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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐汽車 改裝設(shè)計(jì) 院系名稱 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 車輛工程 BW07 10 班 學(xué)生姓名 李 鵬 指導(dǎo)教師 李涵武 職 稱 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二 一一年六月 The Graduation Design for Bachelor s Degree Design of RL5250GSN Air Unload Powder Tank Dump Truck Candidate Li Peng Specialty Veheicle Engineering Class BW07 10 Supervisor Associate Prof Li Hanwu Heilongjiang Institute of Technology 2011 06 Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 粉粒物料運(yùn)輸車是采用壓縮空氣使運(yùn)輸?shù)姆哿Ｎ锪狭鲬B(tài)化后 通過(guò)管道輸送到一 定距離和高度 用于運(yùn)輸如水泥 面粉 滑石粉 煤粉等的罐式汽車 研究粉料散裝 運(yùn)輸可以提高運(yùn)輸效率 節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用 降低產(chǎn)品成本 同時(shí)能實(shí)現(xiàn)裝運(yùn)卸貯機(jī)械化 本課題以舉升式氣卸粉罐汽車為具體研究對(duì)象 文中介紹了舉升式氣卸粉罐汽車 的發(fā)展現(xiàn)狀 確定了承載水泥的噸位并對(duì)汽車底盤進(jìn)行選型以及總體布置 并分別對(duì) 1 罐體總成 2 流態(tài)化床 3 舉升機(jī)構(gòu) 4 氣卸系統(tǒng) 5 進(jìn)料孔蓋 6 卸料系統(tǒng)和 7 輔助系統(tǒng) 進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì) 最后對(duì)整車性能進(jìn)行了分析 應(yīng)用 CAD 軟件建立整車裝配 罐體總 成及相關(guān)零件模型 關(guān)鍵詞 粉粒物料運(yùn)輸車 罐體總成 流態(tài)化床 舉升機(jī)構(gòu) 氣卸系統(tǒng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Powder materials truck is adopts compressed air make transportation powder materials fluidized through pipes to certain distance and height used to transport such as cement flour talcum powder pulverized coal etc The tank car Research powder bulk transportation can improve transport efficiency economize the transportation cost reduce the production cost also can realize shipping discharge storage mechanization This topic to lifting type gas discharge powder tank cars for the research object this paper introduces lifting type gas discharge powder tank car development present situation confirmed the tonnage and bearing cement on car chassis selection and layout and tank assembly respectively on fluidized bed lifting mechanism gas discharge system feeding hole lid unloading system and auxiliary system for complete vehicle detailed design final performance is analyzed the application of CAD software is built vehicle assembly tanks assembly and related parts model Key words Powder Materials Truck Tanks Assembly Fluidized Bed Lifting Mechanism Gas Discharge System 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 改舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車的目的和意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 3 1 2 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)狀 3 1 2 2 散裝水泥運(yùn)輸車的發(fā)展前景 4 1 3 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì) 5 1 3 1 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn) 5 1 3 2 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 5 1 4 課題主要內(nèi)容 5 第 2 章 設(shè)計(jì)要求及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 7 2 1 設(shè)計(jì)要求 7 2 1 1 專用車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求 7 2 2 設(shè)計(jì)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 8 2 2 1 整車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 8 2 2 2 卸料能力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 10 2 2 3 罐體的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 10 2 2 4 氣路系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 10 2 2 5 取力傳動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 10 2 2 6 電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 11 2 3 本章小結(jié) 11 第 3 章 舉升式氣卸粉罐汽車總體設(shè)計(jì) 12 3 1 方案設(shè)計(jì)與分析 12 3 2 整車總布置 12 3 2 1 粉罐罐體的布置及副車架外型尺寸的確定 12 3 2 2 舉升形式的選取與布置 12 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 3 氣卸裝置的布置 13 3 3 二類底盤選型 14 3 3 1 二類底盤初選 14 3 3 2 二類底盤裝載質(zhì)量的初步校核 15 3 4 專業(yè)性能參數(shù)的確定 16 3 4 1 卸料速度和剩余率 16 3 4 2 工作壓力 16 3 4 3 壓縮空氣流量 17 3 5 本章小結(jié) 18 第 4 章 舉升式氣卸粉罐汽車的詳細(xì)設(shè)計(jì) 19 4 1 粉罐裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型 19 4 1 1 粉罐外形尺寸設(shè)計(jì) 19 4 1 2 流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) 20 4 1 3 進(jìn)料裝置 23 4 1 4 出料裝置 卸料軟管和卸壓裝置 24 4 2 舉升裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 4 2 1 舉升角度的設(shè)計(jì) 26 4 2 2 舉升機(jī)構(gòu)的布置 26 4 2 3 舉升油缸的選取 27 4 2 4 舉升能力的校核 28 4 2 5 液壓泵 液壓控制閥的選擇 29 4 3 氣卸裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 32 4 3 1 輸送空氣量的確定 32 4 3 2 輸料管內(nèi)徑和氣流速度的確定 33 4 3 3 輸送系統(tǒng)壓力損失 33 4 3 4 流態(tài)化元件壓力損失 35 4 3 5 空氣壓縮機(jī)的選擇 35 4 4 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 4 4 1 