厢式面包车液压尾板的设计分析 单光朋 田杰 冯梓陌 方慧 胡惧摘要：本文根据液压尾板工作过程中的主要动作，对整体机构的尺寸进行设计;确定举升机构的转角范围;对液压缸缸筒和活塞杆进行设计计算，选择液压泵;用CATIA V5软件对液压尾板进行三维建模，虚拟装配和运动仿真;用ANSYS软件对液压缸缸筒以及活塞进行有限元分析，以验证是否满足设计要求。关键词：液压尾板;三维建模;运动仿真;有限元分析0 引言目前，液压尾板主要用在载货汽车上。为了满足厢式面包车装运货物的需求，有必要针对性地设计一款可折叠在车厢内的液压尾板，以实现货物的举升。将液压尾板折叠在车内可节省车厢底部和车门外部的空间，方便随时打开使用，且充分利用车内空间，有别于市场上已经存在的产品类型，以便于多元化发展。1 厢式面包车液压尾板机构综合设计由车体尾部基本尺寸可初步设定起始状态L1=750mm，与承载尾板相连的举升臂长度L2=700mm，连接平行四杆机构与承载尾板的活动摇臂的长度L3=660mm，尾板外观厚度H0=10mm，如图1。由图2可知，当尾板在举升过程中到达与车厢底面平齐位置时，H1为固定底座到车门的距离，H2为此时车门距承载尾板的长度。根据所选车辆的尾部参数，可初步确定尾板宽L4=950mm。当尾板位于起始位置，即最高位置时，举升液压缸的伸缩杆与水平面呈90夹角，此时转角=79;当尾板下降到与车厢底面平齐时，H1=200mm，H2=33mm，L2=700mm，L3=660mm，此时转角为70;当尾板位于终止位置，即尾板下降到接触地面时，由汽车尾部参数可知，F点与G点垂直距离为500mm，即车厢地板到地面的距离，此时转角为13。综合上述分析，可确定转角的转动范围是1379。2 液压尾板液压传动系统的设计综合考虑设计的总体方案，选用单活塞杆液压缸作为执行元件，且活塞缸选用差动连接，保证往返出力和速度相同，令无杆腔为工作腔1。2.1 液压缸缸筒的设计和计算液压缸内径和缸筒壁厚分别按下式计算式中，D为液压缸内径;F为液压缸推力;P为选定的系统工作压力;为许用应力，为141MPa;py为缸筒试验压力，为6MPa。2.2 活塞杆的设计与计算活塞杆直径和强度分别按下式计算2.3 液压泵的选择本设计将工作压力设置为4MPa选用低压齿轮泵，由于该类液压泵污染敏感度不高，故同时可以为其配备过滤精度较低的滤油器2。3 液压尾板三维建模与运动仿真运用CATIA V5根据設计尺寸分别绘制承载面板，液压油缸，举升机构等草图，然后运用多截面实体、凸台等命令建立三维模型;选定液压尾板为固定件，点击固定约束，然后再使用相合约束、全部更新等工具完成装配，如图3所示;确定各相关部件的运动副形式，应用运动仿真工作台模拟液压尾板运动。4 基于ANSYS的液压尾板有限元分析首先添加材料属性，进行网格划分3。分别选择液压缸缸底和活塞的吊耳内圆柱面作为受约束面，使无相对运动的轴线保持相合固定，仅释放Y轴的旋转自由度。分别选择缸筒内壁及缸底，以及活塞大端作为受力面，液压缸的工作压力为4MPa，对其进行1.25倍载荷的施加4，5，键入数值为5MPa。由图4和图5可知缸筒和活塞的最大应力分别为179.3MPa，1853.1MPa，均不超过许用应力，故满足设计要求。5 结论本文将液压尾板设计成折叠在车内的形式，不仅能够收拢在车厢内，而且能够展开并前后和升降运载货物，具备一定的承载能力，牢固可靠实用性强且使用方便，还可以有效延长汽车尾板的使用寿命，有别于市场上已经存在的产品类型。Reference：1杨永梅.探讨小型地面钻机给进液压缸设计J.世界有色金属，2018（20）：217-218.2张宇.液压泵的选择、安装及调试J.化学工程师，2004，18（12）：29-30.3田丽红，吴继胜，史磊.双出杆长行程液压缸的有限元分析J.锻压装备与制造技术，2018，53（6）：49-51.4吴世超.基于ANSYS的挤压机液压缸的有限元分析D.内蒙古：内蒙古科技大学，2015.5程东霁，胡雯婷，雷定中.汽车尾板举升机构的设计及有限元分析J.皖西学院学报，2014，30（2）：49-51. -全文完-