新型多功能清障车工作装置设计与研究

摘要

截止到2014年年底，我国公路总里程已达到440万公里，公路的管养、清障作业变得异常艰巨，清障机械不仅要搬运（托举）事故车辆，还要应对恶劣天气下的道路积雪、马路灰尘及马路碎石等。然而我国公路清障作业机械正处于起步阶段，现在使用的清障机械绝大多数存在领域和功能较为单一的问题，如果大量的采用单功能机械不管是投入使用还是停置都将会提高道路的维护费用。针对此现状，结合山东省交通科技创新计划项目“高速公路管养作业多功能机械的研究与开发”，本文设计的多功能清障车工作装置是在普通叉车工作装置的基础上对其进行创新与功能拓展设计，该工作装置将拖拽、搬运（托举）、铲雪等多种用途集于一体，与配套的改装基础车共同组成多功能清障车。本文主要研究内容包括:
　　(1)对搬运（托举）、铲雪工作装置的主体结构门架、起升油缸、倾斜油缸进行设计。完成搬运（托举）部件货叉架旋转的分功能设计，并对搬运（托举）部件的货叉、转动油缸分别进行设计及校核计算。考虑除雪作业时结构性、工艺性的要求，对铲雪装置中的推雪铲铲板空间曲面进行分析和设计。并分析推雪铲作业时整车的侧向稳定性、牵引及功率匹配特性。
　　(2)利用ANSYS软件对清障车搬运（托举）装置的内、外门架进行有限元静力学分析，得出内、外门架的位移变形云图和应力分布云图。经分析，验证该型清障车门架关键部件设计的合理性。
　　(3)利用ADAMS创建清障车门架系统的虚拟样机模型，对清障车门架工作过程进行动力学仿真分析。经分析得到清障车门架各铰接点和相关构件的运动、受力、位移特性曲线及性能参数。
　　(4)对推雪铲工作过程中受到的雪阻力进行计算。并通过ANSYS有限元分析软件对推雪铲进行静动态特性分析，可求出了推雪铲的静载荷应力、位移云图和动载荷应力、应变云图，得到推雪铲的应力薄弱点，为以后推雪铲的优化提供参考。同时对推雪铲前15阶模态进行分析，分析其是否产生共振现象。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 研究背景和意义

1．3 国内外研究现状及发展趋势

1．4 存在的问题

1．5 本文研究的主要内容

2 工作装置的设计

2．1 工作装置的总体设计

2．2 工作装置的门架系统设计

2．3 搬运(托举)部件设计

2．4 铲雪部件设计

2．5 本章小结

3 门架系统静力学分析

3．1 门架系统受力分析

3．2 门架有限元静力学分析

3．3 本章小结

4 清障车搬运(托举)装置动力学仿真分析

4．1 清障车搬运(托举)装置动力学模型建立

4．2 动力学仿真结果分析

4．3 本章小结

5 清障车铲雪装置性能分析

5．1 推雪铲有限元静力学分析

5．2 推雪铲动态特性分析

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和申请的专利