八管高压气体运输半挂车的车架加强结构的制作方法

本实用新型涉及半挂车车架
技术领域：
，特别涉及一种八管高压气体运输半挂车的车架加强结构。
背景技术：
：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，通过半挂车的底板架上的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俱增，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。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。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种八管高压气体运输半挂车的车架加强结构，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。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种八管高压气体运输半挂车的车架加强结构，其包括前撑板、后撑板以及底板架，所述底板架包括至少两根平行的纵梁以及多根横梁，所述纵梁及横梁均为工字形的钢材，所述多根横梁均相互平行并与所述纵梁垂直相交，所述前撑板及后撑板分别固定连接在所述多根横梁中对应在所述纵梁的最前端与最后端的前横梁及后横梁上，所述多根横梁中的前横梁及后横梁的工字形的上下边以及中间板的厚度均超过其它横梁的上下边以及中间板的厚度，所述至少两根纵梁上的前段工字形的高度小于后段的工字形的高度，且所述纵梁的前段至后段之间具有工字形高度逐渐增大的过渡段，所述纵梁的前段及后段上分别与所述前横梁及后横梁交叉连接的部分的工字形的上下边以及中间板的厚度均超过其它节段部位的上下边以及中间板的厚度。优选于：所述前横梁的工字形高度为120mm、工字形上下边的宽度均为150mm，且所述前横梁的工字形上下边以及中间板的厚度均为20mm，所述后横梁的工字形高度为150mm、工字形上下边的宽度均为150mm，且所述后横梁的工字形上下边以及中间板的厚度均为15mm。优选于：所述纵梁的前段上由前端的端头至距离底板架上的牵引销差20mm之间的一段的工字形高度为300mm、工字形上下边的宽度均为120mm、工字形上下边以及中间板的厚度均为20mm；所述纵梁的后段上由后端的端头至半挂车的车轴约束部位之间的一段的工字形高度为380mm、工字形上下边的宽度均为120mm、工字形上下边的厚度均为15mm、工字形中间板的厚度均20mm。优选于：所述前横梁、后横梁以及所述纵梁的工字形的上边在同一平面上，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；且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的内拐角中设置的倒圆角结构的长度及宽度均为100mm、厚度为20mm，且倒圆角结构的圆弧半径为100mm。优选于：所述前撑板与后撑板之间固定设置有八根管式的用于盛装高压气体的气瓶，所述八根管式的气瓶上至少套设有两个约束框，其中，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。优选于：所述后撑板上与所述气瓶对应的另一侧设置有固定框，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。优选于：所述前撑板以及后撑板的底边均固定连接有角钢，一一对应的所述角钢的一侧边分别贴靠的固定连接在所述前撑板以及后撑板的底边板面上，一一对应的所述角钢的另一侧边则形成所述前撑板以及后撑板上分别用于固定连接至所述前横梁及后横梁上的连接法兰。优选于：所述前撑板及后撑板均为HG785D钢材，所述固定框为Q345B钢材，所述角钢为Q235钢材。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一、改进后的半挂车车架针对应力结构中最大的应力集中部位——即所述纵梁的两端及所述前横梁、后横梁之间相连接部位的的横截面进行尺寸改进、加厚，保证局部应力集中的部位能够承受更大的应力；二、由所述至少两根纵梁与若干横梁组成所述底盘架，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，进而降低了所述前撑板与后撑板在运动中所承受的应力；三、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，应力通过所述前撑板及后撑板的传递集中前横梁及后横梁与所述纵梁之间，因此增加所述前横梁及后横梁与所述纵梁之间的倒圆角结构，进而提高抗扭曲的应力性能，从而增强半挂车的整体的应力性能。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。附图说明图1为本实用新型的整体结构示意图。图2为本实用新型的前横梁的横截面结构示意图。图3为本实用新型的后横梁的横截面结构示意图。图4为本实用新型的纵梁的前段的横截面结构示意图。图5为本实用新型的纵梁的后端的横截面结构示意图。图6为本实用新型的前横梁与纵梁的局部结构示意图。图7为本实用新型的后撑板与固定框之间的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图1至7以及较佳实施例对本实用新型提出的一种八管高压气体运输半挂车的车架加强结构作更为详细说明。