取力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型 36 4 4 2 液力馬達(dá)的選型 37 4 5 本章小結(jié) 38 第 5 章 整車性能分析 39 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1 汽車動(dòng)力性分析 39 5 1 1 基本參數(shù)的確定 39 5 1 2 汽車的行駛方程式 40 5 1 3 汽車最高車速的確定 43 5 2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 43 5 3 整車軸荷分配計(jì)算 45 5 4 整車穩(wěn)定性分析 46 5 4 1 空載質(zhì)心高度的計(jì)算 46 5 4 2 空載側(cè)傾角的計(jì)算 46 5 5 本章小結(jié) 47 結(jié) 論 48 參考文獻(xiàn) 49 致 謝 50 附 錄 51 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1 1 改裝舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車的目的和意義 汽車工業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益不只是汽車本身 而是集中表現(xiàn)在汽車使用和流通的全 過(guò)程中 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展必然是汽車運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展 由于社會(huì)對(duì)汽車的運(yùn)物效率 和經(jīng)濟(jì)性 以及各種功能和性能的要求也越來(lái)越高 從而使汽車運(yùn)輸工具向?qū)Ｓ没l(fā) 展成為必然趨勢(shì) 粉罐汽車用于散裝粉狀物料的運(yùn)輸 如裝運(yùn)水泥 面粉 滑石粉 煤粉等 粉料 散裝運(yùn)輸可以提高運(yùn)輸效率 節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用 降低產(chǎn)品成本 同時(shí)能實(shí)現(xiàn)裝運(yùn)卸貯機(jī) 械化 散裝水泥以其顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 已在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展 散裝 水泥車 每運(yùn) 100 萬(wàn)噸水泥可節(jié)約袋裝紙 6000 噸 不僅節(jié)約了造紙?jiān)虾湍茉?還 節(jié)約了近 40 萬(wàn)人勞動(dòng)力 我國(guó)目前水泥產(chǎn)量已突破 2 億噸 如果像美 日以及歐洲 的一些國(guó)家 水泥運(yùn)輸散裝率在 90 以上 則每年僅節(jié)約包裝費(fèi)達(dá) 50 億元以上 技 術(shù)和高附加值的專用汽車在提高產(chǎn)值 利潤(rùn)和節(jié)約外匯方面都有著極其重要的作用 目前我國(guó)水泥產(chǎn)量居世界首位 但水泥運(yùn)輸散裝率卻很低 約為 33 5 散裝水 泥的比例與水泥工業(yè)發(fā)展速度顯得極不協(xié)調(diào) 與發(fā)達(dá)國(guó)家散裝水泥相比 相距甚遠(yuǎn) 顯然 要加速我國(guó)散裝水泥的發(fā)展 除了需要制定有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策給予經(jīng)濟(jì)扶持外 還要從散裝水泥的工業(yè)技術(shù)方面進(jìn)行改善和發(fā)展 才能使散裝水泥發(fā)展速度同形勢(shì)相 適應(yīng) 發(fā)展散裝水泥運(yùn)輸車也是其中關(guān)鍵一項(xiàng) 近年來(lái)使用的粉罐汽車都是采用氣力卸料的氣卸散裝粉罐汽車 它由六大部分組 成 即 汽車底盤 罐體總成 空壓機(jī)及空氣管道 卸料管道系統(tǒng) 取力傳動(dòng)裝置 監(jiān)測(cè)儀表及安全裝置等 氣力卸料是將具有一定壓力的壓縮空氣通過(guò)罐體底部的流態(tài) 化裝置通入罐內(nèi)粉料中 使粉料和空氣混合 呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài) 然后打開(kāi)卸料閥 粉料 與空氣混合物在罐內(nèi)外壓力差作用下排出 經(jīng)管道流入地面容器內(nèi) 罐體是氣卸散裝水泥車裝載水泥的容器 其型狀 流態(tài)化床 有效容積和總?cè)莘e 等直接影響著氣卸散裝水泥車的兩個(gè)重要專業(yè)性能指標(biāo) 卸料時(shí)間和剩余率 因此 選擇合適的罐體是一項(xiàng)很重要的工作 使用舉升式氣卸散裝水泥運(yùn)輸車不僅可以提高水泥裝卸的機(jī)械化水平 節(jié)約勞動(dòng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 力 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 改善工作條件 而且可以減少水泥損耗 降低施工成本 保證水 泥質(zhì)量 實(shí)踐證明 與袋裝水泥搬動(dòng)相比 其裝卸效率可提高 15 倍以上 水泥損失 減少約 4 具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 在目前我國(guó)木材資源匱乏 能源緊張的情況 下 推廣使用舉升式氣卸散裝水泥運(yùn)輸車有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義 隨著我國(guó)水泥行業(yè)的飛速發(fā)展 舉升式氣卸散裝水泥車得到了廣泛應(yīng)用 水泥散 裝事業(yè)得到了蓬勃發(fā)展 但是散裝水泥車的卸料速度直接影響著運(yùn)輸效率 能源節(jié)約 汽車壽命以及經(jīng)濟(jì)效益 改進(jìn)散裝水泥車的卸料速度是我們所要迫切解決的問(wèn)題 粉粒物料運(yùn)輸車主要運(yùn)輸散裝水泥 石灰石粉 電石粉和粉煤灰 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的迅速發(fā)展 粉粒物料由袋裝改為散裝 這既是粉粒物料供應(yīng)和運(yùn)輸?shù)淖兏?也是發(fā) 展其生產(chǎn) 實(shí)行增產(chǎn)節(jié)約的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)措施 加上全社會(huì)對(duì)環(huán)保的重視 以及我國(guó)工業(yè) 的蓬勃發(fā)展 散裝粉粒物料運(yùn)輸車將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用 通過(guò)對(duì)舉升式氣卸粉罐汽車改裝設(shè)計(jì) 滿足市場(chǎng)對(duì)此種類型專用汽車的需求 在 滿足基本使用性能的基礎(chǔ)上 對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行研究改進(jìn) 增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力 所謂散裝運(yùn)輸 就是對(duì)粉末 顆粒裝等貨物 無(wú)需進(jìn)行任何包裝措施 而采用專 用散裝運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸 它具有以下意義 1 運(yùn)輸效率高 采用散裝運(yùn)輸可以省去多道包裝程序 縮短裝卸時(shí)間 并且有利 于機(jī)械化的實(shí)現(xiàn) 從而提高其運(yùn)輸效率 2 有利于安全運(yùn)輸 一般散裝運(yùn)輸車都是封閉式車廂 使得運(yùn)輸和裝卸時(shí)發(fā)生事 故的可能性減小 安全性提高 3 保持貨物的完好率 由于封閉式車廂內(nèi)受外界環(huán)境和氣候條件的影響較小 并 有利于對(duì)車廂內(nèi)的溫度 濕度等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制 從而使貨物在運(yùn)輸中不會(huì)變質(zhì)和損壞 完好率大大提高 4 減輕裝卸強(qiáng)度 改善裝卸條件 粉末狀 顆粒狀貨物采用箱 袋等包裝 裝卸時(shí) 需要大量的人力 且裝卸時(shí)粉塵飛揚(yáng)或散發(fā)出異味 有礙裝卸工人的身體健康 而采用 散裝運(yùn)輸 基本上實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸 大大減輕和改善了裝卸時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境條件 5 降低運(yùn)輸成本 實(shí)行散裝運(yùn)輸便于貨物的裝卸 運(yùn)輸 貯存 加工等的全面機(jī) 械化 從而節(jié)省了大量的人力 物力和財(cái)力 使其運(yùn)輸成本大大降低 1 大力發(fā)展使用散裝水泥 也有如下重要意義 1 發(fā)展散裝水泥有利于節(jié)約資源 提高經(jīng)濟(jì)效益 2002 年我國(guó)生產(chǎn)袋裝水泥 5 3 108t 采用紙袋包裝 浪費(fèi)的包裝紙折合優(yōu)質(zhì)木 材 1 749 萬(wàn) m3 加上使用袋裝水泥 5 的損失來(lái)計(jì)算 去年我國(guó)的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 239 億元 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 