一種掛車車架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掛車車架，至少包含兩個縱向設(shè)置的單榀主桁架體和兩個縱向設(shè)置的單榀邊桁架體，在車架前端設(shè)置前端梁，兩個單榀邊桁架體以其端部分別垂直安裝在前端梁的兩端，兩個單榀主桁架體以其端部垂直安裝在前端梁上，并位于兩個單榀邊桁架體之間，且與單榀邊桁架體平行；在車架前部，兩個單榀主桁架體之間，由若干與之平行的縱向板梁與連接在縱向板梁之間或連接在縱向板梁與單榀主桁架體之間的連接板構(gòu)成的前部板梁結(jié)構(gòu)，在前部板梁結(jié)構(gòu)下部設(shè)置牽引板和牽引銷。本發(fā)明符合國家相關(guān)標準和法規(guī)要求，設(shè)計合理，強度高，剛度大，自重輕，耗材少，承載能力大，油耗小，同時降低成本、故障率低，使用壽命長。
【專利說明】
一種掛車車架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種掛車車架，屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的貨運類車輛(含半掛車及全掛車)的車架設(shè)計中，主要結(jié)構(gòu)是由左右分開的兩根縱梁和若干根橫梁組成;在縱向上設(shè)計截面較高大的“工”字形或槽型截面的兩根縱梁和兩根邊梁以承擔垂直載荷(抗彎)，在橫向上(縱梁、邊梁之間)設(shè)計截面較小的橫梁，以連接縱梁和橫梁，并承擔橫向載荷(抗扭);縱梁、邊梁、橫梁組成橫截面為梯形或矩形的車架。這種車架存在的問題在于:由于“工”字形或槽型截面的抗扭能力及橫向穩(wěn)定型均較差，無法分擔扭矩;而橫梁由于其截面較小，且與縱梁、橫梁，邊梁與橫梁的連接面積非常有限，也無法高效傳遞載荷，致使橫梁也無法分擔垂直載荷。其設(shè)計結(jié)果必然是，縱梁抗彎，橫梁抗扭，各干各的活兒，彼此互不分擔;未能充分發(fā)揮所有元件的自有能力，造成車架自重大、承載面高、質(zhì)量利用系數(shù)低、橫向穩(wěn)定型差，抵抗振動性能差的結(jié)果。
[0003]對于減輕自重，提高質(zhì)量利用系數(shù)問題，目前在經(jīng)典的理論力學(xué)和材料力學(xué)指導(dǎo)下，無法從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)突破，只能是從材料上入手一一利用高強度(屈服強度較高)的鋼材，以滿足極限應(yīng)力為條件替代屈服極限較低的鋼材;利用低密度、高強度、高成本的輕質(zhì)材料鋁合金和碳纖維等替代傳統(tǒng)材料，此方法減重效果雖然明顯，但也存在一定的缺陷:這些輕質(zhì)材料在與傳統(tǒng)材料連接而構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)時，由于無法采用低成本的焊接形式，而不得不采用成本較高的絕緣鉚接、絕緣螺接或粘接等工藝方式，且這些連接方式也很難快速有效的傳遞載荷。這不僅使得車架的原材料成本及制造成本大幅上升，同時還會在異種材料的連接處產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成早期損壞的隱患。
[0004]對于車輛承載面的高度，關(guān)系著運輸安全，也影響能源的消耗，更與它的通過性有關(guān)。這在一般的車輛中，矛盾還不十分顯著，而在集裝箱運輸中就比較突出，因為這直接決定于它是否超高的問題。解決的辦法就是壓縮半掛車架與牽引車上固定的牽引座接觸部分的高度，但這部分高度受相應(yīng)截面彎矩的控制，無法實現(xiàn)大幅度的降低。
[0005]目前，對半掛車和全掛車的改造，主要方式有:在主承載結(jié)構(gòu)(“工”字型主縱梁及橫梁)上:以高強度鋼(屈服極限達到550甚至700Mpa)替代常用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(屈服極限345Mpa)和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(屈服極限235Mpa);在滿足強度的條件下，達到減小截面(以薄代厚)，有的還在腹板上打孔(減重效果不明顯，且工藝復(fù)雜)，最終實現(xiàn)減重的目的。