一种半挂车可滑移式悬挂的结构设计

冯兵

摘 要：该文根据专用半挂车领域，客户群种较多，差异性较大以及包括牵引车的不同、公告型号不同，分析给半挂车结构带来的影响。同时采用模块化设计思想，设计了一种半挂车可滑移式悬挂。着重介绍了半挂车可滑移式悬挂的结构设计和原理，对其结构特点及工作原理进行了深入分析，并对滑移轨道的设计和选择做了深入探讨。

关键词：可重构性 模块化 滑移式悬挂 结构方案设计

中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0036-02

为了使半挂车行业对当今不可预测，快速多变的市场需求具备快速响应能力，迫切需要一种根据客户的个性化需求。可容易地重构以满足不同需求的车型。可重构制造单元的模块化设计是一种通过自身结构的变化，进行重新配置功能和结构调整从而能够快速响应新的生产环境的新型制造方法，在快速响应市场变化和个性化生产方面具有非常重要的实际意义。

1 设计背景

半挂车的模块化正在许多欧洲、日本和美国公司中兴起。模块化设计是在综合分析用户需求的基础上，用较少的模块组配成尽可能多的不同车型品种，提高车型产品的适应性和多变性。半挂车的纵梁结构几乎全是工字钢型，并且半挂车多数采用两纵梁结构，两纵梁之间焊接横梁及筋板连接成一个框架，称之为纵梁总成。在以往的加工生产中，悬挂部分包括支架，空气悬挂等都是直接焊接在纵梁下方。但是由于国内轴距不同，悬挂部分需要多种定位。车间在定位悬挂系统时往往需要很长的时间，同时定位的不准确，还会造成悬挂与车架不在一个水平直线上，造成车辆啃胎，降低车辆的合格率。同时在出口到美国的一些车辆中需要使用可调节的悬挂结构。

2 设计原理

借鉴于铁路以及轨道滑动的原理，并根据其工字钢的纵梁结构，将滑动轨道做成Z字型，并用小横梁连接起来，形成框架，起到稳定和对车架的加固作用。如图1所示，滑移式悬挂总成与纵梁总成的装配后视图。

3 结构方案设计

滑移式悬挂总成设计主要考虑的因素是其强度以及与纵梁总成、悬挂之间的配合问题。首先，滑动轨道也要做成一个整体框架，部件1滑动轨道，功能：纵梁在滑动轨道上滑移；部件2高密度聚乙烯板，功能：减少摩擦，增加耐磨性；部件3固定销孔，功能：当滑移式悬挂移动到需要的位置后，此孔与纵梁上的孔对应，用高强度螺栓连接，并固定；部件4连接横梁，功能：使滑移式悬挂成为一个框架，并对悬挂部分进行加固，增加抗扭、抗弯强度；部件5空气悬挂总成，功能：行驶机构。具体框架部件如图2所示。

4 滑动轨道的设计和选择

在可滑移式悬挂系统中起到至关重要的是滑动轨道。导轨主要实现的功能是导向和承载。支撑和引导运动部件沿着一定的轨道运动。滑动轨道要求：（1）导轨精度高；（2）耐磨性好；（3）足够的强度；（4）低速运动平稳性；（5）结构简单工艺性好。

（1）导轨种类的选择，导轨按接触面的摩擦性质分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三大类；这里选择滑动导轨，滑动导轨是一种做滑动摩擦的普通导轨。滑动导轨的优点是结构简单，使用维护方便。

（2）滑动导轨材料的选择，根据结构特点以及强度要求，首选钢为导轨的材料，同时根据对几种钢材的比较，选择太钢产T610，T=8的板材。

导轨截面选择矩形状，优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，并与工字钢纵梁有最大的接触面。

（3）滑动导轨精度的控制，滑动导轨在长度方向上要与工字型纵梁配合，由于滑动导轨总长约4 500 mm，所以为保证滑动导轨正常工作，导轨滑动与纵梁表面之间应保持适当的间隙。间隙过小，会导致操作费力，磨损加快；间隙过大，会降低导向精度，引起振动。滑动导轨的精度，对整个滑移式悬挂的使用很重要，所以在制作过程中要对滑动轨道的精度加以控制。滑动导轨截面图如图3所示。

5 工作原理

可滑移式悬挂系统由车架后端进入，沿着纵梁下翼板滑动车架下方，并滑动到需要的安装孔位置，然后用固定销将其全部固定住。同时通过调整整体移动滑移式悬挂相对于纵梁的位置来改变滑移式悬挂的位置，移动到需要位置后用螺栓与纵梁上相对应的孔连接、固定。并根据需要可更换其悬挂系统，可以实现不同悬挂之间的转换，如钢板悬挂与空气悬挂的转换（如图4所示）。

6 结语

滑移式悬挂系统可以满足因轴距不同而改变前后悬的需求，同时可以实现不同悬挂之间的快速转换，满足客户在使用过程中的需求，便于大型的物流企业因快速的营运模式而对悬挂系统的维护和更换。

参考文献

[1] 唐寅，易红.可重构生产系统[J].制造业自动化，2000（5）：4-6.

[2] 徐达，蒋宗贤.专用汽车结构与设计[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[3] 濮良贵，陈定国，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2013.