專利名稱:新式自卸半掛車的制作方法
一種自卸半掛車目前自卸半掛車是以液氣壓裝置翻卸、獨(dú)立機(jī)械傳動系統(tǒng)驅(qū)動翻卸、人力操作機(jī)械桿式翻卸、重力平衡式翻卸為基礎(chǔ)，用機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，采用整體車架結(jié)構(gòu)。車箱以車架上與其聯(lián)接點(diǎn)為翻轉(zhuǎn)支點(diǎn)，進(jìn)行自卸作業(yè)。不打開鎖定機(jī)構(gòu)，進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。此類自卸半掛車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計工作量大、加工要求和生產(chǎn)及維護(hù)使用成本也較高。在重力平衡式翻卸方法中維護(hù)使用成本較低，但車箱及所載貨物的總重心位于車箱與車架聯(lián)接點(diǎn)之前時，無自卸功能，且有時因貨物重力加速度作用，對機(jī)組產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊震動，影響機(jī)組工作壽命和機(jī)手工作條件。
本實(shí)用新型的目的是對車箱、牽引架、制動操作系統(tǒng)及行走系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和組合，簡化結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本和整車重量，減少設(shè)計工作量。
完成目的任務(wù)的新型結(jié)構(gòu)是由車箱、行走系統(tǒng)(包括單軸或多軸的車輪 車軸組件、制動器)、牽引架、懸掛組件、鎖定機(jī)構(gòu)(包括鎖定操作組件和鎖定器)、液壓或氣壓或機(jī)械式的制動操作系統(tǒng)、各部間轉(zhuǎn)動的和剛性的聯(lián)接物組成半掛自卸車。其特點(diǎn)是行走系統(tǒng)聯(lián)接在車箱底部，牽引架用組成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的接合物與車箱聯(lián)接，鎖定器對應(yīng)地設(shè)置在牽引架和車箱上。曳引物后退、打開鎖定機(jī)構(gòu)、制動行走系統(tǒng)這三個動作的組合作用，使車箱以地面與行走系統(tǒng)接觸部分為支點(diǎn)或者以其與行走系統(tǒng)形成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的聯(lián)接物為支點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，制動力和制動時間及后退速度和后退距離組合可控制車箱的翻轉(zhuǎn)角速度和最大翻卸角度以下的傾斜角度，進(jìn)行后卸作業(yè)。車箱翻轉(zhuǎn)后，曳引物向前運(yùn)動與制動行走系統(tǒng)的組合作用，使?fàn)恳芾囅湟缘孛媾c行走系統(tǒng)接觸部分為移動性轉(zhuǎn)動支點(diǎn)或者以車箱與行走系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的聯(lián)接物為支點(diǎn)回到運(yùn)輸狀態(tài)的位置。行走系統(tǒng)與車箱聯(lián)接的結(jié)構(gòu)是指，行走系統(tǒng)與懸掛系統(tǒng)組成剛性聯(lián)接后，再以懸掛系統(tǒng)聯(lián)接在車箱底部(例如圖1所示)的或者行走系統(tǒng)直接與車箱底部組成剛性聯(lián)接(如一般無板簧半掛車)的結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)，翻卸作業(yè)時，行走系統(tǒng)與車箱無相對轉(zhuǎn)動，牽引架向后推力作用在車箱上，產(chǎn)生行走系統(tǒng)在地面上滾動，從而使車箱以行走系統(tǒng)與地面接觸部份為移動性轉(zhuǎn)動支點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。另外也是指多軸行走系統(tǒng)與聯(lián)接在車箱底部的懸掛系統(tǒng)的聯(lián)接中(例如圖4所示)或者多軸行走系統(tǒng)與車箱底部的聯(lián)接中采用了有一個可轉(zhuǎn)動聯(lián)接的聯(lián)接物〔10〕的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)，翻卸作業(yè)時，行走系統(tǒng)對地面無相對位移，牽引架向后推力作用在車箱上，使車箱以其與行走系統(tǒng)形成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的聯(lián)接物的回轉(zhuǎn)中心為支點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。這二種結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是單軸行走系統(tǒng)的軸心線或聯(lián)接物〔10〕的回轉(zhuǎn)中心線位于車箱側(cè)面中心線之后。