国内外挂车支承装置标准差异化分析

2018-01-25 01:50高国有伍丽娜回春冯会建陈韬
专用汽车 2018年1期
关键词:侧向整车强度

高国有 伍丽娜 回春 冯会建 陈韬

中国汽车技术研究中心汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

1 前言

挂车支承装置俗称“支腿”,是在挂车与牵引车辆脱离以后,用于支撑挂车前部载荷的专用装置。挂车支承装置按升降方式可分为单动和联动,按照驱动形式可分为机械式和液压式等。2010年,交通运输部、国家发改委等相关部委联合在全国启动甩挂运输试点工程。甩挂运输与定挂运输相比,具有成本低、运行效率高、周转快等显著特点,因而正逐渐成为物流运输中最常见的运输模式。挂车支承装置是甩挂运输中挂车的关键零部件,其安全性、可靠性以及便捷性等指标直接影响着甩挂运输的运转效率和运输安全。当前,我国挂车支承装置的性能和技术要求主要依据GB/T 26777-2011《挂车支承装置》[1]标准规定进行试验检测。

近年来,随着我国甩挂运输的提倡和普及,以及挂车支承装置技术的发展,GB/T 26777-2011中一些技术要求和试验项目已经不能很好地满足市场规范化运行的需求。为了适应我国甩挂运输和挂车支承装置技术发展的需要,提高挂车支承装置的安全和技术要求,本文通过对比美国铁道协会的多式联运标准AAR-M-931[2]和 我国挂车支承装置标准GB/T 26777-2011[1],分别介绍两项标准的技术要求、试验项目、试验方法等方面的要求,并针对两者的差异性进行对比,分析我国挂车支承装置标准的现状和存在的差距,总结出我国现行挂车支承装置标准中的不足以及需要改进的地方。

2 国内外标准简介

2.1 国内标准对挂车支承装置的要求

我国对挂车支承装置的标准要求目前主要反映在GB/T 26777-2011《挂车支承装置》中,其中包括一些参数设计、技术要求以及试验方法要求。

国内与挂车支承装置有关的标准共有3项,包括QC/T 310-1999《半挂车支承装置》、JT/T 476-2002《挂车支承装置》和GB/T 26777-2011《挂车支承装置》,其中QC/T 310-1999和JT/T 476-2002现在已经废止,当前,我国对挂车支承装置的现行标准为GB/T 26777-2011,其对支承装置的要求主要包括技术要求以及试验方法等内容。

2.1.1 技术要求

GB/T 26777-2011标准中作为一项零部件推介国家标准,其对挂车支承装置的技术要求主要侧重于对零部件的结构和使用方面。在结构方面,为了满足挂车支承装置在挂车空载状态下能快速伸缩,在挂车满载状态下能提供足够的举升力,标准规定了支承装置需具有双速齿轮传动装置。为满足在不同路面状态下,支承装置均能正常工作的要求,规定其必须具有落地自动找平滑移衬垫或底座。

在使用方面,针对在运转和行车过程中可能出现的内腿跌落和运行阻滞等现象,标准要求支承装置必须具有足够的自锁性、限位装置可靠、运行时有效润滑和密闭性良好。关于在挂车安装的互换性尺寸和基本参数方面,标准中对支承装置的安装尺寸、闭合高度、运行行程等都做出了相关规定。传统的手动机械传动式支承装置在伸缩时,需要驾驶员通过手摇支腿手柄的方式驱动支腿伸缩,为保证驾驶员能有效举升满载挂车状态下的支承装置,同时尽量减少举升时间,标准中对手柄长度、手柄力大小和低速挡的升降行程都有明确的规定。而由于挂车支承装置在甩挂过程需要频繁使用,所以标准还对其耐久性进行了要求。

2.1.2 试验内容要求

在GB/T 26777-2011中的试验方法,规定了试验设备、试验负荷、试验内容和数据处理4个方面。

在试验设备方面,标准中规定了挂车支承装置的试验项目在专用试验台架上进行,并列明了附属检测设备。为了减少对试验项目操作的约束,试验设备中没有明确专用试验台架的要求。

