專利名稱：吸能小變形的貨車車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及梯形貨車車架，它是對貨車車架的改進(jìn)，屬于汽車部件的設(shè)計(jì)加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
貨車在國家建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，但貨車的交通安全形勢不容樂觀。目前，在汽車安全領(lǐng)域，人們非常關(guān)注轎車，各國政府在治理汽車安全時，制定相關(guān)的汽車安全法規(guī)主要都是針對轎車。在汽車安全法規(guī)的約束下，轎車的安全車身、乘員約束系統(tǒng)(安全帶、安全氣囊)技術(shù)得以迅速發(fā)展，其被動安全性能已達(dá)到很高的水平。近年來，交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，貨車司機(jī)在交通事故中死亡和重傷的比例逐漸升高。如何有效促進(jìn)貨車安全技術(shù)的研發(fā)，提升貨車安全品質(zhì)，降低貨車事故造成的死亡率，成為全社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題，也是我國道路交通安全中的重要問題之一。本發(fā)明專利采用剪切破壞吸能技術(shù)，其基本思想就是利用了金屬材料在被剪切破壞時需耗能的原理來有效地吸收碰撞沖擊能量，減小貨車車架縱橫梁的變形，進(jìn)而減小車頭駕駛室的變形，保護(hù)駕駛員的生命安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利涉及梯形貨車車架，它由左、右縱梁1、若干根橫梁2、左、右斜撐梁3、 支承軌道4、后固定塊5、螺紋套筒6、沖擊滑塊7、導(dǎo)桿8和圓柱銷9組成。安裝于車架的前端和后端。其中螺紋套筒6、沖擊滑塊7和導(dǎo)桿8組成螺紋吸能部件。螺紋套筒6的內(nèi)部加工有梯形內(nèi)螺紋，其材料為灰鑄鐵HT300。導(dǎo)桿8使用合金鋼制造，材料為16Mn鋼。螺紋套筒6材料的強(qiáng)度最低，低于車架材料Q235的強(qiáng)度，導(dǎo)桿8材料的強(qiáng)度最高，這樣配合使用可以使碰撞發(fā)生時，螺紋吸能部件先于車架發(fā)生破壞，盡可能的吸收碰撞能量。左、右斜撐梁 3的一側(cè)固定，另一側(cè)可移動，其固定側(cè)焊接在車架的前端部，移動側(cè)加工有半圓柱體結(jié)構(gòu)， 且沿圓柱體軸向中間處開一立體槽，在該處與沖擊滑塊7采用圓柱銷9連接相連。沖擊滑塊7的前側(cè)有半圓柱體結(jié)構(gòu)，其表面上有一個同軸通孔，與左、右斜撐梁3對應(yīng)結(jié)構(gòu)相連，沖擊滑塊7的底部左、右兩側(cè)加工有滑槽，可在支承軌道4內(nèi)滑動。當(dāng)碰撞載荷作用在車架前端導(dǎo)致其變形時，左、右斜撐梁3推動沖擊滑塊7撞擊導(dǎo)桿8，預(yù)壓緊的導(dǎo)桿8凸緣對螺紋套管6中的內(nèi)螺紋圈實(shí)施剪切，軸向推進(jìn)。如果軸向力大于被剪切內(nèi)螺紋的剪切力及導(dǎo)桿8凸緣與內(nèi)螺紋剪切面之間的摩擦力之和，便一直推進(jìn)剪切，直至力平衡。在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐漸吸收消耗。在材料的塑性變形與剪切破壞中，剪切破壞所需的能量大于變形所需的能量。本發(fā)明專利利用了金屬材料在被剪切破壞時需耗能的原理。螺紋吸能部件在剪切過程中，由于螺紋圈是連續(xù)的， 導(dǎo)致整個碰撞過程是連續(xù)的。當(dāng)沖擊滑塊7高速撞擊導(dǎo)桿8并沖擊螺紋套筒6內(nèi)的螺紋圈時，螺紋圈的內(nèi)螺紋牙在切向力作用下發(fā)生剪切變形并被剪切脫離，在此過程中螺紋套筒6 內(nèi)的螺紋圈剪切變形和脫離吸收了導(dǎo)桿8的大部分動能，并且對導(dǎo)桿8進(jìn)行緩沖減速。因?yàn)閷?dǎo)桿8每圈所剪切的螺紋橫向面積相同，所以導(dǎo)桿8對螺紋套筒6內(nèi)的螺紋剪切力相同，因而導(dǎo)桿的減速度為定值。根據(jù)牛頓定律，可知作用在汽車質(zhì)心處的減速度值也近似為常值，故碰撞過程是平穩(wěn)的，減輕了多次碰撞給乘員造成的傷害。


