在设计车厢时其载重量拟定为5吨,为了算出车厢质量,首先确定车厢的体积。
2.3.1 车厢选择材料
车厢材料的选择比较重要,既要满足刚度、强度方面的要求又要节省材料,降低制造成本。
车厢底板主要受到货物重力的作用,还有在装卸时的惯性冲击作用;车厢侧板主要是运输货物过程中货物对板的作用力比较大,相对受到力的作用要稍小于车厢底板;车厢后板的受力情况和侧板相似,但还要考虑安全防护作用。
综合以上因素考虑:车厢底板选热轧钢板(GB/T 709—1988)厚度4.0mm;车厢侧板和后板选热轧钢板(GB/T 709—1988)厚度3.0mm;车厢的前板选热轧钢板(GB/T 709—1988)厚度10.0mm。
车厢立柱的作用是固定侧板和后板使车厢成为一个厢式结构。车厢立柱选热轧扁钢(GB704—1988):宽度为80mm,厚度为63mm。
车厢底架主要承受来自货物以及厢板的重力和惯性力作用,为了避免拖带泥土及其它货物再加上外观美观问题,皆选择结构用矩形冷弯空心型钢(GB/T 6728—2002),其结构如图2.1所示。
H—长边 B—短边 t—厚度
R—外圆弧半径
图2.1 矩形冷弯空心型钢
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2.3.2 估算车厢质量
车厢质量对后面的设计相当重要,一是根据其选取液压缸(位置与最大承受压力),二是确定车厢位置来分配轴荷。
车厢底架所选矩形冷弯空心型钢的数据如表2—2所示。 1、车厢侧板结构
如图2.2所示。为了加强车厢侧板和后厢板的承受能力,在侧厢板和后厢板上加装了加强肋,材料是用热轧槽钢(GB/T 707—1988),其截面型式如图2.3所示。所选的热轧槽钢的尺寸规格如表2—3所示。 侧厢板质量的计算:
表2—2 矩形冷弯空心型钢截面尺寸参数(GB/T 6728—2002)
理论重量H(mm) 50 60 90 90 B(mm) 40 40 40 60 t(mm) 3 3 4 4 M?kgm? 3.775 4.245 7.338 8.594 注:表中理论重量是按密度为7.85g/cm3计算。
图2.2 车厢侧板结构图
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h?高度 b?腿宽 d?腰厚 t?平均腿厚 r?内圆弧半径 r1?腿端圆弧半径
图2.3 热轧槽钢截面图
表2—3 热轧槽钢的尺寸规格(GB/T 707—1988)
理论重量型号 h(mm) 5 50 b(mm) 37 d(mm) 4.5 t(mm) 7.0 r(mm) 7.0 r1(mm) 3.5 M?kgm? 5.438 加强肋质量的计算: 斜肋长度l???456?2?50???414?50?22?mm=509.15mm
总长度L=?4064?2?456?2?509.15?mm=9549.15mm 加强肋质量m1??5.438?9549.15?10?3?kg?51.83kg 钢板质量m2??7.85?456?3?10?3?4.064?kg?43.64kg 侧厢板总质量
2、车厢后板结构型式
m侧厢板?m1?m2??51.83?43.64?kg?95.47kg
图2.4 车厢后板结构图
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车厢后厢板质量的计算:(结构形式如图2.4所示)
加强肋质量的计算:
长度L??2130?2?456?2??456?50?2??2?mm?5884mm
质量m1??5.438?5884?10?3?kg?32.00kg
钢板质量m2??7.85?456?3?10?3?2.13?kg?22.87kg 后厢板总质量m后厢板?m1?m2??32.00?22.87?kg?54.87kg
3、车厢前厢板质量的计算
加强肋质量的计算:
长度L??2140?2?1065.5?2?966?2?64.78?3?mm?8537.34mm
?388537?.34 质量m1??5.43??10?kg 46.43kg?3?1404?.6?10?10?钢板质量m2??7.852.1?4kg 235.96kg前厢板总质量m前厢板?m1?m2??46.43?235.96?kg?282.39kg 4、车厢底架与底板的结构型式
车厢底架与底板总质量的计算:(结构形式如图2.5所示) 两根长梁质量m1???2100?40?2??2?10?3?8.594?kg?34.72kg 四周矩形管质量m2???1150?2?2100?2??10?3?4.245?kg?27.59kg 两根长梁之间的短梁质量m3??745?4?10?3?7.338?kg?21.87kg 其它十根短梁质量m4??677.5?10?10?3?3.775?kg?25.58kg
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图2.5车厢底架结构图
底板质量m5??7.85?1150?4?10?3?2.1?kg?75.83kg
总质量为:
m底板?m1?m2?m3?m4?m5??34.72?27.59?21.87?25.58?75.83?kg?185.59kg 5、车厢立柱质量的计算
立柱长度L??456?4?mm?1824mm
立柱质量m立柱??7.85?80?63?10?3?1.824?kg?72.16kg 根据以上各厢板的质量算出车厢总质量为:
M?m侧厢板?m后厢板?m前厢板?m底板?m立柱??95.47?54.87?282.39?185.59?72.16?kg?690.5kg
2.4 副车架的设计
为了改善主车架的承载情况,避免集中载荷。同时也为了不破坏主车架的结构,一般多采用副车架(副梁)过渡。在增加副车架的同时,为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中,所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。
副车架承受来自车厢的自重、物料重,装载时的瞬间冲击力,行驶
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