斯太尔后双桥粉粒物料运输车改装设计 (2)

斯太尔后双桥粉粒物料运输车改装设计 (2),斯太尔后双桥粉粒物料运输车改装设计,(2),尔后,双桥,物料,运输车,改装,设计 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 朱宏鹏 院系 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程B07-8 指导教师姓名 齐晓杰 职称 教授 从事 专业 交通运输 是否外聘 □是■否 题目名称 粉粒物料运输半挂改装车设计 序号 评 价 项 目 满分 得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 工作态度： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 研究能力或设计能力：强□ 较强□ 一般□ 较弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 较大□ 适中□ 较少□ 很少□ 说明书规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 图纸规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 其他： 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计评阅人评分表 学生 姓名 朱宏鹏 专业 班级 车辆工程B07-8 指导教 师姓名 齐晓杰 职称 教授 题目 粉粒物料运输半挂改装车设计 评阅组或预答辩组成员姓名 出席 人数 序号 评 价 项 目 满分 得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 回答问题： 正确□ 基本正确□ 基本不正确□ 不能回答所提问题□ 研究能力或设计能力：强□ 较强□ 一般□ 较弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 较大□ 适中□ 较少□ 很少□ 说明书规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 图纸规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 其他： 　 评阅人或预答辩组长签字： 年 月 日 注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业设计答辩评分表 学生 姓名 朱宏鹏 专业 班级 车辆工程B07-8 指导 教师 齐晓杰 职 称 教授 题目 粉粒物料运输半挂改装车设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性 15 5 毕业设计答辩准备情况 5 6 毕业设计自述情况 20 7 毕业设计答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录、评语： 自述思路与表达能力：好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 回答问题： 正确□ 基本正确□ 基本不正确□ 不能回答所提问题□ 研究能力或设计能力：强□ 较强□ 一般□ 较弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 较大□ 适中□ 较少□ 很少□ 说明书规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 图纸规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 其他： 　 答辩组长签字： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩评定表 学生姓名 朱宏鹏 性别 男 院系 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 B07-8 设计（论文）题目 粉粒物料运输半挂改装车设计 平时成绩评分（开题、中检、出勤） 指导教师姓名 职称 指导教师 评分（X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任签字（盖章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 粉粒物料运输半挂改装车设计 类别 设计 学生姓名 朱宏鹏 院（系）、专业、班级 汽车与交通工程学院、车辆工程、B07-8 指导教师 齐晓杰 职 称 教授 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任签字（盖章）： 院、系公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它 本科学生毕业设计 粉粒物料运输半挂车改装设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程B07-8班 学生姓名： 朱宏鹏 指导教师： 齐晓杰 职 称： 教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Powder materials transport semi-trailer design modifications Candidate： Zhu Hongpeng pecialty： Vehicle Engineering Class： B07-8 Supervisor： Prof. Qi Xiaojie Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·HarBin 黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 粉粒物料运输车是采用压缩空气使运输的粉粒物料流态化后，通过管道输送到一定距离和高度，用于运输如水泥，面粉，滑石粉，煤粉等的罐式汽车。