隧道运管车新型车架装置研发与应用

2020-08-28白树文孙淼

中国设备工程 2020年16期

白树文，孙淼

（山东能源重装集团泰装工程装备制造有限公司，山东泰安 271000）

目前国内隧道运管车多为拖拉机、装载机、半挂货车改装车，车型庞大，转弯半径大，污染严重，不适合隧道内运输，由于牵引力小，不能满足大吨位、长距离坡道运输条件，更达不到实用、环保、安全的要求。国外制造企业也无自装卸大吨位隧道内运管车，普通的运管车价格昂贵，生产周期长。为满足市场需求，确立研制隧道内自卸式运管车，其中车架结构的研发是整车的关键。

1 技术背景

目前国内没有类似产品，国外近似的产品为整体车架式结构，其车架的前部为动力装置、驱动装置的支撑装置，车架的后部为从动车桥、后车架及托盘装置等。现有的国外整体式车架结构是为适应整体总方案要求而作，其制作工艺要求较高，制作难较大，关键部位采用了压型模具等高精尖设备，由于车架较长，轴孔需用大型设备加工，设备投入较大，制作成本较高。

2 车架设计

2.1 整体概述

隧道内双向自卸式运管车车架，主要用于石油天然气长输管道的运输，整体车架包括前部车架、后部车架和中间铰接装置等。

前车架采用矩形框架结构，后车主纵梁采用了箱型焊接结构，整体承载能力大，抗扭转能力强。前部车架能够承载整机动力装置、双向驾驶及操纵装置、前驱动车桥及部分附件装置等；横梁采用工字钢型材，后车架采用分段式，后部车架能够承载后从动车桥、前后升降滚轮架油缸支撑座、V型滚轮托架油缸连接座、棘轮紧绳器、调整支腿座等；中间铰接装置联接前后车架装置，保证前后车架能够通过铰接销轴联接相对摆动、通过回转支承联接相对旋转，有效的缩短了车架的加工长度，制作工艺简单。

2.2 结构特点及细节

前车架为双纵梁、单横梁、双驾驶室连接轮罩、双铰接板支座组成矩形框架结构；后车架为箱型双纵梁、工字钢横梁组成框架结构，并且分为两段，利用销轴连接；中间铰接装置为首先通过中间销轴连接的双支点铰接、以便于相对左右摆动，然后通过回转支承联接以便于相对旋转。

车架结构如图1所示，前车架有前车纵梁板20，轮罩21，发动机支座22，左驾驶室23，右驾驶室24，横梁板25，双铰接板支座26组成。

后车架有后车铰接支架1，前段箱型纵梁2，棘轮紧绳器3，前升降滚轮架油缸支撑座4，横梁5，前轮轴6，连接座7，支腿座8，V型滚轮托架油缸连接座9, 后段箱型纵梁10，Ⅰ后轮轴11，后升降滚轮架油缸支撑座12，Ⅱ后轮轴13，牵引座14组成。

中间铰接有回转支承座31，单铰接板装置32，双铰接板33组成。联结方式如图2所示。

图2 联结方式图

前车架由前车纵梁板20，发动机支座22，横梁板25，双铰接板支座26进行焊接联接，形成矩形框架结构；外部两侧分别焊接左驾驶室23，右驾驶室24，轮罩21，以增强整体刚性。

后车架分为两段，前段首先由后车铰接支架1，前段箱型纵梁2，横梁5，前轮轴6，连接座7焊接联接，形成矩形框架结构；然后按照图示位置焊接棘轮紧绳器3，前升降滚轮架油缸支撑座4，完成后车架前段联接。后段首先由横梁5，V型滚轮托架油缸连接座9,后段箱型纵梁10，Ⅰ后轮轴11，Ⅱ后轮轴13，牵引座14焊接联接，形成矩形框架结构；然后按照图示位置焊接支腿座8，后升降滚轮架油缸支撑座12，完成后车架后段联接。最后利用销轴将前后段联为一体。

中间铰接首先由双铰接板33左端与前车纵梁板20焊接联接，双铰接板33右端利用销轴与单铰接板装置32联接，然后单铰接板装置32另一侧通过回转支承与回转支承座31联接，最后回转支承座31另一侧与后车铰接支架1焊接联接。

2.3 技术优势

前车架采用矩形框架结构，后车主纵梁采用了箱型焊接结构，横梁采用工字钢型材，整体承载能力大，抗扭转能力强；后车架采用分段式，有效的缩短了车架的加工长度，制作工艺简单。中间铰接装置为首先通过中间销轴连接的双支点铰接、以便于相对左右摆动，然后通过回转支承联接以便于相对旋转。后车架为分段式，前轮轴6的中心比两后轮轴中心高30mm,运输过程中，前轮轴6上面的车轮不接触地面，以便于整车转向；后车架前后段分开后，前段仍与前车架联为一体，形成四轮结构，以便于前部车头进行场地周转。上述方案制成的运管车，结构简单，装卸操作方便，运载管材平衡、可靠、安全。减轻了劳动强度，提高了装卸工作效率，能够达到预定的效果。