1、2 0 2 3年第8期方舱载车底盘的改装设计张 正,姜波波(安徽博微长安电子有限公司,安徽 六安 2 3 7 0 0 0)摘 要:方舱作为一种通用的设备和人员装载平台,社会对各种专用方舱需求日益增长。本文针对方舱载车的实际需求,对其载车平台的改装进行研究,阐述了改装设计时所应遵循的基本原则,在改装中,对改装的载车平台进行了选择,采用支撑腿作为整车的辅助支撑,提高了整车工作时的平稳性,并且可以在驻车时为轮胎提供保护。另外,在一些连接装置的改装上,广泛采用加强筋等手段提高载车平台的强度和刚度需求。关键词:方舱;载车底盘;改装;装置 中图分类号:U 4 6 3.1 文献标识码:A 文章编号:1 6
2、7 4-9 5 7 X(2 0 2 3)0 8-0 0 6 4-0 3R e f i t t e dD e s i g no fV e h i c l eC h a s s i so fS h e l t e rZ h a n gZ h e n g,J i a n gB o-b o(A n h u iW e i b oC h a n g a nE l e c t r o n i cC o.,L T D.,A n h u iL u a n2 3 7 0 0 0)A b s t r a c t:A sag e n e r a l e q u i p m e n t a n dp e r s o n
3、 n e l l o a d i n gp l a t f o r m,t h e s o c i a l d e m a n d f o rv a r i o u s s p e c i a l s h e l-t e r s i s i n c r e a s i n g.I n t h e l i g h t o f t h e a c t u a l d e m a n d,t a k e n t h e s q u a r e s h e l t e r o f t h e c a r o n t h em o d i f i c a t i o no f t h el o a d
4、e dc a rp l a t f o r mf o r r e s e a r c h,t h i sp a p e re x p o u n d st h eb a s i cp r i n c i p l e so f t h em o d i f i c a t i o nd e s i g ns h o u l df o l-l o w.I nt h ep a p e r,i nt h em o d i f i c a t i o n,t h em o d i f i e dc a rp l a t f o r mt oc a r r yt h es h e l t e rw a s
5、c h o s e n,a n da d o p t e dt h es u p p o r t l e ga s av e h i c l eo f a u x i l i a r ys u p p o r t s u p p o r t,a n dw h i c hc a ne f f e c t i v e l y i m p r o v e t h ew o r ko f t h ev e h i-c l es t a b i l i t y,a n dc a np r o v i d ep r o t e c t i o nf o r t i r ew h e np a r k i
6、n g.I na d d i t i o n,i nt h em o d i f i c a t i o no f s o m ec o n n e c t-i n gd e v i c e s,s t r e n g t h e n i n gb a r sa n do t h e rm e a n sa r ew i d e l yu s e dt oi m p r o v et h es t r e n g t ha n ds t i f f n e s sr e q u i r e-m e n t so f t h ev e h i c l ep l a t f o r m.K e y
7、w o r d s:S h e l t e r;V e h i c l ec a r r y i n gc h a s s i s;M o d i f y;D e v i c e作者简介:张正(1 9 8 9),男,汉族,安徽六安人,本科,机械工程师,研究方向:车辆设计改装。1 引言随着科技的发展,方舱作为一种通用的设备和人员装载平台,社会对各种专用方舱需求日益增长,在一些特殊领域内的方舱内所添加设备的科技水平也在不断提高,其自身的重量越来越大,对于其在一些特殊工况下的安装和架设的精度需求不断提升,另外其载车平台的机动运输要求也是越来越高1。王健2对带水平回转支腿的载车平台设计要点进行了论述,
8、其通过设计叠扣焊接结构以及合理的联接点,提升了载车平台的纵向和横向抗弯能力等。曹金牛等3对载车平台进行了静、动力学和模态仿真分析,验证了载车平台的相关力学性能要求。张竞4运用AN S Y S软件对某载车车架进行了数值分析,对典型工况下的应力应变进行了分析,有效提升了设计效率。侯守武等5采用边界位移补偿法来优化某载车平台多撑腿结构强度,其研究结果表明能够使载车平台在大载荷下的工作强度和工作稳定性有所提高。孙苗苗6在载车的改装设计中,通过使用矩形管代替钢板折弯件的横梁,有效提升了载车平台的强度和刚度,其设计方案有利于轻量化设计制造。本研究主要针对方舱的载车平台底盘的改装进行研究。方舱安装的主要地方
