本實用新型涉及半掛車車架
技術領域：
，特別涉及一種八管高壓氣體運輸半掛車的車架加強結構。
背景技術：
：半掛車是車軸置于車輛重心（當車輛均勻受載時）后面，裝有可將水平和垂直力傳遞到牽引車的聯結裝置的掛車，通過半掛車的底板架上的牽引銷與半掛車頭相連接的一種重型的運輸交通工具。然而隨著工業氣體的發展，天然氣等高壓氣體異地間輸送與日俱增，由于管網的初始投資高，能量消耗大，傳統中小容積氣瓶運輸量小，則難以實現連續工期等。而長管半掛車將幾只或十幾只大容積無縫氣瓶通過框架或捆綁形式固定在半掛車車架上，并將氣瓶頭部連通作為移動式儲存罐提供給用戶送氣設備，使得介于管網輸送和中小氣瓶裝運之間的高壓氣體半掛車得以迅速發展，成為城際間氣體運輸的主要方式。車架是半掛車最大的基礎件，具有縱梁長、支點跨距大、貨箱面積大等特點，也是作為骨架承載著該車在各種工況下的載荷，其受力特點為車架前后兩端支撐板底部承受較大的載荷，而中部大部分區域受力較小。車架性能的優劣直接影響到整車的承載性、安全性、行駛平穩性等，考慮到高壓氣體半掛車用途的特殊性、運輸安全性以及運輸效率，工程上要求其必須滿足強度和剛度要求。技術實現要素：本實用新型的目的在于提供一種八管高壓氣體運輸半掛車的車架加強結構，其目的在于：在確保安全并不改變鋼瓶容積的前提情況下，減少半掛車車架的自重，進而提高單車運輸效益。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種八管高壓氣體運輸半掛車的車架加強結構，其包括前撐板、后撐板以及底板架，所述底板架包括至少兩根平行的縱梁以及多根橫梁，所述縱梁及橫梁均為工字形的鋼材，所述多根橫梁均相互平行并與所述縱梁垂直相交，所述前撐板及后撐板分別固定連接在所述多根橫梁中對應在所述縱梁的最前端與最后端的前橫梁及后橫梁上，所述多根橫梁中的前橫梁及后橫梁的工字形的上下邊以及中間板的厚度均超過其它橫梁的上下邊以及中間板的厚度，所述至少兩根縱梁上的前段工字形的高度小于后段的工字形的高度，且所述縱梁的前段至后段之間具有工字形高度逐漸增大的過渡段，所述縱梁的前段及后段上分別與所述前橫梁及后橫梁交叉連接的部分的工字形的上下邊以及中間板的厚度均超過其它節段部位的上下邊以及中間板的厚度。優選于：所述前橫梁的工字形高度為120mm、工字形上下邊的寬度均為150mm，且所述前橫梁的工字形上下邊以及中間板的厚度均為20mm，所述后橫梁的工字形高度為150mm、工字形上下邊的寬度均為150mm，且所述后橫梁的工字形上下邊以及中間板的厚度均為15mm。優選于：所述縱梁的前段上由前端的端頭至距離底板架上的牽引銷差20mm之間的一段的工字形高度為300mm、工字形上下邊的寬度均為120mm、工字形上下邊以及中間板的厚度均為20mm；所述縱梁的后段上由后端的端頭至半掛車的車軸約束部位之間的一段的工字形高度為380mm、工字形上下邊的寬度均為120mm、工字形上下邊的厚度均為15mm、工字形中間板的厚度均20mm。優選于：所述前橫梁、后橫梁以及所述縱梁的工字形的上邊在同一平面上，所述前橫梁及后橫梁的工字形上邊與所述縱梁的工字形上邊之間形成的內拐角中設置有倒圓角結構；且所述前橫梁及后橫梁的工字形上邊與所述縱梁的工字形上邊之間的內拐角中設置的倒圓角結構的長度及寬度均為100mm、厚度為20mm，且倒圓角結構的圓弧半徑為100mm。優選于：所述前撐板與后撐板之間固定設置有八根管式的用于盛裝高壓氣體的氣瓶，所述八根管式的氣瓶上至少套設有兩個約束框，其中，對應于所述氣瓶的最前端的所述約束框的兩側邊下端與所述前撐板的兩側邊之間分別連接設置有固定拉桿，對應于所述氣瓶的最后端的所述約束框的兩側邊下端與所述后撐板的兩側邊之間也分別連接設置有所述固定拉桿。優選于：所述后撐板上與所述氣瓶對應的另一側設置有固定框，所述固定框包括三組方形框，所述三組方形框平行的固定在四根橫桿上，所述三組方形框的四個角分別固定連接在所述四根橫桿上，所述三組方形框的一條邊固定連接在所述后撐板上，所述三組方形框上與連接在所述后撐板上的一條邊相鄰的另一條邊兩端連接的兩條橫桿固定在所述至少兩根縱梁上，每組方形框中均呈對角線狀的固定設置一根斜桿，所述斜桿的一端連接在所述方形框中對應所述后撐板的上邊沿的一角上、另一端連接在該角的對角上。