自裝卸運(yùn)輸車鎖止鉤優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析

張河寧，段馨蕊，于濤，季曉亮

（北京三興汽車有限公司，北京 100070）

隨著現(xiàn)代物流對(duì)運(yùn)輸?shù)谋Ｕ弦笤絹?lái)越高，降低運(yùn)輸成本、減少隨車運(yùn)輸裝卸工作人員、保障裝卸安全性是運(yùn)輸公司對(duì)運(yùn)輸車輛的必然要求。傳統(tǒng)自裝卸運(yùn)輸車鎖止鉤只能處于裝卸托盤狀態(tài)，托盤貨物進(jìn)行裝卸。不能轉(zhuǎn)換，局限性太強(qiáng)。為此提高自裝卸式的自動(dòng)化水平是新時(shí)期自裝卸運(yùn)輸車的要求。

1 自裝卸運(yùn)輸車鎖止鉤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自裝卸運(yùn)輸車鎖止鉤分為一體式與液壓轉(zhuǎn)換式。本研究中的整體自裝卸運(yùn)輸車選用的是轉(zhuǎn)換式液壓鎖止鉤。液壓鎖止鉤，包括支座、鉸軸、托盤鎖止鉤、伸到檢測(cè)開關(guān)、縮到位檢測(cè)開關(guān)、限位塊、油缸。如圖1所示。

圖1 液壓鎖止鉤組成

2 液壓鎖止鉤的工作原理

液壓鎖止鉤是由油缸驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)H架在隨車裝置上下降到位且兩個(gè)下連接軸均插在固定橫梁的孔中時(shí)，兩個(gè)接近開關(guān)同時(shí)閉合，電磁換向閥通電，油缸伸出，托盤鎖止鉤伸到位，可以進(jìn)行托盤的裝載。反之，當(dāng)H架離開該位置表示要用H架裝集裝箱，此時(shí)，電磁換向閥斷電，油缸縮回?？梢赃M(jìn)行集裝箱的裝載。

3 安裝形式

液壓鎖止鉤安裝在副車架中部，兩個(gè)對(duì)稱安裝，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。液壓鎖止鉤通過(guò)鉸軸與副車架上的支座鉸接，中部與油缸鉸接，在油缸驅(qū)動(dòng)下繞鉸軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖2 液壓原理圖

液壓鎖止鉤的作用是鎖止托盤。當(dāng)裝載集裝箱時(shí)，液壓鎖止鉤通過(guò)托盤鎖止油缸回縮而拉到副車架大梁平面以下，如圖4所示，以便于通過(guò)集裝箱。

圖4 自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤處于集裝箱狀態(tài)

當(dāng)托盤裝載到位時(shí)，液壓鎖止鉤與托盤縱導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的鎖止塊接觸，限制托盤向前竄動(dòng)、向上跳動(dòng)和側(cè)向移動(dòng)。如圖3所示。

圖3 自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤處于裝卸托盤狀態(tài)

自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤可以靈活變換上裝方式。液壓油由控制閥進(jìn)入鎖止油缸無(wú)桿腔，活塞桿伸出。液壓油由控制閥進(jìn)入鎖止油缸有桿腔，活塞桿縮回?？砂瓷涎b要求自由控制鎖止鉤的狀態(tài)。

4 鎖止鉤液壓油缸計(jì)算

4.1 油缸最大推力時(shí)的工作壓力

式中，p1為油缸最大推力時(shí)的工作壓力（MPa）；F推為兩支油缸最大推力（N）；D1為油缸缸徑（mm）。

4.2 油缸最大拉力時(shí)的工作壓力

式中，p2為油缸最大拉力時(shí)的工作壓力（MPa）；F拉為兩支油缸最大拉力（N）；d1為油缸缸桿直徑（mm）。

4.3 缸筒壁厚驗(yàn)算

（1）額定壓力pn應(yīng)低于一定極限值：

式中，σs為缸筒材料的屈服強(qiáng)度（MPa）；D1為缸筒外徑（m）；D為缸筒內(nèi)徑（m）。

（2）額定工作壓力應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍：pn≦0.35pr1。

（3）缸筒徑向變形ΔD應(yīng)處在允許的范圍內(nèi)：

式中，σb為缸筒材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）；v為缸筒材料的泊松比，鋼材v=0.3。

（4）缸筒的爆破壓力：

4.4 缸底厚度

式中，D0為計(jì)算厚度處的直徑（mm）；p為液壓缸的額定壓力（MPa）；[]σ為缸筒底部材料的許用應(yīng)力（MPa）。

4.5 銷軸

按雙面受剪的情況：

式中，F(xiàn)W為最大軸向外載荷（N）；[]τ為材料許用剪切應(yīng)力（MPa）。

4.6 寬度

式中，d為銷軸直徑（m）；R壓為材料許用壓強(qiáng)（MPa）。

4.7 活塞桿的穩(wěn)定性

極限載荷

式中，E為活塞桿材料的彈性模量（MPa）,鋼材E=210×103；J為活塞桿橫截面慣性矩（m4）,圓截面J=0.049d4；K為安裝及導(dǎo)向系數(shù),取1；LB為安裝距（m）。

4.8 油缸的容積

式中，V1為油缸活塞腔容積（m3）；d為油缸活塞直徑（m）；L為油缸行程（m）。

5 對(duì)比分析

目前自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤處于裝卸托盤狀態(tài)，只能對(duì)托盤貨物進(jìn)行裝卸，不能轉(zhuǎn)換集裝箱狀態(tài)。本設(shè)計(jì)提供了一種能夠切換上裝型式。安全耐用的自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤，自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤靈活變換上裝的方式。當(dāng)上裝需要裝集裝箱時(shí)，鎖止鉤切換成集裝箱狀態(tài)。當(dāng)上裝需要裝托盤時(shí)，鎖止鉤切換成托盤狀態(tài)。自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤，適合兩種工作模式。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤靈活應(yīng)用切換上裝的形式，使車輛根據(jù)工作需求隨時(shí)更換上裝。（2）電控切換模式，一鍵式操作，簡(jiǎn)單快捷。（3）按上裝要求自由控制鎖止鉤的狀態(tài)。（4）托盤鎖止鉤是由油缸驅(qū)動(dòng)的，液壓系統(tǒng)形成互鎖功能，以防止誤操作。自裝卸運(yùn)輸車液壓鎖止鉤，改變傳統(tǒng)裝載貨物的形式，可以切換上裝模式，使用簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，方便維修。