一种多管高压气体运输半挂车车架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种多管高压气体运输半挂车车架，包括前撑板、后撑板以及位于前撑板及后撑板之间的至少两根平行的纵梁，两根纵梁之间设置有若干相互平行的横梁，纵梁及横梁均为工字形的钢材，前撑板及后撑板分别固定连接在若干横梁中最前端的前横梁及最后端的后横梁上，前横梁及后横梁与纵梁交叉连接，且前横梁及后横梁与纵梁的工字形上边在同一平面上，前横梁及后横梁的工字形上边与纵梁的工字形上边之间形成的内拐角中设置有倒圆角结构；前撑板与后撑板之间固定设置有多管式气瓶，多管式的气瓶上至少套设有两个约束框，后撑板上与所述气瓶对应的另一侧设置有固定框。本实用新型实现轻量化，而不减少单车气体容积率。
【专利说明】
一种多管高压气体运输半挂车车架
技术领域
[0001] 本实用新型涉及半挂车车架技术领域，特别涉及一种多管高压气体运输半挂车车 架。
【背景技术】
[0002] 半挂车是车轴置于车辆重心（当车辆均匀受载时）后面，装有可将水平和垂直力传 递到牵引车的联结装置的挂车，通过牵引销与半挂车头相连接的一种重型的运输交通工 具。然而随着工业气体的发展，天然气等高压气体异地间输送与日倶增，由于管网的初始投 资高，能量消耗大，传统中小容积气瓶运输量小，则难以实现连续工期等。而长管半挂车将 几只或十几只大容积无缝气瓶通过框架或捆绑形式固定在半挂车车架上，并将气瓶头部连 通作为移动式储存罐提供给用户送气设备，使得介于管网输送和中小气瓶装运之间的高压 气体半挂车得以迅速发展，成为城际间气体运输的主要方式。
[0003] 车架是半挂车最大的基础件，具有纵梁长、支点跨距大、货箱面积大等特点，也是 作为骨架承载着该车在各种工况下的载荷，其受力特点为车架前后两端支撑板底部承受较 大的载荷，而中部大部分区域受力较小。车架性能的优劣直接影响到整车的承载性、安全 性、行驶平稳性等，考虑到高压气体半挂车用途的特殊性、运输安全性以及运输效率，工程 上要求其必须满足强度和刚度要求。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种多管高压气体运输半挂车车架，其目的在于:在 确保安全并不改变钢瓶容积的前提情况下，减少半挂车车架的自重，进而提高单车运输效 益。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多管高压气体运输半挂车车架，包括 前撑板、后撑板以及位于前撑板及后撑板之间的至少两根平行的纵梁，所述两根纵梁之间 设置有若干相互平行的横梁，所述纵梁及横梁均为工字形的钢材，所述前撑板及后撑板分 别固定连接在所述若干横梁中最前端的前横梁及最后端的后横梁上，所述前横梁及后横梁 与所述纵梁交叉连接，且所述前横梁及后横梁与所述纵梁的工字形上边在同一平面上，所 述前横梁及后横梁的工字形上边与所述纵梁的工字形上边之间形成的内拐角中设置有倒 圆角结构;所述前撑板与后撑板之间固定设置有多管式的用于盛装高压气体的气瓶，所述 多管式的气瓶上至少套设有两个约束框，所述后撑板上与所述气瓶对应的另一侧设置有固 定框。
[0006] 进一步，所述两个约束框中，对应于所述气瓶的最前端的所述约束框的两侧边下 端与所述前撑板的两侧边之间分别连接设置有固定拉杆，对应于所述气瓶的最后端的所述 约束框的两侧边下端与所述后撑板的两侧边之间也分别连接设置有所述固定拉杆。
[0007] 进一步，所述固定框包括三组方形框，所述三组方形框平行的固定在四根横杆上， 所述三组方形框的四个角分别固定连接在所述四根横杆上，所述三组方形框的一条边固定 连接在所述后撑板上，所述三组方形框上与连接在所述后撑板上的一条边相邻的另一条边 两端连接的两条横杆固定在所述至少两根纵梁上，每组方形框中均呈对角线状的固定设置 一根斜杆，所述斜杆的一端连接在所述方形框中对应所述后撑板的上边沿的一角上、另一 端连接在该角的对角上。