發(fā)展散裝水泥有利于促進(jìn)和提高工程質(zhì)量 散裝水泥在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制水泥質(zhì)量 尤其是要求安定性 100 合格 確保 了水泥生產(chǎn)質(zhì)量 在運(yùn)輸過(guò)程中采用專用運(yùn)輸工具從生產(chǎn)廠 或中轉(zhuǎn)站 直接送用戶 流通渠道正規(guī)明確 杜絕摻假或以次充好 從而保證了質(zhì)量 在儲(chǔ)存過(guò)程中 散裝水 泥在儲(chǔ)存罐達(dá) 13 個(gè)月不變質(zhì) 而袋裝水泥存放 12 個(gè)月后 強(qiáng)度降低 30 50 且易 受潮 受濕 結(jié)塊變質(zhì) 在使用過(guò)程中 散裝水泥計(jì)量準(zhǔn)確 無(wú)損耗 袋裝水泥損耗 率為 5 保證了水泥用量 更加保證了混凝土質(zhì)量和工程質(zhì)量 3 發(fā)展散裝水泥有利于降低噪音污染 改善施工環(huán)境 提高勞動(dòng)效益 袋裝水泥從水泥廠包裝到工地拆包使用 中間環(huán)節(jié)多 占用勞動(dòng)力多 勞動(dòng)生產(chǎn) 效率低下 特別是現(xiàn)場(chǎng)攪拌 噪音污染嚴(yán)重 影響施工周圍環(huán)境 而發(fā)展散裝水泥 推廣預(yù)拌混凝土 商品混凝土 能有效提高效率 減輕工作強(qiáng)度 大大降低噪音污 染 改善施工環(huán)境和工人勞動(dòng)條件 有利于健康 4 發(fā)展散裝水泥有利于減少粉塵 改善大氣環(huán)境質(zhì)量和二氧化硫的排放 水泥塵污染大氣的主要途徑主要有兩方面 一是在袋裝水泥運(yùn)輸過(guò)程中以及裝卸 和儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的破損 一般破損率在 5 二是袋裝水泥在拆袋攪拌時(shí)產(chǎn)生的粉 塵 還有包裝物回收時(shí)產(chǎn)生的粉塵 都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染 如果采用散裝水泥 從水 泥廠內(nèi)裝運(yùn)開(kāi)始 在運(yùn)輸 儲(chǔ)存 使用過(guò)程中全部在密閉狀況下進(jìn)行 同時(shí)配合預(yù)拌 混凝土的推廣 可以大量減少甚至消除水泥粉塵排放 凈化空氣 減輕污染 5 發(fā)展散裝水泥有利于維護(hù)生態(tài)平衡 具有顯著生態(tài)效益 2 發(fā)展散裝水泥 每年至少使這 3 6 104公頃森林被保護(hù)下來(lái) 約等于全國(guó)荒漠化 面積減少 21 同時(shí)森林砍伐減少 有利于維護(hù)生態(tài)平衡 調(diào)節(jié)全球氣候 具有顯著 的生態(tài)效益 因此 開(kāi)發(fā)應(yīng)用和發(fā)展散裝運(yùn)輸車輛 無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益上 還是從社會(huì)效益上 都 具有很重要的意義 1 2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 1 2 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著社會(huì)的進(jìn)步 汽車運(yùn)輸?shù)玫搅孙w速發(fā)展 其中 散裝運(yùn)輸和集裝箱運(yùn)輸是汽車 運(yùn)輸發(fā)展的主要方向 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家自20世紀(jì)30年代便開(kāi)始研究和應(yīng)用散裝運(yùn)輸 目 前其散粒物資散裝運(yùn)輸約占80 以上 散裝運(yùn)輸車技術(shù)也有很大的發(fā)展 我國(guó)散裝運(yùn) 輸起步較晚 20世紀(jì)60年代末期第一輛散裝水泥車問(wèn)世 隨后相繼出現(xiàn)了各種型式的 散裝水泥運(yùn)輸車 糧食散裝運(yùn)輸車 散裝電石粉運(yùn)輸車 散裝煤粉運(yùn)輸車等 目前 我國(guó)散裝運(yùn)輸?shù)乃竭€很低 雖然20世紀(jì)70年代以來(lái)國(guó)內(nèi)一些科研部門和廠家在散裝 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 運(yùn)輸車的研制方面 特別是對(duì)散裝水泥車的研究取得了可喜的成績(jī) 但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家 相比仍有很大差距 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的散裝水泥車主要有重力卸料式 機(jī)械卸料式和氣壓吹卸式等類型 重力卸料式散裝水泥運(yùn)輸車是在自卸車的基礎(chǔ)上將車廂加頂蓋密封 使車廂與頂 蓋形成一個(gè)密封的水泥罐 水泥由車廂頂部的裝料口注入罐內(nèi) 卸料時(shí)自卸機(jī)構(gòu)升起 傾斜角一般為45 50 車廂內(nèi)的水泥便在自重的作用下 從車廂后欄板下部卸 出 重力卸料式水泥罐車的主要特點(diǎn)是 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 使用與維修較方便 但 該車卸料口很低 不能直接將水泥卸入較高的水泥庫(kù)內(nèi) 另外 該類車卸料時(shí)粉塵飛揚(yáng) 程度很大 則水泥損耗較大 因此 該類散裝水泥罐車一般只適用于散裝批量較小的場(chǎng) 合 這樣在無(wú)散裝水泥任務(wù)時(shí) 可拆除其頂蓋 作為自卸車使用 從而提高其利用率 機(jī)械卸料式散裝水泥運(yùn)輸車在水泥罐體內(nèi)底部裝有螺旋輸送機(jī) 螺旋輸送機(jī)一般 由汽車動(dòng)力或外部動(dòng)力電源驅(qū)動(dòng) 這種水泥罐車可配以自卸機(jī)構(gòu) 卸料時(shí)將罐筒前部 升起 借助水泥的自重作用提高卸料速度 機(jī)械卸料式散裝水泥車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 密封性好 操作方便 但其螺旋輸送機(jī)上升時(shí)阻力較大 消耗功率多 并且螺旋葉輪易 損壞 需經(jīng)常進(jìn)行維修 另外 輸送機(jī)的輸送距離和速度都較小 卸料口低 不能直接 將水泥輸送到較高的水泥庫(kù)中 且卸料時(shí)罐內(nèi)殘留水泥較多 因此 目前該類車已很少 使用 3 氣壓吹卸式散裝水泥運(yùn)輸車是在容罐中通入壓縮氣體 通過(guò)罐內(nèi)流化床特殊結(jié)構(gòu) 及一定的流方向 使水泥松散并與氣體混合 使其 流態(tài)化 打開(kāi)出料口閥門時(shí) 水 泥混合氣體便從罐體輸送到水泥庫(kù)中 氣壓吹卸式散裝水泥罐車的壓縮空氣供氣方式 有利用空壓機(jī)壓縮空氣吹卸 利用外接氣源吹卸和利用汽車排出的廢氣吹卸等幾種 國(guó)產(chǎn)水泥罐車以利用空壓機(jī)壓縮空氣吹卸的居多 氣壓吹卸式散裝水泥罐車克服了以 上兩種車型的缺點(diǎn) 可直接將水泥輸送到15 25m高的水泥庫(kù)中 并具有較高的卸料速 度 因此 氣壓吹卸式水泥罐車是目前使用最廣的散裝水泥運(yùn)輸車 1 2 2 散裝水泥運(yùn)輸車的發(fā)展前景 我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家 目前國(guó)內(nèi)散裝水泥運(yùn)輸水平還比較低 散裝水泥運(yùn)輸車的增 長(zhǎng)速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上水泥產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度 且我國(guó)是水泥生產(chǎn)大國(guó) 發(fā)展散裝水泥運(yùn) 輸是必然的趨勢(shì) 因此 我國(guó)散裝水泥運(yùn)輸車的發(fā)展前景是廣闊的 未來(lái)幾年的發(fā)展 方向有如下5點(diǎn) 1 擴(kuò)大現(xiàn)有各種散裝水泥運(yùn)輸車的生產(chǎn)量 以滿足國(guó)內(nèi)散裝水泥運(yùn)輸量的需要 這是水泥運(yùn)輸由袋裝向散裝發(fā)展的必要保證 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 散裝水泥運(yùn)輸車向大噸位方向發(fā)展 目前 國(guó)內(nèi)許多廠家開(kāi)發(fā)了大噸位的散裝 水泥運(yùn)輸車 提高了汽車單程運(yùn)輸量 從而提高了運(yùn)輸效率 降低了運(yùn)輸成本 3 散裝水泥運(yùn)輸車向半掛型發(fā)展 半掛型散裝水泥運(yùn)輸車克服了單車裝載質(zhì)量低 和全掛難控制 安全性差的缺點(diǎn) 可將水泥裝卸量提高到 15t以上 甚至可達(dá)40t左右 有助于水泥運(yùn)輸效益的提高 4 開(kāi)發(fā)散裝水泥運(yùn)輸車的新產(chǎn)品 使散裝水泥運(yùn)輸車向多品種 多樣化發(fā)展 5 隨著對(duì)國(guó)外進(jìn)口散裝水泥車的研究 新結(jié)構(gòu) 新技術(shù)將在散裝水泥運(yùn)輸車中得 到應(yīng)用 并不斷向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化方向發(fā)展 4 1 3 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì) 1 3 1 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn) 