摘 要

报废汽车拆解车翻转机构是针对移动式报废汽车拆解车而设计的专用设备，用于实现对报废其汽车的翻转作业。相比固定式翻转机构，不仅要实现翻转功能，还要求其能随拆解车共同移动，方便取用和运输。

本文主要研究了报废汽车拆解车翻转机构的结构方案分析，结构尺寸计算，机构强度校核等。利用Catia完成产品三维模型构建，利用KeyShot对模型进行图像渲染，由三维模型导出二维机械工程图纸，最终完成设计任务。

关键词：报废汽车拆解；翻转机构；计算机辅助设计

Abstract

Scrapped car dismantling car reversing mechanism is designed for mobile scrapped car dismantling vehicles designed for the realization of the scrap of its car to reverse the operation. Compared to the fixed flip mechanism, not only to achieve the flip function, but also requires it to move with the dismantling car to facilitate access and transport.

This paper mainly studies the structural scheme analysis, structural size calculation and mechanism strength checking of the dismantling mechanism of discarded car dismantling car. Using Catia to complete the product three-dimensional model construction, the use of KeyShot model rendering the image, derived from the three-dimensional model of two-dimensional mechanical engineering drawings, and ultimately complete the design task.

Key Words：Scrapped car dismantling; Flip mechanism; Computer Aided Design; End-of-life vehicles

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的 1

1.3 研究内容与意义 2

第2章 翻转机构方案确定 3

2.1 被拆解车辆主要参数 3

2.2 翻转机构方案选择 3

2.3 驱动力形式选择 4

2.4 翻转机构主要技术参数与工作等级 4

2.4.1 翻转机构主要技术参数 4

2.4.2 翻转机构的工作等级 5

2.5 翻转机构定型 6

第3章 结构参数计算与校核 7

3.1 主臂设计计算与校核 7

3.1.1 伸缩臂尺寸确定 7

3.1.2 主臂强度校核 8

3.2 抓钩设计计算与校核 11

3.3 液压缸设计计算与校核 11

3.3.1 压力 12

3.3.2 主要尺寸参数设计计算 12

3.3.3 主要部件强度校核 14

第4章 三维建模 15

4.1 Catia三维建模 15

4.1.1 机械臂总成建模 15

4.1.2 液压缸总成建模 18

4.1.3 底座总成建模 19

4.1.4 总体装配 19

4.1.5 建模过程小结 20

4.2 整体KeyShot渲染 20

4.3 导出二维图纸并修改 20

第5章 结论与展望 22

5.1 结论 22

5.2 展望 22

参考文献 23

致谢 24

绪论

研究背景

1. 社会背景

我国作为最大的发展中国家，近年来工业和经济发展水平大幅提高，道路上可见到的车辆如流水般密集。据中国汽车工业协会年度统计数据表明，2015年中国生产和销售的汽车总量都突破2450万量，同时每年以4%以上的比例增长。这个巨大的数字不仅意味着中国汽车工业的繁荣，背后还有大量报废汽车需要进行报废处理这个严重的后续问题。为了资源回收利用和环境保护，报废汽车拆解回收是一个不可忽视的研究问题。

1. 政策背景

在报废汽车回收问题亟待解决的情况下，虽然报废汽车拆解回收企业已经陆陆续续在各地兴起，但其发展状况良莠不齐。由于法律政策的一些限制，并非所有报废汽车回收企业都是一片繁荣。由于黑市的存在，一些报废汽车被拆解后的零件并未进行安全检测就随意流入市场，可能导致严重的安全事故。主要是由于一些非法拆车企业为了谋取更高的利润，忽视拆解工艺和技术要求，违规操作导致行业内的混乱。为了限制非法企业所带来的危害，法律规定，报废汽车回收企业只能针对本地市场进行报废汽车的回收作业。防止大规模报废汽车流通导致严重的问题。相关法律出台后，报废汽车回收企业的业务量就受到了严重阻碍。一些地区的汽车保有量很低，每年产生的报废汽车不足以供应拆解流水线的运行量。

