一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架
技术领域
本实用新型涉及LNG气瓶支架技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架。
背景技术
重型卡车作为现今使用最为频繁的运输工具之一，在现代工业体系中占据至关重要的地位。在“节能、安全、环保”的工业发展主题下，发展新能源重型卡车已成为趋势。天然气重型卡车由于节能环保的优势逐渐被广泛运用。
重型卡车所允许的最大承载总质量为49吨，因此对卡车上安装的零部件进行轻量化，使得重型卡车在总承载质量不变的前提下装载更多的货物成为了各大企业关注的焦点。
现有技术当中的天然气轻量化卡车使用的LNG供气系统中的支架总成受力分布不够均匀，抗冲击性较差，支架的抗疲劳程度较低；同时支架的质量较大，铝合金材料的利用率低，使得现有铝合金LNG气瓶支架的轻量化程度有待提高，因此亟需研发一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置。
实用新型内容
本实用新型设计开发了一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置，取消了原有铝合金支架的副梁结构，前后端采用了横梁与Y形横板相结合的结构，提高材料利用率，同时提高了框架抗冲击能力。
本实用新型提供的技术方案为：
一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架，包括：
一对鞍座，其间隔设置；以及
一对弧形板，其与所述鞍座一一对应固定连接；
一对横梁，其平行间隔设置在所述鞍座之间，且与所述鞍座垂直，所述横梁两端分别与位于同一侧的所述鞍座外端面固定连接；
一对横板，其为Y型，平行间隔设置在所述鞍座之间，且位于对应所述横梁下方，所述横板分叉端分别与所述鞍座固定连接，另一端与对应所述横梁固定连接。
优选的是，所述鞍座包括：
底座，其为U型结构；
一对支撑框架，其为中空直角梯形结构，对称设置在所述底座两端，且所述支撑框架直角边一面与所述底座固定连接；
其中，所述支撑框架短边一面相对设置，斜边一面为弧面；
支撑板，其固定设置在位于所述支撑框架之间的所述底座上，且顶面为弧面；
其中，所述弧形板与所述支撑框架的斜边一面和所述支撑板的顶面固定连接；间隔设置的所述鞍座的底座的开口侧相对设置，所述横板分叉端分别伸入对应所述底座的开口内并与所述底座固定连接。
优选的是，还包括多个吊耳，其分别对称设置在所述横梁轴向两端。
优选的是，还包括：
多个固定块，其为三角柱型结构，且分别对称设置在所述横梁轴向两侧，并与所述弧形板固定连接；
其中，与所述弧形板固定连接的所述固定块一侧为弧面。
优选的是，还包括：
多个支撑块，其分别设置在所述底座外端面上，且与所述支撑框架直角边一面固定连接；
所述支撑块包括：
相互垂直的第一支撑板和第二支撑板；
第一侧板和第二侧板，其为直角三角形，且对称设置在所述第一支撑板两侧，并分别与所述第一支撑板和第二支撑板固定连接；
其中，所述第一支撑板与所述底座外端面固定连接，所述第二支撑板与所述支撑框架直角边一面固定连接。
优选的是，所述支撑块还包括多跟短梁，其设置在所述第一侧板和第二侧板之间，且两端分别与所述第一侧板和第二侧板垂直固定连接。
优选的是，还包括：多个拉带套管，其分别对称设置在所述横梁轴向两侧。
优选的是，所述支撑板上均匀设置有安装孔，所述弧形板为花纹板，且所述弧形板中心轴线之间的距离为972mm。
优选的是，所述支撑框架的斜边一面与所述支撑板的顶面的弧度一致。
优选的是，所述弧形板与所述支撑板的顶面的弧度一致。
本实用新型所述的有益效果：
(1)本实用新型提供的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置，根据拓扑优化结果，取消了原有铝合金支架的副梁结构，前后端采用了横梁与Y形横板相结合的结构，提高了材料利用率，同时提高了框架抗冲击能力。
(2)本实用新型提供的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置，根据拓扑优化结果，取消了底部纵向矩形管，侧面采用了空心的支撑框架、U形支撑板和底座的鞍座组件结构，提高了框架整体的支撑能力和支撑稳定性。
(3)本实用新型提供的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置，在保证具有足够性能的前提下，实现了对原有结构的大幅度减重，具有很好的轻量化性能。
附图说明
图1为本实用新型所述的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置总体结构示意图。
图2为本实用新型所述的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置鞍座组件结构示意图。
图3为本实用新型所述的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置横梁、Y型横板及三角柱型材组合连接示意图。