1 多品種 小批量是西方工業(yè)先進(jìn)國(guó)家組織專用汽車生產(chǎn)的一個(gè)主要特點(diǎn) 如英 國(guó)約克公司能生產(chǎn)牲畜運(yùn)輸車 保溫車 冷藏車 自卸車 市政工程車 粉粒物料散 裝車等品種 日本東急車輛制造株式會(huì)社是日本最大的專用車公司 專用車產(chǎn)品以掛 車 罐車為主 其中粉粒物料運(yùn)輸車占有較大比例 此外該公司還生產(chǎn)廂式車 自卸 車 高空作業(yè)車 消防車 環(huán)衛(wèi)車等品種 2 廠家多 規(guī)模小是國(guó)外專用汽車生產(chǎn)行業(yè)的又一特點(diǎn) 例如英國(guó)專營(yíng)和兼營(yíng)專 用汽車的廠家有 600 700 家 其中 70 的工廠職工人數(shù)在 30 人以下 根據(jù)美國(guó) 1981 年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì) 專用車廠有 900 多家 而職工不足 20 人的有 500 多家 據(jù) 1988 年資料 日本生產(chǎn)專用汽車的公司約有 128 家 工廠近 200 家 3 零部件專業(yè)化生產(chǎn) 國(guó)外大部分專用汽車廠實(shí)質(zhì)是一個(gè)總裝廠 其產(chǎn)品按結(jié)構(gòu) 分工或組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn) 如副車架 罐體 懸架等 自卸車油缸 工程車輛的關(guān) 鍵專用設(shè)備等均由各專業(yè)廠集中生產(chǎn) 1 3 2 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 歐洲的專用汽車主要是重型專用汽車 且絕大多數(shù)產(chǎn)品為不同規(guī)格尺寸和不同承 載量的低貨臺(tái)貨車 掛車和半掛車 最多的是適宜運(yùn)輸建筑機(jī)械的最大總質(zhì)量為 30t 或 40t 的低貨臺(tái)貨車 國(guó)外專用汽車產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì) 具有重型化 散裝水泥車的列 車化 一車多用化 以及新材料 新技術(shù)和微電腦的應(yīng)用等特點(diǎn) 其中專用底盤專業(yè) 化趨勢(shì)最為明顯 如日本豐田等大汽車公司的專用底盤均已實(shí)現(xiàn)系列化 專業(yè)化生產(chǎn) 近年來(lái) 國(guó)外不少汽車廠專門從事專用汽車底盤生產(chǎn) 尤其重視專用底盤的系列化 專業(yè)化生產(chǎn) 滿足專用車的特殊需要 1 4 課題主要內(nèi)容 粉粒物料運(yùn)輸車是通過(guò)安裝在車上的空壓機(jī)排出壓縮氣體 通過(guò)罐體內(nèi)的流化床 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 使流化床上的粉粒物料流態(tài)化 經(jīng)輸送管道將罐體內(nèi)的粉粒物料輸送到一定距離和高 度的粉倉(cāng)內(nèi) 流態(tài)化就是壓縮氣體透過(guò)流化床 使流化床上的粉粒物料相互分離懸浮 于空氣中 具有一般流體的特性 由于粉粒物料的堆密度和安息角偏大 流化態(tài)性能差 若采用舉升式方案 除了 后端封頭部位有小流化床外 罐體內(nèi)側(cè)無(wú)流化床 可節(jié)約鋼材1t左右 容積利用率大 于99 卸料速度和剩余率也較好 所以采用舉升式設(shè)計(jì)是國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì) 5 參考我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情可見(jiàn) 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及房地產(chǎn)建設(shè)發(fā)展迅猛 作為主要建材 之一的水泥需求量巨大 在國(guó)家大力推行節(jié)能減排的政策指導(dǎo)下 散裝水泥運(yùn)輸車具 有廣大的市場(chǎng)前景和可觀的收益回報(bào) 因此本文只對(duì)氣卸散裝水泥運(yùn)輸罐車進(jìn)行改裝 設(shè)計(jì) 具體設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容 1 RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車總體設(shè)計(jì) 2 RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車底盤的選擇 3 對(duì) RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)布置 4 RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車詳細(xì)設(shè)計(jì) 5 RL5250GSN 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車整車性能分析 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 設(shè)計(jì)要求及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 2 1 設(shè)計(jì)要求 2 1 1 舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求 專用汽車具有品種多 批量小的顯著特點(diǎn) 只有不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品 深入調(diào)查研 究 了解用戶對(duì)專用汽車新產(chǎn)品的性能要求 使用要求和需求量 才能使專用汽車 制造企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中掌握主動(dòng)權(quán) 因此在專用汽車設(shè)計(jì)中 除了具備基本 型汽車的性能要求外 還要裝有專用設(shè)備 以滿足相應(yīng)的專用功能 因此 專用汽 車設(shè)計(jì)應(yīng)該具備以下特點(diǎn)和要求 1 專用汽車設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì) 這首先就需要了解 國(guó)內(nèi)外汽車產(chǎn)品 特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況 底盤規(guī)格 供貨渠道 銷售價(jià)格及 相關(guān)資料等 然后根據(jù)所設(shè)計(jì)的專用汽車的功能和性能指標(biāo)要求 在功率匹配 動(dòng) 力輸出 傳動(dòng)方式 外形尺寸 軸載質(zhì)量 購(gòu)置成本等方面進(jìn)行分析比較 優(yōu)選出 一種好的專用汽車的前提 對(duì)于不能直接采用二類底盤或三類底盤進(jìn)行改裝的專用汽車 也應(yīng)盡量選用定 型的汽車總成和部件進(jìn)行設(shè)計(jì) 以縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期 提高產(chǎn)品的可靠性 2 專用汽車設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配 設(shè)計(jì)時(shí)既要保證專 用功能滿足其性能要求 也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響 在必要時(shí) 可 適當(dāng)降低汽車底盤的某些性能指標(biāo) 以滿足實(shí)現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求 3 針對(duì)專用汽車品種多 批量少的生產(chǎn)特點(diǎn) 專用汽車設(shè)計(jì)應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化 以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快地進(jìn)行產(chǎn)品變形 對(duì)專用汽車零部件的設(shè)計(jì) 應(yīng) 按 三化 的要求進(jìn)行 最大限度地選用標(biāo)準(zhǔn)件 或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件 盡量減少自制件 4 對(duì)專用汽車自制件的設(shè)計(jì) 應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點(diǎn) 要更多考慮通用 設(shè)備加工的可能性 5 對(duì)專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成 如各種水泵 油泵 氣泵 空 壓機(jī)及各種閥等 要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選 因?yàn)閷Ｓ闷噷ｍ?xiàng)作業(yè)性能的好壞 主要決定于這些部件的性能和可靠性 6 在普通汽車底盤上改裝的專用汽車 底盤受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同 因此要 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核 7 專用汽車設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)機(jī)動(dòng)車輛公路交通安全法規(guī)的要求 