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1、 第1章 绪论1.1 研究本课题的目的和意义随着经济的发展伴随着宽敞的道路、穿流不息的车辆和有序的交通管理系统，已成为现代都市的一种景观。这种有序是千千万万管理或参与交通行为的人共同维系和创造的，但由于各种复杂的交通环境和人为因素影响，各种交通事故仍然频频不断地在城市的不同路段发生，而且所呈现的状况也不尽相同。大多数情况下，车辆因碰撞或侧翻会导致不同程序的破坏，丧失行驶功能而抛锚。有的车辆或因自身原因在行车道上抛锚，或违章停车。这些情况都将会严重阻碍交通。因此，及时将这类车辆清理拖离现场，尽快恢复交通秩序，保障交通安全已成为摆在交通管理部门面前的首要任务。以往对交通事故肇事车辆的清理，采用的都
2、是比较原始笨拙的办法，或靠人力肩扛手抬，或临时找其它车辆生拖硬拽。对一般办法处理不了的肇事车辆，如大型重载车辆，只有请搬运公司的吊车加平板车联合作业才能应付。这些办法既费工费时，又严重影响了正常车辆通行，处理不当还会触发新的交通事故。随着城市车辆剧增，车流密度加大，传统的清障作业方法已不能适应现代城市交通安全管理的需要。道路清障车，一种专门用于处理肇事车辆的车辆，正是适应这种需要而诞生的产物。在经济发达国家，随着道路交通和汽车工业的发展，用于处理交通事故的专用车辆已经发展到比较成熟可靠的阶段，而且各种车辆和装备都达到了一个比较合理的比例。在我国，道路清障车还是近几年为适应高速公路的发展和城市交
3、通安全管理的需要而出现的一种新型专用车辆。国家科技攻关项目“高速公路紧急救援装备车的研制”，正是把握了交通安全管理这一脉博，为高速公路交通安全管理乃至城市交通安全管理起到了良好的引导作用。清障车的首要任务，就是要能把各种状态下的肇事车辆清离出事故现场。目前普遍采用的作业形式，是利用清障车尾部设置的起重托臂、附加托叉挂钩等装置，将肇事车辆的前端或后端托起，利用肇事车辆尚能行走的后轮(或前轮)，将肇事车辆拖离现场。对前后轴均已损坏的车辆，则可利用辅助行走装置，将肇事车辆的前轴(或后轴)垫起，替代原车行驶。对于豪华型轿车，为了保证拖车作业过程中不损坏原车，清障车通常还带有一套轮胎托举装置，以实现柔性
4、作业。1.2 道路清障汽车定义、组成、功用道路清障汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善。已经是专用车中一个大家族，根据其中作业能力，清障汽车可分为轻型，重中型及超重型；根据结构形式区分，道路清障汽车可分为臂架起重机型清障汽车，门架叉式清障汽车，简单叉式清障汽车和背式清障汽车四个基本类型；从吊臂的作业功能来分，清障汽车有吊臂旋转型清障汽车，托臂负载折叠型，吊臂滑动型及吊臂固定型。从托臂的作业功能来分清障汽车有托臂负载折叠型，托臂折叠型，及托臂不折叠型；从整车结构来分，清障汽车有单功能型，双功能型及多功能混合型。典型清障车结构如图1.1。 。全套图纸，加153893706图1.1 臂架起重机
5、型清障车 臂架起重机型清障车(简称臂架式清障车)是清障车中最主要的一种类型，占全部清障车的90%以上。臂架式清障车是在一类通用汽车底盘上驾驶室之后，纵向安装一台专用液压起重臂架，起重臂呈“之”字形，臂根铰接于车架中部，臂端紧贴车架尾部，极限位置接触地而，两支腿行程约500mm的举升油缸控制臂架做以铰点为圆心的俯仰运动，可实现对事故车辆的托起动作。清障车的起重臂架无须水平回转，臂架只在通过车辆纵轴线的垂直平而内做小范围的旋转运动，所以臂架受力简支梁，强度要求较低，但应具有较大刚度。由于臂架无回转要求，整车制造成本大为降低。在臂架末端的摆动臂内装有小油缸驱动的可伸缩叉梁副臂，叉梁副臂外端可安装叉式