在輔助結(jié)構(gòu)(承托面板及護欄)上:以鋁合金替代碳鋼;必須絕緣連接(鉚接、螺接)，防止異種金屬材料間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在非承載或裝飾件上(擋泥板、工具箱、牌照板等)，以新型的復(fù)合材料(碳纖維或SMC等)替代碳鋼;必須螺接或粘接。上述辦法雖然實現(xiàn)了減重效果，減重約18%?25%(從7500kg?8000kg減至6000kg?6500kg)；但在減重的同時，大大削弱了車架的抗彎、抗扭能力，從而降低了車架的承載能力，將車架的實際承載能力降低了50%?58%(由原來的60噸?80噸，減到了33噸左右;有的甚至只承諾30噸)。極大地降低了車架的安全系數(shù)和使用壽命，即使是40噸的載荷也堅持不了 3年，整個車就已經(jīng)接近報廢，大梁甚至車架嚴重扭曲、彎曲變形而無法承載，有些車甚至三個月就“散架”了；高度方面，半掛車架與牽引車上固定的牽引座接觸部分的高度(半掛車牽引銷處)無論減重前后，依然維持在230mm?260mm之間。可見，現(xiàn)有技術(shù)改進后，依然存在自重大，載荷能力低，質(zhì)量利用系數(shù)低，橫向穩(wěn)定型差，抵抗振動性能差，成本高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種符合國家相關(guān)標準和法規(guī)要求，設(shè)計合理，強度高，剛度大，自重輕，耗材少，承載能力大，油耗小，同時降低成本、故障率低，使用壽命長的掛車車架。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種掛車車架，至少包含兩個縱向設(shè)置的單榀主桁架體和兩個縱向設(shè)置的單榀邊桁架體，在車架前端設(shè)置前端梁，兩個單榀邊桁架體以其端部分別垂直安裝在前端梁的兩端，兩個單榀主桁架體以其端部垂直安裝在前端梁上，并位于兩個單榀邊桁架體之間，且與單榀邊桁架體平行;在車架前部，兩個單榀主桁架體之間，由若干與之平行的縱向板梁與連接在縱向板梁之間或連接在縱向板梁與單榀主桁架體之間的連接板構(gòu)成的前部板梁結(jié)構(gòu)，在前部板梁結(jié)構(gòu)下部設(shè)置牽引板和牽引銷，前部板梁結(jié)構(gòu)與中后部銜接處以橫向貫通式板梁將兩個單榀主桁架體和兩個單榀邊桁架體牢固地連接在一起。
[0008]進一步的，所述單榀邊桁架體包括一根邊桁架上弦桿，在邊桁架上弦桿與前部板梁結(jié)構(gòu)銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的輔助邊桁架，輔助邊桁架包括與邊桁架上弦桿平行的邊桁架下弦桿，位于邊桁架下弦桿兩端，連接邊桁架上弦桿的邊桁架主腹桿，兩端通過邊桁架主腹桿節(jié)點板A、邊桁架主腹桿節(jié)點板B、邊桁架主腹桿節(jié)點板C與邊桁架上弦桿和邊桁架下弦桿垂直連接的若干邊桁架直腹桿，連接在兩根邊桁架直腹桿之間，且兩端分別與邊桁架上弦桿和邊桁架下弦桿相連的邊桁架斜腹桿。
[0009]更進一步的，所述單榀主桁架體包括一根主桁架上弦桿，在主桁架上弦桿與前部板梁結(jié)構(gòu)銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的中輔助主桁架，以及從中輔助主桁架至車架尾部之間設(shè)置的后輔助主桁架;所述中輔助主桁架包括與主桁架上弦桿平行的主桁架前下弦桿，位于主桁架前下弦桿兩端，連接主桁架上弦桿的主桁架主腹桿，兩端通過主桁架主腹桿節(jié)點板A、主桁架主腹桿節(jié)點板B、主桁架主腹桿節(jié)點板C與主桁架上弦桿和主桁架前下弦桿相連接；以及與主桁架上弦桿和主桁架前下弦桿垂直并通過主桁架直腹桿節(jié)點板、主桁架直斜腹桿節(jié)點板連接的若干主桁架直腹桿，連接在兩根主桁架直腹桿之間，且兩端分別與主桁架上弦桿和主桁架前下弦桿相連的主桁架斜腹桿;所述后輔助主桁架包括與主桁架上弦桿平行的主桁架后下弦桿，以及通過后腹桿節(jié)點板連接在主桁架上弦桿和主桁架后下弦桿之間的若干后腹桿。
[0010]更進一步的，所述單榀邊桁架體的輔助邊桁架與單榀主桁架體的中輔助主桁架之間，或兩個相鄰的單榀主桁架體的中輔助主桁架之間，設(shè)置有若干八字形連接桿組。
[0011]更進一步的，所述八字形連接桿組的下端頭分別連接輔助邊桁架的邊桁架下弦桿和中輔助主桁架的主桁架前下弦桿，或兩根相鄰的中輔助主桁架的主桁架前下弦桿上;八字形連接桿組的上端頭通過八字連接桿組節(jié)點板連接在一起。