鎖定器無特殊要求，只要能可靠地鎖定和打開即可。牽引架可聯(lián)接在車箱底部或二則墻板上，接合物〔4〕是有一個回轉(zhuǎn)中心線的聯(lián)接結(jié)構(gòu)(如軸套結(jié)構(gòu)或可折卸的鉸鏈等)。牽引架不與行走系統(tǒng)直接相聯(lián)，而是用車箱做為中間聯(lián)接物聯(lián)接。自卸時，牽引架相對于車箱發(fā)生相對位移，來滿足曳引物牽引點(diǎn)高度不變化的要求。運(yùn)輸時，整車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度由牽引架，車箱、鎖定器及接合物〔4〕形成的剛性車架綜合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度保證。翻卸作業(yè)時，牽引架不僅起到與曳引體一起保持車體穩(wěn)定功能，還起到了動力傳輸桿作用和翻卸工作桿作用，因此牽引架與車箱用接合物〔4〕及鎖定器組成了可變化的多功能復(fù)合車架。牽引架在翻卸時主要工作在受壓狀態(tài)，這樣也充分利用了常用金屬結(jié)構(gòu)材料壓應(yīng)力較高的特點(diǎn)。整車是在行走系統(tǒng)制動狀態(tài)下進(jìn)行翻卸作業(yè)的，故翻卸作業(yè)時的安全以及車體穩(wěn)定是有充分保證的。雖然翻卸中箱體有后移，但通過機(jī)手?jǐn)?shù)次操作熟悉后，可減少卸貨到位的誤差。由于曳引物相對半掛車。牽引架相對于行走系統(tǒng)，在翻卸過程中有相對位移。在采用液壓或氣壓制動操作系統(tǒng)中，傳輸管路相應(yīng)的軟管將有可彎轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的變化，其適應(yīng)性改動是容易解決的。在采用機(jī)械式制動操作系統(tǒng)中，制動踏板或手制動桿會有行程和力的變化；(如圖3中鉸鏈〔8〕虛線位置表示起翻時位置，實(shí)線是翻轉(zhuǎn)后的位置；而作用件〔7〕相對于制動器無相對運(yùn)動，因為行走系統(tǒng)相對于牽引架轉(zhuǎn)動位移的最小的點(diǎn)，就是牽引架與車箱連接的接合物〔4〕的軸心。因此增設(shè)作用件〔7〕來減小制動器的凸輪軸相對于牽引架的位移變化。)其解決辦法之一是圖1所示牽引架〔1〕上聯(lián)接的制動拉桿〔9〕與行走系統(tǒng)〔5〕上增置可轉(zhuǎn)動的制動力的傳遞件〔7〕用鉸鏈〔8〕聯(lián)接。其鉸鏈〔8〕的軸中心線的制動后位置在牽引架〔1〕與車箱〔3〕連接的接合物〔4〕轉(zhuǎn)動軸心線與輪軸軸心線的連線上半部份附近或重合于接合物〔4〕的軸心線上，可減少其變化。也可采用機(jī)械優(yōu)化技術(shù)解決。
新式自卸方案實(shí)質(zhì)是不自卸車型必備的功能部件改進(jìn)和組合，充分發(fā)揮利用了基本部件的功能作用，有效地簡化了現(xiàn)有自卸車型結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)計工作量、降低了自卸車型生產(chǎn)成本和重量及加工工作量。在現(xiàn)有不自卸車型上實(shí)施本方案，其改制過程中耗費(fèi)成本比目前任何方案都低，由上可知本實(shí)用新型對發(fā)展系列化新的自卸半掛車會有顯著經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。
圖1、倒退自卸掛車結(jié)構(gòu)示意包(主視圖已制動)。
圖2、倒退自卸掛車結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。
圖3、倒退自卸掛車翻卸后結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、多軸行走系統(tǒng)有彈性懸掛的自卸掛車的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、液氣壓制動系統(tǒng)的倒退自卸半掛車結(jié)構(gòu)示意圖(主視圖)。
圖6、液氣壓制動系統(tǒng)的倒退自卸半掛車結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。
以下是本實(shí)用新型方案實(shí)施的三個倒退自卸半掛車的最佳實(shí)例。
例1 用于手扶拖拉機(jī)的倒退自卸掛車，用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，以1987年全國統(tǒng)一設(shè)計定型產(chǎn)品－－7C－1型不自卸一噸掛車的牽引架人椅以前部份(牽引架從腳踏板以后部份除外)、車箱(除加固縱梁和懸掛聯(lián)接件尺寸及焊接位置和欄架以及橫梁以外)、行走系統(tǒng)(除輪軸與板簧聯(lián)接的托板尺寸及位置。板簧改進(jìn)以外)的全部標(biāo)準(zhǔn)圖紙狀態(tài)類比。增設(shè)車箱鎖定系統(tǒng)。按農(nóng)業(yè)機(jī)械部NJ180－79《一噸農(nóng)掛車》中自卸車型規(guī)定的基本參數(shù)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行類比結(jié)構(gòu)設(shè)計，零部件設(shè)計用公知技術(shù)解決。