對(duì)于某些特殊車 輛 如重型半掛車 油田修井車 機(jī)場(chǎng)寬體客車等 應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車 輛來(lái)處理 8 某些專用汽車可能會(huì)在很惡劣的環(huán)境下工作 其使用條件復(fù)雜 要了解和掌 握國(guó)家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 使專用汽車有良好的適應(yīng)性 工作可靠 必要時(shí) 設(shè)置安全裝置 9 在完成一種新型專用汽車全部設(shè)計(jì)的過(guò)程中 必須考慮專用汽車的藝術(shù)造型 和產(chǎn)品功能的緊密結(jié)合 一個(gè)成功的造型設(shè)計(jì) 應(yīng)該使專用汽車具有新穎美觀的外 形 良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能 各部分的布置符合人機(jī)工程學(xué)的要求并適合于多種變 型的結(jié)構(gòu)和零部件分塊 車身及其覆蓋件應(yīng)具有良好的沖壓工藝性和焊接裝配工藝 性 合理的零部件形狀和較高的材料利用率 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步 人們對(duì)汽車的 外觀 舒適性 功能的完備性等要求都在不斷地提高 由此可見(jiàn) 造型設(shè)計(jì)在專用 汽車的開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要性 綜上所述 專用汽車的設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)和要求 既要滿足汽車設(shè)計(jì)的一般 要求 同時(shí)又要獲得好的專用性能 這就要求專用汽車設(shè)計(jì)人員 既要具備汽車設(shè) 計(jì)的知識(shí)和能力 同時(shí)也要掌握專用汽車各種不同工作裝置的原理與設(shè)計(jì)計(jì)算 做 到汽車和專用工作裝置合理匹配 構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)的整體 使汽車的基本性能和專用 功能都得到充分發(fā)揮 2 2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 2 2 1 整車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 1 散裝水泥車外廓尺寸應(yīng)符合 GB1589 的規(guī)定 當(dāng)汽車或汽車列車處于滿載狀態(tài) 外后視鏡底邊離地高度小于 1800mm 時(shí) 其 單側(cè)外伸量不得超出汽車或汽車列車最大寬度處 200mm 外后視鏡底邊離地高度大 于或等于 1800mm 時(shí) 其單側(cè)外伸量不得超出汽車或汽車列車最大寬度處 250mm 汽 車和汽車列車必須能在同一個(gè)車輛通道圓內(nèi)通過(guò) 車輛通道圓的外圓直徑 D1 為 25 00m 車輛通道圓的內(nèi)圓直徑 D2 為 10 60m 汽車和汽車列車由直線行駛過(guò)渡到 上述圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 任何部分超出直線行駛時(shí)的車輛外側(cè)面垂直面的值 車輛外擺值 T 不得大于 0 80m 表 2 1 為相關(guān)汽車的標(biāo)準(zhǔn) 2 焊縫應(yīng)無(wú)裂紋 焊坑 焊穿 焊渣 漏焊等 所有焊接件的焊接質(zhì)量應(yīng)符合 JB T 5943 的要求 焊接前須將距焊縫邊緣一定范圍內(nèi) 手工焊不小于 10mm 埋弧焊不小于 20mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 焊接結(jié)構(gòu)表面上的鐵銹 油 油漆 塵土等污物除凈 并須去除潮濕 焊縫形狀偏差 和外部缺陷應(yīng)符合下表 2 2 規(guī)定 表 2 1 汽車 掛車及汽車列車外廓尺寸的最大限值 單位為 mm 車輛類型 車長(zhǎng) 車寬 車高 三輪汽車 4 600 1 600 2 000 最高設(shè)計(jì)車速小于 70km h 的四輪貨車 6 000 2 000 2 500 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 3 500kg 6 000 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 3 500kg 且 8 000kg 7 000 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 8 000kg 且 12 000kg 8 000 二軸 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 12 000kg 9 000 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 20 000kg 11 000 三軸 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 20 000kg 12 000 2 500 4 000 貨車及半 掛牽引車 四軸 12 000 乘用車及二軸客車 12 000 三軸客車 13 700 汽 車 乘用車及 客車 單鉸接客車 18 000 2 500 4 000 一軸 8 600 二軸 10 000半掛車 三軸 13 000 中置軸 旅居 掛車 8 000 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 10 000kg 7 000 掛 車 其他掛車 最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 10 000kg 8 000 2 500 4 000 鉸接列車 16 500汽 車 列 車 貨車列車 20 000 2 500 4 000 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 表 2 2 焊縫形狀標(biāo)準(zhǔn) 2 2 2 卸料能力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 在垂直高度 15m 水平距離 5m 工作壓力為 0 2MPa 的條件下 平均卸料速度 不小于 1 2t min 剩余率不大于 0 3 圖 2 1 表示為粉罐汽車卸料性能測(cè)試狀態(tài) 1 粉罐汽車 2 卸料水平管 3 卸料垂直管 4 接收塔 圖 2 1 粉罐汽車卸料性能測(cè)試狀態(tài) 2 2 3 罐體的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 罐體內(nèi)外表面不允許有裂紋 不允許有明顯凹凸不平和劃痕 罐體容積利用率 E 應(yīng)大于或等于 80 罐體在 0 3MPa 的工作壓力下持續(xù) 5min 不得損壞或發(fā)生永久變 形 罐體進(jìn)料口蓋應(yīng)密封可靠 鎖止安全 開(kāi)啟和關(guān)閉靈活 進(jìn)料口直徑應(yīng)不小于 450mm 散裝水泥車應(yīng)設(shè)置通向罐體進(jìn)料口的梯子 在進(jìn)料口附近應(yīng)設(shè)置工作平臺(tái) 工作平臺(tái)應(yīng)防滑或安裝防滑板 2 2 4 氣路系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)入罐體的壓縮空氣應(yīng)無(wú)水 無(wú)油 空壓機(jī)在額定負(fù)荷下 工作時(shí)的噪音不大于 90dB A 排氣溫度不大于 200 C 在額定負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 60min 后 應(yīng)能正常工作 安全閥應(yīng)能防水或安裝防水罩 并調(diào)試合格后方可裝車 2 2 5 取力傳動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 取力傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)工作平穩(wěn) 可靠 操縱方便 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 60min 后無(wú)異常響聲 無(wú) 不正常升溫及過(guò)熱現(xiàn)象 其速比應(yīng)滿足空壓機(jī)和油泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳經(jīng) 濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 取力器傳動(dòng)齒輪的嚙合與分離應(yīng)操縱靈活 運(yùn)轉(zhuǎn)正常 不允許有異常 噪聲和卡滯現(xiàn)象 液壓舉升式散裝水泥車的液壓系統(tǒng)在額定載荷下舉升 3000 次的可 靠性 舉升時(shí)間 下降時(shí)間 最大舉升角和泄漏量等應(yīng)符合 QC T222 中相關(guān)規(guī)定 車廂空載舉升到最大舉升角的時(shí)間應(yīng)符合表 1 的規(guī)定 表 1 罐體舉升時(shí)間 罐體內(nèi)部長(zhǎng)度 L m 舉升時(shí)間 s L 4 8 20 4 8 L 6 5 40 L 6 5 55 車廂空載從最大舉升角下降到與車架貼合的時(shí)間應(yīng)符合表 2 的規(guī)定 表 2 罐體下降時(shí)間 罐體內(nèi)部長(zhǎng)度 L m 下降時(shí)間 s L 4 8 20 4 8 L 6 5 40 L 6 5 55 2 2 6 電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 安裝應(yīng)符合 GB T3797 的規(guī)定 控制電路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到在各種情況下 即使是操作錯(cuò)誤 確保人身安全 當(dāng)電器 故障或操作錯(cuò)誤時(shí) 不應(yīng)使設(shè)備受到損壞 對(duì)可能危及人身安全 損壞設(shè)備或破壞生 產(chǎn)的情況 應(yīng)采用聯(lián)鎖裝置 使事故立即停止或采取其他應(yīng)急措施 2 3 本章小結(jié) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 本章介紹了設(shè)計(jì)專用車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 為接下來(lái)進(jìn)一步設(shè)計(jì)舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車 提供了設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第 3 章 方案設(shè)計(jì)分析與整車總體設(shè)計(jì) 3 1 方案設(shè)計(jì)與分析 常見(jiàn)的粉粒物料運(yùn)輸車有臥式多倉(cāng)罐體結(jié)構(gòu) 魚(yú)腹式單倉(cāng)罐體結(jié)構(gòu) 斗式多倉(cāng) 罐體結(jié)構(gòu) 多傾內(nèi)錐布袋式流化床罐體結(jié)構(gòu)和液壓舉升式罐體結(jié)構(gòu) 為了保證罐體承受 0 3MPa 的內(nèi)壓力 罐體結(jié)構(gòu)由受力良好的的圓筒及橢圓封頭 構(gòu)成 除了后端封頭部分有小流化床外 罐體內(nèi)側(cè)無(wú)流化床 與其他結(jié)構(gòu)的罐體相比 較 材料利用率提高了 10 可節(jié)約鋼材 1t 左右 容積利用率大于 99 所以此設(shè)計(jì) 采用液壓舉升式罐體結(jié)構(gòu) 6 3 2 整車總體設(shè)計(jì) 3 2 1 粉罐罐體的布置及副車架外型尺寸的確定 為使前后軸荷分配合理 整車質(zhì)量分配均勻 車輛重心低穩(wěn)定性高 罐體的位置 為封頭前端面距駕駛室前端 3900mm 處 底面與副車架接觸 副車架外型尺寸為 5 850 860 200mm 材料型號(hào)為 20 的熱軋槽鋼 GB T707 1988 中間設(shè)置加強(qiáng)梁 其后端的活動(dòng)銷軸軸徑為 50mm 3 2 2 舉升形式的選取與布置 目前 在自卸車行業(yè)有多種結(jié)構(gòu)型式 舉升機(jī)構(gòu)的型式目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的有 三角 架放大舉升機(jī)構(gòu) F 式 T 式 雙缸舉升 前頂舉升和雙面?zhèn)确?其中 中輕型自 卸汽車多采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 布置尺寸較小的舉升機(jī)構(gòu) 如加伍德機(jī)構(gòu) D 式 中 大型自卸汽車多采用油壓特性曲線較好的舉升機(jī)構(gòu) 如馬勒里機(jī)構(gòu) T 式 大型自 卸汽車多采用舉升力系數(shù)較小的舉升機(jī)構(gòu) 如浮動(dòng)油缸連桿放大組合式 F 式和Z 式 或 者前頂舉升式 其中國(guó)際上尤其是歐美等國(guó)大都采用前舉升自卸方式 1 結(jié)構(gòu)組成 前舉升自卸汽車主要是由二類底盤 上裝副車架 車廂及多級(jí)油缸等組成 結(jié)構(gòu) 非常簡(jiǎn)單 2 結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn) 1 整車重心低 行車穩(wěn)定性好 只要后擋不干涉 副車架縱梁可以做得很低 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 最小可以與載貨車相同 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 車廂底板與主車架上平面的閉合高度可以很小 整車穩(wěn)定性好 液壓系統(tǒng)壓力較小 2 在機(jī)構(gòu)式自卸汽車設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)與底盤橫梁干涉 從而需對(duì)底盤 橫梁改制 很麻煩 而前舉升方式則不必考慮上裝與底盤干涉的問(wèn)題 因而設(shè)計(jì)者不必 再費(fèi)勁地做很多的校核圖了 大大地提高了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度 3 現(xiàn)在的用戶對(duì)車廂的要求越來(lái)越大 自卸車的軸距也較原來(lái)大 傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 式舉升無(wú)法將較長(zhǎng)車廂舉升到能卸貨的角度 除非將副車架縱梁和車廂底盤縱梁的高 度做得很大 才能布置下加大加強(qiáng)的機(jī)構(gòu) 但這樣整車的重心必然提高了 重心越高 行車尤其是在調(diào)整或轉(zhuǎn)彎時(shí)很不穩(wěn)定 存在安全隱患 4 傳統(tǒng)的T式機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用在載重8t或以下的自卸汽車中 F式機(jī)構(gòu)應(yīng)用在15t 左右的自卸汽車中 這種機(jī)構(gòu)的自卸汽車在超載時(shí)由于液壓系統(tǒng)的壓力過(guò)大 經(jīng)常發(fā) 生燒油泵 密封件損壞和根本不舉升等問(wèn)題 而前舉升自卸汽車不需將油缸的推力放 大到舉升架和拉桿上便可以將車廂舉升起來(lái) 因而前舉升的油壓特性非常好 液壓元 件不會(huì)因壓力過(guò)高而損壞 液壓系統(tǒng)的使用壽命更長(zhǎng) 液壓系統(tǒng)的故障比很低 5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝維護(hù)較方便 機(jī)構(gòu)式舉升由三角架 拉桿 舉升油缸及其 安裝聯(lián)接的座和軸組成 結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 前舉升是一種用多級(jí)油缸直推車廂前部從而 達(dá)到卸貨的一種方式只有油缸而無(wú)其它零部件 這種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單 制造成本低 工 藝性好 7 隨著技術(shù)發(fā)展 近年來(lái)國(guó)內(nèi)的前頂舉升機(jī)構(gòu)也得到較大發(fā)展 其中的代表是已國(guó) 產(chǎn)的荷蘭海沃整機(jī)系統(tǒng) 其成本也趨于合理 基于以上優(yōu)點(diǎn)并參考國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品 本設(shè)計(jì)的舉升系統(tǒng)采用前置前頂舉升機(jī)構(gòu) 其罐底與副車架接觸 液壓缸通過(guò)焊接在 罐體前端的支架鉸接在一起 隨舉升位置不同而轉(zhuǎn)動(dòng) 3 2 3 氣卸裝置的布置 利用舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)將罐體總成前端舉升 使罐體沿后翻轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)和水平面成 一定的夾角 水泥在重力的作用下可全部向罐體后側(cè)封頭聚集 而空壓機(jī)通過(guò)壓縮 空氣管路系統(tǒng)將壓縮空氣通入罐體后側(cè)封頭內(nèi)的流化床內(nèi) 將該部分的水泥流化 再 由該部分的出料口將水泥卸到指定的倉(cāng)內(nèi) 由此 除了罐體后端封頭處有小流化床外 罐體內(nèi)側(cè)無(wú)流化床 可節(jié)約鋼材 1t 左右 容積利用率大于 99 流化床結(jié)構(gòu)如下圖 3 2 所示 流化床隨罐體的舉升會(huì)將 出料口降到最低點(diǎn) 為了便于排料管的操作 采用下排料的結(jié)構(gòu)方式 出料口兼有清 灰口的作用 流化床只在蝶形小封頭處設(shè)置 空壓機(jī)橫置在罐體與駕駛室之間 其動(dòng)力由依靠液壓泵驅(qū)動(dòng)的液力馬達(dá)提供 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 1 罐體后封頭 2 橢圓小封頭 3 流化床 4 排料管總成 5 助吹管 6 進(jìn)風(fēng)口 圖 3 2 流化床結(jié)構(gòu) 3 3 二類底盤選型 3 3 1 二類底盤初選 根據(jù)罐體尺寸參數(shù)及產(chǎn)品日常使用 維護(hù)保養(yǎng)方便 再綜合考慮產(chǎn)品造價(jià) 初步 選擇CA3253P7K1T1E型二類底盤 其詳細(xì)參數(shù)如表3 1 考慮到動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性及滿足環(huán)保法規(guī)的要求 發(fā)動(dòng)機(jī)選用 BF6M1013 28E3 型柴 油增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 