[0008] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:改进后的半挂车车架的应力结构中 最大的应力点均集中在所述至少两根纵梁与若干横梁组成的底盘上，而且这种结构在半挂 车在牵引车的拖动下向前运动时，气瓶在惯性力的作用下导致前撑板与后撑板受力后应力 集中传递至固定框上，进而提高了前撑板与后撑板的应力强度;在气瓶的惯性力为与运动 方向成直角水平方向或者向下方向或者向上方向时，应力集中在前撑板与前横梁之间及后 撑板与后横梁之间，从而增强半挂车的整体应力性能。本实用新型基于应力场分布结果对 其结构进行改进，实现轻量化，而不减少单车气体容积率。
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0010] 图2为本实用新型的前横梁与纵梁的局部结构示意图。
[0011] 图3为本实用新型的后撑板与固定框之间的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012] 以下将结合附图1至3以及较佳实施例对本实用新型作更为详细说明。
[0013] 本实用新型提供一种八管高压气体运输半挂车车架，其包括前撑板1、后撑板2以 及位于前撑板1及后撑板2之间的至少两根平行的纵梁3,所述两根纵梁3之间设置有若干相 互平行的横梁4,所述纵梁3及横梁4均为工字形的钢材，所述前撑板1与后撑板2之间固定设 置有八根管式的用于盛装高压气体的气瓶5,所述八根管式的气瓶5上至少套设有两个约束 框6,其中，对应于所述气瓶5的最前端的所述约束框6的两侧边下端与所述前撑板1的两侧 边之间分别连接设置有固定拉杆61，对应于所述气瓶5的最后端的所述约束框6的两侧边下 端与所述后撑板2的两侧边之间也分别连接设置有所述固定拉杆61，借助所述固定拉杆61 使所述前撑板1、后撑板2分别与所述纵梁3之间形成三角形结构，使所述前撑板1、后撑板2 的竖立结构更加稳定;所述前撑板1及后撑板2分别固定连接在所述若干横梁4中最前端的 前横梁41及最后端的后横梁42上，所述前横梁41及后横梁42与所述纵梁3交叉连接，且所述 前横梁41及后横梁42与所述纵梁3的工字形上边在同一平面上，所述前横梁41及后横梁42 的工字形上边与所述纵梁3的工字形上边之间形成的内拐角中设置有倒圆角结构7(图2中 所示为前横梁41与纵梁3);所述后撑板2上与所述气瓶5对应的另一侧设置有固定框8,所述 固定框8包括三组方形框81，所述三组方形框81平行的固定在四根横杆82上，所述三组方形 框81的四个角分别固定连接在所述四根横杆82上，所述三组方形框81的一条边固定连接在 所述后撑板2上，所述三组方形框81上与连接在所述后撑板2上的一条边相邻的另一条边两 端连接的两条横杆82固定在所述至少两根纵梁3上，每组方形框81中均呈对角线状的固定 设置一根斜杆83,所述斜杆83的一端连接在所述方形框81中对应所述后撑板2的上边沿的 一角上、另一端连接在该角的对角上。
[0014] 本实用新型在具体实施时，按照最大工作负荷情况，以惯性力作为载荷边界条件， 本文共分析了 4种工况，具体为：
[0016] 工况1:载荷的惯性力与运动方向相同，大小为2mg;
[0017] 工况2:载荷的惯性力与运动方向成直角的水平方向，大小为lmg;
[0018] 工况3:载荷的惯性力向下，大小为2mg;
[0019]工况4:载荷的向上方向，大小为lmg。