鎖定機(jī)構(gòu)〔2〕分別對應(yīng)設(shè)置在牽引架〔1〕與車箱〔3〕上。參照圖1，其特點(diǎn)是輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向投影距離是6～15cm。聯(lián)接牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。牽引架〔1〕上連接的制動拉桿〔9〕和行走系統(tǒng)〔5〕上增設(shè)的制動操作力的傳遞作用件〔7〕用鉸鏈〔8〕聯(lián)接的中心線制動后位置是在車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線上或者在車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線與輪軸中心線的連線的上半部分周圍3cm范圍之內(nèi)。打開鎖定機(jī)構(gòu)〔2〕，不制動車輪，曳引引物后退，此時地面滾動阻力作用的翻轉(zhuǎn)力矩小于車箱〔3〕及所載貨物總重心對地面與掛車輪子接觸部分為支點(diǎn)的反翻力矩，運(yùn)輸車組仍可后退行駛。曳引物后退，打開鎖定機(jī)構(gòu)〔2〕，制動行走系統(tǒng)〔5〕或者地面狀態(tài)變化加大了行走系統(tǒng)〔5〕運(yùn)動的滾動阻力和滑動阻力(地面狀態(tài)變化，認(rèn)為是被動狀態(tài)作用。制動作用，認(rèn)為是主動狀態(tài)作用。)，此阻力與牽引架〔1〕對車箱〔3〕的向后推力，共同作用的翻轉(zhuǎn)工作力矩大 所載貨物和車箱〔3〕總重心力以車輪〔5〕與地面接觸部分為支點(diǎn)的反翻力矩，產(chǎn)生車箱翻轉(zhuǎn)卸貨過程。翻卸后，車組向前行進(jìn)，由于車箱重心和牽引架對車箱作用點(diǎn)位于地面支承點(diǎn)之后，且牽引架上總重心力作用于車箱聯(lián)接點(diǎn)處向下的作用力和車箱重心力共同作用于地面支承點(diǎn)的力矩大于掛車前行時的滾動阻力對車箱的復(fù)位力矩，因此掛車可在車箱成傾斜狀態(tài)下向前行走。如果地面的滾動阻力加大或制動行走系統(tǒng)，就產(chǎn)生車箱復(fù)位過程。此自卸車型只加大了原7C－1型掛車使用狀態(tài)的驅(qū)動輪和掛車輪的軸距10～20cm，這對最小轉(zhuǎn)彎半徑有些影響，在產(chǎn)品設(shè)計中，可用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，進(jìn)一步減少其加大的軸距范圍。
它的使用技術(shù)要求和使用成本與自重翻卸產(chǎn)品為同一水平，克服了重力平衡翻卸車型的缺點(diǎn)，去掉了底盤車架，降低了生產(chǎn)成本，同時實(shí)用新型的自卸車為目前不自卸車型改制，提供了一個耗資較少的模式(基本可按此車的尺寸改制)。目前全國每年新生產(chǎn)幾十萬輛農(nóng)用掛車(主要是一噸掛車)，還有在使用的幾百萬輛一噸不自卸掛車，如果實(shí)施倒退自卸方案，是具有很大經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益的。
例2、用于小四輪拖拉機(jī)的自卸半掛車，用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，按湘江－15型掛車(不自卸車型)的尺寸類比進(jìn)行設(shè)計，零部件設(shè)計用公知技術(shù)解決。參照圖5、圖6，其特點(diǎn)是輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向上投影距離是0～10cm，牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。其余說明在本實(shí)用新型前面中已作詳細(xì)解釋。
此模式也能對用于小四輪拖拉機(jī)的不自卸掛車產(chǎn)品，進(jìn)行小的改動，使其成為自卸半掛車。
例3、用于1.7～2.5噸的自卸半掛車，用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，按機(jī)械工業(yè)部“NJ141－77”——《農(nóng)用掛車》二噸自卸車基本參數(shù)尺寸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行類比結(jié)構(gòu)設(shè)計，零部件的設(shè)計用公知技術(shù)解決。參照圖5、圖6，其特點(diǎn)是輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向上投影距離是17～25cm。牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。其余說明在本實(shí)用新型前面中已詳細(xì)解釋。