1. 技术背景

现今如今报废汽车回收技术也是有一定的发展，大型的流水线式拆解系统已经应用到实际生产中。但是如上文所述，流水线系统在有大量报废汽车供应的情况下才可以体现出其优势，当年报废汽车量低于一定限额时，其缺点也会显现出来，设备运行成本过高，流水线存在空班期，甚至出现亏损的局面。

因此本研究课题组进行一种新型的拆解方式的研究，即报废汽车拆解车。这种移动式报废汽车拆解设备。麻雀虽小，五脏俱全。该专用车能够实现报废汽车拆解过程中的举升，翻转等动作要求，同时又符合环保标准避免二次污染。

本设计的翻转机构已经有多种发展形态，但都是针对地面工厂而设计的，不免结构庞大，不便于移动。因此需要一种适合报废汽车拆解车的专用翻转机构。

研究目的

本文针对报废汽车拆解车设计其专用的翻转机构，应满足以下要求：

1. 实现报废汽车翻转功能。
2. 满足对市面上大部分车型的翻转功能。
3. 实现易移动性，可轻松收纳至随拆解车中并随其移动。
4. 功能可靠，充分利用空间，避免与其它机构的干涉。

研究内容与意义

本文考虑现有翻转机构的不足，针对报废汽车拆解车的实际情况进行创新设计，实现翻转机构的小型化。主要进行以下内容的研究。

1. 对现有乘用车的尺寸等主要参数进行调查，作为本设计的重要依据。
2. 查阅报废汽车拆解流程相关的书籍文献，确保设计符合实际需求。
3. 查阅机械相关的国家标准，确保设计的可实现性，尽量使用标准设计，降低生产成本。
4. 机构运动方案的选择，以实现在最小的尺寸结构下满足对报废汽车的固定和翻转功能。
5. 针对各机构的运动特点，选择合适的动力装置。
6. 机械结构不仅要满足功能需要，还要符合强度安全要求，所有结构都应按相关要求进行校核，特别是关键性结构件。
7. 充分利用计算机辅助设计等技术手段，提高工作效率。

本翻转机构的设计将实现节约拆解车的空间利用，完成主要功能实现，同时解决一些现存的技术问题。

翻转机构方案确定

被拆解车辆主要参数

本次设计被拆解车辆为2500kg以下的乘用车，经过调查取得常见乘用车尺寸参数范围如表2.1所示，估计被拆解车辆宽度为1.3-2.0m，轴距为2.2-3.2m，轮胎直径为0.6-0.8m。本次设计将以这些参数作为主要依据开始设计计算。同时考虑到非正常状态的车辆，如事故车辆，其外形尺寸发生严重改变。

表 2.1 常见乘用车尺寸参数范围表

翻转机构方案选择

翻转机构主要作用是将被拆解车辆从水平状态翻转至竖直状态，方便对汽车底部零件进行拆解，经过调查现今已存在可实现翻转功能的机械，先确定了几种可行的翻转机构形式：叉车式、抓钩式、皮带式。下面将对各形式的翻转机构进行介绍和分析。

1. 叉车式

参考叉车的工作原理，工作时将叉板伸入被拆解车辆底部，提升离开地面后机构整体翻倒90°，将被拆解车辆翻转至竖直状态。需要类似叉车一样滑轨以提升车辆，翻转后底盘的传动轴和排气管等纵向较长的总成及零件被叉板遮挡不便于后续拆解。

1. 抓钩式

顾名思义，从汽车上方使用抓钩将汽车固定住，然后整个机构翻转将汽车翻转至竖直状态。底盘几乎不被遮挡，底盘零件的拆解较为方便，但机构较为复杂。

1. 皮带式

用两条皮带从汽车底部穿过，皮带运动将汽车翻转至竖直状态。柔性机构适用范围广泛，可以翻转大多数形状的车辆（含发生事故后形状发生严重改变的车辆）。但是需要工人频繁将皮带从车辆下方穿过，同时需要较为庞大的支持机构。