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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 粉粒物料運(yùn)輸半掛車(chē)改裝設(shè)計(jì) 系部名稱： 汽車(chē)工程系 專業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程 B07-8 班 學(xué)生姓名： 朱宏鵬 指導(dǎo)教師： 齊曉杰 職 稱： 教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 The Graduation Design for Bachelors 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 2011-06HarBin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 粉粒物料運(yùn)輸車(chē)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(chē)。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。 本課題以氣卸散裝粉煤灰車(chē)為具體研究對(duì)象，文中介紹了氣卸散裝粉煤灰車(chē)的 發(fā)展現(xiàn)狀，確定了承載粉煤灰的噸位并對(duì)汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行選型及總體布置，對(duì)其罐體 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，其中包含流化板、多孔板、罐體支承裝置的設(shè)計(jì)以及對(duì)罐體有效容 積進(jìn)行計(jì)算。 利用止推板和連接支架對(duì)罐體總與二類底盤(pán)進(jìn)行了連接并固定，通過(guò)焊接方法 保證了罐體和罐體支承座的連接。最后對(duì)整車(chē)性能進(jìn)行了分析，應(yīng)用 CAD 軟件建立 整車(chē)裝配、罐體總成及相關(guān)零件模型。 關(guān)鍵詞：粉粒物料；二類底盤(pán)；粉煤灰；氣卸裝置；改裝設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II 目 錄 摘 要 .I Abstract .II 第 1 章 緒 論 .1 1.1 研究現(xiàn)狀 .1 1.2 選題目的 .3 1.3 意義 .3 1.4 主要內(nèi)容和技術(shù)路線 .3 第 2 章 總體方案的選擇 .5 2.1 牽引車(chē)的的選擇 .5 2.2 罐體型式的選擇 .5 2.3 空氣壓縮機(jī)的選擇 .6 2.4 卸料裝置的選擇 .6 2.4.1 卸料方式分類 .6 2.4.2 出料裝置方案的選擇 .6 2.5 本章小結(jié) .6 第 3 章 半掛車(chē)的選型及總布置 .7 3.1 半掛車(chē)的選型 .7 3.2 總體布置的原則 .9 3.3 整車(chē)參數(shù)的確定 .10 3.3.1 裝載質(zhì)量 和總質(zhì)量 的確定 .10ema 3.3.2 尺寸參數(shù)的確定 .10 3.4 本章小結(jié) .11 第 4 章 罐體的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) .12 4.1 罐體總成結(jié)構(gòu)及工作原理 .12 4.2 罐體容積計(jì)算 .12 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) III 4.2.1 總?cè)莘e V .12 4.2.2 有效裝載容積計(jì)算 .13 4.2.3 擴(kuò)大容積計(jì)算 .13 4.2.4 裝載容積計(jì)算 .13 4.2.5 氣室容積計(jì)算 .13 4.3 流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) .13 4.3.1 流態(tài)化裝置的類型和結(jié)構(gòu) .14 4.3.2 多孔板的設(shè)計(jì) .14 4.3.3 流態(tài)化元件選擇 .15 4.4 流態(tài)化床主要參數(shù)計(jì)算 .15 4.5 進(jìn)料裝置設(shè)計(jì) .18 4.6 出料裝置、卸料軟管及卸壓裝置的布置 .18 4.6.1 出料裝置 .18 4.6.2 卸料軟管 .18 4.6.3 卸壓裝置 .18 4.7 罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .19 4.7.1 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .19 