自卸车液压举升机构的受力分析与计算方法

小生张辰

自卸车液压举升机构的受力分析与计算方法
东风汽车公司动力设备厂　　叶军祥
　　[摘　要]　自卸车液压举升机构种类很多, 本文仅对三角臂组合式(马勒里式) 液压举升机构的受力状况
进行分析, 在计算方法及公式推导方面作一些探讨。
关键词: 自卸车; 三角臂; 受力分析与计算
中图分类号:U 46914　文献标识码:A 　文章编号: 100420226 (1999) 0320015202
收稿日期: 1999202205
作者简介: 叶军祥, 男, 1972年生, 助理工程师; 湖北省十堰市, 东风汽车公司动力设备厂(442024)
　　EQ 3151型(8吨级) 自卸汽车, 是根据EQ 3141
型自卸汽车的结构原理, 在对原车的发动机系、底盘
系、液压举升系、箱体结构进行局部改进后, 由东汽
公司动力设备厂技术部与东风汽车工程研究院专用
汽车研究所协作开发研制的新产品。在本次开发研
制过程中, 需要对三角臂组合式液压举升机构进行
受力分析与计算, 以便为开发研制工作提供必要的
理论依据。
1　机构动作原理
自卸汽车的车厢要完成举升、中停以及降落等
动作, 其运动过程的实现是靠液压系统控制的三角
臂组合式液压举升机构来完成的。如图1所示, 三角
臂A B C 为一个整体, 其C 点与车厢底架铰接; B 点
与油缸OB 铰接, A 点与拉杆A D 铰接。O 点、D 点
固定在中横梁的油缸支座上。
图1
当油缸OB 进油腔通入压力油时,OB 伸长使三
角臂绕A 点转动; 同时, 由于有拉杆A D 的作用, A
点又绕D 点转动。于是, 上述两个分运动就构成了
三角臂的复合运动。
2　机构受力分析
三角臂A B C 作为一个独立体系, 它受到三个
力的作用: 油缸OB 产生的推力f; 拉杆A D 产生的
拉力f 1; 车厢对三角臂的反作用力f 2。
拉杆A D 及油缸OB 均为二力杆件, 因此, f 及
f 1的方向均可确定(如图1) , 二力交于R 点, 根据平
面力系汇交原理, 则f 2必过R 点。而且, f 与f 1、f 2
的合力f ′大小相等, 方向相反。
3　机构受力计算公式推导及演算实例
建立如图1所示的直角坐标系, 以后翻转轴支点
K 为坐标原点。根据自卸车结构及布局可得各点坐
标分别为:
K (0, 0) 　D (1 988, 61) 　O (2 228, - 143)
又已知: A B 长lA B = 245mm ,B C 长lB C= 810mm
A C 长lA C= 955mm ,A D 长lA D = 1 480mm
ck′长lck′= 2 342mm , k′k 长lk′k= 146mm
图2
　　且k′k ⊥ck′。为了便于对整个举升机构受力变
化进行分析, 决定采用分段取值的办法, 即当举升角
A(车厢底板与水平副车架夹角) 在0°、5°、10°⋯60°之
间取值时, 分别求出对应的f 、f 1及f 2的值。为了节
1993õ3　专用汽车　Special Purpo se V eh icle ·15·
省篇幅, 仅以A= 0°时, 作一演算实例, 其余可依此类
推。
311　关于f 2的计算
取车厢为研究对象, 它受到三角臂作用力f ′
2
(f ′
2 = - f ′
2 ) , 承载贷物对其作用力G, 车厢自重产生
的重力N , 后转轴k 处支反力W 等四个力的作用
(如图2所示)。
依据设计要求, 取G= 15 000 kg
N = 1 200 kg
当举什角A= 0°时分别取承载贷物质心、车厢质
心到后翻转轴k 点之距为:
l1= 2 000mm , l2= 1 600mm
建立如图2 示坐标系, 则k′坐标( - 146sinA,
146co sA) 以k 点为转动支点, 由力矩平衡得:
f ′
2 sin (C- A) × ( lck′co sA- lkk′sinA)
+ f ′
2co s (C- A) × ( lck′sinA+ lkk′co sA)
　　= G × ( l1co sA- lkk′sinA)
+ N × ( l2co sA- lkk′sinA) (1)
　　式中, 设f ′
2与车厢底板夹角为C。关于角C与A
的变换关系有两种求法:
一是利用纯数学方法, 先求出OB 与A D 交点
R 的坐标后, 再在$ckk′中, 利用三角关系求C。
二是在A u toCAD 中先将图1中的机构运动简
图按1÷1比例输入后, 由计算机的计算功能直接可测
出C值。
在本文中, 我们得用第二种方法求C。
将lck′, lkk′等值代入(1) 式中后, 当A= 0°时, 可
得:
f ′
2 sinC× 2342 + f ′
2 co sC× 146
= 15 000 × 2 000 + 1 200 × 1 600
] f ′
2 = 31 920 000ö2 342sinC+ 146co sC
　　利用计算机的测绘功能, 直接测得当A= 0°时C
= 68°。
于是可得A= 0°时　　f′
2 = 140 518138N = - f 2
312　关于f 与f 1的计算
在矢量三角形f ′f 2f 1中, 利用计算机的自动测
绘功能, 可得:
∠1= 47°, ∠2= 29°
根据正弦定理, 可得:
f 1
sin∠1
=
f 2
sin∠2
=
f ′
sin (180°- ∠1- ∠2)
(2)
代入f 2、∠1、∠2等数据, 得A= 0°时,
f = - f′= 211 977133N
f 1= 281 232185N
313　两种方法的比较分析
在C、∠1、∠2的求取过程中, 我们利用了A u to2
CAD 中的自动测绘功能, 使计算过程已大为简化。
以求f 为例, 利用纯数学方法来计算f 的过程是:
求A 点、C 点、R 点坐标→在$A CR 中, 求∠A R C →
得到∠1= 180°- ∠A R C→利用类似方法求得∠2→
利用(2) 式求f 1、f 。其过程之繁琐不言而喻。
在(1) 式中, 利用计算机的测绘功能, 当A变化
时, f 2、G、N 三力对k 点力臂长度亦可直接测得, 从
而使计算得到简化。
ComputingMethod andMechan ics Analysis of Hydraul ic L if ting
Mechan isms of Dump Trucks
YE Jun-Xiang
Abstract: Hydrau lic lif t ing m echan ism s of dump t ruck s have m any types。In the paper, the m echan ics
states of t riangle2arm 2compo sit ion hydrau lic lif t ing m echan ism s are analysized, at the sam e t im e som e dis2
cu ssion s are also m ade on compu t ing m ethod and fo rm u las’reason ing.
Key words: dump t ruck; t rangle2arm;m echan ics analysis and compu t ing m ethod
YE Jun-x iang: A ssistan t Engineer; Dongfeng mo to r Co rpo rat ion Pow er Device Facto ry, Sh iyan
442024,Hubei P rovince, Ch ina.
·16· 叶军祥: 自卸车液压举升机构的受力分析与计算方法

coolcocacola

大哥啊 你这连个图都没有（还是我看不到啊）

小生张辰

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你想看什么啊

tnqnaiqiang

排版有点凌乱了~~~~~~~~

coolcocacola

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里面有“如图1 图2”我揍是木有看到图啊 这是肿么了啊

大也胤

没有图，很是郁闷啊！

小生张辰

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你要的图，看看是不是

小生张辰

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如果用就找我

yanchengmin

楼主，在此求一些自卸车设计资料，万分感谢啊。。951799676@qq.com