[0012]進一步的，兩個縱向設(shè)置的所述單榀邊桁架體之間，按照車架的支反力和單榀主桁架體、單榀邊桁架體的桁架傳遞載荷節(jié)點要求，在桁架的各個節(jié)點上布置橫向貫通的若干貫通橫梁。
[0013]更進一步的，所述貫通橫梁構(gòu)成的面與單榀邊桁架體、單榀主桁架體構(gòu)成的面形成上下兩層結(jié)構(gòu)。
[0014]進一步的，所述車架與牽引車上固定的牽引座接觸部的垂直高度小于90mm。
[0015]更進一步的，所述貫通橫梁的橫斷面是圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。
[0016]進一步的，所述掛車車架的組裝步驟如下:首先，在工裝上將單榀主桁架上弦桿、單榀主桁架主腹桿、單榀主桁架直腹桿、單榀主桁架斜腹桿、單榀主桁架前下弦桿、單榀主桁架后下弦桿按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝相應(yīng)的節(jié)點板且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單棉!主析架；
其次，在工裝上將單榀邊桁架上弦桿、單榀邊桁架直腹桿、單榀邊桁架斜腹桿、單榀邊桁架下弦桿按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝相應(yīng)的節(jié)點板且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單榀邊桁架；
第三步，分別將左右對稱的兩個單榀主桁架和兩個左右對稱的單榀邊桁架，裝入工裝內(nèi)；在前部，用板梁結(jié)構(gòu)將各個桁架的上弦桿以及牽引銷按照設(shè)計的尺寸牢固地連接起來；在中后部，用八字連接桿組及八字連接桿組節(jié)點板按照設(shè)計的尺寸彼此連接起來，構(gòu)成完整的主承載結(jié)構(gòu)；
最后，在連接好的桁架結(jié)構(gòu)上，按照車架的支反力和桁架節(jié)點傳遞載荷的要求，以堆皇疊加的方式，在桁架的各個節(jié)點上布置若干根橫向貫通的承托和傳遞外載荷的貫通橫梁。
[0017]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:由于前部的板梁結(jié)構(gòu)接受傳來的垂直外載荷，并將其轉(zhuǎn)化為板梁的彎曲正應(yīng)力，同時，將此拉應(yīng)力或壓應(yīng)力等效的傳遞給后部的桁架并變成各桁架的上弦桿的軸向力；后部桁架接受板梁結(jié)構(gòu)的軸向力的同時，也接受垂直外載荷，并將所有節(jié)點處傳來的垂直外載荷轉(zhuǎn)化為桁架結(jié)構(gòu)各個桿件的軸向力，分擔到每一根桿件上，最終以全部構(gòu)成桿件分擔外載荷，實現(xiàn)整體構(gòu)件的全承載;而沿橫向貫通布置的貫通橫梁承擔著其上的貨物外載荷，并將其以垂直載荷的形式等效地傳遞給各個桁架及牽引銷處的板梁結(jié)構(gòu)上，繼而實現(xiàn)了對外載荷的有效承載和流暢分散。由于前部板梁結(jié)構(gòu)在前后銜接處以橫向貫通式連接實現(xiàn)前后結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，將前部和后部形成一個承載共同體，實現(xiàn)了整體承載;在車架的抗彎、抗扭上實現(xiàn)了整個車架的所有部件共同承擔彎矩和扭矩，充分發(fā)揮了所有原件的承載能力，在載荷能力不變的前提下，降低了車架自重，提高了車架的穩(wěn)定性和使用壽命。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0019]圖1為本發(fā)明的前中部結(jié)構(gòu)示意圖:
圖2為本發(fā)明的單榀主桁架體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的單榀邊桁架體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的中后部截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明組成半掛車后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、前端梁，2、單榀邊桁架體，21、邊桁架上弦桿，22、輔助邊桁架，221、邊桁架下弦桿，222、邊桁架主腹桿，223、邊桁架直腹桿，224、邊桁架斜腹桿，225、邊桁架主腹桿節(jié)點板A，226、邊桁架主腹桿節(jié)點板B，227、邊桁架主腹桿節(jié)點板C，228、邊桁架直腹桿節(jié)點板，229、邊桁架直斜腹桿節(jié)點板;3、單榀主桁架體，31、主桁架上弦桿，32、中輔助主桁架，321、主桁架前下弦桿，322、主桁架主腹桿，323、主桁架直腹桿，324、主桁架斜腹桿，325、主桁架主腹桿節(jié)點板A，326、主桁架主腹桿節(jié)點板B，327、主桁架主腹桿節(jié)點板C，328、主桁架直腹桿節(jié)點板，329、主桁架直斜腹桿節(jié)點板;33、后輔助主桁架，331、主桁架后下弦桿，332、后腹桿，333、后腹桿節(jié)點板;4、板梁結(jié)構(gòu)，41、縱向板梁，42、連接板，43、橫向貫通式板梁，5、牽引板，6、牽引銷，7、后端梁，8、貫通橫梁，9、八字連接桿，10、八字連接桿節(jié)點板。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、2、3、4所示的一種掛車車架，至少包含兩個縱向設(shè)置的單榀主桁架體3和兩個縱向設(shè)置的單榀邊桁架體2，在車架前端設(shè)置前端梁1，兩個單榀邊桁架體2以其端部分別垂直安裝在前端梁I的兩端，兩個單榀主桁架體3以其端部垂直安裝在前端梁I上，并位于兩個單榀邊桁架體2之間，且與單榀邊桁架體2平行;在車架前部，兩個單榀主桁架體3之間，由若干與之平行的縱向板梁41與連接在縱向板梁之間或連接在縱向板梁與單榀主桁架體3之間的連接板42構(gòu)成的前部板梁結(jié)構(gòu)4，在前部板梁結(jié)構(gòu)4下部設(shè)置牽引板5和牽引銷6，前部板梁結(jié)構(gòu)4與中后部銜接處以橫向貫通式板梁43將兩個單榀主桁架體3和兩個單榀邊桁架體2連接。
[0022]所述單榀邊桁架體2包括一根邊桁架上弦桿21，在邊桁架上弦桿21與前部板梁結(jié)構(gòu)4銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的輔助邊桁架22，輔助邊桁架22包括與邊桁架上弦桿21平行的邊桁架下弦桿221，位于邊桁架下弦桿221兩端，連接邊桁架上弦桿21的邊桁架主腹桿222，兩端通過邊桁架主腹桿節(jié)點板A 225、邊桁架主腹桿節(jié)點板B 226、邊桁架主腹桿節(jié)點板C 227與邊桁架上弦桿21和邊桁架下弦桿221相連接；以及與邊桁架下弦桿221垂直、以邊桁架直腹桿節(jié)點板228和邊桁架直斜腹桿節(jié)點板229相連接的若干邊桁架直腹桿223，連接在兩根邊桁架直腹桿223之間，且兩端分別與邊桁架上弦桿21和邊桁架下弦桿221以邊桁架直腹桿節(jié)點板228相連的邊桁架斜腹桿224。
[0023]所述單榀主桁架體3包括一根主桁架上弦桿31，在主桁架上弦桿31與前部板梁結(jié)構(gòu)4銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的中輔助主桁架32，以及從中輔助主桁架32至車架尾部之間設(shè)置的后輔助主桁架33;所述中輔助主桁架32包括與主桁架上弦桿31平行的主桁架前下弦桿321，位于主桁架前下弦桿321兩端，分別直接或通過主桁架主腹桿節(jié)點板A325、主桁架主腹桿節(jié)點板B326、主桁架主腹桿節(jié)點板C327連接主桁架上弦桿31的主桁架主腹桿322，兩端通過主桁架直腹桿節(jié)點板328、主桁架直斜腹桿節(jié)點板329與主桁架上弦桿31和主桁架前下弦桿321垂直連接的若干主桁架直腹桿323，連接在兩根主桁架直腹桿323之間，且兩端分別與主桁架上弦桿31和主桁架前下弦桿321相連的主桁架斜腹桿324;所述后輔助主桁架33包括與主桁架上弦桿31平行的主桁架后下弦桿331，以及通過后腹桿節(jié)點板333連接在主桁架上弦桿31和主桁架后下弦桿331之間的若干后腹桿332。
[0024]所述單榀邊桁架體2的輔助邊桁架22與單榀主桁架體3的中輔助主桁架32之間，或兩個相鄰的單榀主桁架體3的中輔助主桁架32之間，設(shè)置有若干八字形連接桿組9。