研究粉料散装运输可以提高运输效率，节约运输费用，降低产品成本，同时能实现装运卸贮机械化。 本课题以气卸散装粉煤灰车为具体研究对象，文中介绍了气卸散装粉煤灰车的发展现状，确定了承载粉煤灰的吨位并对汽车底盘进行选型及总体布置，对其罐体进行设计计算，其中包含流化板、多孔板、罐体支承装置的设计以及对罐体有效容积进行计算。 利用止推板和连接支架对罐体总与二类底盘进行了连接并固定，通过焊接方法保证了罐体和罐体支承座的连接。最后对整车性能进行了分析，应用CAD软件建立整车装配、罐体总成及相关零件模型。 关键词：粉粒物料；二类底盘；粉煤灰；气卸装置；改装设计 ABSTRACT The powder tanker of gas unloading take a significant roles in special vehicle. To study and design the powder tanker of gas unloading can improve the level of mechanization of loading and save labor, reduce labor intensity and lower construction costs. So, researching and designing the powder tanker of gas unloading has a very important practical significance in practical. The cement tanker of gas unloading was as specific subjects in this text. The text expound the cement tanker of gas unloading development of the special vehicle, identified the tonnage of cement which carrying , to the second underpan design the tank, which includes flow of plates, porous panels, tank support and calculate the effective of tank volume. Thrust plate and connect plank is used to fix the tank with a car, through various means such as welding tank and ensure the tank connection with support saddle. Finally, analysis the vehicle performance , Application of CAD software to establish vehicle assembly, the tank model and related spare parts. Key Words： Silt material ；the second unperpan；Flyash ；Gas Disposal Plant；Design Modifications 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪 论 1 1.1研究现状 1 1.2选题目的 3 1.3意义 3 1.4主要内容和技术路线 3 第2章 总体方案的选择 5 2.1 牵引车的的选择 5 2.2 罐体型式的选择 5 2.3 空气压缩机的选择 6 2.4 卸料装置的选择 6 2.4.1 卸料方式分类 6 2.4.2 出料装置方案的选择 6 2.5 本章小结 6 第3章 半挂车的选型及总布置 7 3.1 半挂车的选型 7 3.2总体布置的原则 9 3.3整车参数的确定 10 3.3.1 装载质量和总质量的确定 10 3.3.2 尺寸参数的确定 10 3.4 本章小结 11 第4章 罐体的总体结构和设计 12 4.1 罐体总成结构及工作原理 12 4.2 罐体容积计算 12 4.2.1 总容积V 12 4.2.2 有效装载容积计算 13 4.2.3 扩大容积计算 13 4.2.4 装载容积计算 13 4.2.5 气室容积计算 13 4.3 流态化装置的设计 13 4.3.1 流态化装置的类型和结构 14 4.3.2 多孔板的设计 14 4.3.3 流态化元件选择 15 4.4 流态化床主要参数计算 15 4.5 进料装置设计 18 4.6 出料装置、卸料软管及卸压装置的布置 18 4.6.1 出料装置 18 4.6.2 卸料软管 18 4.6.3 卸压装置 18 4.7 罐体内部结构的设计 19 4.7.1 气室结构的设计 19 4.7.2 中央气室长度的设计 19 4.7.3 气化板宽度的设计 19 4.7.4 流态化板倾斜角度及气化层倾斜角度的设计 19 4.8 罐体的材料选择 20 4.9 罐体厚度的计算 20 4.9.1 罐体的最小厚度 20 4.9.2 厚度附加量 20 4.10 封头设计 21 4.11 罐体支承座设计 22 4.11.1 支承座的截面形状及尺寸 22 4.11.2 支承座的前端形状及安装位置 22 4.11.3 罐体支承座的固定 22 4.12 本章小结 23 第5章 气卸及输料装置的设计 24 5.1 空压机选择 24 5.2 输料管设计 24 5.2.1 输料管内径和气流速度的确定 24 5.2.2输送系统的压力损失 25 5.3 气压控制系统的设计 27 5.4 本章小结 28 第6章 整车主要性能参数的计算 29 6.1 动力性计算 29 6.1.1 发动机的外特性 29 6.1.2 计算各档位是的系数A、B、C1、C2和D值 29 6.1.3 动力性评价指标的计算 29 6.2 燃油经济性计算 32 6.3 静态稳定性计算 33 6.4 本章小结 34 结 论 35 参考文献 36 致 谢 37 附 录 38 附录A 外文资料 38 附录B 外文资料中文翻译 43 45 第1章 绪 论 1.1研究现状 专用汽车是指装置有专用设备、具有专用功能、用于承担专门运输任务或专项作业以及其他专门用途的汽车。