一種側(cè)裝整體自裝卸車的設(shè)計(jì)

張?zhí)?李成 齊蘭

（遼寧陸平機(jī)器股份有限公司，鐵嶺112001）

主題詞：自裝卸 側(cè)裝折疊臂 超寬型 穩(wěn)定性

1 前言

以整體自裝卸車為主體，集裝卸、運(yùn)輸、集裝化存儲(chǔ)為一體的整體自裝卸技術(shù)，輔助隨車自裝卸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多艙一車的配置，極大節(jié)省運(yùn)輸車資源，成倍提高作業(yè)效率，徹底改變了傳統(tǒng)保障模式作業(yè)環(huán)節(jié)多、裝卸效率低的局面，使整體自裝卸車得以快速發(fā)展。整體自裝卸車具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、靈活性高的特點(diǎn)，能在丘陵、山地等復(fù)雜地形上快速機(jī)動(dòng)，并能在較短時(shí)間內(nèi)完成方艙、集裝箱等整裝物資的自裝卸作業(yè)。

整體自裝卸車是新型集約化專用車輛，目前主要包括側(cè)裝式和順裝式兩種形式，側(cè)裝式整體自裝卸車具備前后雙起重裝置，貨物在自裝卸車左側(cè)或右側(cè)完成裝卸作業(yè)。GB 1589—2016規(guī)定了汽車外廓尺寸最大限值，即當(dāng)貨車長(zhǎng)度尺寸不大于12 000 mm時(shí)，貨車寬度尺寸不大于2 550 mm。本文設(shè)計(jì)的一種專用超寬型、側(cè)裝式整體自裝卸車，裝載方艙的長(zhǎng)度尺寸為8 200 mm，寬度尺寸為3 800 mm。

2 基本指標(biāo)和功能

2.1 基本指標(biāo)

運(yùn)載能力：裝載方艙尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：8 200 mm×3 800 mm×2 380 mm。

裝卸能力：最大作業(yè)幅度為4 600 mm；正常作業(yè)地面平均風(fēng)速不大于13.8 m/s。

自裝卸車進(jìn)行車對(duì)車裝卸作業(yè)時(shí)，兩車間距為650 mm～800 mm，兩車平臺(tái)間前后距離差值不大于±350 mm。

2.2 功能要求

側(cè)裝式整體自裝卸車可實(shí)現(xiàn)車對(duì)車、車對(duì)地裝卸作業(yè)，即能將本車貨物裝卸到其它車輛上，也能將其它車輛上的貨物裝卸到本車上；既能將本車貨物裝卸到地面上，也能將地面上的貨物裝卸到本車上。自裝卸車采用折疊臂式結(jié)構(gòu)形式，同步收展；上、下臂采用液壓缸聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)吊載物垂直升降；在裝卸作業(yè)過程中，垂直支腿不能離開地面。

3 側(cè)裝整體自裝卸車設(shè)計(jì)

側(cè)裝整體自裝卸車主要由北奔2629LA（6×6）二類汽車底盤、副車架、前后起重裝置、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、輔助設(shè)施等組成。自裝卸車組成如圖1所示。

圖1 側(cè)裝整體自裝卸車組成

3.1 運(yùn)載底盤選型

自裝卸車選用北奔2629LA二類汽車底盤作為承載平臺(tái)，并在變速器后方加裝N71/1c型取力器，為自裝卸車液壓系統(tǒng)輸入動(dòng)力。

經(jīng)過設(shè)備布局和核算：

（1）上裝設(shè)備安裝空間需要總長(zhǎng)度小于底盤上裝長(zhǎng)度；

（2）整車總質(zhì)量小于底盤允許最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量；

（3）前橋負(fù)荷小于允許軸荷；

（4）中后橋負(fù)荷小于允許軸荷。

因此，所選底盤的上裝空間和承載質(zhì)量滿足允許負(fù)荷和使用要求。

3.2 副車架設(shè)計(jì)