[0025]所述八字形連接桿組9的下端頭分別連接輔助邊桁架22的邊桁架下弦桿221和中輔助主桁架32的主桁架前下弦桿321，或兩根相鄰的中輔助主桁架32的主桁架前下弦桿321上;八字形連接桿組9的上端頭通過八字連接桿組節(jié)點板10連接。
[0026]兩個縱向設(shè)置的所述單榀邊桁架體2之間，按照車架的支反力和單榀主桁架體3、單榀邊桁架體2的桁架傳遞載荷節(jié)點要求，在桁架的各個節(jié)點上布置橫向貫通的若干貫通橫梁8。
[0027]所述貫通橫梁8構(gòu)成的面與單榀邊桁架體2及單榀主桁架體3構(gòu)成的面形成上下兩層結(jié)構(gòu)。
[0028]上部的若干根貫通橫梁8(通過四邊的邊框連接后一與下部的帶板梁結(jié)構(gòu)4的空間桁架結(jié)構(gòu)共用其邊桁架的上弦桿21和前端梁I和后端梁7)所組成的框架式結(jié)構(gòu)是個完整獨立的承載主體，可作為獨立的承載整體承擔外載荷。上部的貫通橫梁8在下部的帶板梁結(jié)構(gòu)4的空間桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點處以堆皇疊加的方式固接在其上。
[0029]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由于總體結(jié)構(gòu)分為上下兩層，可輕松拓展出系列車型:1、當兩層同時使用時，作為通常的普通散貨平板車;2、當作為專用集裝箱骨架車時，只需去除上層的貫通橫梁8即可實現(xiàn);3、當需要作為工程機械的低平板車時，只需將各榀桁架的上弦桿做成曲梁即可實現(xiàn)。
[0030]所述車架與牽引車上固定的牽引座接觸部的高度小于90mm。
[0031]所述貫通橫梁8的橫斷面是圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。所述組合結(jié)構(gòu)車架外形可以是長方形、方形、梯形和三角形中的一種;所述組合結(jié)構(gòu)車架橫斷面的形狀可以是長方形、方形、梯形和三角形中的一種;所述桁架式車架可以是由縱向的兩榀、三榀、四榀和五榀的平面桁架組成的一種;所述桁架的主桁架上弦桿31的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種；所述的桁架的主桁架前下弦桿321的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的主桁架主腹桿322的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的主桁架直腹桿323的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的主桁架斜腹桿324的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的主桁架后下弦桿331的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的邊桁架上弦桿21的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型和槽型中的一種;所述桁架的邊桁架下弦桿221的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的邊桁架主腹桿222的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的邊桁架直腹桿223的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的邊桁架斜腹桿224的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、工字型和槽型中的一種;所述桁架的橫向連接桿9的橫截面可以是圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型和槽型中的一種;所述貫通式板梁結(jié)構(gòu)與桁架式車架之間的連接可以是焊接、鉚接、螺接中的一種;所述桁架的主桁架直腹桿323與主桁架上弦桿31、與主桁架前下弦桿321之間以及與主桁架直腹桿節(jié)點板328、主桁架直斜腹桿節(jié)點板329之間的連接可以是焊接、鉚接、螺接中的一種;所述桁架的主桁架斜腹桿324與主桁架上弦桿31以及與主桁架前下弦桿321、主桁架直斜腹桿節(jié)點板329之間的連接可以是焊接、鉚接、螺接中的一種;所述桁架的邊桁架直腹桿223與邊桁架上弦桿21以及與邊桁架下弦桿221、邊桁架直腹桿節(jié)點板228、邊桁架直斜腹桿節(jié)點板229之間的連接可以是焊接、鉚接、螺接中的一種;所述桁架的邊桁架斜腹桿224與邊桁架上弦桿21以及與邊桁架下弦桿221、邊桁架直斜腹桿節(jié)點板229之間的連接可以是焊接、鉚接、螺接中的一種。
