工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)與安全技術(shù)

前言

20世紀(jì)末期，隨著我國(guó)工程機(jī)械日益崛起，工程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由合作制造到中國(guó)制造的逐步轉(zhuǎn)變。多種方式的技術(shù)創(chuàng)新提升了我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平，隨著技術(shù)上逐漸接近國(guó)外先進(jìn)水平，國(guó)產(chǎn)品牌已經(jīng)占到我國(guó)工程機(jī)械市場(chǎng)的90％以上。同時(shí)我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品源源不斷地銷(xiāo)往世界100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，得到越來(lái)越多客戶(hù)的青睞，產(chǎn)品的自主研發(fā)和創(chuàng)新已經(jīng)成為我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，工程機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)都把對(duì)駕駛室的設(shè)計(jì)看作是整機(jī)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)附屬工作，多是仿制國(guó)外產(chǎn)品，很少設(shè)置專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行深入研究和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新。直到進(jìn)入20世紀(jì)末期，產(chǎn)品的自主研發(fā)才成為企業(yè)發(fā)展的生命線(xiàn)，工業(yè)造型設(shè)計(jì)在工程機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，才越來(lái)越被重視，駕駛室的人性化設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、舒適性設(shè)計(jì)，開(kāi)始列入新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容?？此坪?jiǎn)單的駕駛室，實(shí)際上是技術(shù)密集型和勞動(dòng)密集型相結(jié)合的產(chǎn)品。說(shuō)它技術(shù)密集，是因?yàn)轳{駛室設(shè)計(jì)除涉及與工業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)、生產(chǎn)工藝知識(shí)、鈑金加工知識(shí)、涂裝知識(shí)外，還涉及人機(jī)工程學(xué)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、裝飾藝術(shù)、色彩設(shè)計(jì)、取暖制冷和通風(fēng)、防振隔聲、密封、照明、結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)等各方面技術(shù)。說(shuō)它勞動(dòng)密集，是因?yàn)轳{駛室的生產(chǎn)制造，除使用機(jī)械外，仍有很多機(jī)械無(wú)能為力而必須由手工操作來(lái)完成的部分，如駕駛室的焊接件和鈑金件都需逐個(gè)手工打磨拋光和補(bǔ)焊，涂裝作業(yè)的刮膩?zhàn)印⒛テ?，給焊縫處打密封膠、裝密封條等也必須由手工完成。不難看出，手工操作往往還是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)。盡管工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)和汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)有很多相同之處，但工程機(jī)械工作環(huán)境、作業(yè)特點(diǎn)和機(jī)械構(gòu)造有很大差別，決定了工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)獨(dú)有的特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：工程機(jī)械駕駛室大部分屬于有骨架駕駛室：工程機(jī)械駕駛室雖然都屬于非承重結(jié)構(gòu)，但對(duì)安全駕駛室承受側(cè)載、垂直載荷、縱向載荷和側(cè)向吸收變形能的要求要比汽車(chē)車(chē)身嚴(yán)格得多；出口產(chǎn)品的駕駛室必須有符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求的ROPS和FOPS。而對(duì)ROPS和FOPS設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)方法的研究，在我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)剛剛起步，還有大量工作需要完善和研究，對(duì)已取得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)需要總結(jié)提高。目前，雖有汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，但滿(mǎn)足不了工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)的要求。

內(nèi)容概要

隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)，消化和吸收以及工程機(jī)械出口的需要，作者結(jié)合一些教學(xué)資料及多次主持工程機(jī)械覆蓋件設(shè)計(jì)與安全駕駛室試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)了本書(shū)。     全書(shū)共10章，內(nèi)容包括：罵駛室覆蓋件，總體布置設(shè)計(jì)，人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用，造型、普通駕駛室和舒適性設(shè)計(jì)，防滾翻及防落物安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和液壓挖掘機(jī)安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安全保護(hù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，國(guó)外貨車(chē)駕駛室設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀和實(shí)驗(yàn)方法等。     本書(shū)力求反映當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果在駕駛室設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際，注重應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例，深入淺出，圖文并茂。     本書(shū)可供從事工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)的技術(shù)人員，技術(shù)管理人員閱讀，也可供高等院校機(jī)械工程與自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生和研究生參考。