副車架用于連接前、后起重裝置，并將其組成一個(gè)剛性整體，是上裝貨物的承載平臺(tái)，此外還承載和固定方艙、集裝箱，工作狀態(tài)撐起并承載汽車底盤重量。副車架主要由左、右變間距縱梁、橫梁和邊梁部分組成，各主要梁構(gòu)件采用A510L優(yōu)質(zhì)大梁鋼冷彎成形，再組焊成一體。副車架外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：9 560 mm×3 800 mm×230 mm；縱梁截面為矩形，壁厚8 mm；縱梁之間的橫梁截面為矩形，壁厚8 mm；端梁和邊梁為槽形件，壁厚4 mm。副車架上表面設(shè)置4套專用旋鎖裝置，用于鎖固方艙、集裝箱，旋鎖中心距（長(zhǎng)×寬）：7 997 mm×3 622 mm。副車架安裝在汽車底盤縱梁上方，與底盤采用U形螺栓和限位腹板進(jìn)行聯(lián)接。

3.3 起重裝置設(shè)計(jì)

起重裝置是實(shí)現(xiàn)方艙、集裝箱裝卸的核心機(jī)構(gòu)，布置在副車架的兩端，采用折疊臂式結(jié)構(gòu)，前后結(jié)構(gòu)對(duì)稱，主要由上臂、下臂、上臂油缸、下臂油缸、固定支腿、活動(dòng)支腿、水平油缸、垂直支腿、垂直油缸、活動(dòng)擺腿、擺腿油缸、吊臂頭、活動(dòng)旋鎖、吊鏈和支腳組成。起重裝置組成如圖2所示。

上臂頂端鉸接吊鏈，上臂油缸鉸接在上臂中部和下臂另一端；下臂與上臂一端和固定支腿上的支座鉸接，下臂油缸鉸接在下臂中部和固定支腿另一端上的支座。固定支腿剛性聯(lián)接在副車架上，活動(dòng)支腿套裝在固定支腿內(nèi)，在水平油缸的作用下，在固定支腿內(nèi)腔做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活動(dòng)擺腿與活動(dòng)支腿和支腳鉸接，擺腿油缸與活動(dòng)支腿和活動(dòng)擺腿鉸接。

圖2 起重裝置組成圖

3.3.1 確定運(yùn)動(dòng)軌跡和行程

側(cè)裝整體自裝卸車進(jìn)行車對(duì)車裝卸作業(yè)時(shí)，依據(jù)平臺(tái)高度、裝卸艙體的外形尺寸、兩車間距、兩車平臺(tái)間前后距離差值，確定吊臂頭最大起吊高度和水平變幅距離。根據(jù)自裝卸車承載平臺(tái)面距地面高度和艙體高度為2 380 mm，綜合考慮旋鎖高出承載平臺(tái)面的高度、艙體與平臺(tái)面的傾斜角和吊鏈余量因素，確定最大起吊高度為6 740 mm。艙體寬度為3 800 mm，按整車縱向中心線均分為1 900 mm，兩車間距為650 mm～800 mm，兩車平臺(tái)間前后距離差值不大于±350 mm，上述條件下，吊鏈能掛裝到艙體下角件，確定吊臂頭中心到自裝卸車縱向中心線距離為4 600 mm。

吊臂頭運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示，圖中曲線所圍成的區(qū)域即是吊臂頭運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖3 吊臂頭運(yùn)動(dòng)軌跡

根據(jù)最大起吊高度和水平變幅距離繪制起重裝置作業(yè)范圍，吊臂頭能夠達(dá)到的最大起吊高度為6 740 mm，最大水平變幅距離為4 600 mm，據(jù)此可計(jì)算上臂、下臂長(zhǎng)度及變幅角度。吊裝最大載荷時(shí)，側(cè)裝整體自裝卸車不產(chǎn)生側(cè)傾覆，確定支腿最大跨距為4 723 mm，經(jīng)計(jì)算確定活動(dòng)支腿和活動(dòng)擺腿的最大行程為700 mm，再分別確定活動(dòng)支腿結(jié)構(gòu)尺寸和活動(dòng)擺腿結(jié)構(gòu)尺寸。為保證在預(yù)定的軌跡范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)，上、下臂的箱型臂架中心與支腿中心必須設(shè)在同一平面內(nèi)。

