【摘要】：拉臂車同時(shí)具備貨物自卸（卸料作業(yè)）和箱體 （裝卸作業(yè)，整裝整卸）功能，可減少卡車返程空載時(shí)的能源浪費(fèi)和裝卸時(shí)間的延遲，有效提高卡車?yán)寐?，不但在環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且在市政、建筑、廢棄物處理回收和采礦等行業(yè)受到越來越多客戶的青睞，作為一種特殊的裝卸裝置，也廣泛應(yīng)用于軍事項(xiàng)目。拉臂車可分為液壓拉臂車和鋼絲繩式拉臂架兩大類，它們都非常適合安裝在輕型和重型卡車上。在我國，應(yīng)用較為廣泛的是液壓拉臂車，其起重能力為2-40 t。拉臂車在20世紀(jì)80年代引入我國后，雖然應(yīng)用比較品設(shè)計(jì)中多采用測(cè)繪或經(jīng)驗(yàn)取值的方法了拉臂車產(chǎn)品性能的進(jìn)一步提高。本文介紹拉臂車主要部件——拉臂的幾種結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以求為生產(chǎn)設(shè)計(jì)單位提供一些參考。

一、拉臂車的總體結(jié)構(gòu)

拉臂車主要由汽車底盤及拉臂式自裝卸裝置組成。拉臂式自裝卸裝置由副車架、拉臂、翻轉(zhuǎn)架、鎖緊裝置、箱體和液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分構(gòu)成。副車架固定于汽車底盤上，主要用于支撐箱體，并作為其他部分的安裝連接架；拉臂用于吊裝、卸離箱體或傾卸物料，為拉臂車主要工作裝置；翻轉(zhuǎn)架主要用于傾卸物料；鎖緊架主要用于傾卸物料時(shí)帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)，并在運(yùn)輸過程中起到鎖緊限位作用，保證運(yùn)輸安全；液壓系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)箱體的吊裝、卸離和傾卸物料，并控制相關(guān)部件進(jìn)行有效工作；電氣系統(tǒng)主要用于監(jiān)控報(bào)警，在采用電動(dòng)控制時(shí)控制動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

二、拉臂結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析

拉臂結(jié)構(gòu)主要包括鉤臂固定式、鉤臂擺動(dòng)式、鉤臂滑移式及復(fù)合式4種，其中復(fù)合式為鉤臂擺動(dòng)式與鉤臂滑移式的組合，本文僅對(duì)拉臂的3種基本結(jié)構(gòu)加以介紹、分析。

1、鉤臂固定式

鉤臂固定式拉臂為L形整體結(jié)構(gòu)，L形折角為直角，如圖1所示。這種拉臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吊臂本身生產(chǎn)及裝配難度較低，操作相對(duì)容易；缺點(diǎn)是在作業(yè)過程中要求有較大的操作空間，裝載角度大，控制精度相對(duì)較低。

2、鉤臂擺動(dòng)式

鉤臂擺動(dòng)式拉臂結(jié)構(gòu)合理，拉臂的吊鉤臂與舉升臂相互鉸接，吊鉤臂可繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（即相對(duì)于舉升臂擺動(dòng)），由于其作業(yè)過程首先為吊鉤臂相對(duì)于舉升臂擺動(dòng)，使箱體前后移動(dòng)，所以相對(duì)固定式拉臂可明顯減少操作空間，減小裝載角度，提高控制精度。與鉤臂固定式拉臂相比，在相同的系統(tǒng)壓力下，鉤臂擺動(dòng)式拉臂可對(duì)更大載重量的箱體進(jìn)行操作。

3、鉤臂滑移式

鉤臂滑移式拉臂由兩部分——吊鉤臂與舉升臂組成，吊鉤臂可相對(duì)于舉升臂水平滑動(dòng)，如圖2所示。其作業(yè)過程為：吊鉤臂相對(duì)于舉升臂前后滑動(dòng)，使箱體前后移動(dòng)。與鉤臂擺動(dòng)式拉臂相似，相比鉤臂固定式拉臂，鉤臂滑移式拉臂也可減少操作空間，減小裝載角度，提高控制精度，在相同的系統(tǒng)壓力下可對(duì)更大載重量的箱體進(jìn)行操作。鉤臂滑移式拉臂相對(duì)于鉤臂擺動(dòng)式拉臂最大的優(yōu)點(diǎn)為作業(yè)過程平穩(wěn)，沖擊小，對(duì)鉤頭內(nèi)弧形狀要求較低，但由于結(jié)構(gòu)需要，生產(chǎn)過程相對(duì)復(fù)雜，拉臂質(zhì)量增加，使整車載重量降低。