圖1為本發(fā)明專利的車架圖；圖2為本發(fā)明專利的車架局部圖；圖3為沖擊滑塊圖；圖4為螺紋套筒局部圖；圖5為導(dǎo)桿圖；圖6為支承軌道圖；圖7為斜撐梁圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖及實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明專利的內(nèi)容附圖所表現(xiàn)的實(shí)施例是一種梯形貨車車架，它由左、右縱梁1、若干根橫梁2通過鉚接或栓接組成。左、右斜撐梁3的一側(cè)通過焊接固定于車架的前端部，另一側(cè)加工有半圓柱體結(jié)構(gòu)，且沿圓柱體軸向中間處開一立體槽，在該處與沖擊滑塊7采用圓柱銷9進(jìn)行連接，該側(cè)可隨沖擊滑塊7沿支承軌道4滑動。沖擊滑塊7的前側(cè)有半圓柱體中空結(jié)構(gòu)，與左、 右斜撐梁3對應(yīng)結(jié)構(gòu)相連，沖擊滑塊7的底部左、右兩側(cè)加工有滑槽，可沿支承軌道4滑動。 螺紋套筒6的截面為C型，底部中空，內(nèi)部加工有內(nèi)螺紋，使用梯形螺紋Tr4(^2.5。螺紋套筒6的后側(cè)由后固定塊5進(jìn)行支撐，阻止螺紋套筒6沿左、右縱梁1的軸向向后運(yùn)動。后固定塊5通過焊接方式連接在左、右縱梁1的C形槽內(nèi)部。導(dǎo)桿8安裝在螺紋套筒6的前側(cè)， 導(dǎo)桿8的凸緣頂在螺紋套筒6的螺紋處。當(dāng)碰撞載荷作用在車架前端導(dǎo)致其變形時，左、右斜撐梁3推動沖擊滑塊7撞擊導(dǎo)桿8，導(dǎo)桿8凸緣對螺紋套管6中的內(nèi)螺紋牙實(shí)施剪切，沿導(dǎo)桿8軸向推進(jìn)，在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐漸吸收消耗，減小貨車車架縱橫梁的變形，進(jìn)而減小車頭駕駛室的變形。螺紋套筒6的材料為灰鑄鐵HT300，導(dǎo)桿 8使用合金鋼制造，材料為16Mn鋼，車架材料為Q235。由于螺紋套筒6材料的強(qiáng)度最低，低于車架材料的強(qiáng)度，導(dǎo)桿8材料的強(qiáng)度最高，這樣配合使用可以使碰撞發(fā)生時，螺紋吸能部件先于車架發(fā)生破壞，盡可能的吸收碰撞能量。
權(quán)利要求
1.吸能小變形的貨車車架，由左、右縱梁、若干根橫梁、左、右斜撐梁、支承軌道、后固定塊、螺紋套筒、沖擊滑塊、導(dǎo)桿和圓柱銷組成，其特征在于所述左、右斜撐梁的一側(cè)固定于車架的前端部，另一側(cè)加工有半圓柱體結(jié)構(gòu)，沿半圓柱體軸向中間處開一立體槽，且該側(cè)可沿支承軌道滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸能小變形的貨車車架，其特征在于碰撞時，所述導(dǎo)桿凸緣對螺紋套管中的內(nèi)螺紋牙實(shí)施剪切破壞，沿導(dǎo)桿軸向推進(jìn)。
全文摘要
吸能小變形的貨車車架，屬于涉及汽車部件的設(shè)計(jì)加工技術(shù)領(lǐng)域。由左、右縱梁、若干根橫梁、左、右斜撐梁、支承軌道、后固定塊、螺紋套筒、沖擊滑塊、導(dǎo)桿和圓柱銷組成，其中螺紋套筒、沖擊滑塊和導(dǎo)桿組成螺紋吸能部件。當(dāng)沖擊滑塊高速撞擊導(dǎo)桿并沖擊螺紋套筒內(nèi)的螺紋圈時，螺紋圈的內(nèi)螺紋牙在切向力作用下發(fā)生剪切變形并被剪切脫離，在此過程中螺紋套筒內(nèi)的螺紋圈剪切變形和脫離吸收了導(dǎo)桿的大部分動能，并且對導(dǎo)桿進(jìn)行緩沖減速。本發(fā)明專利的基本思想是利用了金屬材料在被剪切破壞時需耗能的原理來有效地吸收碰撞沖擊能量，減小貨車車架縱橫梁的變形，進(jìn)而減小車頭駕駛室的變形，保護(hù)駕駛員的生命安全。
文檔編號B62D21/15GK102514629SQ201110418638
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者吳永海, 王 鋒 申請人:淮陰工學(xué)院