[0032]首先，在專用工裝上，按照圖2所示:將單榀主桁架上弦桿31、單榀主桁架主腹桿322、單榀主桁架直腹桿323、單榀主桁架斜腹桿324、單榀主桁架前下弦桿321、單榀主桁架后下弦桿331按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝如圖2所示的相應(yīng)的節(jié)點板——且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單榀主桁架3;
其次，在專用工裝上，按照圖3所示:在工裝上將單榀邊桁架上弦桿21、單榀邊桁架主腹桿222、單榀邊桁架直腹桿223、單榀邊桁架斜腹桿224、單榀邊桁架下弦桿221按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝如圖3所示的相應(yīng)的節(jié)點板一一且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單丨品邊析架2;
第二步，分別將左右對稱的兩個單棉!主析架3和兩個左右對稱的單丨品邊析架2，裝入專用的工裝內(nèi)；在前部，以板梁結(jié)構(gòu)4將各個桁架的上弦桿以及牽引銷6按照設(shè)計的尺寸牢固地連接起來;在中后部，用八字連接桿組9及八字連接桿組節(jié)點板10按照設(shè)計的尺寸彼此連接起來，構(gòu)成完整的主承載結(jié)構(gòu)三維空間桁架結(jié)構(gòu)組成組合結(jié)構(gòu)車架的下半部分。
[0033]最后，在連接好的三維空間桁架結(jié)構(gòu)上，按照車架的支撐特點(支反力)和桁架的力學(xué)特點(節(jié)點傳遞載荷)的要求，以堆皇疊加的方式，在桁架的各個節(jié)點上布置若干根橫向貫通的承托和傳遞外載荷的貫通橫梁8，就構(gòu)成了本專利的組合結(jié)構(gòu)車架。
[0034]從圖5所示的半掛車成品在車架承載過程中，車架在垂直載荷作用下，由理論力學(xué)和材料力學(xué)并結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)可知:
對于上層的貫通橫梁8而言:沿橫向貫通布置的貫通橫梁8就相當于簡支于主桁架3、邊桁架2的簡支梁;貫通橫梁8承擔著其上的貨物外載荷;并將此外載荷在與各個桁架的連接處，以垂直載荷的形式等效地傳遞給各個桁架和牽引銷處的板梁結(jié)構(gòu)；繼而實現(xiàn)了對外載荷的有效承載和流暢分散。
[0035]對于下部的桁架體而言:整個桁架體作為一個剛性的整體簡支于牽引銷6與懸掛之間；首先，前部的板梁結(jié)構(gòu)4，接受由貫通橫梁8在連接處傳來的垂直外載荷，并將其轉(zhuǎn)化為板梁4的彎曲正應(yīng)力，也就是沿板的長度和寬度方向的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力；同時，將此拉應(yīng)力或壓應(yīng)力等效的傳遞給后部的桁架體結(jié)構(gòu)，并變成各個單榀桁架的上弦桿的軸向力；后部桁架接受板梁結(jié)構(gòu)的軸向力的同時，也接受由貫通橫梁8在節(jié)點處傳來的垂直外載荷(而無間接載荷)，由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知:桁架體會將所有節(jié)點處傳來的垂直外載荷轉(zhuǎn)化為構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的各個桿件的軸向力。其次，桁架體同時還承擔著來自懸掛的垂直向上的支反力和左右不平衡所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩；由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知:桁架體在承受上述外載荷時，將所有外載荷(彎曲、扭轉(zhuǎn))均轉(zhuǎn)化為構(gòu)成桁架的桿件內(nèi)部的軸向力的形式來分擔到每一根桿件上;最終桁架以全部構(gòu)成桿件來共同承擔全部的外載荷;實現(xiàn)了整體構(gòu)件的全承載。