4.7.2 中央氣室長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) .19 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計(jì) .19 4.7.4 流態(tài)化板傾斜角度及氣化層傾斜角度的設(shè)計(jì) .19 4.8 罐體的材料選擇 .20 4.9 罐體厚度的計(jì)算 .20 4.9.1 罐體的最小厚度 .20 4.9.2 厚度附加量 .20 4.10 封頭設(shè)計(jì) .21 4.11 罐體支承座設(shè)計(jì) .22 4.11.1 支承座的截面形狀及尺寸 .22 4.11.2 支承座的前端形狀及安裝位置 .22 4.11.3 罐體支承座的固定 .22 4.12 本章小結(jié) .23 第 5 章 氣卸及輸料裝置 的設(shè)計(jì) .24 5.1 空壓機(jī)選擇 .24 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 5.2 輸料管設(shè)計(jì) .24 5.2.1 輸料管內(nèi)徑和氣流速度的確定 .24 5.2.2 輸送系統(tǒng)的壓力損失 .25 5.3 氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .27 5.4 本章小結(jié) .28 第 6 章 整車(chē)主要性能參數(shù)的計(jì)算 .29 6.1 動(dòng)力性計(jì)算 .29 6.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性 .29 6.1.2 計(jì)算各檔位是的系數(shù) A、B、C 1、 C2和 D 值 .29 6.1.3 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算 .29 6.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 .32 6.3 靜態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算 .33 6.4 本章小結(jié) .34 結(jié) 論 .35 參考文獻(xiàn) .36 致 謝 .37 附 錄 .38 附錄 A 外文資料 .38 附錄 B 外文資料中文翻譯 .43 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 0 第 1 章 緒 論 1.1 研究現(xiàn)狀 專用汽車(chē)是指裝置有專用設(shè)備、具有專用功能、用于承擔(dān)專門(mén)運(yùn)輸任務(wù)或?qū)ｍ?xiàng) 作業(yè)以及其他專門(mén)用途的汽車(chē)。專用汽車(chē)是相對(duì)于普通汽車(chē)而言的。普通汽車(chē)的用 途比較廣泛，成為基本車(chē)型，而專用汽車(chē)只要是在基本車(chē)型的基礎(chǔ)上裝設(shè)專用車(chē)身 或用來(lái)完成某種貨物裝運(yùn)的容器以及完成某種作業(yè)項(xiàng)目的裝備的汽車(chē)。 按照 GB/T 173502009專用汽車(chē)和專用掛車(chē)術(shù)語(yǔ)、代號(hào)和編制方法的規(guī)定， 將我國(guó)的專用汽車(chē)劃分為廂式汽車(chē)、罐式汽車(chē)、專用自卸汽車(chē)、起重舉升汽車(chē)、倉(cāng) 柵式汽車(chē)和特種結(jié)構(gòu)汽車(chē)六大類。 美國(guó)和西歐是最早發(fā)展專用汽車(chē)產(chǎn)品的國(guó)家，在日本和前蘇聯(lián)等國(guó)家第二次世 界大戰(zhàn)后也得到了發(fā)展。20 世紀(jì) 70 年代末，汽車(chē)工業(yè)遇到了世界范圍的蕭條和滯 銷，發(fā)展專用汽車(chē)成了當(dāng)時(shí)各個(gè)國(guó)家擺脫危機(jī)的救命稻草，于是專用汽車(chē)就在世界 范圍內(nèi)發(fā)展了起來(lái)。進(jìn)入二十一世紀(jì)后隨著世界各個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)汽 車(chē)的專業(yè)化、高速化、重型化的要求越來(lái)越明顯，世界各國(guó)對(duì)專用汽車(chē)的需求逐年 增加。專用汽車(chē)占載貨汽車(chē)市場(chǎng)的半壁江山。 國(guó)外專用汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)為，（1）專用汽車(chē)重型化趨勢(shì)：近年來(lái)國(guó)外專用汽車(chē) 的產(chǎn)量明顯以重型居多，其原因主要是重型專用汽車(chē)經(jīng)濟(jì)效益好喝重型車(chē)功率大、 強(qiáng)度高，有中小型專用車(chē)無(wú)法替代的有點(diǎn)。