6、拖架等起重属具，当臂架在举升油缸驱动起升时可以方便快捷地抬起事故车辆的前桥或后桥，固定后即可拖离现场，实现清障目的。1.3 国内外道路清障汽车的发展概况1.3.1 国内清障车市场情况我国清障车产业起步于20世纪80年代末。近20年来，我国清障车行业经历了整车引进、吸收仿制到自主研发的过程。随着我国城市交通与高速公路的快速发展，国产清障车的技术水平、制造工艺已取得突破性进展，形成了产品多功能化、智能化、人性化的技术特点，上装(专用机构)具有采用新材料、模块化设计和专用设备制造的工艺特点。我国一此企业通过采用专用设备和模块化设计，实现了清障车的流水线生产，产量提高，成本降低，并有一定上装产品出口。
7、包括国有企业，日前我国清障车生产企业有10家左右，生产260t。100余个不同型号和规格的清障车产品。据悉，国内日前最大吨位的清障车为48t，产品投入市场后很受欢迎我国自主开发的60t级清障车也已实现销售，80t级清障车的开发已开始筹划。可以说，国内清障车的设计与市场开发已进入一个新的时代。1.3.2 国外清障车市场情祝清障车创始于公路交通非常的国家，早在20世纪50年代美国就生产出第一辆清障车。当时这种车还比较简单，靠机械传动带动卷扬机，拉杆支撑，故障车一端被吊起拖离现场；往往采用自制底盘，功能较单一，这是清障车发展的第1阶段。第2阶段，以引入液压传动与控制技术为标志，20世纪70年代第一批
8、采用全液压传动的清障车生产出来，涌现了一批著名的清障车企业，如美国的ENTURY、CHALLENGER、JERR-DAN、WRECKER，奥地利的EMPL、日本的TOKYU、加拿人的NRC。这一阶段的清障车技术和生产得到很大发展，首先是系列品种、规格增多，结构形式多样化，其次是所用专用底盘、二类底盘多样化。大型清障车最大为4桥。第3阶段，结构多样、功能齐全，具有托举、起吊、拖拽、牵引、背拖、破拆、清洁、维修等功能。第4阶段，工作能力更大，拖举能力最大达25t，拖牵能力达48t，起吊能力达40t。第5阶段，操作方式更先进，工作环境更舒适。国外，专用底盘用户向底盘生产商供货时，后者会给前者一个软件
9、，用户可据需在软件上对底盘布局进行修改，后者再根据用户的修改生产专用底盘。此外，还有专门的清障车底盘改装厂。按目前我国清障车销量约为国外的1/10推算，国外清障车年为需求2万辆。1.4 道路清障汽车发展方向与前景“十一五”期间，我国公路建设继续保持快速发展，以“五纵七横”为主骨架的公路网将相继形成。2010年我国高速公路通车总里程将位居世界第2位。各省市高速公路争相突破1 000 km。公路的快速发展为清障车提供了良好的发展环境。我国汽车保有量近年来增民迅猛，给道路交通带来了很大压力，交通事故频发，许多城市道路交通拥挤不堪。所以，近几年各城市道路清障车的采购量逐年增长。2000年至今，上海市新
10、增近1 680辆，北京市新增近2 000辆，近2年广州市每年新增300多辆，江浙等地的增幅也较大。近2年沿海地区城市与当地部队靠近台湾地区采购了大量大吨位清障车。除了新修道路需要配备清清障车以外，还有大量老旧清障车等待更新。专家统计，清障车因使用频繁5年一换新。 道路救援工作社会化使道路清障车市场扩展。上海从2000年9月建立“清障施救协作网”，逐步推进清障救援的社会化、规范化、专业化和市场化；为此，上海的交巡警支队全部退出了清障施救网络，将全部清障牵引车辆拍卖给了社会施救单位，车辆牌号换成地方牌号，交巡警变为管理者。近年广州交通集团交通拯救公司的成立，也掀开了广东道路救援上作社会化的序幕。道
11、路清障上作社会化、市场化之后，受委托的清障施救公司在交警部门的指导下，按照城市发展规划要求，完善施救网络，参与有序竞争，会考虑增加新的设备；同时，也会通过招标方式选择技术含量高、质量好、价格低、服务到位的产品和企业。未来几年需求量预测，近年来，我国清障车有了一定发展，但功能齐全、外形外观的清障车还较少，尤其是道路清理各级公路及城市道路肇事、故障车辆及违章停放车辆的清障车的缺口还很大。有专家预测，未来几年，我国清障车年需求量约2 3002 500辆，其中：“拖吊”和“旋转”型1 3001 500辆，“平板”和“升降平台”型11001300辆。预计“十一五”期间总需求量继续稳步增民，年均增民率约1