[0020] 对高压气体运输半挂车车架结构按照上述原则改进，结果显示，工况2、工况3、工 况4情况下前撑板1、后撑板2最大应力点都出现在与构成底盘的横、纵梁之间的连接处，其 中前撑板的最大应力值分别为237.6MPa、179.675 MPa、86.917 MPa，后撑板最大应力值 分别为241.289 1〇^、171.308 1〇^、83.3561〇^;由于工况1边界条件为运动方向加载211^的 惯性力，并集中在后撑板2上，大小为215 MPa，在后撑板2与后横梁42连接处将产生应力集 中现象，而其他工况，后撑板2受力很小，因此在工况1时，前撑板的最大应力点为前撑板1下 部与前横梁41连接的法兰盘附近，大小为179.757 MPa;改进后前、后撑板的应力大幅度降 低了，不仅满足了强度要求，而且为轻量化设计提高理论依据。
[0021] 进一步，所述横梁4的工字形高度为120mm、工字形上下边的宽度均为150mm，且所 述横梁4的工字形上下边以及中间板的厚度均为20mm，所述纵梁3的工字形高度为300mm、工 字形上下边的宽度均为120mm，且所述纵梁3的工字形上下边以及中间板的厚度均为20mm， 本实施例提供所述纵梁3以及横梁4的最佳尺寸，使构成的底盘质量轻，却满足结构强度。 [0022]所述前横梁41及后横梁42的工字形上边与所述纵梁3的工字形上边之间的内拐角 中设置的倒圆角结构7的长度及宽度均为100mm、厚度为20mm，且倒圆角结构的圆弧半径为 100mm，利用所述倒圆角结构7能够增强所述前横梁41及后横梁42与纵梁3之间的结构强度， 进而增强所述前撑板1与后撑板2受到与半挂车运行方向垂直且水平的力时的应力性能，所 述前撑板1及后撑板2均为HG78?钢。
[0023]综合上所述，本实用新型的技术方案可以充分有效的完成上述实用新型目的，且 本实用新型的结构原理及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功 效及目的，且本实用新型的实施例也可以根据这些原理进行变换，因此，本实用新型包括一 切在申请专利范围中所提到范围内的所有替换内容。任何在本实用新型申请专利范围内所 作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。
【主权项】
1. 一种多管高压气体运输半挂车车架，其特征在于包括前撑板、后撑板以及位于前撑 板及后撑板之间的至少两根平行的纵梁，所述两根纵梁之间设置有若干相互平行的横梁， 所述纵梁及横梁均为工字形的钢材，所述前撑板及后撑板分别固定连接在所述若干横梁中 最前端的前横梁及最后端的后横梁上，所述前横梁及后横梁与所述纵梁交叉连接，且所述 前横梁及后横梁与所述纵梁的工字形上边在同一平面上，所述前横梁及后横梁的工字形上 边与所述纵梁的工字形上边之间形成的内拐角中设置有倒圆角结构;所述前撑板与后撑板 之间固定设置有多管式的用于盛装高压气体的气瓶，所述多管式的气瓶上至少套设有两个 约束框，所述后撑板上与所述气瓶对应的另一侧设置有固定框。2. 如权利要求1所述的一种多管高压气体运输半挂车车架，其特征在于:所述两个约束 框中，对应于所述气瓶的最前端的所述约束框的两侧边下端与所述前撑板的两侧边之间分 别连接设置有固定拉杆，对应于所述气瓶的最后端的所述约束框的两侧边下端与所述后撑 板的两侧边之间也分别连接设置有所述固定拉杆。3. 如权利要求1所述的一种多管高压气体运输半挂车车架，其特征在于:所述固定框包 括三组方形框，所述三组方形框平行的固定在四根横杆上，所述三组方形框的四个角分别 固定连接在所述四根横杆上，所述三组方形框的一条边固定连接在所述后撑板上，所述三 组方形框上与连接在所述后撑板上的一条边相邻的另一条边两端连接的两条横杆固定在 所述至少两根纵梁上，每组方形框中均呈对角线状的固定设置一根斜杆，所述斜杆的一端 连接在所述方形框中对应所述后撑板的上边沿的一角上、另一端连接在该角的对角上。
【文档编号】B62D21/02GK205706376SQ201620689758
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】刘军, 杨凤, 侯庆明, 杨志超, 方江雄, 刘翼, 李帆
【申请人】东华理工大学