（2）散裝水泥車(chē)的列車(chē)化趨勢(shì)：為了提 高散裝水泥車(chē)的卸料能力，國(guó)外進(jìn)行了卓有成效的流態(tài)化原件的研究，使卸料速度 達(dá)到 1.51.8t/min。（3）一車(chē)多用化的趨勢(shì)：為提高專用汽車(chē)的適應(yīng)性，以滿足 各種特殊需要，有趨勢(shì)表明國(guó)外正在謀求專用汽車(chē)的一車(chē)多用化，使專用車(chē)功能油 單一向多功能發(fā)展。（4）專用底盤(pán)專業(yè)化趨勢(shì)：國(guó)外不少汽車(chē)廠專門(mén)從事專用汽車(chē) 底盤(pán)的生產(chǎn)，尤其重視專用底盤(pán)的系列化、專業(yè)化生產(chǎn)，滿足專用車(chē)的特殊需要。 （5）新材料、新技術(shù)和微計(jì)算機(jī)的應(yīng)用：近年來(lái)，國(guó)外專用汽車(chē)廠逐步重視新材料、 新技術(shù)在專用汽車(chē)上的應(yīng)用，如采用 GRP 替代金屬材料制造冷藏車(chē)箱體，具有強(qiáng)度 高、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。 我國(guó)專用車(chē)起步于 20 世紀(jì) 50 年代末 60 年代初，早期主要側(cè)重于應(yīng)用。雖然應(yīng) 用較早單全面發(fā)展始于 20 世紀(jì) 80 年代，比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了近 30 年。經(jīng)過(guò) 20 余年的 發(fā)展，我國(guó)專用汽車(chē)已經(jīng)具有一定規(guī)模，特別是近年來(lái)，我國(guó)專用汽車(chē)發(fā)展迅速。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 專用汽車(chē)呈現(xiàn)出向箱式化、重型化、智能化、高檔化。多級(jí)化發(fā)展的趨勢(shì)，其中表 現(xiàn)比較明顯的是：普通貨物運(yùn)輸箱式化。專用汽車(chē)運(yùn)輸重型化、列車(chē)化，貨物運(yùn)輸 專業(yè)化；特種用途車(chē)輛發(fā)展迅速。 近幾年我國(guó)專用汽車(chē)有如下特點(diǎn)。1、專用汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)逐年增加。2、專用汽 車(chē)產(chǎn)量占當(dāng)年載貨汽車(chē)產(chǎn)量的比例逐年提高。3、改裝廠改裝的專用汽車(chē)與主機(jī)廠生 產(chǎn)的專用汽車(chē)取得同步增長(zhǎng)。4、主機(jī)廠在重視生產(chǎn)普通自卸車(chē)和半掛汽車(chē)、列車(chē)的 同時(shí)，更加重視專用功能較強(qiáng)的專用汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，并使其產(chǎn)量大幅度提高。 與外國(guó)同行相比，中國(guó)專用汽車(chē)還存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）科技含量 不高，產(chǎn)品附加值低：國(guó)產(chǎn)專用汽車(chē)主要分布在自卸車(chē)、牽引車(chē)、廂式車(chē)、罐式車(chē)、 起重機(jī)等中、抵擋車(chē)領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一、可靠性差、成本較高等缺點(diǎn)。 （2）產(chǎn)品質(zhì)量不高，可靠性差：我國(guó)專用汽車(chē)上裝的關(guān)鍵件總體水平不太高，如液 壓件、泵類、閥類、控制儀表等現(xiàn)在還未達(dá)到較高的技術(shù)水平，制約了高水平專用 車(chē)的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。（3）專用汽車(chē)品種少，難以滿足各種需要：目前，國(guó)內(nèi)總質(zhì)量 30t、功率 224kW 以下自卸車(chē)、廂式車(chē)、罐式車(chē)、半掛牽引車(chē)等運(yùn)輸類專用汽車(chē)底基 本可以滿足市場(chǎng)供應(yīng)，但是一些技術(shù)含量較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、批量較小的作業(yè)類專用 汽車(chē)底盤(pán)，只有少量供應(yīng)（4）專用汽車(chē)底盤(pán)資糧匱乏：專用底盤(pán)的匱乏是長(zhǎng)期困擾 我國(guó)專用汽車(chē)發(fā)展的主要問(wèn)題。