3.3.2 上臂和下臂結(jié)構(gòu)

上臂與下臂組成折疊式擺臂結(jié)構(gòu)，在油缸作用下，吊臂頭在作業(yè)范圍內(nèi)完成預(yù)定的曲線或直線運(yùn)動(dòng)。上臂整體為L(zhǎng)型，并設(shè)計(jì)成上小、下大的變截面箱形結(jié)構(gòu)，下臂設(shè)計(jì)成等截面箱形結(jié)構(gòu)，上臂、下臂均采用8 mm～12 mm厚HG60優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼冷彎成形，再組焊成一體，局部進(jìn)行加強(qiáng)。上臂頂端設(shè)吊鏈軸套，中部設(shè)油缸鉸接支耳，底部設(shè)與下臂鉸接支耳；下臂頂端設(shè)與上臂鉸接軸套，中部設(shè)油缸鉸接支耳，底部上設(shè)與上臂油缸鉸接支耳，底部下設(shè)與固定支腿鉸接支耳。上臂、下臂的結(jié)構(gòu)尺寸，除滿足起吊時(shí)的剛強(qiáng)度外，同時(shí)還要滿足最大起吊幅度和高度要求，并兼顧鐵路運(yùn)輸限界要求，確定上臂總長(zhǎng)度為3 092 mm，下臂總長(zhǎng)度為3 450 mm。

3.3.3 固定支腿、活動(dòng)支腿和活動(dòng)擺腿結(jié)構(gòu)

固定支腿是起重裝置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件，與副車架、支腿等構(gòu)成起重裝置的承載體?；顒?dòng)支腿和活動(dòng)擺腿用于增加裝卸過程中的支撐跨距，其中伸縮距離直接影響裝卸過程的穩(wěn)定性。固定支腿、活動(dòng)支腿和活動(dòng)擺腿均設(shè)計(jì)成箱形結(jié)構(gòu)，并采用HG60優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼冷彎成形，再組焊成一體，局部進(jìn)行加強(qiáng)，材料厚度分別為10 mm、8 mm～20 mm和10 mm。固定支腿外上部?jī)蓚?cè)分別設(shè)下臂和下臂油缸鉸接支耳，內(nèi)部設(shè)水平油缸鉸接支耳；活動(dòng)支腿端部設(shè)水平油缸鉸接支耳，中部設(shè)與擺腿油缸鉸接軸套，下部設(shè)與活動(dòng)擺腿鉸接軸套；活動(dòng)擺腿上部設(shè)與活動(dòng)支腿鉸接軸套，中部設(shè)油缸鉸接軸套，下部設(shè)與支腳鉸接軸套。根據(jù)安裝空間，確定固定支腿總長(zhǎng)度為3 700 mm。按支腿跨距確定活動(dòng)擺腿水平擺動(dòng)距離為960 mm，按起重作業(yè)時(shí)汽車底盤輪胎不承受荷載原則，確定活動(dòng)擺腿垂直擺動(dòng)最大幅度為520 mm。依據(jù)最大支腿跨距為4 723 mm和活動(dòng)擺腿水平擺動(dòng)距離，確定活動(dòng)支腿最大行程為700 mm，總長(zhǎng)為1 625 mm。

3.3.4 活動(dòng)旋鎖結(jié)構(gòu)

裝卸作業(yè)時(shí)，采用活動(dòng)旋鎖與方艙、集裝箱下方的角件聯(lián)接?；顒?dòng)旋鎖主要由鎖板、定位板、鎖頭、限位擋銷和鏈條等組成，活動(dòng)旋鎖結(jié)構(gòu)如圖4所示。鎖頭可繞定位板順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度由限位擋銷控制，鎖板與定位板相互交叉一定角度。使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)定位板和鎖板上的兩長(zhǎng)圓體，使之重合后，插入方艙、集裝箱的角件內(nèi)，再順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鎖，此時(shí)旋鎖便鎖住角件。在重力作用下，旋鎖不會(huì)發(fā)生逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，限位擋銷控制旋鎖的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使旋鎖不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)過大角度?？紤]動(dòng)載荷及安全系數(shù)，鏈條選用起重短環(huán)鏈，規(guī)格尺寸：?14 mm×42 mm（內(nèi)長(zhǎng)）×46 mm（外寬）。按吊裝過程軌跡，計(jì)算出鏈條長(zhǎng)度為4 080 mm。

