一種?；愤\輸車罐體副車架的設(shè)計與計算

王建業(yè)

危險品運輸車的罐體副車架總成（下簡稱：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)計強度和剛度，且需對所設(shè)計的副車架強度進行校核。本文所設(shè)計的副車架材料，縱梁采用Q345B/T6，橫梁采用Q345B/T4;設(shè)計完成后，對罐體副車架的強度以及與底盤車架的連接支座做局部強度校核計算分析。下面是設(shè)計、校核過程。

1副車架外形設(shè)計計算

1.1副車架的截面形狀設(shè)計

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，對結(jié)構(gòu)進行了改進，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)計方案選擇改進后的方案（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，斜拉一般都是成對出現(xiàn)，首尾各一個呈“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度以及可靠性，參考市場現(xiàn)有車型及其設(shè)計經(jīng)驗，本文設(shè)計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

設(shè)計油罐汽車時，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車架的強度剛度，延長車架使用壽命，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，對主車架起到增加強度的作用。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)計要求及市場需求，副車架材料：橫梁、縱梁均選擇抗拉強度為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。副車架長度，還需根據(jù)罐體尺寸設(shè)計確定。其尺寸設(shè)計如表l。

4副車架的強度校核（計算）

社會車輛中，在使用過程中常有副車架斷裂現(xiàn)象;因此，在設(shè)計副車架時應(yīng)考慮副車架的強度。副車架的強度校核主要是對副車架的彎矩、結(jié)構(gòu)強度、與罐體以及底盤（主車架）連接強度等進行校核。

4.1額定裝載時整車心作用點的計算

通常，相對于底盤主車架，罐車的整車重心是會后移的。其受力如圖7所示。

5小結(jié)

本文先后進行了罐體副車架的設(shè)計及強度校核。設(shè)計過程包括材料選擇（縱梁采用Q345B/T6，橫梁采用Q345B/T4）、副車架截面形狀設(shè)計、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)計完成后，對罐體副車架的強度以及與底盤車架的連接支座的局部強度進行了校核計算分析。通過計算得出：罐體重心離底盤車架前軸中心的距離是4030mm，材料與設(shè)計結(jié)構(gòu)符合副車架強度要求，支座局部應(yīng)力強度滿足設(shè)計要求。