（5）產(chǎn)結(jié)構(gòu)不合理：國(guó)內(nèi)專用汽車(chē)生產(chǎn)存在散、亂、 差等問(wèn)題。機(jī)械化程度低，手工作坊式的生產(chǎn)廠多，產(chǎn)品治療參差不齊，在生產(chǎn)工 藝工裝方面，缺少規(guī)模的技術(shù)制造，工人水平低，限制了產(chǎn)品的質(zhì)量單詞的提高， 制約了專用汽車(chē)的發(fā)展。 我國(guó)專用汽車(chē)面臨的有利條件：（1）我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期、快速、穩(wěn)定發(fā)展為專用 汽車(chē)的發(fā)展帶來(lái)很大的機(jī)遇。（2）“十五”期間，國(guó)家加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投 入力度。（3）北京舉辦 2008 年奧運(yùn)會(huì)，已經(jīng)為建筑用車(chē)、市政用車(chē)、物流用車(chē)等 專用汽車(chē)提供一個(gè)巨大的市場(chǎng)平臺(tái)。（4）加入 WTO 后，我國(guó)關(guān)稅和非關(guān)稅措施逐步 取消，將引起農(nóng)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的很大變化，農(nóng)產(chǎn)品將逐步由糧食作物生產(chǎn)向農(nóng)作物向 加工農(nóng)副產(chǎn)品過(guò)渡。(5)我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)和城市生活服務(wù)設(shè)施需要大量專用汽車(chē)（6） 能源、交通、國(guó)防、市政、醫(yī)療等各行業(yè)都在尋求新的發(fā)展和突破，其中按需裝備 先進(jìn)的專業(yè)運(yùn)輸車(chē)輛和作業(yè)車(chē)輛時(shí)最為重要的物質(zhì)手段（7）從 2000 年開(kāi)始，我國(guó) 公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資每年在 3000 億元以上（8）2004 年國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 的頒布，為營(yíng)造良好的專用汽車(chē)市場(chǎng)環(huán)境發(fā)揮了積極地作用，對(duì)汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生了巨 大的影響。（9）從價(jià)格走向分析，入市以來(lái)，我國(guó)專用汽車(chē)市場(chǎng)逐漸走向了國(guó)際化。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1.2 選題目的 1.節(jié)省勞動(dòng)力，降低裝卸費(fèi)用。 2.節(jié)約包裝費(fèi)用及木材，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。 3.減少粉粒物料的損耗。 4.改善工人的勞動(dòng)條件，提高工作效率。 5.訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，學(xué)習(xí)能力，總結(jié)學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)。 6.制造出滿足客戶需求的商品 1.3 意義 粉粒物料作為重要的生產(chǎn)資料和生活資料，其運(yùn)輸總量不斷擴(kuò)大，運(yùn)輸方式也 隨著用戶對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸效率和低成本經(jīng)營(yíng)等要求的提高而面著大型化、散裝化、高效 化方向發(fā)展。設(shè)計(jì)制造出更加先進(jìn)適用的產(chǎn)品，已經(jīng)成為現(xiàn)在各大用戶的心愿。設(shè) 計(jì)此產(chǎn)品正式滿足廣大用戶和社會(huì)的需求。 經(jīng)濟(jì)意義：提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本，為更多的人帶來(lái)實(shí)在的經(jīng)濟(jì)利益。 