轴线模块全挂车大件装载位置确定方法

张强

摘 要：介绍了轴线模块全挂车3点或4点支撑各支撑分组合成支撑点位置的确定方法。通过计算分析证明了只要大件重心投影与轴线模块全挂车货台形心重合，不受3点支撑分组悬挂配置选择的影响均能保证全挂车各悬挂均匀受力。通过算例介绍了加入连接平台组成的前后非对称轴线模块加长全挂车大件装载位置的确定方法。

关键词：轴线模块全挂车 悬挂枢轴 支撑分组 合成支撑点 连接平台 轴线模块加长全挂车

Determination Method of the Large Loading Position of Axis Module Full Trailer

Zhang Qiang

Abstract：The determination method of the position of the composite support point of each support group of 3 or 4 points of the axis module full trailer is introduced. Through calculation and analysis， it is proved that as long as the projection of the center of gravity of the large piece coincides with the center of gravity of the cargo platform of the axis module， it is not affected by the selection of the suspension configuration of the 3-point support group， and the uniform force of each suspension of the full trailer can be guaranteed. Through the example， the method of determining the loading position of the large piece of the extended full-trailer with the front and rear asymmetric axis module composed of the connecting platform is introduced.

Key words：axis module full trailer， suspension pivot， support grouping， synthetic support point， connection platform， axis module extension full trailer

1 引言

軸线模块全挂车由一个或两个转向端梁、若干个轴线模块组成。在轴线模块间加入连接平台，该车型本文称为轴线模块加长全挂车。轴线模块全挂车及加长全挂车，常见的为2、3、4纵列车型。本文所述全挂车液压悬挂通过各分组油路串联，形成3组或4组支撑回路，俗称3点支撑或4点支撑，3点支撑较为常用，4点支撑为超静定结构，常用于重量较轻、道路条件较好且3点支撑横向稳定性难以保证的大件运输。各支撑回路中所有悬挂支撑力的合力所在位置本文称为合成支撑点，支撑回路液压悬挂非对称分布时，初涉大件运输行业的工程技术人员往往不知如何确定合成支撑点位置，无法画出3点或4点支撑稳定三角形或四边形，通过本文学习可解决此问题。对于轴线模块全挂车大件装载时一般要求重心投影与货台形心重合，本文证明了按该要求装载大件设备，不考虑车辆横稳性，3点支撑各分组悬挂配置的选择对各悬挂均匀受力没有影响。对于前后非对称的轴线模块加长全挂车，本文介绍了大件装载位置计算确定方法，可供初学者参考。