優選于：所述前撐板以及后撐板的底邊均固定連接有角鋼，一一對應的所述角鋼的一側邊分別貼靠的固定連接在所述前撐板以及后撐板的底邊板面上，一一對應的所述角鋼的另一側邊則形成所述前撐板以及后撐板上分別用于固定連接至所述前橫梁及后橫梁上的連接法蘭。優選于：所述前撐板及后撐板均為HG785D鋼材，所述固定框為Q345B鋼材，所述角鋼為Q235鋼材。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：一、改進后的半掛車車架針對應力結構中最大的應力集中部位——即所述縱梁的兩端及所述前橫梁、后橫梁之間相連接部位的的橫截面進行尺寸改進、加厚，保證局部應力集中的部位能夠承受更大的應力；二、由所述至少兩根縱梁與若干橫梁組成所述底盤架，而且這種結構在半掛車在牽引車的拖動下向前運動時，氣瓶在慣性力的作用下導致前撐板與后撐板受力后應力集中傳遞至固定框上，進而降低了所述前撐板與后撐板在運動中所承受的應力；三、在氣瓶的慣性力為與運動方向成直角水平方向或者向下方向或者向上方向時，應力通過所述前撐板及后撐板的傳遞集中前橫梁及后橫梁與所述縱梁之間，因此增加所述前橫梁及后橫梁與所述縱梁之間的倒圓角結構，進而提高抗扭曲的應力性能，從而增強半掛車的整體的應力性能。本實用新型基于應力場分布結果對其結構進行改進，實現輕量化，而不減少單車氣體容積率。附圖說明圖1為本實用新型的整體結構示意圖。圖2為本實用新型的前橫梁的橫截面結構示意圖。圖3為本實用新型的后橫梁的橫截面結構示意圖。圖4為本實用新型的縱梁的前段的橫截面結構示意圖。圖5為本實用新型的縱梁的后端的橫截面結構示意圖。圖6為本實用新型的前橫梁與縱梁的局部結構示意圖。圖7為本實用新型的后撐板與固定框之間的結構示意圖。具體實施方式以下將結合附圖1至7以及較佳實施例對本實用新型提出的一種八管高壓氣體運輸半掛車的車架加強結構作更為詳細說明。本實用新型提供一種八管高壓氣體運輸半掛車的車架加強結構，其包括前撐板1、后撐板2以及底板架，所述底板架包括至少兩根平行的縱梁3以及多根橫梁4，所述縱梁3及橫梁4均為工字形的鋼材，所述多根橫梁4均相互平行并與所述縱梁3垂直相交，所述前撐板1及后撐板2分別固定連接在所述多根橫梁4中對應在所述縱梁3的最前端與最后端的前橫梁41及后橫梁42上，所述多根橫梁4中的前橫梁41及后橫梁42的工字形的上下邊43以及中間板44的厚度均超過其它橫梁4的上下邊以及中間板的厚度，所述至少兩根縱梁3上的前段工字形的高度小于后段的工字形的高度，且所述縱梁3的前段至后段之間具有工字形高度逐漸增大的過渡段，所述縱梁的前段、過渡段以及后端的上邊31均在同一平面上，所述縱梁的前段、過渡段以及后端的下邊31高度存在高度差位，所述縱梁3的前段及后段上分別與所述前橫梁41及后橫梁42交叉連接的部分（圖1中L1、L2所標示的范圍）的工字形的上下邊31以及中間板32的厚度均超過其它節段部位的上下邊以及中間板的厚度。本實用新型在具體實施時，通過檢測傳統的半掛車的車架上的應力場分布結果，進而對運動過程中應力集中的部位——即所述前橫梁、后橫梁與縱梁之間的連接部位的結構進行改進，增加所述前橫梁、后橫梁與縱梁之間的連接部位的工字形的橫截面的各部位的厚度，進而提高應力強度。其中改進后的具體方案如下：圖2所示，所述前橫梁41的工字形高度為120mm、工字形上下邊43的寬度均為150mm，且所述前橫梁41的工字形上下邊43以及中間板44的厚度均為20mm；如圖3所示，所述后橫梁42的工字形高度為150mm、工字形上下邊43的寬度均為150mm，且所述后橫梁42的工字形上下邊43以及中間板44的厚度均為15mm；如圖4所示，所述縱梁3的前段上由前端的端頭至距離底板架上的牽引銷差20mm之間的一段的工字形高度為300mm、工字形上下邊31的寬度均為120mm、工字形上下邊31以及中間板32的厚度均為20mm；如圖5所示，所述縱梁3的后段上由后端的端頭至半掛車的車軸約束部位之間的一段的工字形高度為380mm、工字形上下邊31的寬度均為120mm、工字形上下邊31的厚度均為15mm、工字形中間板32的厚度均20mm，本實施例提供所述縱梁3以及橫梁4的最佳尺寸，使構成的底盤質量輕，卻滿足結構強度。