當(dāng)車箱長度大于3.1米時，結(jié)構(gòu)設(shè)計上，如果反翻力矩大于起翻工作力矩；主要是應(yīng)考慮加寬車箱，減少箱長來保證車箱容積要求，以及將牽引架設(shè)置在車箱二側(cè)墻板上來加大起翻工作力矩。如果是牽引點(diǎn)超重，則應(yīng)將曳引物與掛車按一個系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行分析解決。因為有的曳引物為提高牽引能力，在驅(qū)動輪上設(shè)置有加重部件(如拖拉機(jī)的配重鐵)，當(dāng)曳引物的牽引點(diǎn)載強(qiáng)度許可，則超重是提高牽引能力的有效方法(當(dāng)然和曳引物牽引中心位置有關(guān))。另外還可考慮加長掛車的牽引架或?qū)⑤喗M前移設(shè)置的可能性。這些在具體產(chǎn)品設(shè)計上是十分重要的措施。如果還是滿足不了要求，(主要是長的車箱)則應(yīng)采用液氣壓裝置翻卸方法了，這就是本實(shí)用新型方案實(shí)施的邊界條件。結(jié)構(gòu)位置設(shè)計過程中完全可以采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，得出較理想的結(jié)果。也可以用傳統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。有關(guān)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)可參考清華大學(xué)出版社，1986年第一版的《機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計》及其他有關(guān)書籍。
上述三種實(shí)例充分證明了新式自卸半掛車在技術(shù)上實(shí)施的可行性和具有的重大經(jīng)濟(jì)技術(shù)價值，同時整車的配置結(jié)構(gòu)已滿足自卸車功能要求上最少的充分必要條件，這也表明了新式自卸半掛車方案接近了唯一優(yōu)化方案。
權(quán)利要求
1.一種自卸半掛車，由車箱。行走系統(tǒng)(包括單軸或多軸的車輪車軸組件、制動器)、牽引架、懸掛組件、鎖定機(jī)構(gòu)(包括鎖定操作組件和鎖定器)、液壓或氣壓或機(jī)械式的制動操作系統(tǒng)，各部間轉(zhuǎn)動的和剛性的聯(lián)接物組成，其特征在于行走系統(tǒng)[5]聯(lián)接在車箱[3]的底部，牽引架[1]與車箱[3]用組成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的接合物[4]聯(lián)接。鎖定器[2]對應(yīng)設(shè)置在牽引架[1]與車箱[3]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的自卸半掛車，其特征在于牽引架〔1〕設(shè)置在車箱〔3〕底部或者在車箱〔3〕兩側(cè)墻板外部上，行走系統(tǒng)〔5〕的轉(zhuǎn)動軸心線或者車箱〔3〕與行走系統(tǒng)〔5〕組成轉(zhuǎn)動聯(lián)接的聯(lián)接物〔10〕的回轉(zhuǎn)中心線位于車箱側(cè)面中心線之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的自卸半掛車，其特征在于機(jī)械式制動操作系統(tǒng)的拉桿〔9〕與行走系統(tǒng)〔5〕上可轉(zhuǎn)動的制動力傳遞件〔7〕用鉸鏈〔8〕聯(lián)接，其鉸鏈〔8〕軸心線的制動后位置，是在車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線上或者在接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線與單軸行走系統(tǒng)〔5〕的輪軸軸心線的連線上半部份周圍3cm范圍之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2、3所述的自卸半掛車，其特征在于輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向投影距離是6～15cm，聯(lián)接牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2或3所述的自卸半掛車，其特征是輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向上投影距離是0～10cm，牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的自卸半掛車，其特征在于輪軸軸心線位于車箱〔3〕側(cè)面中心線之后，且水平方向上投影距離是17～25cm，牽引架〔1〕與車箱〔3〕的接合物〔4〕的回轉(zhuǎn)中心線向上到車箱〔3〕底板背面的距離是2～12cm，且其回轉(zhuǎn)中心線和輪軸軸心線的連線與輪軸軸心線垂直方向夾角是10～30°。
專利摘要
用于自卸半掛車。以不自卸車型的基本部件，改進(jìn)組合，增設(shè)鎖定機(jī)構(gòu)。該新式自卸半掛車特點(diǎn)是采用新的自卸方法——后退制動后卸作業(yè)。牽引架與車箱組成可變化的多功能車架。簡化了自卸半掛車的結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)計工作量，減輕了重量及降低了生產(chǎn)成本。也為不自卸型半掛車的改造，提供了耗資較少及最簡便的模式。
文檔編號B62D63/00GK87204179SQ87204179
公開日1988年5月4日 申請日期1987年4月30日
發(fā)明者胡嘉志, 胡齊齊 申請人:胡嘉志導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan