自装卸运输车锁止钩优化设计浅析

张河宁，段馨蕊，于涛，季晓亮

（北京三兴汽车有限公司，北京 100070）

随着现代物流对运输的保障要求越来越高，降低运输成本、减少随车运输装卸工作人员、保障装卸安全性是运输公司对运输车辆的必然要求。传统自装卸运输车锁止钩只能处于装卸托盘状态，托盘货物进行装卸。不能转换，局限性太强。为此提高自装卸式的自动化水平是新时期自装卸运输车的要求。

1 自装卸运输车锁止钩结构设计

自装卸运输车锁止钩分为一体式与液压转换式。本研究中的整体自装卸运输车选用的是转换式液压锁止钩。液压锁止钩，包括支座、铰轴、托盘锁止钩、伸到检测开关、缩到位检测开关、限位块、油缸。如图1所示。

图1 液压锁止钩组成

2 液压锁止钩的工作原理

液压锁止钩是由油缸驱动的。当H架在随车装置上下降到位且两个下连接轴均插在固定横梁的孔中时，两个接近开关同时闭合，电磁换向阀通电，油缸伸出，托盘锁止钩伸到位，可以进行托盘的装载。反之，当H架离开该位置表示要用H架装集装箱，此时，电磁换向阀断电，油缸缩回。可以进行集装箱的装载。

3 安装形式

液压锁止钩安装在副车架中部，两个对称安装，其结构如图1所示。液压锁止钩通过铰轴与副车架上的支座铰接，中部与油缸铰接，在油缸驱动下绕铰轴转动。

图2 液压原理图

液压锁止钩的作用是锁止托盘。当装载集装箱时，液压锁止钩通过托盘锁止油缸回缩而拉到副车架大梁平面以下，如图4所示，以便于通过集装箱。

图4 自装卸运输车液压锁止钩处于集装箱状态

当托盘装载到位时，液压锁止钩与托盘纵导轨内侧的锁止块接触，限制托盘向前窜动、向上跳动和侧向移动。如图3所示。

图3 自装卸运输车液压锁止钩处于装卸托盘状态

自装卸运输车液压锁止钩可以灵活变换上装方式。液压油由控制阀进入锁止油缸无杆腔，活塞杆伸出。液压油由控制阀进入锁止油缸有杆腔，活塞杆缩回。可按上装要求自由控制锁止钩的状态。

4 锁止钩液压油缸计算

4.1 油缸最大推力时的工作压力

式中，p1为油缸最大推力时的工作压力（MPa）；F推为两支油缸最大推力（N）；D1为油缸缸径（mm）。

4.2 油缸最大拉力时的工作压力

式中，p2为油缸最大拉力时的工作压力（MPa）；F拉为两支油缸最大拉力（N）；d1为油缸缸杆直径（mm）。

4.3 缸筒壁厚验算

（1）额定压力pn应低于一定极限值：

式中，σs为缸筒材料的屈服强度（MPa）；D1为缸筒外径（m）；D为缸筒内径（m）。

（2）额定工作压力应与完全塑性变形压力有一定的比例范围：pn≦0.35pr1。

（3）缸筒径向变形ΔD应处在允许的范围内：

式中，σb为缸筒材料的抗拉强度（MPa）；v为缸筒材料的泊松比，钢材v=0.3。

（4）缸筒的爆破压力：

4.4 缸底厚度

式中，D0为计算厚度处的直径（mm）；p为液压缸的额定压力（MPa）；[]σ为缸筒底部材料的许用应力（MPa）。

4.5 销轴

按双面受剪的情况：

式中，FW为最大轴向外载荷（N）；[]τ为材料许用剪切应力（MPa）。

4.6 宽度

式中，d为销轴直径（m）；R压为材料许用压强（MPa）。

4.7 活塞杆的稳定性

极限载荷

式中，E为活塞杆材料的弹性模量（MPa）,钢材E=210×103；J为活塞杆横截面惯性矩（m4）,圆截面J=0.049d4；K为安装及导向系数,取1；LB为安装距（m）。

4.8 油缸的容积

式中，V1为油缸活塞腔容积（m3）；d为油缸活塞直径（m）；L为油缸行程（m）。

5 对比分析

目前自装卸运输车液压锁止钩处于装卸托盘状态，只能对托盘货物进行装卸，不能转换集装箱状态。本设计提供了一种能够切换上装型式。安全耐用的自装卸运输车液压锁止钩，自装卸运输车液压锁止钩灵活变换上装的方式。当上装需要装集装箱时，锁止钩切换成集装箱状态。当上装需要装托盘时，锁止钩切换成托盘状态。自装卸运输车液压锁止钩，适合两种工作模式。

6 结语

（1）自装卸运输车液压锁止钩灵活应用切换上装的形式，使车辆根据工作需求随时更换上装。（2）电控切换模式，一键式操作，简单快捷。（3）按上装要求自由控制锁止钩的状态。（4）托盘锁止钩是由油缸驱动的，液压系统形成互锁功能，以防止误操作。自装卸运输车液压锁止钩，改变传统装载货物的形式，可以切换上装模式，使用简单，运行可靠，方便维修。