社會(huì)意義：使我國(guó)的專用汽車(chē)在國(guó)際市場(chǎng)更有競(jìng)爭(zhēng)力，讓我國(guó)的專用汽車(chē)科技含量 更高、質(zhì)量更加的過(guò)關(guān)，推動(dòng)我工業(yè)的發(fā)展，讓我國(guó)的專用汽車(chē)國(guó)際化。 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及分析、校核： 1.進(jìn)行半掛車(chē)底盤(pán)的選擇； 2.根據(jù)設(shè)計(jì)總成進(jìn)行汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性校核，實(shí)現(xiàn)整車(chē)的優(yōu)化匹配； 3.進(jìn)行罐體結(jié)構(gòu)、流化床、硫化和送料動(dòng)力系統(tǒng)、送料系統(tǒng)、罐體與底盤(pán)連接 結(jié) 構(gòu)等的設(shè)計(jì)與校核； 4.繪制設(shè)計(jì)車(chē)輛的總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 本課題研究的主要技術(shù)路線如圖1.4所示。 分析 資料收集 調(diào)研 方案設(shè)計(jì) 總圖草圖設(shè)計(jì) 部件圖零件圖設(shè)計(jì) 總圖修訂 整理 出圖 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 任務(wù)下達(dá) 校核 圖1.4 技術(shù)路線圖 半掛牽引車(chē)和 半掛車(chē)選擇 半掛車(chē)連接裝 置設(shè)計(jì) 半掛氣卸粉 罐車(chē) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 總體方案的選擇 2.1 牽引車(chē)的的選擇 由于本課題所設(shè)計(jì)的是半掛車(chē)質(zhì)量 3980Kg 的粉罐車(chē)，這里選用 9320TP 型平板半 掛車(chē)，東風(fēng)天龍重卡 340 馬力 6x4 牽引車(chē)（DFL4251A10）即滿足其相關(guān)要求。 2.2 罐體型式的選擇 粉粒物料運(yùn)輸車(chē)按其罐體型式不同可分為立式粉罐汽車(chē)、臥式粉罐汽車(chē)、舉升 式粉罐汽車(chē)。 立式粉粒物料運(yùn)輸車(chē)的罐體中心線呈鉛垂防線，車(chē)輛可載一個(gè)或多個(gè)立式罐。 立式罐汽車(chē)適用范圍廣，能用于粉料、顆粒料等多種粉粒物料的散裝運(yùn)輸。但整車(chē) 質(zhì)心教高，采用多個(gè)罐體時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本也較高。 臥式粉罐汽車(chē)是目前使用最為廣泛的一種罐式車(chē)型。其特點(diǎn)是罐體中心線呈水 平方向，罐體可以是單個(gè)倉(cāng)，也可以分隔兩個(gè)倉(cāng)。若罐體內(nèi)的流態(tài)化床與水平面成 一個(gè)傾角，稱為內(nèi)傾臥式粉罐汽車(chē)。若罐體中心線與水平面成一個(gè)不大的傾角，則 為外傾臥式粉罐汽車(chē)。臥式粉罐汽車(chē)僅在出料口處設(shè)置流態(tài)化床，臥式粉料物料運(yùn) 輸車(chē)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，卸料性能穩(wěn)定和質(zhì)心低的優(yōu)點(diǎn)，但適用性受到限制， 一般僅用于流態(tài)化性能較好的散裝粉料運(yùn)輸。 舉升式粉罐運(yùn)輸車(chē)在裝料和行駛時(shí)，罐體中心線處于水平位置，卸料時(shí)舉升機(jī) 構(gòu)將罐體前端升起，成傾斜狀態(tài)。舉升式粉料物料運(yùn)輸車(chē)的灌內(nèi)底部通常僅在出料 口處設(shè)置流態(tài)化床，卸料時(shí)罐體呈傾斜狀態(tài)，粉料在重力的作用下自動(dòng)下滑，集中 到出料口后卸出。所以，罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容積效率高，適用范圍廣，常用來(lái)裝 運(yùn)流態(tài)化性能差的粉料，但由于增加了舉升機(jī)構(gòu)，使用，維修復(fù)雜。 綜上所述，本設(shè)計(jì)中選擇雙錐內(nèi)傾臥式粉罐，如圖 2.1 所示。 圖 2.1 雙錐內(nèi)傾臥式粉罐結(jié)構(gòu)圖 2.3 空氣壓縮機(jī)的選擇 1.空氣壓縮機(jī)的分類 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 常用的空氣壓縮機(jī)有回轉(zhuǎn)滑片式和擺桿式兩種。回轉(zhuǎn)滑片式具有體積小，排量 大等優(yōu)點(diǎn)，但所排出的壓縮空氣含有油氣，須經(jīng)過(guò)過(guò)濾才能進(jìn)入罐體氣室。