王寶梁，汪東明

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 淮安 223003）

一種用于大噸位隨車起重機的副車架設(shè)計

王寶梁，汪東明

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 淮安 223003）

∶目前，隨著載貨汽車底盤的整備質(zhì)量越來越大，隨車起重吊機的吊重噸位也越來越大，進而對安裝吊機、承載吊機重量與工作性能的副車架的強度要求也越來越高。文章設(shè)計了一種適用于大噸位隨車起重吊機固定安裝用的副車架，分析顯示，它能夠在吊機最大吊重工況下保證底盤的強度，結(jié)果證明它能夠有效保障吊機工作的安全性、底盤和整車的穩(wěn)定性，滿足大噸位吊機安裝使用的要求。

∶隨車起重機；底盤；設(shè)計；副車架

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.035

CLC NO.: U463.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-93-03

引言

隨車起重機是一種是將起重作業(yè)部分安裝在載貨汽車上的一種起重裝置,隨車起重運輸車是集起重、運輸為一體的新型高效起重運輸裝備[1]。由于隨車起重機具備運輸和起重的雙重功能,因而廣泛適用于交通運輸、土木建筑、電力、電訊、野外作業(yè)、石材業(yè)和碼頭等的貨物裝卸、搶險救援及遠距離轉(zhuǎn)移貨物[2]。伴隨市場需求及技術(shù)的發(fā)展，隨車起重吊機的吊重能力得到提高，在未來幾年，大噸位、系列化的隨車起重機產(chǎn)品將有較大的發(fā)展空間，需求量呈逐步增長趨勢[3]。而將大噸位吊機如何有效的安裝固定在底盤上，并能夠保證吊機能夠安全可靠的工作，保證整車的穩(wěn)定性，這是在隨車起重機發(fā)展過程中急需解決的問題之一，而作為用來連接吊機和底盤的副車架對這一問題的解決具有重要的意義。

因此，本文設(shè)計了一種針對大噸位隨車起重機安裝用的副車架，能夠在吊機最大吊重工況下保證底盤的強度，能夠有效保障吊機工作的安全性、底盤和整車的穩(wěn)定性。

1、副車架的作用

副車架安放在底盤車架與起重機之間，用于加固底盤，安裝支撐起重機。尤其是在安裝起重機部位，在起重機自重及吊重工作時的雙重作用下，此處底盤車架縱梁局部受力很大。為防止其局部變形，保證吊機工作的安全和整車的穩(wěn)定性，在底盤車架和起重機之間安裝副車架，是解決這一問題的有效方法之一。

如圖1所示，吊機和副車架通過U型螺栓聯(lián)接，給此處的底盤車架增加了一個集中載荷，同時起重機在起吊作業(yè)時，此處底盤車架要承受很大的扭矩，因此通過副車架對此處底盤車架進行局部加強，有效改善底盤車架的受力狀況。同時隨車起重運輸車還具備載貨運輸?shù)淖饔?，因此對底盤整體車架的強度也需要副車架進行加強，保證運輸過程中的整車穩(wěn)定性。

圖1　副車架與吊機和底盤車架的聯(lián)接

2、副車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計

傳統(tǒng)的副車架結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由兩個副梁、兩塊加強板、和若干根橫梁組成。

圖2　傳統(tǒng)副車架結(jié)構(gòu)

目前市場上的銷量最大的為5～8t的產(chǎn)品[4]，這些產(chǎn)品中吊機安裝使用大多是上述類型結(jié)構(gòu)的副車架。文章開始指出，隨車起重機的吊重能力越來越高，這種結(jié)構(gòu)的副車架不能夠滿足大噸位吊機安裝使用的要求，而且在安裝起重機的部位，車架局部承載較大前橋及前懸架承載要求更高，由于起重機及其后支腿的布置影響底盤其它系統(tǒng)的布置等，需要對車架進行有效的加強以最大限度地滿足隨車起重運輸車改裝要求[5]。針對以上要求，本文設(shè)計了一種針對于大噸位吊機安裝使用的副車架。

圖3所示為文章設(shè)計的用于大噸位吊機安裝的副車架，主要由前支撐組件、副梁、交叉梁組件和若干橫梁組成，在車架局部承載較大的前橋，即在安裝吊機的前側(cè)位置，進行了加強，主要是通過支撐組件對此部分進行加固，提高此處底盤的強度，避免主車架受到載荷過大而產(chǎn)生嚴重變形，甚至斷裂。支撐組件與副梁通過焊接進行連接。