[0036]對于整個車架而言，實現(xiàn)整體承載是由于前部板梁結(jié)構(gòu)4在與后部的三維空間桁架結(jié)構(gòu)的銜接處為橫向貫通式連接，從而將前部板梁結(jié)構(gòu)4和后部桁架組合成一個牢固的承載共同體，在承載方面實現(xiàn)了整體承載的模式。故此，在車架的抗彎、抗扭兩個主要問題上，本發(fā)明均實現(xiàn)了使整個車架的所有部件共同承擔彎矩和扭矩，也就是整體承載。避免了現(xiàn)有技術(shù)中縱梁和邊梁單獨承受彎矩而無法分擔扭矩，同時橫梁也只能承擔扭矩而無法分擔彎矩的弊端;這樣就充分發(fā)揮了所有原件的承載能力；結(jié)果必然是載荷能力不變的前提下，降低了車架自重，同時提高了車架的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0037]以上實施例是對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的解釋，不作為對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的限定，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本申請所公開基礎(chǔ)上無創(chuàng)造性的變動，均在本申請的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種掛車車架，其特征在于:至少包含兩個縱向設(shè)置的單榀主桁架體(3)和兩個縱向設(shè)置的單榀邊桁架體(2)，在車架前端設(shè)置前端梁(1)，兩個單榀邊桁架體(2)以其端部分別垂直安裝在前端梁(I)的兩端，兩個單榀主桁架體(3)以其端部垂直安裝在前端梁(I)上，并位于兩個單榀邊桁架體(2)之間，且與單榀邊桁架體(2)平行;在車架前部，兩個單榀主桁架體(3)之間，由若干與之平行的縱向板梁(41)與連接在縱向板梁之間或連接在縱向板梁與單榀主桁架體(3)之間的連接板(42)構(gòu)成的前部板梁結(jié)構(gòu)(4)，在前部板梁結(jié)構(gòu)(4)下部設(shè)置牽引板(5)和牽引銷(6)，前部板梁結(jié)構(gòu)(4)與中后部銜接處以橫向貫通式板梁(43)將兩個單榀主桁架體(3)和兩個單榀邊桁架體(2)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:所述單榀邊桁架體(2)包括一根邊桁架上弦桿(21)，在邊桁架上弦桿(21)與前部板梁結(jié)構(gòu)(4)銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的輔助邊桁架(22)，輔助邊桁架(22)包括與邊桁架上弦桿(21)平行的邊桁架下弦桿(221)，位于邊桁架下弦桿(221)兩端，連接邊桁架上弦桿(21)的邊桁架主腹桿(222)，兩端通過邊桁架主腹桿節(jié)點板A (225)、邊桁架主腹桿節(jié)點板B (226 )、邊桁架主腹桿節(jié)點板C(227)與邊桁架上弦桿(21)和邊桁架下弦桿(221)相連接；以及與邊桁架下弦桿(221)垂直、以邊桁架直腹桿節(jié)點板(228)和邊桁架直斜腹桿節(jié)點板(229)相連接的若干邊桁架直腹桿(223)，連接在兩根邊桁架直腹桿(223)之間，且兩端分別與邊桁架上弦桿(21)和邊桁架下弦桿(221)以邊桁架直腹桿節(jié)點板(228)相連的邊桁架斜腹桿(224)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:所述單榀主桁架體(3)包括一根主桁架上弦桿(31)，在主桁架上弦桿(31)與前部板梁結(jié)構(gòu)(4)銜接處為起始點至后輪支撐處之間設(shè)置的中輔助主桁架(32)，以及從中輔助主桁架(32)至車架尾部之間設(shè)置的后輔助主桁架(33);所述中輔助主桁架(32)包括與主桁架上弦桿(31)平行的主