本实用新型提供一种八管高压气体运输半挂车的车架加强结构，其包括前撑板1、后撑板2以及底板架，所述底板架包括至少两根平行的纵梁3以及多根横梁4，所述纵梁3及横梁4均为工字形的钢材，所述多根横梁4均相互平行并与所述纵梁3垂直相交，所述前撑板1及后撑板2分别固定连接在所述多根横梁4中对应在所述纵梁3的最前端与最后端的前横梁41及后横梁42上，所述多根横梁4中的前横梁41及后横梁42的工字形的上下边43以及中间板44的厚度均超过其它横梁4的上下边以及中间板的厚度，所述至少两根纵梁3上的前段工字形的高度小于后段的工字形的高度，且所述纵梁3的前段至后段之间具有工字形高度逐渐增大的过渡段，所述纵梁的前段、过渡段以及后端的上边31均在同一平面上，所述纵梁的前段、过渡段以及后端的下边31高度存在高度差位，所述纵梁3的前段及后段上分别与所述前横梁41及后横梁42交叉连接的部分（图1中L1、L2所标示的范围）的工字形的上下边31以及中间板32的厚度均超过其它节段部位的上下边以及中间板的厚度。本实用新型在具体实施时，通过检测传统的半挂车的车架上的应力场分布结果，进而对运动过程中应力集中的部位——即所述前横梁、后横梁与纵梁之间的连接部位的结构进行改进，增加所述前横梁、后横梁与纵梁之间的连接部位的工字形的横截面的各部位的厚度，进而提高应力强度。其中改进后的具体方案如下：图2所示，所述前横梁41的工字形高度为120mm、工字形上下边43的宽度均为150mm，且所述前横梁41的工字形上下边43以及中间板44的厚度均为20mm；如图3所示，所述后横梁42的工字形高度为150mm、工字形上下边43的宽度均为150mm，且所述后横梁42的工字形上下边43以及中间板44的厚度均为15mm；如图4所示，所述纵梁3的前段上由前端的端头至距离底板架上的牵引销差20mm之间的一段的工字形高度为300mm、工字形上下边31的宽度均为120mm、工字形上下边31以及中间板32的厚度均为20mm；如图5所示，所述纵梁3的后段上由后端的端头至半挂车的车轴约束部位之间的一段的工字形高度为380mm、工字形上下边31的宽度均为120mm、工字形上下边31的厚度均为15mm、工字形中间板32的厚度均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。进一步，如图6所示，所述前横梁41、后横梁42以及所述纵梁3的工字形的上边在同一平面上，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5（图2中所示为前横梁41与纵梁3）；且所述前横梁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5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5使结构连续性强，且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HG785D钢。如图1所示，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6，所述八根管式的气瓶6上至少套设有两个约束框7，其中，对应于所述气瓶6的最前端的所述约束框7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71，对应于所述气瓶6的最后端的所述约束框7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71，借助所述固定拉杆71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。如图7所示，所述后撑板2上与所述气瓶6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，所述固定框为Q345B钢材。所述前撑板1以及后撑板2的底边均固定连接有角钢（图中未示出），一一对应的所述角钢的一侧边分别贴靠的固定连接在所述前撑板1以及后撑板2的底边板面上，一一对应的所述角钢的另一侧边则形成所述前撑板1以及后撑板2上分别用于固定连接至所述前横梁41及后横梁42上的连接法兰，所述角钢为Q235钢材。本实用新型在具体实施时，如下表一所示，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：充装介质：压缩天然气载气质量：气瓶组件质量前、后撑板：HG785D钢板屈服极限：固定框：Q345B钢材屈服极限：角钢：Q235钢材屈服极限：弹性模量泊松比0.3工况1：为惯性力与运动方向相同，大小为2mg；工况2：为惯性力与运动方向成直角的水平方向，大小为1mg；工况3：为惯性力向下，大小为2mg；工况4：为惯性力向上方向，大小为1mg。对JXY9370GRQ型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、179.675MPa、86.917MPa，后撑板最大应力值分别为241.289MPa、171.308MPa、83.356MPa；由于工况1边界条件为运动方向加载2mg的惯性力，并集中在后撑板2上，大小为215MPa，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179.757MPa；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。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。当前第1页1 2 3