圖3　大噸位起重機所用副車架

圖4　大噸位起重機所用副車架三維模型

在吊機安裝的后側(cè)，底盤在此處承受載荷也較大，而且此處作為貨箱與吊機的過度位置，載荷變化比較大，因此此處位置通過交叉梁組件對副車架進行加固，通過交叉梁連接，使左右副梁形成一個整體，其呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具備更高的強度，能夠起到承受更大載荷的效果，而且有效減輕了如圖2所所示的副車架的整體質(zhì)量。

由于底盤后部承受載荷相對較小，在副車架的的后部逐漸過渡采用斜橫梁和橫梁來連接左右副梁，減少整車質(zhì)量降低安裝難度。從前到后根據(jù)底盤承受載荷不同，分別進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣的設(shè)計有別于傳統(tǒng)副車架形式，能夠有效加強底盤的強度，降低副車架質(zhì)量，提高隨車起重運輸車的運輸性能。

3、副車架有限元分析

應用有限元軟件ANSYS對上述副車架進行受力分析，此處主要對吊機安裝部位的副車架結(jié)構(gòu)進行分析，圖5所示為對原模型進行處理后的副車架有限元模型以及約束情況。圖6和圖7分別為在吊機在最大吊重工況下副車架受力變形和應力分析圖，從圖6可以看出在吊機連接處受力變形最大，但在安全范圍之內(nèi)，圖7所示副車架所受到的最大應力小于破斷拉力。結(jié)果表明本文所設(shè)計的副車架能夠滿足大噸位隨車起重機的工作要求。

圖5　副車架有限元模型

圖6　受力變形分析

圖7　應力受力分析

4、總結(jié)與展望

文章針對大噸位吊機設(shè)計了一種副車架，在隨車起重運輸車的運輸和吊重工況時能夠有效增強底盤的強度，提高整車穩(wěn)定性和使用安全性。本文對設(shè)計的車架進行了靜態(tài)受力分析，后續(xù)還需動態(tài)受力分析以及整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等工作要做，以保證副車架在安全可靠工作的前提下，將制造成本降到最低。

伴隨著市場需求和新技術(shù)的出現(xiàn)，隨車起重運輸車的吊重和運輸能力必然會不斷得到提升，那么對連接吊機和底盤的副車架的要求也會越來越高，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）結(jié)構(gòu)合理；能夠根據(jù)底盤承載荷的具體情況，副車架結(jié)構(gòu)合理，對薄弱部位有效加強，對強度足夠部位進行過渡式加強。

（2）質(zhì)量輕；在滿足安全性和使用性能的前提下，副車架質(zhì)量越來越小，降低整車質(zhì)量。

（3）材料；選用新型材料也是今后的一種發(fā)展趨勢，目前所使用鋼材料，質(zhì)量偏大。

[1] 王鳳萍,孫影,鄭漪,等.國內(nèi)外隨車起重機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].工程機械,2004(02):33-35.

[2] 滕儒民,王忠元,王鑫,等.隨車起重機產(chǎn)品發(fā)展狀況及技術(shù)發(fā)展趨勢(上)[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理,2012(11):92-93.

[3] 滕儒民,王忠元,王鑫,等.隨車起重機產(chǎn)品發(fā)展狀況及技術(shù)發(fā)展趨勢(下)[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理,2013(02):87-88.

[4] 魏文義.隨車起重運輸車底盤設(shè)計要點淺析[J].科技視界,2014 (28):73-74.

Design of a sub-frame for large tonnage truck-mounted crane

Wang Baoliang, Wang Dongming

(Huaian College of Information Technology, Jiangsu Huaian 223003)

Now, with the truck chassis curb weight increases, Truck Crane Tonnage become larger, thus carrying on the installation crane crane weight and performance of the sub-frame strength requirements are also increasing.This article applies to design a large-tonnage lorry Crane for fixed installation with sub-frame.Analysis showed that it is capable of supporting the maximum hoisting crane working conditions, the results prove that it can effectively safety, security and stability of the chassis of the vehicle crane work, to meet the large-tonnage crane installation requirements.

truck crane; chassis; design; sub-frame

∶U463.1

∶A

∶1671-7988 (2016)09-93-03

王寶梁（1986—），男，助教，就職于淮安信息職業(yè)技術(shù)學院，主要研究車輛電子技術(shù)控制?；痦椖浚航K省淮安市科技計劃專項資金科技創(chuàng)新平臺(HAP201411)。