专用汽车是相对于普通汽车而言的。普通汽车的用途比较广泛，成为基本车型，而专用汽车只要是在基本车型的基础上装设专用车身或用来完成某种货物装运的容器以及完成某种作业项目的装备的汽车。 按照GB/T 17350—2009《专用汽车和专用挂车术语、代号和编制方法》的规定，将我国的专用汽车划分为厢式汽车、罐式汽车、专用自卸汽车、起重举升汽车、仓栅式汽车和特种结构汽车六大类。 美国和西欧是最早发展专用汽车产品的国家，在日本和前苏联等国家第二次世界大战后也得到了发展。20世纪70年代末，汽车工业遇到了世界范围的萧条和滞销，发展专用汽车成了当时各个国家摆脱危机的救命稻草，于是专用汽车就在世界范围内发展了起来。进入二十一世纪后随着世界各个国家的国民经济的增长，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。 国外专用汽车的发展趋势为，（1）专用汽车重型化趋势：近年来国外专用汽车的产量明显以重型居多，其原因主要是重型专用汽车经济效益好喝重型车功率大、强度高，有中小型专用车无法替代的有点。（2）散装水泥车的列车化趋势：为了提高散装水泥车的卸料能力，国外进行了卓有成效的流态化原件的研究，使卸料速度达到1.5~1.8t/min。（3）一车多用化的趋势：为提高专用汽车的适应性，以满足各种特殊需要，有趋势表明国外正在谋求专用汽车的一车多用化，使专用车功能油单一向多功能发展。（4）专用底盘专业化趋势：国外不少汽车厂专门从事专用汽车底盘的生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。（5）新材料、新技术和微计算机的应用：近年来，国外专用汽车厂逐步重视新材料、新技术在专用汽车上的应用，如采用GRP替代金属材料制造冷藏车箱体，具有强度高、质量轻、寿命长等优点，应用广泛。 我国专用车起步于20世纪50年代末60年代初，早期主要侧重于应用。虽然应用较早单全面发展始于20世纪80年代，比发达国家晚了近30年。经过20余年的发展，我国专用汽车已经具有一定规模，特别是近年来，我国专用汽车发展迅速。专用汽车呈现出向箱式化、重型化、智能化、高档化。多级化发展的趋势，其中表现比较明显的是：普通货物运输箱式化。专用汽车运输重型化、列车化，货物运输专业化；特种用途车辆发展迅速。 近几年我国专用汽车有如下特点。1、专用汽车生产企业逐年增加。2、专用汽车产量占当年载货汽车产量的比例逐年提高。3、改装厂改装的专用汽车与主机厂生产的专用汽车取得同步增长。4、主机厂在重视生产普通自卸车和半挂汽车、列车的同时，更加重视专用功能较强的专用汽车的开发和生产，并使其产量大幅度提高。 与外国同行相比，中国专用汽车还存在一些问题，主要表现为：（1）科技含量不高，产品附加值低：国产专用汽车主要分布在自卸车、牵引车、厢式车、罐式车、起重机等中、抵挡车领域，具有结构简单、功能单一、可靠性差、成本较高等缺点。（2）产品质量不高，可靠性差：我国专用汽车上装的关键件总体水平不太高，如液压件、泵类、阀类、控制仪表等现在还未达到较高的技术水平，制约了高水平专用车的开发生产。（3）专用汽车品种少，难以满足各种需要：目前，国内总质量30t、功率224kW以下自卸车、厢式车、罐式车、半挂牵引车等运输类专用汽车底基本可以满足市场供应，但是一些技术含量较高、结构复杂、批量较小的作业类专用汽车底盘，只有少量供应（4）专用汽车底盘资粮匮乏：专用底盘的匮乏是长期困扰我国专用汽车发展的主要问题。（5）产结构不合理：国内专用汽车生产存在散、乱、差等问题。机械化程度低，手工作坊式的生产厂多，产品治疗参差不齐，在生产工艺工装方面，缺少规模的技术制造，工人水平低，限制了产品的质量单词的提高，制约了专用汽车的发展。 我国专用汽车面临的有利条件：（1）我国国民经济的长期、快速、稳定发展为专用汽车的发展带来很大的机遇。（2）“十五”期间，国家加大了对基础设施建设的投入力度。（3）北京举办2008年奥运会，已经为建筑用车、市政用车、物流用车等专用汽车提供一个巨大的市场平台。（4）加入WTO后，我国关税和非关税措施逐步取消，将引起农业产品结构的很大变化，农产品将逐步由粮食作物生产向农作物向加工农副产品过渡。(5)我国城镇建设和城市生活服务设施需要大量专用汽车（6）能源、交通、国防、市政、医疗等各行业都在寻求新的发展和突破，其中按需装备先进的专业运输车辆和作业车辆时最为重要的物质手段（7）从2000年开始，我国公路基础设施建设投资每年在3000亿元以上（8）2004年国家《汽车产业发展政策》的颁布，为营造良好的专用汽车市场环境发挥了积极地作用，对汽车行业产生了巨大的影响。（9）从价格走向分析，入市以来，我国专用汽车市场逐渐走向了国际化。 1.2选题目的 1.节省劳动力，降低装卸费用。 2.节约包装费用及木材，对环境保护具有重要意义。 3.减少粉粒物料的损耗。 4.改善工人的劳动条件，提高工作效率。 5.训练学生的实际动手能力，学习能力，总结学生所学到的知识。 6.制造出满足客户需求的商品 1.3意义 粉粒物料作为重要的生产资料和生活资料，其运输总量不断扩大，运输方式也随着用户对车辆运输效率和低成本经营等要求的提高而面着大型化、散装化、高效化方向发展。设计制造出更加先进适用的产品，已经成为现在各大用户的心愿。设计此产品正式满足广大用户和社会的需求。 经济意义：提高运输效率、降低运输成本，为更多的人带来实在的经济利益。社会意义：使我国的专用汽车在国际市场更有竞争力，让我国的专用汽车科技含量更高、质量更加的过关，推动我工业的发展，让我国的专用汽车国际化。 1.4本课题研究的主要内容与技术路线 设计主要内容及分析、校核： 1.进行半挂车底盘的选择； 2.根据设计总成进行汽车动力性、经济性、稳定性校核，实现整车的优化匹配； 3.进行罐体结构、流化床、硫化和送料动力系统、送料系统、罐体与底盘连接结 构等的设计与校核； 4.绘制设计车辆的总图和上述部分的结构装配图、零件图。 本课题研究的主要技术路线如图1.4所示。 分析 资料收集 调研 方案设计 总图草图设计 部件图零件图设计 总图修订 整理 出图 编写设计说明书 任务下达 校核 图1.4 半挂气卸粉罐车 半挂车连接装置设计 半挂牵引车和半挂车选择 技术路线图 第2章 总体方案的选择 2.1 牵引车的的选择 由于本课题所设计的是半挂车质量3980Kg的粉罐车，这里选用9320TP型平板半挂车，东风天龙重卡340马力6x4牵引车（DFL4251A10）即满足其相关要求。 2.2 罐体型式的选择 粉粒物料运输车按其罐体型式不同可分为立式粉罐汽车、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车。 立式粉粒物料运输车的罐体中心线呈铅垂防线，车辆可载一个或多个立式罐。立式罐汽车适用范围广，能用于粉料、颗粒料等多种粉粒物料的散装运输。但整车质心教高，采用多个罐体时结构复杂，制造成本也较高。 卧式粉罐汽车是目前使用最为广泛的一种罐式车型。其特点是罐体中心线呈水平方向，罐体可以是单个仓，也可以分隔两个仓。若罐体内的流态化床与水平面成一个倾角，称为内倾卧式粉罐汽车。若罐体中心线与水平面成一个不大的倾角，则为外倾卧式粉罐汽车。卧式粉罐汽车仅在出料口处设置流态化床，卧式粉料物料运输车具有结构简单，操作方便，卸料性能稳定和质心低的优点，但适用性受到限制，一般仅用于流态化性能较好的散装粉料运输。 举升式粉罐运输车在装料和行驶时，罐体中心线处于水平位置，卸料时举升机构将罐体前端升起，成倾斜状态。举升式粉料物料运输车的灌内底部通常仅在出料口处设置流态化床，卸料时罐体呈倾斜状态，粉料在重力的作用下自动下滑，集中到出料口后卸出。所以，罐体内部结构简单，容积效率高，适用范围广，常用来装运流态化性能差的粉料，但由于增加了举升机构，使用，维修复杂。 综上所述，本设计中选择双锥内倾卧式粉罐，如图2.1所示。 图2.1 双锥内倾卧式粉罐结构图 2.3 空气压缩机的选择 1.空气压缩机的分类 常用的空气压缩机有回转滑片式和摆杆式两种。回转滑片式具有体积小，排量大等优点，但所排出的压缩空气含有油气，须经过过滤才能进入罐体气室。而摆杆式应不需要润滑油来润滑，故排出的压缩空气比较洁净，对粉料无污染，是一种比较理想的空气压缩机。因此选择摆杆式空气压缩机。 2.空气压缩机的布置方案 空气压缩机工作所需要的动力通过柴油机获得。空气压缩机固定在汽车驾驶室与罐体之间的车架上。 2.4 卸料装置的选择 2.4.1 卸料方式分类 卸料方式可以分为气卸和自卸两种。 气卸式就是利用空气压缩机向罐体内吹入压缩空气，使罐内的粉料迅速流态化，当罐内压力达到一定值的时候，打开卸料阀，粉料随着气流流出，实现卸料。 自卸式是利用粉料的自身重力进行卸料，这个过程依靠液压系统来实现。卸料前，液压系统将罐体举升到某一高度，然后打开卸料口，粉料在自身重力作用下实现卸料。 液压系统的布置难度较大，自身质量较大，卸料对稳定性要求比较高。 对于卧式罐体，气卸式卸料更为便利，所以本设计选用气卸式卸料系统。 2.4.2 出料装置方案的选择 出料装置有上吸式和下排式两种形式： （1）上吸式出料装置具有卸料平顺，吸嘴高度可以调节，不易产生堵塞等优点，目前应用较广。 （2）下排式出料装置具有结构简单，维修方便，节约罐体有效容积等优点，但易产生堵塞。出料口开设在罐体下部中央的多孔板和罐体壳上，与出料管的一端焊接。 2.5 本章小结 本章确定了整车总体设计方案，即为设计一种采用摆杆式空气压缩机和上吸式气卸式散装水泥运输改装车。通过比较立式粉罐汽车、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车和斗式粉罐汽车的罐体的结构特点选定双锥卧式罐体。 第3章 半挂车的选型及总布置 3.1 半挂车的选型 目前，改装专用汽车选用的底盘主要是二类或三类底盘，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用车底盘主要根据专用汽车的类型、用途、转载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装备的外形尺寸、动力匹配等来决定。 目前我国对常规的罐式车通常采用二类底盘改装设计。所谓二类底盘，是指在基本型整车的基础上去掉货箱。根据产品的可靠性大多选用大品牌的底盘车辆，本设计选用9320TP型平板半挂车。 平挂车的具体参数如表3.1所列。 