圖4 活動(dòng)旋鎖

3.3.5 起重裝置剛強(qiáng)度分析

為保證起重裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足使用需要，對(duì)吊裝過程進(jìn)行力學(xué)分析，采用有限元進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算校核。為完整分析起重裝置的受力狀態(tài)，將整個(gè)吊裝動(dòng)作分解成6個(gè)工作狀態(tài)，具體工作狀態(tài)如圖5所示。吊裝過程中，上臂承受98 000 N向下拉力，吊離地面時(shí)承受3 g向下沖擊載荷，8級(jí)風(fēng)速（V=20.7 m/s）下展開作業(yè)。

圖5 吊裝過程動(dòng)作分解

設(shè)計(jì)過程中，采用Abaqus軟件進(jìn)行有限元分析和剛強(qiáng)度校核，有限元單元類型為實(shí)體四面體單元，起重裝置有限元分析如圖6所示。

圖6 起重裝置工作狀態(tài)有限元分析

式中[σ]為許用應(yīng)力，σs為材料的屈服強(qiáng)度，σmax為最大計(jì)算應(yīng)力，σmax＜[σ]時(shí)強(qiáng)度滿足要求，反之則不滿足要求。

起重裝置各臂、各支腿的材質(zhì)為HG60，屈服強(qiáng)度460 MPa，安全系數(shù)取2，則許用應(yīng)力為230 MPa。鋼質(zhì)材料彈性模量206 MPa，泊松比為0.3，密度7 850 kg/m3。

經(jīng)計(jì)算，在工作狀態(tài)1～工作狀態(tài)6過程中，最大計(jì)算應(yīng)力和最大位移見表1。由表中計(jì)算數(shù)據(jù)得知：起重裝置吊裝過程中，工作狀態(tài)1時(shí)，起重裝置所受應(yīng)力最大，最大計(jì)算應(yīng)力為131.5 MPa，小于許用應(yīng)力230 MPa，強(qiáng)度滿足要求；起重裝置最大變形量為5.94 m m，位置位于上臂最右端，變形為彈性變性，滿足要求。

表1 6個(gè)吊裝工作工作狀態(tài)最大計(jì)算應(yīng)力和最大位移

3.4 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

側(cè)裝整體自裝卸車裝卸方艙、集裝箱時(shí)，起重裝置采用全液壓驅(qū)動(dòng)形式。利用汽車底盤的動(dòng)力，通過加裝取力器，帶動(dòng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出具有壓力能的液壓油分別進(jìn)入不同的系統(tǒng)回路中，其方向、壓力、流量被控制元件調(diào)控后，經(jīng)管路傳輸?shù)礁鲌?zhí)行元件中，實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。液壓系統(tǒng)原理框圖如圖7所示，液壓系統(tǒng)原理如圖8所示。

圖7 液壓系統(tǒng)原理

液壓系統(tǒng)由動(dòng)力源、控制部分、執(zhí)行部分、輔件等部分組成。組成框圖如圖9所示。圖中共包含5個(gè)基本回路，即上臂回路、下臂回路、水平回路、垂直回路和擺腿回路，主要由雙聯(lián)柱塞泵、直流動(dòng)力單元、比例多路換向閥、雙向平衡閥、雙向液壓鎖、單向閥、上臂油缸、下臂油缸、水平油缸、垂直油缸、擺腿油缸、高壓過濾器、回油濾油器、液壓管路及附件組成。當(dāng)?shù)妆P發(fā)動(dòng)機(jī)或雙聯(lián)柱塞泵出現(xiàn)故障時(shí)，直流動(dòng)力單元可以在短時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。比例多路換向閥主要用于控制各油缸運(yùn)動(dòng)方向和速度，限制系統(tǒng)中的最高壓力，防止系統(tǒng)過載而損壞油缸密封件或功能件。上臂油缸和下臂油缸安裝雙向平衡閥，在回路中根據(jù)控制壓力的大小相應(yīng)地建立起一定的背壓，使油缸伸縮速度平穩(wěn)，保證裝卸過程的穩(wěn)定性。雙向液壓鎖用于雙作用油缸的保壓和在換向閥中位時(shí)的鎖止固定，保證垂直油缸和擺腿油缸在任意位置鎖定，保證裝卸過程的安全性?；赜蜑V油器和高壓過濾器納污能力強(qiáng)，可以保證液壓油的清潔，保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性。

