一种危化品运输车罐体副车架的设计与计算

王建业

危险品运输车的罐体副车架总成（下简称：副车架），由车架纵梁、横梁以及罐体斜撑等部件组成，主要起支撑罐体以及罐体与车架连接的作用。副车架各组成零部件应保证罐体所需的设计强度和刚度，且需对所设计的副车架强度进行校核。本文所设计的副车架材料，纵梁采用Q345B/T6，横梁采用Q345B/T4;设计完成后，对罐体副车架的强度以及与底盘车架的连接支座做局部强度校核计算分析。下面是设计、校核过程。

1副车架外形设计计算

1.1副车架的截面形状设计

副车架的截面形状通常多采用图1的折弯结构;但为了增大罐体与副车架的接触面积，对结构进行了改进，在车架上边缘朝外再折一道弯（图2），用于增加与罐体的接触面积。本设计方案选择改进后的方案（即图2）。

1.2副车架的前端形状选型

为了解决因副车架截面尺寸的变化而导致的主车架应力集中的情况，本副车架的前端的形状拟采取逐步过渡方式，如图3所示。

2副车架与主车架的连接方式

副车架与主车架的连接方式主要有3种：

（1）骑马螺栓连接：能够防止主车架纵梁与副车架之间产生水平位移，如图4所示。

（2）直连接支架：如图5所示，此结构的优点是可承受较大的纵向载荷。

（3）斜连接支架：螺栓与车架大梁成45。角，斜拉一般都是成对出现，首尾各一个呈“八”字形，如图6所示。此结构可承受很大的前后水平载荷。

为保障副车架与罐体连接的强度以及可靠性，参考市场现有车型及其设计经验，本文设计的副车架与主车架连接方式采用上述骑马螺栓结构搭配。

3副车架主要尺寸设计

设计油罐汽车时，所选取的载重汽车二类底盘上只有主车架;为了增加搭装油罐时车架的强度刚度，延长车架使用寿命，必须在主车架基础上增加副车架;其形状类似于主车架，主、副车架之间添加一定厚度的夹布橡胶板。其长度、宽度均与主车架相同，主要是为了增加主、副车架连接的紧密度，对主车架起到增加强度的作用。主、副车架的连接方式，采用骑马螺栓予以加固连接。

结合此款罐车的设计要求及市场需求，副车架材料：横梁、纵梁均选择抗拉强度为675MPa的Q345B钢板。而载重汽车（底盘）车架横、纵梁一般选用的材料：横梁为Q345B/T4，纵梁为Q345B/T6。

为了降低整车重心，副车架的高度应尽可能低。副车架长度，还需根据罐体尺寸设计确定。其尺寸设计如表l。

4副车架的强度校核（计算）

社会车辆中，在使用过程中常有副车架断裂现象;因此，在设计副车架时应考虑副车架的强度。副车架的强度校核主要是对副车架的弯矩、结构强度、与罐体以及底盘（主车架）连接强度等进行校核。

4.1额定装载时整车心作用点的计算

通常，相对于底盘主车架，罐车的整车重心是会后移的。其受力如图7所示。

5小结

本文先后进行了罐体副车架的设计及强度校核。设计过程包括材料选择（纵梁采用Q345B/T6，横梁采用Q345B/T4）、副车架截面形状设计、副车架的前端形状选型，以及副车架与主车架的连接方式。设计完成后，对罐体副车架的强度以及与底盘车架的连接支座的局部强度进行了校核计算分析。通过計算得出：罐体重心离底盘车架前轴中心的距离是4030mm，材料与设计结构符合副车架强度要求，支座局部应力强度满足设计要求。