桁架前下弦桿(321)，位于主桁架前下弦桿(321)兩端，分別直接或通過主桁架主腹桿節(jié)點板A(325)、主桁架主腹桿節(jié)點板B(326)、主桁架主腹桿節(jié)點板C(327)連接主桁架上弦桿(31)的主桁架主腹桿(322)，兩端通過主桁架直腹桿節(jié)點板(328)、主桁架直斜腹桿節(jié)點板(329)與主桁架上弦桿(31)和主桁架前下弦桿(321)垂直連接的若干主桁架直腹桿(323)，連接在兩根主桁架直腹桿(323)之間，且兩端分別與主桁架上弦桿(31)和主桁架前下弦桿(321)相連的主桁架斜腹桿(324);所述后輔助主桁架(33)包括與主桁架上弦桿(31)平行的主桁架后下弦桿(331)，以及通過后腹桿節(jié)點板(333)連接在主桁架上弦桿(31)和主桁架后下弦桿(331)之間的若干后腹桿(332)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的掛車車架，其特征在于:所述單榀邊桁架體(2)的輔助邊桁架(22 )與單榀主桁架體(3 )的中輔助主桁架(32 )之間，或兩個相鄰的單榀主桁架體(3 )的中輔助主桁架(32)之間，設(shè)置有若干八字形連接桿組(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掛車車架，其特征在于:所述八字形連接桿組(9)的下端頭分別連接輔助邊桁架(22)的邊桁架下弦桿(221)和中輔助主桁架(32)的主桁架前下弦桿(321)，或兩根相鄰的中輔助主桁架(32)的主桁架前下弦桿(321)上;八字形連接桿組(9)的上端頭通過八字連接桿組節(jié)點板(10)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:兩個縱向設(shè)置的所述單榀邊桁架體(2)之間，按照車架的支反力和單榀主桁架體(3)、單榀邊桁架體(2)的桁架傳遞載荷節(jié)點要求，在桁架的各個節(jié)點上布置橫向貫通的若干貫通橫梁(8)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:所述貫通橫梁(8)構(gòu)成的面與單榀邊桁架體(2)及單榀主桁架體(3)構(gòu)成的面形成上下兩層結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:所述車架與牽引車上固定的牽引座接觸部的高度小于90mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掛車車架，其特征在于:所述貫通橫梁(8)的橫斷面是圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。10.如權(quán)利要求1所述的掛車車架的組裝方法，其特征在于，步驟如下:首先，在工裝上將單榀主桁架上弦桿、單榀主桁架主腹桿、單榀主桁架直腹桿、單榀主桁架斜腹桿、單榀主桁架前下弦桿、單榀主桁架后下弦桿按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝相應(yīng)的節(jié)點板且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單榀主桁架； 其次，在工裝上將單榀邊桁架上弦桿、單榀邊桁架直腹桿、單榀邊桁架斜腹桿、單榀邊桁架下弦桿按照設(shè)計尺寸連接好;并在各個桿件的交匯處加裝相應(yīng)的節(jié)點板且按照左右對稱的方式制造出兩個完全對稱的單榀邊桁架； 第三步，分別將左右對稱的兩個單榀主桁架和兩個左右對稱的單榀邊桁架，裝入工裝內(nèi)；在前部，用板梁結(jié)構(gòu)將各個桁架的上弦桿以及牽引銷按照設(shè)計的尺寸牢固地連接起來；在中后部，用八字連接桿組及八字連接桿組節(jié)點板按照設(shè)計的尺寸彼此連接起來，構(gòu)成完整的主承載結(jié)構(gòu)； 最后，在連接好的桁架結(jié)構(gòu)上，按照車架的支反力和桁架節(jié)點傳遞載荷的要求，以堆皇疊加的方式，在桁架的各個節(jié)點上布置若干根橫向貫通的承托和傳遞外載荷的貫通橫梁。
【文檔編號】B62D21/20GK105905164SQ201610396216
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】呂馗
【申請人】呂馗