圖8 液壓系統(tǒng)原理

圖9 液壓系統(tǒng)組成

經(jīng)計(jì)算，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，其中系統(tǒng)工作壓力：20 MPa，系統(tǒng)最大流量：56 L/min，液壓泵排量：28/28 mL/r，泵連續(xù)轉(zhuǎn)速：1 800 r/min，驅(qū)動(dòng)功率：22 kW。液壓系統(tǒng)采用電控操作和手動(dòng)操作兩種操作方式。

3.5 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電控系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重裝置的驅(qū)動(dòng)及動(dòng)作控制，保證可靠、順利的完成吊裝作業(yè)。PLC模塊采集來自操縱手柄的輸入信號(hào)和各種開關(guān)及傳感器信號(hào)，經(jīng)過處理后輸出4路PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)和6路開關(guān)信號(hào)，分別輸出到電液比例控制閥的先導(dǎo)電磁閥及開關(guān)電磁閥，直接控制主閥及各電磁閥的開啟度，從而控制油缸的速度和方向。按照功能劃分，系統(tǒng)由5個(gè)分系統(tǒng)組成，包括電源系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、信號(hào)反饋系統(tǒng)和動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，原理框圖如圖10所示。

圖10 電控系統(tǒng)原理

a.電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)為裝卸作業(yè)提供電力保障，車對(duì)地作業(yè)或車對(duì)車作業(yè)時(shí)，負(fù)載約為70 W，考慮用電的方便性，采用汽車底盤24 V蓄電池組為系統(tǒng)供電。系統(tǒng)電源在底盤鑰匙開關(guān)開啟后才可供電，工作過程中，隨著底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，蓄電池可以自動(dòng)充電，既不影響底盤啟動(dòng)性能，又可滿足裝卸過程中的用電需求。

b.操控系統(tǒng)

操控系統(tǒng)整體集成在遙控盒上，與PLC控制器的輸入端口相連，實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的輸入功能，器件主要包括：直/曲線轉(zhuǎn)換開關(guān)，同/異步轉(zhuǎn)換開關(guān)，支腿/吊裝轉(zhuǎn)換開關(guān)，前/后垂直支腿伸/縮、前/后水平支腿伸/縮、前/后擺腿伸/縮開關(guān)，吊臂控制手柄，急停按鈕，指示燈等。遙控盒布置如圖11所示。

圖11 遙控盒

c.程序控制系統(tǒng)

程序控制系統(tǒng)由可編程控制器PLC完成，實(shí)現(xiàn)支腿和吊臂的動(dòng)作控制，便于工作人員的操控?？刂品绞郊傲鞒倘鐖D12所示。

圖12 控制方式及流程

d.信號(hào)反饋系統(tǒng)

信號(hào)反饋系統(tǒng)向PLC控制器提供各個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)信息，PLC控制器依據(jù)這些信息控制相應(yīng)動(dòng)作，保證起重裝置動(dòng)作的正常運(yùn)行。系統(tǒng)中設(shè)置6組傳感器，傳感器的布局如圖13所示。1、2位和4、5位設(shè)置為角度傳感器，用于檢測(cè)下臂相對(duì)吊裝支架、上臂相對(duì)下臂的翻轉(zhuǎn)角度，從而計(jì)算出吊裝點(diǎn)的位置和吊臂的狀態(tài)；3、6位設(shè)置為接近傳感器，用于檢測(cè)水平支腿是否運(yùn)行到極限位置，以便控制水平腿的動(dòng)作行程，保護(hù)油缸及油路。