三、種拉臂結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析

拉臂車的作業(yè)工況可分為：裝卸作業(yè)和卸料作業(yè)。下面分別就這兩種作業(yè)工況對(duì)3種拉臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

1、裝卸作業(yè)工況

拉臂車的裝卸作業(yè)分為兩個(gè)階段，第一階段，箱體底部支撐在車架的滾輪口點(diǎn)上，受力簡(jiǎn)圖如圖3所示；第二階段，箱體底部的滾輪支撐在路面上，工作狀態(tài)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

在裝卸作業(yè)第一階段，以翻轉(zhuǎn)架與副車架之間的鉸點(diǎn)D點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖5所示坐標(biāo)系，設(shè)鉸點(diǎn)C，D和E與箱體掛鉤點(diǎn)F，箱體重心G，滾輪對(duì)箱體底部支撐點(diǎn)8的橫縱坐標(biāo)分別為：（，），（，），（，），（x， Yf），（Xg，yg）和（xb，yb）。

設(shè)為舉升液壓缸DE與Ⅸ軸所成的角度，為舉升臂HD與x軸所成的角度，y為CD與x軸所成的角度。對(duì)拉臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析：鉤臂固定式拉臂三肋保持不變，而鉤臂擺動(dòng)式及滑移式拉臂，在作業(yè)過程中可以通過吊鉤臂的擺動(dòng)或滑動(dòng)直接影響拉臂車的作業(yè)高度，參考圖5，因此采用鉤臂擺動(dòng)式和滑移式拉臂的拉臂車相對(duì)于采用鉤臂固定式拉臂的拉臂車，所需作業(yè)空間可明顯減小，作業(yè)更加方便靈活。由于鉤臂擺動(dòng)式和滑移式拉臂及減小，所以在舉升液壓缸提供相同推力的情況下，采用這兩種結(jié)構(gòu)的拉臂車能對(duì)更大載重量的箱體進(jìn)行作業(yè)。在裝卸作業(yè)第二階段，以地面對(duì)箱體的支撐點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，對(duì)拉臂車及箱體進(jìn)行力學(xué)分析（具體分析過程同第一階段，不再作詳細(xì)分析），同樣可得，作業(yè)過程中，由于吊鉤臂的擺動(dòng)或滑移，采用鉤臂擺動(dòng)式及滑移式拉臂的拉臂車，在舉升液壓缸提供相同拉力的情況下，能對(duì)更大載重量的箱體進(jìn)行作業(yè)。

2、卸料作業(yè)工況

在卸料作業(yè)工況，以翻轉(zhuǎn)架與副車架之間的鉸點(diǎn)0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖5所示坐標(biāo)系。

同裝卸作業(yè)工況第一階段相同，采用鉤臂擺動(dòng)式及滑移式拉臂的拉臂車相對(duì)于鉤臂固定式拉臂車，在卸料作業(yè)工況也有較小的作業(yè)空間。將拉臂和箱體作為一體進(jìn)行力學(xué)分析檢察發(fā)現(xiàn)，鉆桿自下向上4 m處，與繩子所拉直線有10 mm左右的間隙，可以確定鉆桿在該位置存在彎曲。

三、解決方案

通過以上具體分析可以判斷，鉆桿存在彎曲，在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中，鉆桿會(huì)出現(xiàn)“打擺”現(xiàn)象，導(dǎo)致成孔直徑大于理論值，成孔直徑偏大，影響正常施工方案，最終導(dǎo)致超方現(xiàn)象出現(xiàn)?？赡軐?dǎo)致鉆桿彎曲的原因：

（1）制造鉆桿所用外購鋼管的直線度不滿足要求，校直工序沒做好，導(dǎo)致加工完畢的鉆桿存在彎曲。

（2）鉆桿存儲(chǔ)不當(dāng)，水平存放時(shí)，長期受徑向力作用，導(dǎo)致鉆桿彎曲。將以上情況分析整理，反饋給設(shè)備生產(chǎn)廠家，廠家同意更換鉆桿。

通過更換鉆桿，旋挖鉆機(jī)施工過程中超方問題得到解決，設(shè)備及時(shí)復(fù)工，保證了項(xiàng)目進(jìn)度。