重型特种汽车车架加载工装的设计

□ 岳春光

泰安航天特种车有限公司 山东泰安 271000

1 设计背景

车架作为重型特种汽车底盘的重要组成部分,不仅承载发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室等各个系统,而且承受不同工况下外部载荷的作用力和作用力矩。因此,车架质量的好坏直接关系到重型特种汽车底盘的安全性、可靠性和稳定性。相关学者对车架力学性能进行了大量研究,通过有限元仿真方法来实现车架结构的不断优化,但通过设计加载工装来验证车架力学性能的研究却很少。笔者根据某重型特种汽车车架在起竖初始工况下的实际承载情况,完成加载工装的结构设计和优化,并通过有限元分析验证了加载工装的可行性。

2 车架起竖初始工况

在重型特种汽车车架起竖初始工况下,油缸支腿缓缓升起,汽车轮胎离开地面,如图1所示。装备在起竖油缸的作用下,绕轴Ⅰ和轴Ⅱ转动,缓缓升至指定位置,然后按照指令完成任务。装备在起竖油缸的初始作用下,会对车架产生较大的冲击力,由此车架的力学性能有很高的要求。

车架在起竖初始工况下,除受四个支腿对车架的地面支撑力N1、N2以外,还要承受A点处装备的反作用力FY和B点处装备的反作用力FTx、FTz。其中,FY与水平方向的夹角为25°。输入载荷FY为450 kN，FTx为408 kN,FTz为59 kN。

▲图1 重型特种汽车车架起竖初始工况

3 加载工装力学模型

为使重型特种汽车车架能够承受与起竖初始工况下相同的载荷,设计起竖初始工况下的加载工装。对加载工装进行受力分析,如图2所示。……