圖13 傳感器布局

e.動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)

動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)由各種電磁閥組及其動(dòng)作單元組成，它們與控制器的輸出口相連。通過執(zhí)行系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各支腿、各閥的組開關(guān)、比例控制。

3.6 輔助設(shè)施配置

a.后視系統(tǒng)

本自裝卸車運(yùn)載的方艙，寬度尺寸為3 800 mm，超出了GB 1589—2016規(guī)定的2 550 mm，為了提高安全性和可操作性，設(shè)置了后視系統(tǒng)。系統(tǒng)人機(jī)工程性較好，具有測(cè)距、狀態(tài)顯示和語音提示功能。后視系統(tǒng)中的7寸視頻主機(jī)安裝在駕駛室儀表盤上方（靠近駕駛員座位），同時(shí)配置3個(gè)攝像頭：第1個(gè)位于車輛尾部中間，用于倒車影像觀察；第2個(gè)位于車輛尾部右側(cè)，用于右側(cè)錯(cuò)車及障礙物觀察；第3個(gè)位于車輛尾部左側(cè)，用于左側(cè)錯(cuò)車及障礙物觀察。影像既可單屏顯示，也可多屏同時(shí)顯示。

b.夜間照明與警示

夜間工作時(shí)，為便于查看作業(yè)狀態(tài)，在前、后起重裝置上臂的頂部各設(shè)置一個(gè)照明燈，采用底盤蓄電池供電，供電開關(guān)設(shè)置在駕駛室儀表盤上。

4 自裝卸車的穩(wěn)定性校核

4.1 裝卸過程的穩(wěn)定性

側(cè)裝整體自裝卸車作業(yè)時(shí)，須保證裝卸過程的穩(wěn)定性，不能發(fā)生傾覆現(xiàn)象，主要影響因素包括：

a.整體裝備質(zhì)量；

b.最大載荷；

c.最大作業(yè)幅度4 600 mm；

d. 風(fēng)速13.8 m/s（6級(jí)風(fēng)，風(fēng)壓117 Pa）。

穩(wěn)定性校核時(shí)，考慮最惡劣作業(yè)工況：

a.6級(jí)風(fēng)的風(fēng)向從車的左側(cè)水平向右；

b.最大吊裝幅度；

c.方艙吊離地面超出平臺(tái)達(dá)最高點(diǎn)；

d.方艙迎風(fēng)面積最大。

穩(wěn)定性校核，抗傾覆力矩要滿足作業(yè)穩(wěn)定性需要。經(jīng)計(jì)算：

車體重力矩：M車=G車×L車=458 687 N·m，其中：F艙為車體各組成質(zhì)量；L艙為車體各組成重力臂。

方艙重力矩：M艙=F艙×L艙=152 096 N·m,其中：F艙為方艙最大動(dòng)載荷；L艙為方艙重力臂。

風(fēng)載力矩：M風(fēng)=Wp載 ΣSiLi=8 921 N·m，其中：Wp為6級(jí)風(fēng)壓；S為各組成迎風(fēng)面積；L為各組成風(fēng)載力臂。

抗傾覆力矩：M傾=M車－M艙－M風(fēng)=458 687－152 096－8 921=297 670 N·m。

經(jīng)以上分析計(jì)算，抗傾覆力矩為正值，即在最惡劣工況下進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，側(cè)裝整體自裝卸車不會(huì)產(chǎn)生側(cè)傾覆現(xiàn)象。

4.2 車輛行駛的穩(wěn)定性

根據(jù)行駛穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)備安裝后，質(zhì)心高度應(yīng)符合橫向、縱向穩(wěn)定性的要求。以側(cè)裝整體自裝卸車后橋中心線與整車向中心線的交點(diǎn)在地面上的投影為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，整車長(zhǎng)度方向?yàn)閄方向，前為“+”，后為“－”；整車寬度方向?yàn)閅方向，左為“+”，右為“－”；整車高度方向?yàn)閆方向，上為“+”，下為“－”，公式如下：

