CN111638065B - 一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于半挂车侧翻试验的实验辅助装置，其中，该实验辅助装置包括四个关于车辆中轴对称的支撑总成，该支撑总成安装在试验牵引车两侧顶部和试验半挂车两侧，可通过调节锁定销位置、空心支撑杆长度及加强片角度以调节支撑总成的高度和位置。通过上述技术方案，本发明的实验辅助装置在所述试验车辆向左侧或右侧的侧倾角大于临界值，发生侧翻时，在车体侧倾过程中支撑试验车辆，以起到保护试验车辆，节约试验经费的作用。该实验辅助装置结构简单，安装方便，质量轻，不影响试验车辆的质量分布和结构布置；可移植性和通用性好，可拆卸，易于维修更换，使用简单方便，能够有效的保护试验车辆。

Description

一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置

技术领域

本发明涉及一种用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置。

背景技术

在进行半挂车及其牵引车的极限侧倾试验时，由于试验车辆自身质量较大且未安装试验辅助装置，在传统的试验过程中易引起试验车辆损坏，增加维修成本，延长试验时间等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置。本发明解决的技术问题是如何在极限侧倾试验中有效保护试验车辆，节约试验成本，缩短试验时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种试验辅助装置，包括四个关于中轴对称的支撑总成；支撑总成延车辆纵向固定安装在半挂车侧面和牵引车侧面顶部，每个支撑总成包括：支撑、滑轨、锁定销、限制耳、加强片。支撑作为支撑总成的主体部分，用于支撑试验车辆，避免其直接与地面碰撞，造成损坏；缓冲结构用于将侧翻时产生的压力由空心支撑杆均匀地传递到限制耳上，避免限制耳变形破裂；所述滑轨通过沉头螺栓固定位于半挂车侧面和牵引车侧面顶部，用于在一定范围内调整所述支撑的位置，使本试验辅助装置得以适应于车体载荷不均匀分布的情形。所述锁定销安装在用于连接空心支撑杆—锁定销的铰链上、滑轨的两端，前者用于固定铰链位置；后者用于控制损害：在侧翻过程中，若前者松动脱落，后者仍能维持支撑不脱离滑轨。所述限制耳用于限制支撑，防止侧翻过程中因支撑摆动幅度过大造成滑轨变形破损。所述加强片用于增加支撑强度。

在牵引车侧面和半挂车侧面的同一高度处分别各安装有两个支撑；所述支撑包括：两根不等长的空心支撑杆、铰链、缓冲结构。位于内侧的空心支撑杆1较短，且与车体垂直。两支撑杆的长度比α由如下关系式决定：

其中

l₁为空心支撑杆1的长度，l₂为空心支撑杆2的长度，μ为地面摩擦系数，k为空心支撑杆所用材料的强度系数，m为试验车辆与载荷的总质量。

所述支撑在拆下两空心支撑杆内侧铰链的锁定销后可以在滑轨上自由移动，拆下两空心支撑杆内侧铰链上及滑轨末端上的锁定销后可从滑轨上卸下所述支撑。

所述限制耳通过螺栓固定安装在支撑上侧，与水平面成一定角度β；β由如下关系式决定：

其中m为试验车辆与载荷的总质量，s为楔形缓冲块的冲击吸收系数。

所述加强片所述两空心支撑杆夹角处；为达到易于拆卸，且所述空心支撑杆的强度不受影响的目的，采用点焊方式将所述加强片固定在所述空心支撑杆上；试验次数达到一定值时，可以单独拆卸更换受损的梯形加强肋。

所述铰链包括安装在两空心支撑杆外侧的铰链1、安装在空心支撑杆2内侧的铰链2；铰链1两端通过焊接或铆接方式与细实心钢管固定连接，铰链2一端通过焊接或铆接方式与细实心钢管固定连接；所述细实心钢管的长度

直径φ＝D；其中D是空心支撑杆的内径；通过螺栓将完全插入空心支撑杆的细实心钢管与空心支撑杆固定连接，以此连接两空心支撑杆、空心支撑杆与锁定销。

所述缓冲结构包括：钢衬板、楔形缓冲块。钢衬板焊接在空心支撑杆上侧，且平行于地面。楔形缓冲块的下表面固定安装在钢衬板上，上表面与限制耳下表面贴合。楔形缓冲块由挤塑板、铝蜂窝、碳纤维等三种材料层构成，三种材料在楔形缓冲块中所占比例x₁、x₂、x₃由如下关系式确定：

其中，s₁、s₂分别为挤塑板、铝蜂窝等两种材料的冲击吸收系数，m为试验车辆与载荷的总质量，m_max为试验车辆满载时试验车辆与载荷的总质量。

所述加强片包括两部分：内侧开有浅槽的槽形钢片、安装在槽形钢片内侧浅槽上，且平行于地面的梯形加强肋；槽形钢片的开度与两空心支撑杆间的角度sinα相等，壁长d应大于等于

所述空心支撑杆外端设置有支撑部，所述支撑部位于权利要求1所述的支撑所在平面内；所述空心支撑杆外侧连接处较所述支撑部末端靠近车体侧；所述支撑部以焊接或铆接方式固定安装在所述空心支撑杆上；所述支撑部与空心支撑杆2连接处内部使用卜字形金属连接件加固，与空心支撑杆1连接处使用螺栓加固。

所述支撑部由支撑管，支撑架，空心球体，缓冲外包裹材料构成；支撑管与空心支撑杆2连接，且与车体中轴线垂直；所述支撑管沿中空球体中轴插入，直至外端与球体内壁贴合，连接处采用焊接方式固定；支撑架与空心支撑杆1连接；所述支撑架通过焊接或铆接方式与空心球体表面固定连接。

本发明的技术效果体现在下述几个方面：

1.结构简单可靠,在不改变试验车辆任何结构的情况下即可方便地使用,不需要在试验车辆上作任何破坏主体结构的操作。

2.易于装卸,试验前后可拆下,方便运输；使用时安装简单方便,无需大型设备就可以安装完成。

3.在进行高风险试验时可以有效保护试验车辆和人员的安全。

4.由于本装置质量不大,在试验中不影响试验车辆性能和试验数据的真实性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用来解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置的俯视图。

图2是根据本发明实施例的用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置的后视图。

图3是根据本发明实施例的用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置及试验车辆的俯视图。

附图标记：

用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置14，支撑总成13，支撑1，滑轨2，锁定销3，缓冲结构4，钢衬板41，楔形缓冲块42，限制耳5，空心支撑杆6，短空心支撑杆61，长空心支撑杆62，铰链7，空心支撑杆外侧铰链71，空心支撑杆内侧铰链72，加强片8，槽形钢片81，梯形加强肋82，支撑部9，支撑管架10，支撑管101，支撑架102，空心球体11，缓冲外包裹材料12。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。注意：此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

具体来说，如图1所示，一种用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置14包括延车辆纵向固定安装在半挂车侧面和牵引车侧面顶部的四个关于中轴对称的支撑总成13，所述支撑总成13包括支撑1、滑轨2、锁定销3、限制耳5、加强片8。本试验辅助装置通过上述支撑总成结构与安装位置的设计，在使用过程中，当试验车辆发生侧翻时，位于同一侧的两个支撑总成13可以稳定地支撑试验车辆，达到保护车体的目的。

更具体地，支撑1由两根不等长的空心支撑杆6(短空心支撑杆61、长空心支撑杆62)、铰链7(空心支撑杆外侧铰链71、空心支撑杆内侧铰链72)、缓冲结构4构成；空心支撑杆6为空心钢管，在两端开有螺栓孔。

空心支撑杆6外端设置有支撑部9，支撑部9位于支撑1所在平面内，以焊接或铆接方式固定安装在空心支撑杆6外端上；长空心支撑杆62与支撑部9连接处内部使用卜字形金属连接件加固；短空心支撑杆61与支撑部9连接处使用螺栓加固。

支撑部9由支撑管架10(支撑管101、支撑架102)、空心球体11、缓冲外包裹材料12构成。其中，支撑管101是空心钢管,与长空心支撑杆62连接，沿中空球体11中轴插入，直至外端与中空球体11内壁贴合，连接处采用焊接方式固定；支撑架102由两根细钢板构成，与短空心支撑杆61连接，所述支撑架通过焊接或铆接方式与空心球体表面固定连接。缓冲外包裹材料12为尼龙材料，通过粘合方式固定在空心球体11外层。

铰链7为重型锌合金铰链；空心支撑杆外侧铰链71两端通过焊接或铆接方式与一段细实心钢管固定连接，空心支撑杆2内侧铰链72一端通过焊接或铆接方式与一段细实心钢管固定连接；细实心钢管的长度

直径φ＝D，其中D是空心支撑杆6的内径。通过螺栓将恰好完全插入空心支撑杆6的细实心钢管与空心支撑杆6固定连接。通过以上铰链7的设计，能够实现短空心支撑杆61与长空心支撑杆62、短空心支撑杆61与锁定销、长空心支撑杆62与锁定销的可靠连接，同时解决了空心管材上难以稳固安装铰链的问题。

支撑总成1在拆下空心支撑杆内侧铰链72的锁定销3后可以在滑轨2上自由移动，拆下空心支撑杆内侧铰链72末端上的锁定销3、滑轨2末端上的锁定销3后可从滑轨2上卸下支撑1。

缓冲结构4包括：钢衬板41、楔形缓冲块42。钢衬板41焊接在空心支撑杆6上侧，且平行于地面。楔形缓冲块42的下表面与钢衬板上表面贴合，楔形缓冲块42的上表面与限制耳5下表面贴合。楔形缓冲块42选用挤塑板、铝蜂窝、碳纤维等三种材料混合制造。三种材料应当交替铺层，有利于提高楔形缓冲块42的耐用性。由于三种材料的冲击吸收能力与价格成正比，故为达到预期缓冲效果并节约经费的目的，以

为比例添加三种材料制造楔形缓冲块42；其中，x₁、x₂、x₃分别为挤塑板、铝蜂窝、碳纤维材料在楔形缓冲块中所占比例，s₁、s₂分别为挤塑板、铝蜂窝等两种材料的冲击吸收系数，m为试验车辆与载荷的总质量，m_max为试验车辆满载时试验车辆与载荷的总质量。

限制耳5通过螺栓固定安装在滑轨2上方，与支撑1之间呈成一定角度β；β由如下关系式决定：

其中m为试验车辆与载荷的总质量，s为楔形缓冲块42的冲击吸收系数。β值越大，楔形缓冲块42所能吸收的冲击力越大。拆除螺栓后可卸下限制耳5。通过以上限制耳5的设计，能够实现对上述支撑1的位置限定，保护支撑总成13在试验过程中不受损坏。

加强片8由两部分组成：槽形钢片81、梯形加强肋82。槽形钢片81是开度与两空心支撑杆6间的角度sinα相等的结构钢片，其内侧开有浅槽；为保证长空心支撑杆62与支撑部9连接处、短空心支撑杆61与支撑部9连接处的结构强度，槽形钢片81的壁长d应大于等于

其中l₁为空心支撑杆61的长度。梯形加强肋82是结构钢片，安装在槽形钢片内侧浅槽上且平行于地面。当使用不同规格的支撑1时，应选用与其规格相符的加强片8。加强片8安装在空心支撑杆6夹角处；在试验开始前，将加强片8安装在两空心支撑杆6的外侧；在试验过程中加强片8能够实现对支撑1的加固，从而进一步提高支撑1的稳定性；同时为达到易于拆卸更换，且空心支撑杆6的强度不受影响的目的，采用点焊方式将加强片8固定在空心支撑杆6上；试验次数达到一定值时，可以拆卸更换受损的梯形加强肋82。

本实施例在使用时，先将滑轨2通过滑轨一侧的锁定销3和螺栓固定安装在牵引车侧面顶部和半挂车侧面。根据需求选取空心支撑杆6，将支撑1组装完成；选取适当的加强片8，通过点焊将加强片8固定安装在两根空心支撑杆6的夹角处，再通过锁定销3将支撑1和加强片8安装在滑轨2上的指定位置；然后将限制耳5通过螺栓固定安装在滑轨2顶部；限制耳5应位于缓冲结构4中钢衬板41正上方；接下来将楔形缓冲块42通过粘合方式固定在钢衬板41和限制耳5中。最后安装滑轨2另一侧的锁定销3；至此支撑总成13组装完毕。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了用于半挂车及其牵引车侧翻试验的试验辅助装置14，支撑总成13，支撑1，滑轨2，锁定销3，缓冲结构4，钢衬板41，楔形缓冲块42，限制耳5，空心支撑杆6，短空心支撑杆61，长空心支撑杆62，铰链7，空心支撑杆外侧铰链71，空心支撑杆内侧铰链72，加强片8，槽形钢片81，梯形加强肋82，支撑部9，支撑管架10，支撑管101，支撑架102，空心球体11，缓冲外包裹材料12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述试验辅助装置，包括四个关于中轴对称的支撑总成；支撑总成延车辆纵向固定安装在半挂车侧面和牵引车侧面顶部，每个支撑总成包括：支撑、滑轨、锁定销、限制耳、缓冲结构、加强片；

所述支撑作为支撑总成的主体部分，用于支撑试验车辆，避免其直接与地面碰撞，造成损坏，拆下两空心支撑杆内侧铰链上及滑轨末端上的锁定销后可从滑轨上卸下所述支撑；缓冲结构用于将侧翻时产生的压力由空心支撑杆均匀地传递到限制耳上，避免限制耳变形破裂；

所述滑轨通过沉头螺栓固定位于半挂车侧面和牵引车侧面顶部，用于在一定范围内调整所述支撑的位置，使本试验辅助装置得以适应于车体载荷不均匀分布的情形；

所述锁定销安装在用于连接空心支撑杆—锁定销的铰链上、滑轨的两端，前者用于固定铰链位置；后者用于控制损害：在侧翻过程中，当前者松动脱落，保证维持支撑不脱离滑轨；

所述限制耳用于限制支撑，防止侧翻过程中因支撑摆动幅度过大造成滑轨变形破损；所述加强片用于增加支撑强度，避免支撑变形，包括两部分：内侧开有浅槽的槽形钢片、安装在槽形钢片内侧浅槽上，且平行于地面的梯形加强肋；槽形钢片的开度与两空心支撑杆间的角度sinα相等，壁长d应大于等于

试验次数达到一定值时，可以单独拆卸更换受损的梯形加强肋。

2.根据权利要求1所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：在牵引车侧面和半挂车侧面的同一高度处分别各安装有两个支撑；所述支撑包括：两根不等长的空心支撑杆、铰链、缓冲结构；位于内侧的空心支撑杆1较短，且与车体垂直；两支撑杆的长度比α由如下关系式决定：

其中

l₁为空心支撑杆1的长度，l₂为空心支撑杆2的长度，μ为地面摩擦系数，k为空心支撑杆所用材料的强度系数，m为试验车辆与载荷的总质量。

3.根据权利要求1所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述限制耳通过螺栓固定安装在支撑上侧，与水平面成一定角度β；β由如下关系式决定：

其中m为试验车辆与载荷的总质量，s为楔形缓冲块的冲击吸收系数。

4.根据权利要求2所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述铰链包括安装在两空心支撑杆外侧的铰链1、安装在空心支撑杆2内侧的铰链2；铰链1两端通过焊接或铆接方式与细实心钢管固定连接，铰链2一端通过焊接或铆接方式与细实心钢管固定连接；所述细实心钢管的长度

直径φ＝D；其中D是权利要求书2所述空心支撑杆的内径；通过螺栓将恰好完全插入空心支撑杆的细实心钢管与空心支撑杆固定连接，以此连接两空心支撑杆、空心支撑杆与锁定销。

5.根据权利要求2所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述缓冲总成包括钢衬板、楔形缓冲块；钢衬板焊接在空心支撑杆上侧，且平行于地面；楔形缓冲块的下表面固定安装在衬板上，上表面与限制耳下表面贴合；楔形缓冲块由挤塑板、铝蜂窝、碳纤维三种材料层构成，三种材料在楔形缓冲块中所占比例x₁、x₂、x₃由如下关系式确定：

其中，s₁、s₂分别为挤塑板、铝蜂窝两种材料的冲击吸收系数，m为试验车辆与载荷的总质量，m_max为试验车辆满载时试验车辆与载荷的总质量。

6.根据权利要求2所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述空心支撑杆外端设置有支撑部，所述支撑部位于权利要求书1所述的支撑所在平面内；所述空心支撑杆外侧连接处较所述支撑部末端靠近车体侧；所述支撑部以焊接或铆接方式固定安装在所述空心支撑杆上；所述支撑部与空心支撑杆2连接处内部使用金属T头加固，与空心支撑杆1连接处使用螺栓加固。

7.根据权利要求6所述的一种用于半挂车侧翻试验的试验辅助装置，其特征在于：所述支撑部由支撑管，支撑架，空心球体，缓冲外包裹材料构成；支撑管与空心支撑杆2连接，且与车体中轴线垂直；所述支撑管沿中空球体中轴插入，直至外端与球体内壁贴合，连接处采用焊接方式固定；支撑架与空心支撑杆1连接，通过焊接或铆接方式与空心球体表面固定连接。

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