图4为本实用新型所述的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置三角支撑架示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-4所示，本实用新型提供了一种重型卡车用铝合金LNG气瓶支架，其包括一对鞍座组件100，所述的鞍座组件100设置在弧形板200的下方，并以XOZ平面对称分布。鞍座组件100由三部分组成，即支撑框架110、支撑板120以及底座130。所述支撑框架110由一块长条形板经过多次弯曲工艺并焊接形成，与所述弧形板200焊接，所述的支撑框架110为中空直角梯形结构，且支撑框架110短边一面相对设置，斜边一面为弧面。所述底座130与重型卡车上的安装轨道接触，形状为前窄后宽，即由前至后依次变宽，与重型卡车上的安装轨道形状相吻合，所述的底座130为U型结构，且间隔设置的鞍座组件100的底座130的开口侧相对设置。所述的支撑板120固定设置在位于支撑框架110之间的底座130上，且顶面为弧面，支撑板120上开设安装散热组件所需的安装孔。支撑框架110的斜边一面与支撑板120的顶面的弧度一致。
弧形板200，其固定设置在鞍座组件100的支撑框架110与支撑板120的上方，所述的弧形板200为花纹板，即上端面与钢瓶接触部位刻有花纹。为保证所述弧形板200对气瓶的支撑稳定性，所述弧形板200中心轴线之间的距离为972mm。所述的弧形板200与支撑板120的顶面的弧度一致。
三角柱型材300(固定块)，其固定安装在横梁400的上端面，分别位于两个横梁400的两侧，且三角柱型材300的上端面与弧形板200焊接。三角柱型材300的上部端面为弧形，与弧线板200的曲线形式相吻合。而与上端面相对一侧面与横梁400外端面共面。
所述的横梁400设置在两个鞍座组件100顶部缺口处，其横断面为正方形的铝合金型材。Y型横板500固定在两个对称分布的鞍座组件100之间，且平行设置，并位于横梁400下方，Y型横板500上端与横梁400下部焊接，下端分叉段分别伸入对应底座130的开口内并与底座焊接。其中，所述的Y型横板500的边缘部分向外设有翻边，用于加强Y型横板500的结构刚度。
拉带套管组件800固定在三角柱型材300侧面及横梁400侧面共同形成的平面上，具体的，两个横向梁400的前后两侧壁顶部均固定焊接拉带套管组件800，同时，吊耳600一并安装在横向梁400前后两侧的侧面，与拉带套管组件800相邻。
三角支撑架700(支撑块)，其对称安装在鞍座组件100的支撑框架110和底座130之间，辅助底座130对支撑框架110的支持，共6个。如图4所示，所述的三角支撑架700的主体是两块相互垂直的第一支撑板和第二支撑板以及两块侧板组成，第二支撑板与支撑框架110用螺栓连接，第一支撑板与底座130连接。两块侧板之间有两根短梁，用以加强三角支撑架700的抗侧面冲击能力。这样的设计区别于一般的支撑板，能够有效地避免应力集中等缺陷。
在具体的使用过程中，首先将鞍座组件100的支撑框架110、支撑板120、底座130焊接，两个底座130的距离要与重型卡车上的安装轨道相吻合。接着横梁400放置在鞍座组件100上端缺口处并焊接，Y型横板500下端分支与底座130的端部焊接，上端与横向梁下端面焊接，三角柱型材300固定焊接在横梁400两侧的上端面上，随后将弧形板200布置在鞍座组件100上并与支撑框架110上端、支撑板120上端及三角柱型材300上端面焊接。固定支架通过定位工装焊接到鞍座组件的底座130的内侧，尺寸满足安装LNG气瓶用缓冲罐和汽化器固定点要求。将三角支撑架700使用螺栓连接安装在支撑框架110与底座130之间。最后将四套拉带套管组件800及吊耳600通过定位工装焊合到横向梁400的四角位置，保证焊接强度。
根据标准GB19239-2013所述，所述重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置在8倍静载、10G前冲击载荷及5G侧冲击载荷三个工况下的最大位移及最大应力均不能超出标准值。将本实用新型所涉及的支架装置导入有限元分析软件Hyperworks中，并添加相应的边界条件，得到三种工况下的最大位移、最大应力结果如表1所示。
表1三种工况下重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置最大位移、最大应力
从表1中可以看出，在施加标准GB19239-2013规定载荷的情况下，本实用新型提供的铝合金LNG气瓶支架装置的最大位移及最大应力均符合标准中所要求的的值。经测量，原铝合金支架结构的质量为56.67kg，而本实用新型支架的结构质量44.64kg，减重达12.03kg，21.23％。这说明本实用新型所提供的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架装置承载能力及抗冲击性能良好，在保证具有足够性能的前提下，实现了对原有结构的大幅度减重，具有很好的轻量化性能。
本实用新型提供的重型卡车用铝合金LNG气瓶支架，根据拓扑优化结果，取消了原有铝合金支架的副梁结构，前后端采用了横梁与Y形横板相结合的结构，提高了材料利用率，同时提高了框架抗冲击能力。还取消了底部纵向矩形管，侧面采用了空心的支撑框架、U形支撑板和底座的鞍座组件结构，提高了框架整体的支撑能力和支撑稳定性。在保证具有足够性能的前提下，实现了对原有结构的大幅度减重，具有很好的轻量化性能。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