表3.1 牵引车具体参数列表 公告型号：DFL4251A10驱动形式：6X4发动机型号：东风天龙 dCi340-30轴距：3200+1300mm马力：340马力额定载重：0吨扭矩：1500N·m牵引总质量：40吨排量：11.12L排放标准：欧Ⅲ汽缸数：6变速箱档位数：9个最高车速：95KM/h产地：湖北 基本信息>> 公告型号： DFL4251A10 类型： 牵引卡车 驱动形式： 6X4 轴距： 3200+1300mm 车身长度： 6.81米 车身宽度： 2.5米 车身高度： 3.7米 轮距： 前轮距：2039后轮距：1860/1860mm 前悬： 1.5米 后悬： 0.81米 整车重量： 8.7吨 额定载重： 0吨 最大总质量： 25吨 最大载重： 0吨 牵引总质量： 40吨 最高车速： 95KM/h 最小转弯直径： 0M 接近角： 18度 离去角： 32度 产地： 湖北 吨位级别： 重卡 备注： D310平头一排半平顶驾驶室,东风dCi290-30发动机,轴距4600+1350mm,前宽940mm 货箱参数>> 货箱(斗)长度： 0米 货箱(斗)宽度： 0米 货箱(斗)高度： 0米 货箱(斗、罐)体积： 0立方米 货箱(斗)形式： 牵引     发动机>> 发动机型号： 东风 dCi340-30 汽缸数： 6 燃油种类： 柴油 汽缸排列形式： 直列 排量： 11.12L 排放标准： 欧Ⅲ 马力： 340马力 最大输出功率： 250KW 扭矩： 1500N·m 最大扭矩转速： 1300 额定转速： 1900RPM 发动机厂商： 东风 系列： dCi 发动机形式： 六缸、直列、四冲程、四气门、共轨直喷、增压中冷 全负荷最低燃油耗率： 190g/kW.h 发动机净重： 1000KG 发动机尺寸： 1288x817x1121mm 压缩比： 16.4：1 一米外噪音： dB 汽缸行程： 156mm 汽缸缸径： 123mm 每缸气门数： 0 点火次序： 1-5-3-6-2-4 进气形式： 增压中冷 驾驶室参数>> 准乘人数： 3人 卧铺尺寸： 0mm 座位排数： 1排     半挂平板运输车技术参数 产品名称：  9320TP型平板半挂车 外型尺寸(mm)：  13000,12500×2500×3180,1560 底盘型号：   货厢尺寸： ×× (mm) 总质量（kg）： 32000(kg) 接近/离去角：  -/15(°) 额定质量(kg)：  25000(kg) 前悬后悬(mm)： -/2200,2000(mm) 整备质量(kg)：  7000(kg) 最高车速：   轴数：  3  轴距： 7120+1310+1310,6820+1310+1310(mm) 前轮距：   后轮距： 1840/1840/1840(mm) 轮胎数：  12 轮胎规格： 11.00-20,11.00R20,10.00-20,10.00R20  燃料种类：   弹簧片数：  -/8/8/8,-/10/10/10 轴荷：  -/21450(并装三轴) 驾驶室乘人数   整车备注：   货台承载面离地高度为1140mm。该车只可运输不可拆解物体。车宽超限 3.2总体布置的原则 总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件，使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的要求，（图3.1为气泄粉罐车整车结构图）布置时应按照以下原则： (1) 尽量避免变动汽车底盘各总成位置； (2) 尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能； (3) 必须对装载质量，轴荷分配等参数进行估算和校核； (4) 应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷； (5) 应尽量减少专用汽车的整车整备质量； (6) 应符合有关法规的要求。 图3.1 气卸粉罐车整车结构图 3.3整车参数的确定 3.3.1 装载质量和总质量的确定 初步选定的总质量为39800Kg。整备质量为1800Kg，额定装载质量28000Kg。 3.3.2 尺寸参数的确定 本设计所采用的二类底盘9320TP型平板半挂车。外廓尺寸（长×宽×高）12980mm×2500mm×3980mm。 3.4 本章小结 本章半挂车对其参数做了详细介绍，并确定了整车的质量参数和尺寸参数并附产品原图样。本章还介绍了半挂车的和牵引车的选择原则。整车参数包括装载质量和总质量的确定。 第4章 罐体的总体结构和设计 4.1 罐体总成结构及工作原理 卧式罐体一般是由圆柱体、斜锥体、椭圆封头、多孔板、滑料板几部分组成，见图4.1。依据对罐体装载量、罐体整体尺寸的要求，通过试算罐体有效容积，可基本确定罐体的外观尺寸。 图 4.1 罐体结构图 卧式罐气力卸料原理简图。如图4.2卸料时，压缩空气经进气气管10进入气室7，穿过流态化装置11后到达粉料颗粒之间，使粉料流态化；当罐内压力上升到196kPa时，打开卸料阀4，粉料在罐内压力作用下经卸料管3排出。 1-吸嘴；2-调节螺母；3-出料管；4-蝶阀；5-二次进风装置；6-卸料管接头；7-气室； 8-滑料；9-罐体；10-进压缩空气管；11-流态化装置； 图4.2 卧式罐气力卸料原理简图 4.2 罐体容积计算 4.2.1 总容积V 总容积为罐体壳所包容的体积。双锥内倾卧式罐体，总体积V为图柱筒体积、直角斜锥筒容积和封头容积之和，即 (4.1) (1)圆柱筒体容积计算 （） （4.2） 式中 ——圆柱筒体内壁半径（m）； ——圆柱筒体长度的1/2（m）。 (2)斜锥筒体容积计算 两端斜锥筒体容积相等，则 （4.3） 式中 、——分别为斜锥筒体大、小端内壁半径（m）； ——单个斜锥筒体长度（m）。 (3)椭圆封头容积计算 封头有半球形、椭圆形、蝶形等几种。椭圆形封头有半个椭圆壳体和一段短圆柱筒体组成，两封头容积相等。则 （4.4） 式中 ——短圆柱筒体长度（m）； ——封头长度，即椭圆短轴之半（m）。 4.2.2 有效装载容积计算 有效装载容积指用于装载粉料的罐内容积，用下式计算 （4.5） 式中 ——罐体的标定装载质量（kg）； ——粉料的堆积密度（kg/）。 4.2.3 扩大容积计算 由于粉料的内摩擦力，进料口的数目、位置等原因，装料时粉料不能充满罐体上部的所有空间；粉料在流态化过程中空隙率要增加，上界面升高，装料时也需要流出这部分空间。在上部流出的空间称为扩大容积，按下式确定： （4.6） 式中 ——扩大容积系数，通常取为0.1～0.2。取0.15 4.2.4 装载容积计算 有效装载容积与扩大容积之和叫做装载容积，即气体分布板和滑料板以上的罐内容积 （4.7） 4.2.5 气室容积计算 （4.8） 4.3 流态化装置的设计 流态化装置又称流态化，主要由流态化元件、多孔板、压板、螺栓等组成，是气卸粉罐车的重要部分，它直接影响粉罐车的专业技能。流态化装置的作用：一是与滑料板、罐体壁构成气室；二是使压缩空气形成微细、均匀的气流进入粉料中，使粉料流态化。。 4.3.1 流态化装置的类型和结构 目前普遍采用的流态化装置有两类：单一流态化装置和复合型流态化装置。 双锥内倾式罐体所采用的复合型流态化装置的结构如图4.3所示。它由滑板、支承架、多孔板、流态化元件、压板等组成。 滑料板与罐体构成气室壳体，多孔板置于其上构成气室。滑料板与罐体的母线平行，多孔板向罐体的出料口倾斜。流态化元件被压条压在多孔板上，用螺栓将压板、流态化元件和多孔板三者固定在一起。这样便形成了完整的流态化装置。 1-罐体；2-滑料板；3-支承架；4-流态化装置；5-多孔板；6-流态化元件；7-压板；8-螺栓 图4.3 复合型流态化装置图 4.3.2 多孔板的设计 多孔板的作用是支承流态化元件及其上面的粉料，保证压缩空气均匀穿过。多孔板与水平面的夹角一般取粉料静态安息角的1/3，常取10°～15°，此角度越大，卸料速度越快，但角度过大，容器的空间利用率越小。根据经验，选择该角度为10°。多孔板常采用4mm厚的钢板制造，上面均匀分布直径为20～30mm的孔，孔距大小与孔数多少以有利于均匀布气、支承强度和节约钻孔工时来确定。多孔板沿罐体全长布置,图4.4为多孔板结构示意图。 图4.4 多孔板结构示意图 （孔的直径为20mm，孔距为80mm） 4.3.3 流态化元件选择 流态化元件的作用是使压缩空气透过而形成均匀、细微的气流，故又称气体分布板。对其要求是： 1. 具有一定的透气阻力，并且随气流速度的增加阻力急骤增加。 2. 孔隙适宜，分布均匀，布气分散高度，受粉料层厚度影响少。 3. 只能透过气体，不能通过粉料，吸湿性和附着力低，表面光整平滑，易于粉料流动，长期使用不易堵塞，并且易恢复透气性。 4. 有一定的强度，耐磨、耐温、耐腐蚀，物理化学性质稳定。 流态化元件的材料分为软、硬两类。硬质材料虽然刚性好，耐磨，不易受潮，但易破碎，易堵塞，空隙不易恢复，制造工艺也复杂，价格高，故很少采用。软质材料有工业帆布、夹毛毡、涤纶帆布等。它们具有质量轻、易安装、易取得、价格便宜等优点。用化纤维经过特殊编织的帆布，在我国已有生产，它透气性好，阻力高，不易受潮。 因此可采用有涤纶帆布编织而成的软质流态化元件。 4.4 流态化床主要参数计算 1.临界流态化床气流速度 (m/s)　　　　　　　　　 (4.9) 式中 ——粉煤灰颗粒直径， ——颗粒真密度，粉煤灰为3200kg/； ——气体密度，空气取为2.75kg/； ——气体的动力粘度，一般取为0.0218Pas； 那么粉煤灰的临界流态化气流速度为： ＝m/s 2.流态化床面积A 流态化床面积的大小与流态化床结构形式、罐体形式和尺寸、所装粉料的性质有关，其中起主要作用的是粉料的临界流态化速度。故流态化床的面积应满足以下要求： (4.10) 式中 Q——气体的流量； ——粉料临界流态化速度。 m2 3.罐体最大空床截面积 对于粉煤灰， =1.85Q （4.11） 式中 Q——空气流量 (m3/min) =1.85Q=1.857.5=13.875 m2 4.粉料带出气流速度 粉料带出气流速度即粉料开始形成稀相流态化床时的气流速度(大于)。若气流速度达到此值，床层的稳定操作行为将急剧偏离理想行为，导致操作失常。可按下式计算： (m/s) (4.12) 式中 g——重力加速度，g=9.81m/。 粉煤灰的带出气流速度为： =0.58m/s 5.最小空床截面积 最小空床截面积出现在罐体顶部的某一位置，即流态化床顶。在床顶的气流速度不能超过，否则会导致稀相床出现。最小空床截面积可以用下式计算： ==0.216m2 (4.13) 即最小空床截面积为： =0.216m2 4.5 进料装置设计 进料装置由进料口盖、密封圈、锁紧装置和进料口等组成。 图4.5为装料口示意图。 1-手轮；2-丝杆；3、7-销；4-装料口盖；5-密封圈；6-压杆；8-罐体；9-装料口 图4.5 装料口示意图 4.6 出料装置、卸料软管及卸压装置的布置 4.6.1 出料装置 出料装置有上吸式和下排式两种形式，它们各自的特点如下： 上吸式出料装置具有卸料平顺，吸嘴高度可以调节，不易产生堵塞等优点，目前应用较广。 下排式出料装置具有结构简单，维修方便，节约罐体有效容积等优点。但易产生堵塞。它的基本结构特点是：出料口开设在罐体下部中央的多孔板和罐体壳上，与出料管的一端焊接。 本设计选择上吸式出料装置。 4.6.2 卸料软管 卸料软管一般是钢丝骨架或多层夹布的耐油胶管，其两端用卡箍与快速接头相紧密地连接箍紧。O型橡胶密封圈置于快速接头的圆槽中。使用时，先抬起快速接头上的勾柄，带动勾架前移，使两勾钩住快速接头的凸端，然后用力下压勾柄，凸凹两端就紧密连成一体。 4.6.3 卸压装置 卸压装置的用途是：装料前或卸料后，打开卸压球阀排放罐内剩余的压力空气；若卸料过程中出现故障，应用卸压装置排气卸压后再进行修理。 卸压管的一端装有多孔圆管，其上套有滤芯，用卡箍箍紧，伸于罐体内部的上方；卸压管另一端伸于罐体外部，装有球阀。卸压时罐内的气体通过滤芯经卸压管、球阀排出，而粉料被过滤不能排出，以免污染空气。图4.6所示为卸压装置。 