進一步，如圖6所示，所述前橫梁41、后橫梁42以及所述縱梁3的工字形的上邊在同一平面上，所述前橫梁41及后橫梁42的工字形上邊與所述縱梁3的工字形上邊之間形成的內拐角中設置有倒圓角結構5（圖2中所示為前橫梁41與縱梁3）；且所述前橫梁41及后橫梁42的工字形上邊與所述縱梁3的工字形上邊之間的內拐角中設置的倒圓角結構5的長度及寬度均為100mm、厚度為20mm，且倒圓角結構的圓弧半徑為100mm，利用所述倒圓角結構5使結構連續性強，且能夠增強所述前橫梁41及后橫梁42與縱梁3之間的結構強度，進而增強所述前撐板1與后撐板2受到與半掛車運行方向垂直且水平的力時的應力性能，所述前撐板1及后撐板2均為HG785D鋼。如圖1所示，所述前撐板1與后撐板2之間固定設置有八根管式的用于盛裝高壓氣體的氣瓶6，所述八根管式的氣瓶6上至少套設有兩個約束框7，其中，對應于所述氣瓶6的最前端的所述約束框7的兩側邊下端與所述前撐板1的兩側邊之間分別連接設置有固定拉桿71，對應于所述氣瓶6的最后端的所述約束框7的兩側邊下端與所述后撐板2的兩側邊之間也分別連接設置有所述固定拉桿71，借助所述固定拉桿71使所述前撐板1、后撐板2分別與所述縱梁3之間形成三角形結構，使所述前撐板1、后撐板2的豎立結構更加穩定。如圖7所示，所述后撐板2上與所述氣瓶6對應的另一側設置有固定框8，所述固定框8包括三組方形框81，所述三組方形框81平行的固定在四根橫桿82上，所述三組方形框81的四個角分別固定連接在所述四根橫桿82上，所述三組方形框81的一條邊固定連接在所述后撐板2上，所述三組方形框81上與連接在所述后撐板2上的一條邊相鄰的另一條邊兩端連接的兩條橫桿82固定在所述至少兩根縱梁3上，每組方形框81中均呈對角線狀的固定設置一根斜桿83，所述斜桿83的一端連接在所述方形框81中對應所述后撐板2的上邊沿的一角上、另一端連接在該角的對角上，所述固定框為Q345B鋼材。所述前撐板1以及后撐板2的底邊均固定連接有角鋼（圖中未示出），一一對應的所述角鋼的一側邊分別貼靠的固定連接在所述前撐板1以及后撐板2的底邊板面上，一一對應的所述角鋼的另一側邊則形成所述前撐板1以及后撐板2上分別用于固定連接至所述前橫梁41及后橫梁42上的連接法蘭，所述角鋼為Q235鋼材。本實用新型在具體實施時，如下表一所示，按照最大工作負荷情況，以慣性力作為載荷邊界條件，本文共分析了4種工況，具體為：充裝介質：壓縮天然氣載氣質量：氣瓶組件質量前、后撐板：HG785D鋼板屈服極限：固定框：Q345B鋼材屈服極限：角鋼：Q235鋼材屈服極限：彈性模量泊松比0.3工況1：為慣性力與運動方向相同，大小為2mg；工況2：為慣性力與運動方向成直角的水平方向，大小為1mg；工況3：為慣性力向下，大小為2mg；工況4：為慣性力向上方向，大小為1mg。對JXY9370GRQ型高壓氣體運輸半掛車車架結構按照上述原則改進，結果顯示，工況2、工況3、工況4情況下前撐板1、后撐板2最大應力點都出現在與構成底盤的橫、縱梁之間的連接處，其中前撐板的最大應力值分別為237.6MPa、179.675MPa、86.917MPa，后撐板最大應力值分別為241.289MPa、171.308MPa、83.356MPa；由于工況1邊界條件為運動方向加載2mg的慣性力，并集中在后撐板2上，大小為215MPa，在后撐板2與后橫梁42連接處將產生應力集中現象，而其他工況，后撐板2受力很小，因此在工況1時，前撐板的最大應力點為前撐板1下部與前橫梁41連接的法蘭盤附近，大小為179.757MPa；改進后前、后撐板的應力大幅度降低了，不僅滿足了強度要求，而且為輕量化設計提高理論依據。綜合上所述，本實用新型的技術方案可以充分有效的完成上述實用新型目的，且本實用新型的結構原理及功能原理都已經在實施例中得到充分的驗證，而能達到預期的功效及目的，且本實用新型的實施例也可以根據這些原理進行變換，因此，本實用新型包括一切在申請專利范圍中所提到范圍內的所有替換內容。任何在本實用新型申請專利范圍內所作的等效變化，皆屬本案申請的專利范圍之內。當前第1頁1 2 3