書(shū)籍目錄

第1章　工程機(jī)械覆蓋件 　1.1　覆蓋件在工程機(jī)械上的位置 　1.2　工程機(jī)械覆蓋件的成型特點(diǎn) 　　1.2.1　工程機(jī)械覆蓋件質(zhì)量要求 　　1.2.2　工程機(jī)械覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 　　1.2.3　工程機(jī)械覆蓋件成型特點(diǎn) 　1.3　覆蓋件與結(jié)構(gòu)件的材料及性能 　　1.3.1　工程機(jī)械覆蓋件和結(jié)構(gòu)件常用鋼材 　　1.3.2　金屬板材性能及試驗(yàn)方法 　　1.3.3　金屬板材性能參數(shù)與成型性的關(guān)系 　　1.3.4　覆蓋件用玻璃鋼 　　1.3.5　工程機(jī)械用涂料和膠粘劑 第2章　工程機(jī)械駕駛室總體布置設(shè)計(jì) 　2.1　工程機(jī)械駕駛室的類(lèi)型 　2.2　工程機(jī)械駕駛室總體布置設(shè)計(jì) 　　2.2.1　駕駛室內(nèi)部布置設(shè)計(jì) 　　2.2.2　操縱裝置的布置 　　2.2.3　人體模板的應(yīng)用 　　2.2.4　工程機(jī)械駕駛室司機(jī)操縱及總體布置設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 　2.3　操縱器的設(shè)計(jì) 　　2.3.1　操縱器設(shè)計(jì)的一般原則 　　2.3.2　操縱器的形狀和式樣 　　2.3.3　操縱器的大小 　2.4　儀表板的布置 第3章　工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用 　3.1　人體尺寸及人體數(shù)據(jù)應(yīng)用 　　3.1.1　人體尺寸 　　3.1.2　人體數(shù)據(jù)的應(yīng)用 　3.2　設(shè)計(jì)用人體模板和模型 　3.3　視野特性 　　3.3.1　視野和色覺(jué)視野 　　3.3.2　視色覺(jué)和顏色恒常數(shù) 　　3.3.3　視錯(cuò)覺(jué) 　　3.3.4　視覺(jué)特征 　3.4　作業(yè)環(huán)境 　　3.4.1　熱環(huán)境 　　3.4.2　噪聲環(huán)境 　　3.4.3　振動(dòng)環(huán)境 第4章　工程機(jī)械駕駛室造型設(shè)計(jì) 　4.1　工程機(jī)械駕駛室造型設(shè)計(jì)的內(nèi)涵 　4.2　駕駛室造型設(shè)計(jì)的程序和方法 　　4.2.1　造型設(shè)計(jì)的程序 　　4.2.2　造型設(shè)計(jì)的方法 　　4.2.3　工程機(jī)械駕駛室造型設(shè)計(jì)要點(diǎn) 　4.3　駕駛室造型設(shè)計(jì)內(nèi)容與形式的關(guān)系 　4.4　工程機(jī)械駕駛室造型設(shè)計(jì)及形式美原理 　　4.4.1　形態(tài)的種類(lèi) 　　4.4.2　基本造型元素及運(yùn)用 　　4.4.3　形象設(shè)計(jì) 　　4.4.4　肌理 　　4.4.5　形式美原理 　4.5　駕駛室裝飾件造型設(shè)計(jì) 　4.6　駕駛室外形及室內(nèi)造型效果圖繪制 　　4.6.1　透視投影的基本知識(shí) 　　4.6.2　透視投影圖的繪制 　4.7　駕駛室的涂裝工藝和色彩設(shè)計(jì) 第5章　工程機(jī)械普通駕駛室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　5.1　駕駛室骨架設(shè)計(jì) 　　5.1.1　骨架桿件的配置 　　5.1.2　桿件截面形狀與剛度的關(guān)系 　　5.1.3　骨架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中 　　5.1.4　骨架桿件的內(nèi)力分析 　5.2　駕駛室板殼零件設(shè)計(jì) 　5.3　車(chē)門(mén)設(shè)計(jì) 　　5.3.1　旋轉(zhuǎn)式車(chē)門(mén)的構(gòu)造 　　5.3.2　車(chē)門(mén)附件 　　5.3.3　