其參數(shù)見(jiàn)表 3 2 變速器選擇陜齒 9JS119 機(jī)械式 9 個(gè)前進(jìn)檔 1 個(gè) 倒檔 選檔遠(yuǎn)距離軟軸操縱機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)比見(jiàn)表 3 3 表 3 1 CA3253P7K1T1E 參數(shù) 外型尺寸 長(zhǎng) 寬 高 mm 8 900 2 490 3 200 貨廂欄板內(nèi)尺寸 長(zhǎng) 寬 高 mm 6 200 2 300 1 000 總質(zhì)量 Kg 25 000 整備質(zhì)量 kg 12 480 額定載質(zhì)量 kg 12 305 接近角 離去角 28 17 前懸 后懸 mm 1 375 1 310 軸距 mm 4 200 1 350 軸數(shù) 3 最高車速 km h 78 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) BF6M1013 28E3 1 6 2 3 4 5 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 kw 203 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 7 146 底盤依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB3847 1999 GB17691 2001第二階段 輪胎 10 00R20 表 3 2 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù) 型式 直列六缸 四沖程水冷柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 型號(hào) BF6M1013 28E3 額定轉(zhuǎn)速 r min 2 300 額定功率 KW 2300r min 203 最大轉(zhuǎn)矩 N M 1400r min 1 100 最低燃油消耗率 g KW h 192 缸徑 沖程 mm 108 130 排量 L 7 146 壓縮比 17 5 1 工作順序 1 5 3 6 2 4 燃油 夏季 0 號(hào)輕柴油 冬季 根據(jù)氣溫選用合適的輕柴油 表 3 3 變速器傳動(dòng)比 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 七檔 八檔 九檔 12 11 8 08 5 93 4 42 3 36 2 41 1 32 1 00 12 66 3 3 2 二類底盤裝載質(zhì)量的初步校核 CA3253P7K1T1E 裝載質(zhì)量為 12 305kg 由于罐體材料 16MnR 的密度為 7 900 kg m3 則罐體直段質(zhì)量 m 1 m L1 2rR 1 185 35kg 由 JB T4737 95 橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn) 得封頭質(zhì)量 m 2 m 2 275 59kg 551 18kg 則整個(gè)罐體的質(zhì)量 M m m 1 736 53kg 12 初步計(jì)算裝載質(zhì)量為 10 000kg 1 736 53kg 11 736 53kg 因此 CA3253P7K1T1E 二 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 類底盤滿足要求 3 4 專業(yè)性能參數(shù)的確定 3 4 1 卸料速度和剩余率 平均卸料速度和剩余率是散裝水泥運(yùn)輸車的主要專業(yè)性能指標(biāo) 散裝水泥運(yùn)輸車 卸料時(shí) 所卸下的粉料質(zhì)量與卸料時(shí)間的比值稱為平均卸料速度 卸料作業(yè)完畢后 罐內(nèi)剩余水泥的質(zhì)量與散裝水泥運(yùn)輸車額定裝載質(zhì)量的比值稱為剩余率 這兩個(gè)參數(shù) 反映了散裝水泥運(yùn)輸車卸料作業(yè)的效率和經(jīng)濟(jì)性 為了正確地評(píng)價(jià)和比較平均卸料速度的剩余率 一般在規(guī)定卸料水平距離 5m 卸料垂直高度 15m 卸料管內(nèi)徑 100mm 壓縮氣體流量 4 8 m3 min 壓力 196kPa 的條件下進(jìn)行測(cè)量 這種狀態(tài)叫做標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 平均卸料速度與散裝水泥運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu) 壓縮空氣壓力和流量等因素有關(guān) 由卸 料管內(nèi)固氣二相流的濃度和速度決定 固氣二相流的濃度亦稱混合比 其質(zhì)量濃度在 200 270 之間 平均卸料速度 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為 1 2 1 6 10 kg min 本設(shè)計(jì)v 3 目標(biāo)選取 1 2 10 kg min 3 粉料剩余率 i 的大小與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 流態(tài)化裝置的性能有關(guān) i 值過(guò)大 會(huì)降低車 輛的有效裝載質(zhì)量 影響經(jīng)濟(jì)性 而且 水泥在罐內(nèi)長(zhǎng)期殘存會(huì)發(fā)生結(jié)塊 變質(zhì) 在 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 i 值在 0 1 0 4 之間 本設(shè)計(jì)采用舉升式方案 卸料時(shí)傾角較大 剩余 率低 故 i 值取 0 1 卸料時(shí)間是指打開(kāi)卸料閥卸料開(kāi)始至卸料完畢關(guān)閉卸料閥為止的這段時(shí)間 一般 在罐內(nèi)壓力上升到額定工作壓力 時(shí)打開(kāi)卸料閥 到卸料接近結(jié)束 罐內(nèi)壓力下降ep 到 0 1 時(shí)關(guān)閉卸料閥 由公式 3 1 及 3 2 得卸料時(shí)間為 12min ep vmtb 3 1 ei 3 2 3 4 2 工作壓力 散裝水泥運(yùn)輸車氣力卸料時(shí)壓縮空氣應(yīng)有一定的工作壓力 用來(lái)滿足粉粒體和氣 體流動(dòng)需要的壓力降和流態(tài)化過(guò)程產(chǎn)生的壓力損失 這些壓力損失包括 氣流在管道 過(guò)程或局部的壓力損失 氣體透過(guò)流態(tài)化床裝置的壓力損失 粉粒體的透氣壓力損失 固氣二相流的加速壓力損失 摩擦壓力損失 懸浮壓力損失等 若工作壓力過(guò)小 平 均卸料速度降低 易產(chǎn)生堵塞 工作壓力過(guò)高又會(huì)造成能源浪費(fèi) 罐體壁厚增加 空 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 氣壓縮機(jī) 管道 閥門等的質(zhì)量也要增加 通常工作壓力只需略大于卸料過(guò)程中各種 壓力損失之和即可 試驗(yàn)表明 水泥粉粒體在 196kPa 的輸送壓力下可實(shí)現(xiàn) 值在 40 300 之間的固氣二相流氣力輸送 8 所以 本設(shè)計(jì)的額定工作壓力為 196kPa 3 4 3 壓縮空氣流量 壓縮空氣流量應(yīng)滿足三方面的要求 一是能實(shí)現(xiàn)粉料流態(tài)化 二是管道輸送順利 三是平均卸料速度合乎要求 1 氣體流量與粉料流態(tài)化關(guān)系 如前所述 透過(guò)氣體分布板的氣流速度應(yīng)滿足下式粉料才會(huì)產(chǎn)生流態(tài)化 亦即壓 縮空氣流量必須符合下式要求 ffgAvQv 或 式中 Q 壓縮空氣流量 m 3 s A 流態(tài)化床面積 m 2 透過(guò)氣體分布板的氣流速度 m s gv 臨界流態(tài)化速度 m s f 由于本舉升式氣卸散裝水泥運(yùn)輸車的流態(tài)化床布置在罐尾蝶形封頭中 流態(tài)化床 面積相較于傳統(tǒng)臥式粉罐車大大減小 所以氣體速度定能滿足要求 并將在后面章節(jié) 得到準(zhǔn)確計(jì)算驗(yàn)證 2 壓縮空氣流量與管道輸送要求 對(duì)于管道氣力輸送 一般認(rèn)為 只要輸送氣流速度大于粉粒體的懸浮速度時(shí) 粉 料就能順利輸送 但在散裝水泥運(yùn)輸車卸料的實(shí)際條件下 一方面由于粉粒體與罐壁 之間以及粉粒體之間的碰撞 摩擦和粘附作用 另一方面由于輸料管中氣流速度分布 不均勻 所以散裝水泥運(yùn)輸車要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣力輸送 管內(nèi)氣流速度要比粉粒體的懸浮 速度大幾倍 散裝水泥運(yùn)輸車卸料時(shí) 可采用水平輸送或垂直輸送 在水平輸送中 粉粒體將 要沉積下來(lái)不再參與懸浮輸送的極限狀態(tài)時(shí)的氣流速度 稱為沉積速度 用 vs 表示 實(shí)踐表明 當(dāng)管內(nèi)氣流速度 vm 1 1 1 3 v s 時(shí) 就不會(huì)產(chǎn)生粉粒體沉積堵塞 稱 這個(gè) vm 為水平輸送安全氣速 本設(shè)計(jì)中 vm 取 1 2m s 在垂直輸送中 粉粒體到某一 高度停滯不動(dòng)成為噎塞 此時(shí)的氣流速度成為噎塞速度 用 vh 表示 一般沉積速度 大于或等于噎塞速度 所以通常用沉積速度或水平輸送安全氣速 vm 來(lái)選取氣流速度 可用下式確定壓縮空氣流量 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 m 2v4d Q 式中 Q 壓縮空氣流量 m 3 s d 卸料管內(nèi)徑 m vm 水平輸送安全氣速 m s 則 Q 0 0942 