1-滤芯；2-卡箍；3-卸压管；4-卸压球阀 图4.6 卸压装置示意图 4.7 罐体内部结构的设计 4.7.1 气室结构的设计 采用两个气室的结构，即中央气室和两侧的气室。中央气室位于罐体的中间部位（出灰口设置于中央气室处），设置单独管道对中央气室供给压缩空气，该结构两侧气室相通，结构对称公用同一管道输送压缩空气。 4.7.2 中央气室长度的设计 中气室的长短影响剩灰率和罐体的有效容积。增加中央气室的长度，剩灰率会相应的增加，罐体有效容积增加，减小中央气室的长度剩灰率降低，罐体有效容积减小，整个罐体质心增高，依据实践经验确定该散装水泥车罐体的中央气室的长度为11915mm。 4.7.3 气化板宽度的设计 气化板的宽度影响罐体的剩灰率和有效容积，增加气化板宽度，剩灰率增大，罐体有效容积增大，减小气化板宽度，剩灰率减小。整个罐体质心增高，国内生产的散装粉粒物料运输车车气化板宽度一般在500～600mm 之间，这里取气化板宽度为600mm。 4.7.4 流态化板倾斜角度及气化层倾斜角度的设计 罐体内大部分粉煤灰是在重力作用下通过流板集中于透气层上，然后由透气层输送到出料口，一般粉煤灰的的静止休止角为40°～45°，取40°。气化层的倾斜角度为6°～10°，这里取10°。 4.7.5 封头部分流态化板尺寸设计 封头部分流板折边底线的形状以及流板斜边边缘的形状都为不规则曲线，难以计算。比较简单可行的办法是在试制过程中根据所采用的封头确定其流板各部的尺寸，然后制作成样板进行加工。 4.8 罐体的材料选择 普通碳素钢的机械性能好，有足够的强度、韧性和良好的工艺性，价格便宜，是目前制作罐体的最常用的材料。本设计中的罐体部分采用普通碳素钢为制作材料。 4.9 罐体厚度的计算 4.9.1 罐体的最小厚度 对于薄壁容器，为了满足制造工艺要求以及运输和安装过程中的刚度要求，根据工程实践经验，规定了不包括腐蚀余量的圆筒最小厚度。对于普通碳素钢，当内径 时，其最小厚度由以下经验公式确定： (mm) （4.21） 即有 mm 4.9.2 厚度附加量 罐体的厚度附加量C包括钢板或者钢管的厚度负偏差和腐蚀余量。即 （4.22） 当不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，可取=0。查有关手册可知，对于普通碳素钢，当钢板厚度在3.8～4.0mm时，负偏差=0.3mm。 腐蚀余量应根据截止的腐蚀性和容器的使用寿命而定。我国《钢制压力容器》规定：对于碳素钢，取1mm。考虑到散装水泥罐装的是干水泥，腐蚀性较小，取=1.7mm。则有： =0.3+1.7=2.0mm 因此筒体部分钢板的厚度可选定为： =4.4+2=6.4mm 取7mm 参考其他椭圆封头式罐体，封头部分的钢板厚度比筒体部分大1mm，即封头部分采用8mm普通碳素钢板。 综上所述，罐体选材确定为：筒体部分采用7mm碳素钢板，封头部分采用8mm碳素钢板。 4.10 封头设计 封头包括半球形、碟形、椭圆形和无拆边球面形等凸形封头，以及锥形封头和平盖等。 椭圆形封头的受力情况好，质量小，国家已经有标准的封头系列，应用最广泛。 椭圆形封头是由半个椭球及高度为的直边部分组成。图4.8为椭圆封头各参数示意图。 图4.8 椭圆封头参数关系示意图 查阅中华人民共和国行业标准异形筒体和封头的规定，可知对于椭圆封头有，即 mm （4.23） 同样可以查得与有以下关系，如表4.3所列。 表4.3 Di与h关系列表 (mm) 400 450～900 900～1500 1500 (mm) 40 60 80 120 =1693mm，处于1500mm区间内，所以取h=120mm。 4.11 罐体支承座设计 罐体与汽车车架的联接是通过罐体底部的支承座和固定装置来完成的。支承座有整体式和分置式两类。分置式又分纵梁分置式、横梁分置式和纵横梁分置式三种。它们都是焊接在罐体的底部，与罐体成一体。通常在焊接处加有补强钢板。由于双锥内倾罐体的形状比较复杂，采用整体式支承座。 4.11.1 支承座的截面形状及尺寸 散装水泥运输车罐体支承座的纵梁截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于其所承受的载荷的大小。横梁截面多为L形。图4.9为支承座的纵梁截面形状（按经验公式设计）。 图4.9 支承座的纵梁截面形状图 4.11.2 支承座的前端形状及安装位置 为了避免由于支承座截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的应力集中，支承座的前端形状应采用逐步过渡的方式。可采用的前装形状有四种，U形、角形、L形以及简易形如图4.10所示。 图4.10 支承座前端简易形状图 因为加工U形、角形、L形前端工艺要求教高，加工困难，为了节约成本，可以选择前端简易形状，此时斜面尺寸较大。 对于钢质支承座：=5～7mm；=200～300mm 可以取 =7mm；=250mm。 4.11.3 罐体支承座的固定 罐体支承座与主车架的连接通常通过连接支架和止推板配合使用的方式来实现。 1.止推连接板 图4.11是止推连接板的结构。连接板上端通过焊接与支承座固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止支承座与主车架纵梁产生相对水平位移。相邻两个止推连接板之间的距离在500～1000mm范围内。 1-支承座纵梁；2-止推连接板；3-车架纵梁。 图4.11 止推连接板的结构图 2.连接支架 连接支架由相互独立的上下托板组成，上下托板均通过螺栓分别与支承座和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上下托架相连接。 由于上下托架之间留有间隙，因此连接车架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架应和止推连接板配合使用。图4.12是连接支架的结构。 