車(chē)門(mén)的布置 　5.4　白駕駛室的焊接裝配工藝 　5.5　工程機(jī)械普通駕駛室設(shè)計(jì)中的有限元分析 　　5.5.1　利用有限元法對(duì)普通駕駛室進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的基本原理 　　5.5.2　礦用卡車(chē)駕駛室有限元分析實(shí)例 第6章　工程機(jī)械駕駛室舒適性設(shè)計(jì) 第7章　工程機(jī)械駕駛室安全保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第8章　液壓挖掘機(jī)駕駛室安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第9章　工程機(jī)械駕駛室安全保護(hù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：5.1.1 骨架桿件的配置駕駛室骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)呐渲脳U件至關(guān)重要，它不僅影響駕駛室的強(qiáng)度和剛度，還會(huì)影響駕駛室的使用功能和操作舒適性。骨架桿件可分為三類(lèi)：首先是功能所要求設(shè)置的桿件（構(gòu)件），如門(mén)柱、窗柱、門(mén)檻、門(mén)框上橫梁、風(fēng)窗框上下橫梁（曲梁）、地板支承橫梁與縱梁等；其次是加強(qiáng)用的桿件，如頂棚上的橫梁與縱梁、后圍、側(cè)圍板橫梁和連接門(mén)柱的橫梁等；三是安裝附件或支撐覆蓋件而需要設(shè)置的非承載桿件，如防止側(cè)圍和后圍覆蓋板內(nèi)凹的支承桿等。不難看出，前兩類(lèi)桿件是駕駛室的承載件，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，并使骨架構(gòu)成一個(gè)連續(xù)完整的受力系統(tǒng)——空間剛架。對(duì)第一類(lèi)桿件的配置還要特別注意其盡量滿(mǎn)足功能要求，不影響或少影響駕駛室的使用功能。例如，為了擴(kuò)大司機(jī)的前方和左右前視野，在滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求的前提下，前窗柱截面應(yīng)盡量縮?。洪T(mén)框的前立柱橫截面尺寸也應(yīng)盡量比后立柱截面尺寸小。通常情況下，普通駕駛室的骨架因截面尺寸較?。ㄏ鄬?duì)安全駕駛室骨架而言）門(mén)框前后立柱多取相同截面尺寸的薄壁方形或矩形桿件構(gòu)成，對(duì)安全駕駛室骨架，門(mén)框的前立柱多選用空心方形截面桿件，后立柱選用空心矩形截面桿件，當(dāng)桿件截面尺寸不允許增大而又難以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用兩個(gè)不同截面尺寸的型鋼在兩端套疊，并沿套疊縫隙焊牢的辦法解決，如果采用開(kāi)口截面桿件構(gòu)成骨架，應(yīng)使開(kāi)口向外側(cè)布置，以便加外覆蓋件后形成閉口截面。骨架應(yīng)有足夠的操作空間，對(duì)挖掘裝載機(jī)械和雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)等需要前后兩個(gè)方向操作的工程機(jī)械駕駛室骨架空間，應(yīng)能方便地進(jìn)行前后兩個(gè)方向的操作；留有駕駛員出入方便的門(mén)口和視野開(kāi)闊的窗口。圖5-1所示為某型振動(dòng)壓路機(jī)普通駕駛室骨架桿件配置圖，骨架主要由門(mén)柱、窗柱及與它們相連的縱向桿（梁）、橫向桿（梁）及加強(qiáng)筋等組成，主要桿件截面尺寸如圖中所注。

編輯推薦

《工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)與安全技術(shù)》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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