m3 s 3 壓縮空氣流量與卸料速度 卸料速度與壓縮空氣流量 Q 成正比 對(duì)于一般散裝水泥運(yùn)輸車來(lái)說(shuō) 二相流的 混合比 所能達(dá)到的最大值受罐內(nèi)流態(tài)化裝置和氣力輸送條件的限制 故增加 Q 值 是提高卸料速度的有效途徑 9 本設(shè)計(jì)中 Q 初步采用 7m3 min 3 5 本章小結(jié) 本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比 確定了粉罐罐體的形式 尺寸參數(shù) 裝載 質(zhì)量及制造材料 以及罐體的舉升形式和流化床的布置 選定了專用車的二類底盤 并詳細(xì)介紹了二類底盤及動(dòng)力總成的參數(shù) 為下一步整車總布置做好準(zhǔn)備 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 4 章 舉升式氣卸粉罐汽車的詳細(xì)設(shè)計(jì) 4 1 粉罐裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型 4 1 1 粉罐外形尺寸設(shè)計(jì) 1 初步確定罐體尺寸及材料 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求 需設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量大于 8t 的舉升式氣卸粉罐運(yùn)輸車 結(jié)合生產(chǎn) 實(shí)際中對(duì)長(zhǎng)距離大質(zhì)量運(yùn)輸?shù)囊?初步設(shè)計(jì)罐體為長(zhǎng) 3 000mm 直徑 2 000mm 的 圓柱形密封容器 其兩端封頭為對(duì)稱的橢圓形設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) JB T4737 95 橢圓形 封頭標(biāo)準(zhǔn) 及 GB150 1998 鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn) 確定封頭高 500mm 直段處長(zhǎng) 25mm 參考國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品及材料性能 罐體及封頭材料選擇 16MnR 其中封頭處 材料厚 7mm 直段處厚度為 6mm 由于罐體的長(zhǎng) 直徑不協(xié)調(diào) 重心后移 行駛不 安全也不美觀 所以更改罐體長(zhǎng)度使其變大為 5 000mm 直徑不變?nèi)詾?2 000mm 則罐體尺寸如圖 4 1 所示 圖 4 1 罐體尺寸參數(shù) 2 罐體總?cè)莘e 1 直段處圓柱罐體容積V 1 m 3 V1 R2L 4 1 式中 R 圓柱筒體內(nèi)壁半徑 m L 圓柱筒體的長(zhǎng)度 m V1 R2L 9 5m3 5000 500 25 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 2 橢圓封頭容積 V2 m 3 橢圓形封頭由半個(gè)橢圓體殼和一段短圓柱筒體組成 兩端封頭容積相等 由 JB T4737 95 橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn) 得 V2 1 1257m3 V2 2 V2 2 2514m3 總?cè)莘e V 為罐體殼所包容的體積 為圓柱筒體容積 V1 與封頭容積 V2 之和 即 V V1 V2 9 5 2 2514 11 75m3 3 有效裝載容積 Va 有效裝載容積指用于裝載粉料的罐內(nèi)容積 用下式計(jì)算 4 2 eas mVp 式中 m e 罐體的標(biāo)定裝載質(zhì)量 kg 本設(shè)計(jì)標(biāo)定裝載質(zhì)量設(shè)計(jì)為 10 000kg ps 粉料的堆密度 kg m 3 水泥的堆密度為 1 200kg m3 則 8 3333m3a 4 擴(kuò)大容積 Vb 由于粉料的內(nèi)摩擦力 進(jìn)料口的數(shù)目 位置等原因 裝料時(shí)粉料不能充滿罐體上 部的所有空間 粉料在流態(tài)化過(guò)程中空隙率 要增加 上界面升高 裝料時(shí)也需留出 這部分空間 在上部留出的空間稱為擴(kuò)大容積 按下式確定 Vb KbVa 式中 K b 擴(kuò)大容積系數(shù) 本設(shè)計(jì)取 0 2 則 V b 0 2Va 1 667m3 5 裝載容積 Vd 有效裝載容積與擴(kuò)大容積之和叫做裝載容積 即流化態(tài)床以上的罐內(nèi)容積 Vd Va Vb 10m3 4 1 2 流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) 流態(tài)化裝置也稱流態(tài)化床 主要由流態(tài)化元件 多孔板 壓板 螺栓等組成 是 氣卸粉罐車的重要部分 它直接影響粉罐車的專業(yè)性能 流態(tài)化裝置的作用 一是與 罐體壁構(gòu)成氣室 二是使壓縮空氣形成微細(xì) 均勻的氣流進(jìn)入粉料中 使粉料流態(tài)化 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 1 流態(tài)化裝置的類型和結(jié)構(gòu) 目前普遍采用的流態(tài)化裝置有兩類 單一流態(tài)化裝置和復(fù)合流態(tài)化裝置 單一流態(tài)化裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 有圓形和長(zhǎng)方形兩種 圓形流態(tài)化床多用于立式罐體 其多孔板有圓錐板和圓平板兩種 圓錐板的錐角一般為 120 150 適合于下出料 本設(shè)計(jì)中罐體舉升后的卸料狀態(tài)與立式罐體相似并為下出料設(shè)計(jì) 遂采用單一流態(tài)化 裝置 圓形流態(tài)化床 圓錐形多孔板 錐角為 145 2 多孔板的設(shè)計(jì) 多孔板的作用是支撐流態(tài)化元件及其上面的粉料 保證壓縮空氣均勻穿過(guò) 多孔 板與水平面的夾角為 17 5 多孔板用 4mm 厚的鋼板制造 上面均勻分布直徑為 20mm 的孔 布置在罐尾蝶形封頭的內(nèi)側(cè) 3 流態(tài)化元件的設(shè)計(jì) 流態(tài)化元件的作用是使壓縮空氣透過(guò)而形成均勻 細(xì)微的氣流 其設(shè)計(jì)要求是 1 具有一定的透氣阻力 并能隨氣流速度的增加阻力急驟增加 2 空隙適宜 分布均勻 布?xì)夥稚⒍雀?受粉料層厚度影響少 3 只能透過(guò)氣體 不能通過(guò)粉料 吸濕性和附著力低 表面光整平滑 易于 粉料流動(dòng) 長(zhǎng)期使用不易堵塞 并容易恢復(fù)透氣性 4 有一定強(qiáng)度 耐磨 耐溫 耐腐蝕 物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 10 流態(tài)化元件材料分為硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料兩類 硬質(zhì)材料雖剛性好 耐磨 不易 受潮 但易破碎 易堵塞 空隙不易恢復(fù) 制造工藝也復(fù)雜 價(jià)格高 很少采用 軟 質(zhì)材料有工業(yè)帆布 夾毛氈 滌綸帆布等 它們具有質(zhì)量輕 易安裝 易取得 價(jià)格 便宜的有點(diǎn) 所以本產(chǎn)品采用工業(yè)帆布作為流態(tài)化床材料 4 流態(tài)化床主要參數(shù)計(jì)算 1 臨界流態(tài)化床氣流速度 m s fv 4 3 06 8 3 942 1 04gsfd 式中 顆粒直徑 m 水泥取為 88 m sd 顆粒密度 kg m 3 水泥為 3 200 kg m3 氣體密度 在氣體壓力 p 0 3MPa 氣體溫度 T 373K 氣體常數(shù)g Ra 29 28 時(shí) p R aT 2 75 kg m 3 g 氣體的動(dòng)力粘度 Pa s 取 0 0218 Pa s 10 則水泥的臨界流態(tài)化床氣流速度為 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 06 8 094 2 1675 3 08 4 fv 0 009m s 2 流化床面積 A 流化床面積的大小與流態(tài)化床的結(jié)構(gòu)形式 罐體形式和尺寸有關(guān) 其中起主要作 用的是水泥的臨界流態(tài)化速度 流態(tài)化床的面積應(yīng)滿足下式 fvQA 式中 Q 氣體流量 m 3 s 水泥臨界流態(tài)化速度 m s fv m12 96A 蝶形封頭如圖 4 2 流化床數(shù)學(xué)模型如圖 4 3 則流化床面積 A 為21 0 475m 1 氣室 2 進(jìn)氣口 3 出料口 4 蝶形封頭 5 流化床 圖 4 2 蝶形封頭 圖 4 3 流化床數(shù)學(xué)模型 3 粉料帶出氣流速度 v t 1 2 5 4 3 800mm 145 200mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 粉料帶出氣流速度即粉料開(kāi)始形成稀相流態(tài)化床的氣流速度 若氣流速度達(dá)此值 床層的穩(wěn)定操作行為將急劇偏離理想行為 導(dǎo)致操作失常 v m s 按下式計(jì)算 t 4 4 sgst dv312 254 式中 g 重力加速度 則水泥的帶出氣流速度 v 為t v 0 58m st 4 1 3 進(jìn)料裝置 進(jìn)料裝置由進(jìn)料口蓋 密封圈 鎖緊裝置和進(jìn)料口等組成 按密封方式不同分為 外壓密封式 內(nèi)壓自封式和雙重密封式 本設(shè)計(jì)選用內(nèi)壓自封式設(shè)計(jì) 其構(gòu)造如圖 4 4 所示 其上蓋板與球面料口