1-上托板；2-下托板；3-螺栓。 图4.12 连接支架结构图 4.12 本章小结 本章对罐体总成进行了详细的介绍，包括其罐体总成结构和工作原理，对流态化装置、进料装置、罐体内部结构、封头、罐体支撑座进行了设计，计算了罐体容积，流态化床的主要参数，罐体厚度。 第5章 气卸及输料装置的设计 一般对气力输送系统的基本要求是：压缩空气具有一定的压力、流量和调节二相流浓度的功能；压缩空气不含水、油以及其他的杂质；结构紧凑，工作可靠、操作方便、压力损失小。 5.1 空压机和柴油机选择 系统需要的输送空气量Q用下式确定： (m3/min) （5.1） 式中 ——输送系统的漏气系数，1.1～1.2，取1.15； ——卸料速度，1.2kg/min； ——固气二相流浓度，取70； ——空气密度，2.75kg/m3。 ( m3/min) 固选择Q =7.5 m3/min规格的空压机，型号为WBK-7.5/2型。WBK系列无油摆杆式空气压缩机属容积式中回转类的一种，它通过曲柄摇杆机构使转子做90度往复摆动，周期性改变气缸内工作容积。从而实现连续吸气，压缩与排气。 　　该机具有结构独特、性能可靠、具有体积小、重量轻、耗能低、震动小、排气量大、维修方便等特点，并具有其它空压机无可相比的优点，既气缸内不需加油润滑、压缩空气纯洁无油。具体参数如下： 空压机尺寸：670mm472mm450mm； 排气公称压力：0.2Mpa； 轴功率：28kw； 排气量：7.5m3/min。 柴油机选择 侨丰牌/170发动机 5.2 输料管设计 5.2.1 输料管内径和气流速度的确定 我国气卸散装粉料罐式汽车的输料管直径一般都采用100mm，实践证明是可行的。 粉料必须有足够的能量来克服各种阻力，始终维持其悬浮状态到达输料管出口。这个能量由罐内压力和气流速度来提供。输料管入口处的固气二相流速度用下式确定。 （5.2） 式中 ——在入口处压力下空气流量，约等于空压机的额定流量； ——粉料的密度，kg/m3； d——粉料管的内径，100mm； =16.7m/s 5.2.2输送系统的压力损失 固气二相流在管道中经过直管、弯管以及阀门等到达出口时有压力损失。它包括动态损失和静态损失两部分。即： （5.3） 式中 ——输料系统全部压力损失； ——动压损失；。 ——静压损失 动压损失用下式计算： （5.4） 式中 ——空气密度，2.75 kg/m3； ——气体速度，16.7m/s； ——混合比，取=70。 ——粉料速度平方与气流速度平方之比，取=0.65～0.85，值大时取小值。这里取=0.70。 KPa 静压损失包括固气二相流与直管壁的摩擦压力损失，垂直升高压力损失及局部阻力压力损失，即： （5.5） 直管中摩擦压力损失用下式计算： （5.6） 式中 ——摩擦阻力系数，查有关手册，当管道直径mm时，取，也可用下式计算： =1.0(0.0125+0.0011/0.1)=0.0235 式中 ——管道内壁系数，无缝钢管为1.0； ——直管长度，5m； ——气体速度修正系数，查表得C=0.5。 KPa 垂直升高的压力损失用下式计算： 式中 ——垂直升高的高度； KPa 各种局部阻力的压力损失用下式计算： （5.7） 卸料阀的局部阻力系数为4～8，取6；单向阀的局部阻力系数为1.0～2.5，取局部阻力系数为2，则有： KPa 于是有 KPa KPa 5.2.3 流态化元件压力损失的计算 流态化元件的压力降取决于流态化元件材料的种类和特性，由实际测量得到。考虑到使用一段时间后透气性有所下降，阻力略有增加，选取值时应略高于实测值。对于纺织品制作的流态化元件可取9.8KPa。于是总的压力损失为： 183.78Kpa 可依据此选择空气压缩机的排气压力为0.2Mpa。 5.3 气压控制系统的设计 气卸散装水泥车的液压系统的作用是对卸料过程进行控制，以实现卸料的平顺性、可靠性、安全性。 装料时，关闭放气阀、卸料阀和多路阀，开启排气口，打开装料口即可装料入罐； 卸料时，关闭装料口及排气口、打开多路阀、操纵动力输出装置来驱动空气压缩机，向罐内充气加压。当罐内气压达到输送散装水泥粉料所需要的压力(196Kpa)时，打开卸料阀进行卸料； 卸料结束后，关闭卸料阀，打开放气阀，放出罐内剩余的压缩空气。 单向阀的作用是防止在卸料过程中，空压机发生故障时，流态化粉料倒流入空压机内；安全阀的作用是防止空压机的排气压力乃至罐体内的充气压力；多路阀的作用是控制系统同时或单独向两气室充气。图5.3为气压控制系统工作示意图。 1-空气压缩机；2-放气阀；3-气压表；4-安全阀；5-多路阀；6、7-单向阀；8-卸料阀 图5.3 气压控制系统工作示意图 5.4 本章小结 本章完成了对空气压缩机的选择，确定了输料管的内径和气流速度，完成了输料管的设计，计算了输料系统、流态元件的压力损失。确定了动力源柴油机的选择。最后对气压控制系统进行了设计。并附有气压系统的图样。 第6章 整车主要性能参数的计算 专用汽车性能参数计算是总体设计的主要内容之一，最基本的性能参数计算包括动力性、燃油经济性和稳定性的计算。其中动力性参数可由发动机的动力特性图求出，也可根据发动机输出转矩和转速的关系式，利用驱动力一阻力平衡方程直接求出。 6.1 动力性计算 6.1.1 发动机的外特性 发动机的外特性是指发动机油门全开时的速度特性，是汽车动力性计算的主要依据。外特性一般有三种获得方法，即由发动机厂家或汽车底盘制造厂家提供，直接由发动机台架试验测出或由经验公式拟合。 工程实践表明，可用二次三项式来描述汽车发动机的外特性，即 (6.1) 式中 ——发动机输出转矩(N﹒m)； ——发动机输出转速(r/min)； a、b、c——待定系数。 从发动机铭牌上知道该发动机的最大输出功率（这里为132Kw）及相应转速和该发动机的最大转矩及相应转速，可用下列经验公式来描述发动机的外特性： (6.2) 式中 ——发动机最大输出转矩，为650N﹒m；