120T混合动力框架运输车悬挂系统研究及工程实践

发布时间：2020-05-22 15:45

【摘要】：冶金工业的迅速发展给重型机械运输车辆的发展带来了新的契机,钢铁产业的发展对运输车辆的需求也更加多样化和个性化,因此对重型运输车辆的生产制造不再局限于传统的设计方案。燕山大学科研团队、大连华锐重工焦炉车辆设备有限公司和秦皇岛天业通联重工科技有限公司共同合作,研究设计出一种厂内使用的框架运输车。本文主要对框架运输车的悬挂机构进行了力学分析和结构优化,并针对如何提高悬挂系统的升降同步精度及车身自动调平精度进行了仿真分析与实验研究,对提高其运输过程的安全性具有重要意义。首先根据整车性能要求,设计了车载电池组配合电机驱动的动力系统、升降和转向的液压系统,能够满足续航里程长、污染小、运转机动灵活的基本要求。并对车辆进行了一系列的辅助安全设计,保证了车辆操纵人员的基本安全。然后对车辆的悬挂机构及车架在ANSYS有限元分析软件中进行了静力学和动力学分析,静力学分析结果表明上述各结构刚度及强度均满足要求,车架的动力学分析结果为操作人员提供了安全操作的依据;基于遗传算法对悬挂机构进行多目标优化,优化结果使悬挂结构更加合理,在一定的约束条件下使得液压缸在受力最小时车身起升高度最高。最后对悬挂液压系统进行了AMESim建模分析,针对悬挂液压油缸在上升过程中存在同步误差和上升结束时存在静态位置误差的现象,进行了控制策略的研究:采用模糊PID控制方法,提高了车辆悬挂系统的同步精度,进而提高了运载平台的姿态调平精度;对悬挂液压系统进行AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真,验证了该控制策略的可行性。最后进行了现场实验,验证了该控制策略对提高车辆的升降同步精度和改善车身姿态自动调平有显著效果,其对框架运输车的生产具有现实指导意义。
【图文】：

挂车,液压,无轨运输

1.2.1 重型无轨运输车国外发展现状自 20 世纪 30 年代起，国外就致力于无轨运输车的研发。多种形式的无轨运输车短时间内掀起了在钢厂内使用的浪潮。因其运输方便、机动灵活、工作效率高等显著优点快速的取代了轨道运输在钢铁工业的地位。近年来液压控制技术和微电控制得到了蓬勃发展，进一步促进了无轨运输车的发展。德国的卡玛格(KAMAG)、哥德浩夫(GOLDHOFER)、索埃勒(SCHEUERLE)特种重型车辆制造商、日本车辆制造株式会社(NIPPON SHARYO,LTD)、法国的尼古拉斯(NICOLAS)、意大利的 COMETTO 等对重型无轨运输车辆做出了极大的贡献。截止目前，索埃勒公司成功研发了包括 SMPT、ICSPE、K25H 在内的三个系列，有 2 轴线、3 轴线、4 轴线、6 轴线的模块单元供选择，，载重量从 124 吨到 200 吨、260 吨、3250 吨直至一万吨不等，车辆具有模块化功能强大的特点。卡玛格(KAMAG)公司开发出车辆操控性能较好的 U14 系列平板运输车，该系列在载重车的载重量最高承重 1 万吨。下图 1-1 至 1-4 分别为类型不同的重型运输车。

平板车

1.2.1 重型无轨运输车国外发展现状自 20 世纪 30 年代起，国外就致力于无轨运输车的研发。多种形式的无轨运输车短时间内掀起了在钢厂内使用的浪潮。因其运输方便、机动灵活、工作效率高等显著优点快速的取代了轨道运输在钢铁工业的地位。近年来液压控制技术和微电控制得到了蓬勃发展，进一步促进了无轨运输车的发展。德国的卡玛格(KAMAG)、哥德浩夫(GOLDHOFER)、索埃勒(SCHEUERLE)特种重型车辆制造商、日本车辆制造株式会社(NIPPON SHARYO,LTD)、法国的尼古拉斯(NICOLAS)、意大利的 COMETTO 等对重型无轨运输车辆做出了极大的贡献。截止目前，索埃勒公司成功研发了包括 SMPT、ICSPE、K25H 在内的三个系列，有 2 轴线、3 轴线、4 轴线、6 轴线的模块单元供选择，载重量从 124 吨到 200 吨、260 吨、3250 吨直至一万吨不等，车辆具有模块化功能强大的特点。卡玛格(KAMAG)公司开发出车辆操控性能较好的 U14 系列平板运输车，该系列在载重车的载重量最高承重 1 万吨。下图 1-1 至 1-4 分别为类型不同的重型运输车。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TF086

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