2 合成支撑点确定方法

1）2纵列、4纵列合成支撑点确定

2、4纵列支撑分组悬挂枢轴对称分布，如下图合成支撑点为各支撑组悬挂枢轴对称中心。

2）3纵列合成支撑点确定

以尼古拉MDE车型9轴3纵列全挂车为例介绍合成支撑点位置计算方法。

第一步：建立3点支撑分组

第二步：合成支撑点确定

（1）分组1合成支撑点：为分组内悬挂枢轴对称中心

（2）分组2合成支撑点：

采用空间平行力系中心确定的方法计算得出

建立坐标系，测量各悬挂枢轴位置：

计算空间平行力系中心坐标：

设组内各悬挂枢轴支撑力为N

按上图简化计算，得合成支撑点位置坐标如下：

X=6N×775/9N=516.7；

Y=3N×1820/9N=606.7

（3）分组3合成支撑点：参见分组2计算方法。

第三步：3点支撑稳定三角形

说明：悬挂非对称分布的支撑回路合成支撑点均可采取上述方法确定。

3 轴线模块全挂车大件装车位置分析

1）第一种车型：2纵列轴线模块全挂车

设2纵列轴线模块全挂车轴线数为n、数值3≤n≤30，3点支撑单点轴线数为m、数值1≤m≤（n-1）、两个边点轴线数为（n-m），轴距为b。

车板形心在X轴上位置：

单点合成支撑点在X轴上位置：

两个边点合成支撑点在X轴上位置：

合成支撑点单点与两个边点在X轴上的距离：

车板形心与两个边点合成支撑点在X轴上的距离：

大件重量为G时，3点支撑各分组承载重量如下：

单点支撑承重：

两个边点支撑承重：

单点支撑每个悬挂承重：

两个边点支撑每个悬挂承重：

可知：

结论：大件装车在重心投影与车板形心重合时3点支撑分组悬挂配置的选择对各悬挂均匀受力没有影响。

2）第二种车型：4纵列轴线模块全挂车

可参考2纵列车型计算分析，结果相同。

3）第三种车型：3纵列轴线模块全挂车

第一种情况：两个边点支撑轴线数为偶数

参见“3纵列合成支撑点确定”中形成的3点支撑稳定三角形，轴线模块全挂车两个边点支撑轴线数为偶数时，两个边点支撑合成支撑点中心对称，对称中心为两合成支撑点连线的中点，再采取2纵列轴线模块全挂车大件装车位置分析方法可得到相同结论。

第二种情况：两个边点支撑轴线数为奇数

以尼古拉MDE车型10轴3纵列为例计算分析如下：

10轴3纵列全挂车3点支撑如下图所示：

参看上图可知，分组2悬挂数为10个、分组3悬挂数为11个

采取作图法分析计算每个悬挂受力情况如下：

3个合成支撑点形成的稳定三角形及货台形心的位置如下图所示：

各支撑分组承载计算如下：

设大件重量为G，分组1承载为F1、分组2承载为F2、分组3承载为F3

分组1承载：

分组2承载：

分组3承载：

各支撑分组悬挂承载计算结果如下：

分组1各悬挂承载：

分组2各悬挂承载：

分组3各悬挂承载：

可知：，结论同上。

通过以上三种车型的分析计算，证明了轴线模块全挂车3点支撑时，不受各分组悬挂数量选择的影响，只要大件重心投影与货台形心重合可确保各悬挂均匀受力。

4 轴线模塊加长全挂车大件装车位置确定示例

对于前后非对称的轴线模块加长全挂车，为保证各轴线均匀受力，大件装车位置需要计算确定。以尼古拉MDE前8轴、后12轴中间6轴距长度连接平台2纵列加长全挂车为例介绍大件装车位置计算方法如下：

已知：大件重量300t、转向端梁自重约1t、每轴线自重约3t、连接平台自重约8t。求解：轴压相同的情况下大件重心的装载位置。

第一步：建立3点支撑分组画出3点支撑稳定三角形

第二步：建立坐标系计算全挂车自重及重心位置（图10）

全挂车自重=1＋24＋8＋36＋1=70t

全挂车自重重心位置=［1×（6500+

10850+13950）+24×（10850+13950）+8×13950+36×0-1×9600］/70≈10470mm

第三步：全挂车自重在各轴线上的分配（图11）

由力矩平衡列出：

由8N1×24800=70×10407

得N1=70×10407/8×24800=3.67t

由力平衡列出：

由8N1+12N2=70t  得N2=（70-8N1）/12=3.39t

第四步：要求轴压相同的情况下大件重心装载位置

前模块各轴线总轴压设为Q1、后模块各轴线总轴压设为Q2、大件重量施加在前模块各轴线上的轴压设为F1、施加在后模块各轴线上的轴压设为F2

由8Q1+12Q2=370t及Q1=Q2的设定条件  得：Q1=Q2=370/20=18.5t

因Q1=N1+F1  Q2=N2+F2

得：F1=Q1-N1=14.83t   F2=Q2-N2=15.11t

设大件重心相对于3点支撑稳定三角形底边的距离为L，由力矩平衡列出：

由8F1×24800=300×L

得L=8×14.83×24800/300≈9808mm

注：在已知大件预设装载位置后，第四步反向计算可判断挂车轴压是否满足公路超限运输要求。实际配车时不仅要考虑轴压是否满足公路超限运输要求，横向稳定性是否满足运输安全要求，还需考虑大件运输鞍座布置及鞍座间距和鞍座外悬轴线数量在计算轴线轴压作用下是否满足轴线模块强度要求。

5 结语

本文介绍了轴线模块车3点或4点支撑，各合成支撑点可采用计算空间平行力系中心的方法确定。证明了轴线模块全挂车只要大件重心投影与货台形心重合，不受各支撑分组悬挂配置选择的影响均能保证各悬挂均匀受力。介绍了前后非对称的轴线模块加长全挂车，大件装载位置计算确定方法。通过本文学习对初涉大件运输行业的工程技术人员尽快掌握大件运输设计工作起到助力作用。

参考文献：

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