根据试验内容中检测项目的需要,在试验负荷方面,标准规定了静压、举升和侧向力负荷,并依据型号细化了不同举升能力支承装置的负荷要求。

支承装置的试验内容包括静压试验、举升试验、侧向力试验以及耐久性试验4项,全部为零部件性能、强度和耐久性要求,其中静压试验主要考核支腿的最大承载能力,举升试验主要考核支腿的最大举升能力,侧向力试验主要考核支腿的内腿、外腿和其他附属部件的强度,而耐久性试验主要考核支承装置实际承载工作状态下的耐久能力。

此外,试验内容中数据处理是通过试验过程中记录慢档转动圈数和支腿升降行程计算慢档每圈的行程,同时根据力矩计算所需的平均手柄力。

2.2 国外标准对支承装置的要求

国外对挂车支承装置要求的标准包括美国铁路协会标准手册及推荐规范AAR-M-931和法国标准化协会标准NF-R-47,目前国际和国内的支承装置制造商基本都是根据AAR的标准来验证自己的产品,该标准首先对挂车以及牵引车整车强度方面做出了要求,进而引申出对挂车支承装置的各项性能要求,其对支承装置的要求是建立在挂车整车性能要求的基础之上,从设计要求、性能要求及试验要求3个方面加以规定。

2.2.1 设计要求

在设计要求方面,美标AAR-M-931从支承装置实际安装使用的角度出发,着力点放在支承装置与整车的相互关系上,在设计要求上规定了一些尺寸要求,如安装定位尺寸要求、安装到挂车上离地间隙要求以及安装支架的尺寸要求等,另外,还规定了支承装置要有自锁性能和双速性要求。

2.2.2 性能要求

美标AAR-M-931基于支承装置在整车上使用的实际需要提出了相关的性能要求,主要包括举升能力、动态承载能力、静态承载能力以及耐久能力等4个方面,并且给出了详细的载荷大小和方向,各项性能要求的载荷系数都是以整车总质量(MGW)为参考依据。在举升能力的要求中,除了举升载荷的要求外,对举升时扭矩力的大小也做出了规定。动态和静态承载能力主要是对车辆稳定性方面的要求,其要求支承装置在受到不同方向的载荷时仍能保持挂车的稳定。同样,耐久能力提出的是对支承装置整车装载情况下可靠性的要求。

2.2.3 试验要求

在美标AAR-M-931的试验要求中,首先提到不限制该试验完成所需的试验设备和试验方法,但需要保证采用等效替代的方法能达到预期的试验结果。由于试验主要是对整车和支承装置的系统考核,所以对试验的挂车模型要求非常严格,用于试验的挂车模型必须是经过试验标定,若使用未经测试的新模型或模型有变化,则必须进行试验标定。

美标AAR-M-931中关于试验的要求包括挂车的支承强度和零部件强度两方面,其中挂车支承强度试验规定了动态试验、冲击试验、整车纵向和侧向强度试验以及耐久性试验的具体要求和方法,这些试验重点在于检测支承装置安装到挂车上以后整车的支承强度是否满足要求;此外,在支承装置零部件强度方面,规定了零部件纵向和侧向强度试验、垂直强度试验、部件强度试验、举升试验的具体要求和方法,相比较于挂车支承强度方面的要求,零部件强度试验更加关注于支承装置本身的部件及部件之间的组合强度。

3 国内外标准对比解析

通过分析GB/T 26777-2011和美标AAR-M-931对挂车支承装置的技术和试验要求,可知国内外标准因为关注的侧重点不同,其对支承装置的规范化要求也存在差异。为了更好地理解国内外标准的差异化,需对比分析GB/T 26777-2011和美标AAR-M-931对挂车支承装置技术和性能要求、试验方法及内容上的差异性。

3.1 技术和性能要求对比

我国与美国现行标准对挂车支承装置技术和性能要求上的对比如表1所示,从中可以看出国内外标准在技术要求方面存

表1 技术要求差异对照表

3.2 试验方法及内容对比

我国与美国现行标准对挂车支承装置试验方法及内容上的对比如表2所示,从中可以看出,国标中的试验项目主要以零部件为主,而美标中的试验项目则完全覆盖了整车和零部件两方面。