9、是常见的二类载车底盘,在进行改装和设计时,一般要针对其工作中所要适应的环境对其主要关键的零部件进行设计,对系统中的刚度、强度、频率、抗倾覆等进行分析和验证,必要时要对平台的液压系统进行计算和核验。相关设计要求表明,一般要求室外方舱的平台要能在4-6级风载荷的作用下能够保证足够的水平方向精度,安装后的固有振动频率要求大于十赫兹,要能够正 常 工 作,还 要 求 能 在 更 高 的 风 载 荷 下 设 备 不损坏。2 载车平台改装原则2.1 载车平台方舱通常装载在二类汽车上,二类汽车又称二类底盘一般指只缺少车厢系统总成的汽车,主要用汽车改装厂,广泛用于专用汽车和特程车辆如洒水车、化工液体运输车、自
10、卸车、高空作业车、牵引车等。载车底盘的选择一般根据其所适用的场合、环境、地域等要求不同,对平台刚度强度以及在调平系统等方面提出具体要求,最后对平台的结构设计和工艺等方面进行设计以满足相关工况需求7。2.2 载车底盘改装设计原则随着社会上对方舱多样化、多功能化使用的需求不断增长,为满足用户的不同需求,方舱在对载车平台的集成过程中往往需要对装载平台底盘作适应性改装设计。一般将副车架上还没有进行安装专用设备的半成品状态车辆称为平台车,是副车架和底盘的合体。在专用车辆底盘的改装过程中,可以将副车架与底盘车架联接,因此,在载车上进行设备的安装时,平台车在自身调整后应具备相当高的刚度、强度、以及相关方向的
11、安装精度和运动精度。在改装后有必要借助数值分析软件对载车平台46DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.08.003内燃机与配件 w w w.n r j p j.c n结构进行仿真分析以满足需求。吕路等8根据方舱的特殊性,利用有限元软件对舱体及其承载平台结构在特定工况下进行静力学分析,为方舱的设计提供了依据。李晨9利用多种仿真分析软件对特种车辆方舱隔热性能和力学性能进行了综合研究,得到了使用框架结构且内部框架格数较少的舱板结构有利于方舱隔热,其框架结构的均匀性对隔热性能影响较小。底盘在改装过程中除应遵守基本原则情况下,还要注意满足制动管路及压缩空气装置、电气设备、
12、驾驶室翻转等需求1 0。底盘改装原则主要有如下几条:1)改 装 后 不 改 变 原 车 基 本 性 能。改 装 项 目 符 合G J B 1 7 7 7-1 9 9 3的 规 定,行 车 和 驻 车 制 动 性 能 符 合G B 1 2 6 7 6-1 9 9 9中第5章的有关规定;外部信号装置符合G B4 7 8 5-2 0 0 7汽车及挂车外部照明和光信号装置安装规定;2)改装后整车总质量不得超过允许的最大总质量,各轴轴载质量不得超过允许的最大轴载质量;3)载荷分布左右应基本均匀;4)重心位置应尽可能低,但必须留有车轮弹跳高度所需的空间;5)整车符合G B 1 5 8 9-2 0 0 4道
13、路车辆外廓尺寸、轴核及质量限值要求;6)改装后的车辆应保证维修、保养的方便性;7)不进行车辆加长轴距的改装,至于加长、减短车架纵梁,改变横梁位置等特殊情况,在向二类底盘供应单位进行咨询、联系并取得帮助后进行,避免出现改装的质量问题;8)改装使用合格的原装汽车配件,自制件检验合格后方能使用;9)改装后的车辆必须满足国家现行法规及标准的要求。3 载车平台的改装设计3.1 载车平台组成根据设计要求,选择载车为北奔4 0 3 8 A型底盘,根据载车的上装要求,在该二类底盘上需要安装4套支撑腿,规格为1 2 T、2个工具箱等,在其后部安装8米切角方舱,方舱与载车底盘大梁之间采用螺杆连接。载车平台布置如图
14、1所示。具体外形和尺寸见图2所示,基本性能参数见表1所示。图1 载车平台布置图图2 底盘车结构示意图表1 底盘技术参数项目参数车型4 0 3 8 A驱动形式88可允许最大重量(越野)2 2 0 0 0 k g底盘整备质量1 2 6 0 0 k g外形尺寸(长宽高)1 0 5 7 52 4 9 53 1 0 0 mm轴距1 5 0 0+4 1 5 0+1 4 5 0(满载)mm前轮距/后轮距1 9 9 02 0/1 8 0 02 0 mm轮胎最大跳动量(空载)1 5 0 mm前桥中心线车架上平面距地高度(空载)1 2 1 5 mm中后桥中心线车架上平面距地高度(空载)1 2 6 0 mm最高车速
15、8 0 k m/h最低稳定车速4k m/h最大爬坡度6 0%公路续驶里程6 0 0 k m轴下距地间隙(按G B 1 5 0 8 9,空载)3 3 9 mm接近角(空载)2 5 离去角(空载)2 1 载车与安装座通过焊接成一体,主要用于其上的方舱等设备的承载。为保证满足使用要求,在运载平台还装有液压系统、自动调平系统等。其调平系统一般由支腿、水平传感器、液压系统和控制器组成,其中的支腿的运动是由液压伺服控制系统实现。3.2 手动支撑腿的改装设计在底盘下方安装有4只手动支撑腿作为整车的辅助支撑,提高整车工作时的平稳性,并且在驻车时为轮胎提供保护。每只支撑腿可承载能力为1 2吨。运输时支撑腿折叠收
16、拢,离地高度4 0 0 mm。手动支撑腿布置如图3所示。为保证承载面的强度和刚度要求,在设计中还建立了车辆整体三维模型,通过划分网格、施加各方向载荷,分析底盘结构中应力应变最大值,必要时再进行结构的优化,还进行了车架的模态分析,其主要指标为使其1 0阶以内的振动频率都应大于某值,最终保证平台的强度满足要562 0 2 3年第8期求。在设计中还根据整车质量、支腿的安装参数校验倾覆力矩以保证车辆在大风载荷的安全工作。图3 手动支撑腿布置图3.3 连接及工具箱的改装设计连接装置主要采用Q 3 5 5钢板折弯加工焊接成角形件,加焊有筋板,保证连接件的刚强度。上角形件焊接与平台纵梁上,焊缝连续,等级为二级。下角形件采用螺栓螺装与底盘车大梁上。两角形件之间采用螺栓进行连接。在底盘车尾部左右分别安装2个工具箱,用于装放一些随机附件、吊绳、维修工具及垫木等。车架与底盘连接形式如图4所示。(a)正视图(b)剖视图图4 车架与底盘连接形式图3.4 载车平台的加工改装后的平台结构主要包含了纵梁、横梁、支撑腿、加强结构等,多数梁采用矩形梁结构,材料多为低合金钢,如Q 3 4 5等,这些零部件在加工中主要是通过