12、5%。1.5 本设计的主要内容本设计的目标是设计一种载重3t的道路清障汽车。本次道路清障车装备有平板和液压液压绞盘两套装置。因此本设计主要研究的内容有：总体布置，进行二类底盘选型分析、副车架和液压绞盘的设计计算、卷筒的选取计算、液压传动装置设计计算选型，然后进行车辆的总体布置和性能分析，并用总布置图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。第2章 道路清障车结构方案分析道路清障汽车装备有托举机构和液压卷筒两套装置，它能将车平移举升到一定高度后拖走。对道路清障车进行
13、改装设计，一般应满足以下设计要求：（1） 具有一般清障汽车的功能；（2） 能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度；（3） 拖拽功能；（4） 牵引功能；（5） 起吊功能；2.1 方案一四门架叉式清障车2.1.1 结构门架叉式清障车使用普通卡车改装，视不同起重吨位，可选用轻卡、中卡及重型卡车改装，只需制作一副起重门架，增加一套简单的液压系统即可改装完成。起重门架铰接在汽车底盘纵梁尾部，小型液压系统安装在汽车发动机功率输出端，利用汽车发动机的动力驱动油泵，提供清障作业时起重油缸和偏转油缸的动力图2.14。起重门架是矩形焊接结构件。以中型门架为例，其轮廓尺寸(长、高、厚)为1 200
14、、1 800、150mm，包括外门架(图2.15)和内门架(图2.16a)。内门架在外门架内滑动，山起重油图2.10 RL5090背式清障车图2.11 RL5090背式清障车工作过程图2.12 RL5090背式清障车运输状态图2.13 RL5090背式清障车缸控制内门架的升降。在内门架上装有叉梁副臂及托叉后梁和托叉前梁(图2.16b、c、a)，用于托起事故车辆。整个起重门架能在偏转油缸作用下做小角度偏转。作业时将叉架伸入事故车辆前轮(或后轮)，固定后，举升油缸驱动内门架上升即可抬起事故车头(或车尾)，将事故车拖离现场。图2.14 门架叉式清障车门架叉式清障车的设计思想源于装卸用门架式叉车，其作
15、业过程与叉车的作业过程极为相似。不同的是，叉车内门架行程大，一般达到2m，而叉式清障车的内门架行程只300mm。叉车由于输送距离短，一般利用门架偏转油缸使货物贴紧门架即可，不需捆绑货物，而叉式清障车输送距离长，应考虑捆绑锁紧方式。2.2 方案二RL5090背式清障车道路清障车RL5090背式清障车道路清障车在作业时应十分注意对事故车辆的保护，特别对一些新车、高档轿车应避免因为作业中的捆绑、挤压以及运输中的碰撞造成对事故车辆机件及外观上进一步的损伤。除采用文明作业方式外，还应在作业方法上给以注意，包括使用垫层、软接触、选择拖运部位、使用专用属具及注意拖行车速等多方而。如果采用上述方法仍不能实现无
16、损输送，就应选用RL5090背式清障车如图2.10， RL5090背式清障车能够最大限度地保护事故车辆。RL5090背式清障车外形上类似自行平板车如图2.11，具有一般平板车不具备的工作台翻转能力，运动形式类似翻斗卡车。RL5090背式清障车在工作平台前部装有液压传动钢丝绳卷扬机构，是装车卸车的动力来源。工作原理:在二类通用汽车底盘上装有用油缸、连杆和底盘相联接的工作平台，工作平台、汽车底盘、翻转油缸及连杆共同构成在汽车纵向垂直平而内的四杆机构。当翻转油缸伸出时，工作平台平缓地后移和翻转，平台末端落地，与地面成1122角，位于事故车正前方。2.2.1 装车作业过程清障车以车尾接近事故车，翻转油缸工作使工作平台后翻落地。开动液压卷扬机构，用钢丝绳连接事故车辆的前桥(也可连接事故车辆后桥，以倒拉方式装车，本文和图示均按正拉方式叙述
