為16MnReL。在增加副車架的同時，為了防止由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應(yīng)力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。副車架的截面形狀及尺寸專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀一樣，多采用如圖3-7所示的槽形構(gòu)造，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承

7、受載荷的大小。對于隨車起重運輸車的副車架來說，在安裝起重裝置的范圍內(nèi)，應(yīng)按如下列圖的方式用一塊腹板將副車架截面封閉起來，以提高副車架的抗扭和抗彎能力。副車架的截面形狀加強后的副車架截面形狀1-副車架；2-腹板加強腹板的位置參照國內(nèi)外總質(zhì)量相近車型的副車架縱梁端面尺寸，確定副車架縱梁端面尺寸為100、80、6mm。加強板的布置車架中部(液壓舉升機構(gòu)位置)所受彎曲、扭曲最大，因此在這一區(qū)域應(yīng)加加強板，考慮到零件的工藝性，由于下翼板所受彎曲應(yīng)力較大，因此，加強板緊貼下翼板，為了防止下翼板由于鉆孔而導(dǎo)致抗彎強度下降，除與后加強板重疊部位，該加強板主要與腹板連接。在縱梁上加上加強板，加強板端頭區(qū)域車架容

8、易產(chǎn)生集中應(yīng)力。為了降低應(yīng)力集中，加強板端頭形狀有三種設(shè)計方式，見圖. 優(yōu)選- -加強板的三種設(shè)計方式本副車架為了批量生產(chǎn)時工藝簡單，采用了上圖角型的端頭形狀。副車架的前端形狀及安裝位置1) 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。2) 副車架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因為這段主車架變形小，所以副車架對其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時保證了舉升機構(gòu)的幾何特性。3) 在副車架構(gòu)造要求剛性較高時，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時以彈性橡膠的變形來減弱

9、副車架對主車架的約束4) 副車架與主車架連接如下列圖。副車架與主車架的連接A-A處是截面突變點，在受沖擊載荷時，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時造成主車架斷裂。這就要求副車架的前端構(gòu)造要設(shè)計成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中副車架的前端構(gòu)造副車架前端形狀常有三種形狀對于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖3-13(c)所示：；。副車架的三種前端形狀aU形；b角形；cL形如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖3-14所示的副車架前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大。對于鋼質(zhì)副車架：；對于硬本質(zhì)副車架；副車架在汽車底盤上布置時，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。為某散

10、裝水泥運輸車的罐體、副車架相對于汽車底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中A不宜過大，留足空壓機的位置即可；B為副車架的前增離主車架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內(nèi)；C為固定副車架的前面第一個U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500800 mm的范圍內(nèi)。副車架前端簡易形狀a剛質(zhì)副車架；b硬木質(zhì)副車架副車架的安裝位置縱梁與橫梁的連接設(shè)計橫梁與縱梁的連接方式主要有三種橫梁與縱梁的連接1-縱梁；2-連接板；3橫梁橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點是當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車架前后兩端扭

11、轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車架下翼面變形較大區(qū)域采用，以防止縱梁上下翼面早期損壞。橫梁同時與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對橫梁的強度要求較高。由于該車平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過來的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動力)。綜合以上考慮，本副車架的縱梁與橫梁的連接采用第3種方式，即橫梁同時與

12、縱梁的腹板及上或下翼板相連，同時為了降低本錢和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用鉚接。副車架與主車架的連接設(shè)計副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。1) 止推連接板是斯泰爾重型專用汽車所采用的止推連接板的構(gòu)造形狀及其安裝方式。連接板上端通過焊接與副車架固定，而下端那么利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對水平位移。相鄰兩個推止推連接板之間的距離在5001000 mm范圍內(nèi)。2) 連接支架連接支架由相互獨立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見圖3-18所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。3) U型夾緊螺栓中選用其它連接