經(jīng)計(jì)算，X=2 144 mm，Y=0.97 mm，Z=1 564 mm。

車輛行駛過程中，整車質(zhì)心高度對(duì)行駛安全性有較大影響，為保證行駛安全，質(zhì)心高度應(yīng)符合下列條件：L/H/H，B/2H≥φ。式中：L為整車質(zhì)心距后橋距離，B為汽車輪距，H為整車質(zhì)心高度，φ為地面附著系數(shù)；不同輪胎在不同路面上的附著系數(shù)不同，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，取φ=0.5～0.6，側(cè)裝整體自裝卸車后輪距：B=2 025 mm，L=2 144 mm，H=1 564 mm。

經(jīng)計(jì)算，L/H=2 144/1 564=1.37＞距：距：上的附著系，B/2H=2 025/（2×1 564）=0.65＞φ=0.5～0.6。因此，橫向和縱向穩(wěn)定性滿足行使安全性要求。

5 結(jié)論

樣車研制過程中，主要選取使用材料的試驗(yàn)樣品，按GJB150A規(guī)定的試驗(yàn)條件和方法進(jìn)行了濕熱、霉菌和鹽霧試驗(yàn)。

研制樣車生產(chǎn)完成后，進(jìn)行了機(jī)、電、液系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試，保證起重裝置動(dòng)作準(zhǔn)確、安全和可靠，調(diào)試過程分別按空轉(zhuǎn)、空載進(jìn)行。調(diào)試完成后，分別進(jìn)行質(zhì)量和尺寸參數(shù)測(cè)量、作業(yè)時(shí)間測(cè)試和短途行駛試驗(yàn)；并在溫度15℃～35℃，相對(duì)濕度45%～75%的情況下，進(jìn)行冷態(tài)絕緣電阻測(cè)試，得到各電氣回路對(duì)地及回路間的冷態(tài)絕緣電阻均不小于2 MΩ。

為驗(yàn)證樣車的使用性能，進(jìn)行吊臂同步動(dòng)作試驗(yàn)，前后吊臂同步誤差不大于30′；進(jìn)行了液壓系統(tǒng)密封性試驗(yàn)，在試驗(yàn)工況下，支腿和各變幅液壓缸活塞桿伸縮量不大于3 mm；同時(shí)，進(jìn)行額定負(fù)載和動(dòng)載、應(yīng)急作業(yè)和夜間作業(yè)等試驗(yàn)，得到樣車在各載荷工況和極限作業(yè)工況下，均可進(jìn)行正常裝卸作業(yè)。按GJB150A等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件和方法進(jìn)行了低溫、高溫和淋雨試驗(yàn)，以及振動(dòng)、沖擊和長(zhǎng)途行駛試驗(yàn)，由結(jié)果可知各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了理論計(jì)算的準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)方案的合理性和可行性。

目前，超寬型側(cè)裝整體自裝卸車已研制成功，在機(jī)、電、液系統(tǒng)動(dòng)作安全、穩(wěn)定、可靠，并已進(jìn)行批量生產(chǎn)。

6 結(jié)束語

整體自裝卸車技術(shù)已得到快速發(fā)展，產(chǎn)品系列化、功能特色化，以及應(yīng)用便捷、高效率將是該技術(shù)主要的發(fā)展方向，其中自動(dòng)化和信息化水平將是未來評(píng)價(jià)自裝卸車性能優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。無線遙控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，節(jié)省時(shí)間和人力，提高效率；起重裝置采用液壓同步或異步控制，可以確保起吊過程的平穩(wěn)性；電控系統(tǒng)中，可編程控制器對(duì)各主要機(jī)構(gòu)采取互鎖設(shè)計(jì)，能夠降低操作過程的失誤率。隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的日益完善，自裝卸車將具有語音通信、北斗導(dǎo)航定位等功能，適應(yīng)新形勢(shì)下的裝備體制要求，構(gòu)建橫向互聯(lián)、縱向貫通的信息裝備體系；同時(shí)，隨著我國(guó)第三代高機(jī)動(dòng)性戰(zhàn)術(shù)車輛的快速發(fā)展，側(cè)裝整體自裝卸技術(shù)也將在第三代底盤上得到廣泛應(yīng)用。