王建業(yè)

危險(xiǎn)品運(yùn)輸車的罐體副車架總成（下簡(jiǎn)稱：副車架），由車架縱梁、橫梁以及罐體斜撐等部件組成，主要起支撐罐體以及罐體與車架連接的作用。副車架各組成零部件應(yīng)保證罐體所需的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度，且需對(duì)所設(shè)計(jì)的副車架強(qiáng)度進(jìn)行校核。本文所設(shè)計(jì)的副車架材料，縱梁采用Q345B/T6，橫梁采用Q345B/T4;設(shè)計(jì)完成后，對(duì)罐體副車架的強(qiáng)度以及與底盤車架的連接支座做局部強(qiáng)度校核計(jì)算分析。下面是設(shè)計(jì)、校核過程。

1副車架外形設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1副車架的截面形狀設(shè)計(jì)

副車架的截面形狀通常多采用圖1的折彎結(jié)構(gòu);但為了增大罐體與副車架的接觸面積，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在車架上邊緣朝外再折一道彎（圖2），用于增加與罐體的接觸面積。本設(shè)計(jì)方案選擇改進(jìn)后的方案（即圖2）。

1.2副車架的前端形狀選型

為了解決因副車架截面尺寸的變化而導(dǎo)致的主車架應(yīng)力集中的情況，本副車架的前端的形狀擬采取逐步過渡方式，如圖3所示。

2副車架與主車架的連接方式

副車架與主車架的連接方式主要有3種：

（1）騎馬螺栓連接：能夠防止主車架縱梁與副車架之間產(chǎn)生水平位移，如圖4所示。

（2）直連接支架：如圖5所示，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可承受較大的縱向載荷。

（3）斜連接支架：螺栓與車架大梁成45。角，斜拉一般都是成對(duì)出現(xiàn)，首尾各一個(gè)呈“八”字形，如圖6所示。此結(jié)構(gòu)可承受很大的前后水平載荷。

為保障副車架與罐體連接的強(qiáng)度以及可靠性，參考市場(chǎng)現(xiàn)有車型及其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本文設(shè)計(jì)的副車架與主車架連接方式采用上述騎馬螺栓結(jié)構(gòu)搭配。

3副車架主要尺寸設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)油罐汽車時(shí)，所選取的載重汽車二類底盤上只有主車架;為了增加搭裝油罐時(shí)車架的強(qiáng)度剛度，延長(zhǎng)車架使用壽命，必須在主車架基礎(chǔ)上增加副車架;其形狀類似于主車架，主、副車架之間添加一定厚度的夾布橡膠板。其長(zhǎng)度、寬度均與主車架相同，主要是為了增加主、副車架連接的緊密度，對(duì)主車架起到增加強(qiáng)度的作用。主、副車架的連接方式，采用騎馬螺栓予以加固連接。

結(jié)合此款罐車的設(shè)計(jì)要求及市場(chǎng)需求，副車架材料：橫梁、縱梁均選擇抗拉強(qiáng)度為675MPa的Q345B鋼板。而載重汽車（底盤）車架橫、縱梁一般選用的材料：橫梁為Q345B/T4，縱梁為Q345B/T6。

為了降低整車重心，副車架的高度應(yīng)盡可能低。副車架長(zhǎng)度，還需根據(jù)罐體尺寸設(shè)計(jì)確定。其尺寸設(shè)計(jì)如表l。

4副車架的強(qiáng)度校核（計(jì)算）

社會(huì)車輛中，在使用過程中常有副車架斷裂現(xiàn)象;因此，在設(shè)計(jì)副車架時(shí)應(yīng)考慮副車架的強(qiáng)度。副車架的強(qiáng)度校核主要是對(duì)副車架的彎矩、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、與罐體以及底盤（主車架）連接強(qiáng)度等進(jìn)行校核。

4.1額定裝載時(shí)整車心作用點(diǎn)的計(jì)算

通常，相對(duì)于底盤主車架，罐車的整車重心是會(huì)后移的。其受力如圖7所示。

5小結(jié)

本文先后進(jìn)行了罐體副車架的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)過程包括材料選擇（縱梁采用Q345B/T6，橫梁采用Q345B/T4）、副車架截面形狀設(shè)計(jì)、副車架的前端形狀選型，以及副車架與主車架的連接方式。設(shè)計(jì)完成后，對(duì)罐體副車架的強(qiáng)度以及與底盤車架的連接支座的局部強(qiáng)度進(jìn)行了校核計(jì)算分析。通過計(jì)算得出：罐體重心離底盤車架前軸中心的距離是4030mm，材料與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)符合副車架強(qiáng)度要求，支座局部應(yīng)力強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。