表2 试验方法及内容差异对照表

3.3 国内外标准对比综述

通过表1和2国内外标准的对比分析可以发现,我国标准与国外标准在技术要求、性能要求和试验项目上都存在一些差异,而其主要差异又体现在性能要求和试验项目上,这主要是因为国内标准重点考核零部件的性能,而国外标准在整车稳定性和零部件强度方面都有考虑。虽然国内标准在零部件的要求方面和国外标准基本相同,但是仅规定了支承装置本身结构和性能方面的要求,而没有考虑整车使用的稳定性方面,存在一定的片面性,因为在支承装置的实际使用过程中,影响挂车稳定性的是整个支承系统,包括支承装置及其相关的附属部件。为了更详尽地分析国内外标准差异化的来源,下面将从技术要求和试验方法上对国内外标准差异性及优缺点进行详细的分析。

3.3.1 国内标准技术要求上的优点

鉴于挂车在国内实际使用过程中的恶劣工作环境以及复杂路面情况,国内标准对挂车支承装置内部结构性能要求非常严格。

为了保证支承装置的升降自如和防止灰尘与泥泞进入装置而出现卡滞现象,要求其必须具有良好的密封性和润滑装置。为了适应不平整路面,要求其有落地自动找平的滑移衬垫或底座;另外还规定了要有良好的焊接性能和符合人机工程学的便捷性。

3.3.2 国内标准在技术及性能要求上的不足

国内标准中要求支承装置需具有双速齿轮装置,但没有考虑到其他形式支承装置的特殊性,而美标AAR-M-931对此给出了明确要求,只有手动支承装置才需要具有双速性。

国内标准在性能要求上没有对支承装置进行全面细致的规范化要求,缺少对举升能力和动态能力的相关要求,存在遗缺项。美标AAR-M-931在性能方面要求很全面,对举升能力、动态能力、静态能力和侧向能力都给出了确切的数值上的规定。

3.3.3 国内标准在试验方法上的不足

通过对比国内外标准文本可以发现,国内标准的制定参照了美标AAR-M-931,但国内标准的个别试验项目中,关于试验方法的描述不够细化,容易导致操作时出现差异,如强度试验中没有规定侧向力的方向。此外,耐久性试验中,加载负荷以整车总质量MGW为参考载荷,但标准并未明确规定该项试验为整车项目,且存在相同支承装置用于不同MGW挂车的情况,因此实际检测时无法依照该条款标准进行试验。

虽然国内标准作为一项零部件推介标准,在零部件本身的结构性能方面做出了相关试验规定,但却没有从挂车整车性能方面去考虑零部件的试验要求。在实际工作过程中,如果作为挂车整个支承系统最重要组成部分的支承装置不能满足严苛的冲击、侧向力等方面的要求,那么整车的支承系统势必也不能满足要求。因此,国标中没有规定冲击、侧向力等试验要求,也就无法切实保证支承装置在实际安装使用中是否可靠和安全。

4 结语

在系统地分析了国内外标准之后,发现我国标准虽然在零部件结构技术要求方面存在一些优越性,但是在性能和试验要求方面也存在很多不足之处,尤为表现在两个方面:一方面,个别试验项目的方法不够细化、载荷依据不够合理,容易在实际操作中出现争议;另一方面,在试验内容方面不够全面和系统,没有从整车性能方面去考虑支承装置的强度。

随着物流运输业的高速发展,甩挂运输越来越受到运输行业的青睐,挂车支承装置的重要性也渐渐体现出来。为了保证甩挂运输安全有效地发展,提高公路运输的安全性和可靠性,结合国内外标准的优缺点,重新修订和完善国内标准,建立一套完整、有效、全面的试验方法及技术要求是非常有必要的。

[1]GB/T 26777-2011,挂车支承装置 [S],2011.

[2]AAR-M-931, AAR Manual of Standards and Recommended Practices Intermodal Equipment Manual [S].The Association of American Railroads,2007.

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