而擺桿 式應(yīng)不需要潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑，故排出的壓縮空氣比較潔凈，對(duì)粉料無(wú)污染，是一種比 較理想的空氣壓縮機(jī)。因此選擇擺桿式空氣壓縮機(jī)。 2.空氣壓縮機(jī)的布置方案 空氣壓縮機(jī)工作所需要的動(dòng)力通過(guò)柴油機(jī)獲得?？諝鈮嚎s機(jī)固定在汽車(chē)駕駛室 與罐體之間的車(chē)架上。 2.4 卸料裝置的選擇 2.4.1 卸料方式分類 卸料方式可以分為氣卸和自卸兩種。 氣卸式就是利用空氣壓縮機(jī)向罐體內(nèi)吹入壓縮空氣，使罐內(nèi)的粉料迅速流態(tài)化， 當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到一定值的時(shí)候，打開(kāi)卸料閥，粉料隨著氣流流出，實(shí)現(xiàn)卸料。 自卸式是利用粉料的自身重力進(jìn)行卸料，這個(gè)過(guò)程依靠液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。卸料 前，液壓系統(tǒng)將罐體舉升到某一高度，然后打開(kāi)卸料口，粉料在自身重力作用下實(shí) 現(xiàn)卸料。 液壓系統(tǒng)的布置難度較大，自身質(zhì)量較大，卸料對(duì)穩(wěn)定性要求比較高。 對(duì)于臥式罐體，氣卸式卸料更為便利，所以本設(shè)計(jì)選用氣卸式卸料系統(tǒng)。 2.4.2 出料裝置方案的選擇 出料裝置有上吸式和下排式兩種形式： （1）上吸式出料裝置具有卸料平順，吸嘴高度可以調(diào)節(jié)，不易產(chǎn)生堵塞等優(yōu)點(diǎn)， 目前應(yīng)用較廣。 （2）下排式出料裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，節(jié)約罐體有效容積等優(yōu)點(diǎn)，但 易產(chǎn)生堵塞。出料口開(kāi)設(shè)在罐體下部中央的多孔板和罐體殼上，與出料管的一端焊 接。 2.5 本章小結(jié) 本章確定了整車(chē)總體設(shè)計(jì)方案，即為設(shè)計(jì)一種采用擺桿式空氣壓縮機(jī)和上吸式 氣卸式散裝水泥運(yùn)輸改裝車(chē)。通過(guò)比較立式粉罐汽車(chē)、臥式粉罐汽車(chē)、舉升式粉罐 汽車(chē)和斗式粉罐汽車(chē)的罐體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定雙錐臥式罐體。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 3 章 半掛車(chē)的選型及總布置 3.1 半掛車(chē)的選型 目前，改裝專用汽車(chē)選用的底盤(pán)主要是二類或三類底盤(pán)，也有為某些專用汽車(chē) 設(shè)計(jì)的專用底盤(pán)。專用汽車(chē)底盤(pán)選型的好壞對(duì)專用汽車(chē)性能影響很大。汽車(chē)底盤(pán)的 選擇或設(shè)計(jì)專用車(chē)底盤(pán)主要根據(jù)專用汽車(chē)的類型、用途、轉(zhuǎn)載質(zhì)量、使用條件、專 用汽車(chē)的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝備的外形尺寸、動(dòng)力匹配等來(lái)決定。 目前我國(guó)對(duì)常規(guī)的罐式車(chē)通常采用二類底盤(pán)改裝設(shè)計(jì)。所謂二類底盤(pán)，是指在 基本型整車(chē)的基礎(chǔ)上去掉貨箱。根據(jù)產(chǎn)品的可靠性大多選用大品牌的底盤(pán)車(chē)輛，本 設(shè)計(jì)選用 9320TP 型平板半掛車(chē)。 平掛車(chē)的具體參數(shù)如表 3.1 所列。 表 3.1 牽引車(chē)具體參數(shù)列表 公告型號(hào)：DFL4251A10 驅(qū)動(dòng)形式：6X4 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：東風(fēng)天龍 dCi340-30 軸距： 3200+1300mm 馬力：340 馬力額定載重：0 噸扭矩：1500Nm 牽引總質(zhì)量：40 噸排 量：11.12L 排放標(biāo)準(zhǔn)：歐汽缸數(shù)：6 變速箱檔位數(shù)：9 個(gè)最高車(chē)速：95KM/h 產(chǎn)地： 湖北 基本信息 公告型號(hào)： DFL4251A10 類型： 牽引卡車(chē) 驅(qū)動(dòng)形式： 6X4 軸距： 3200+1300mm 車(chē)身長(zhǎng)度： 6.81 米 車(chē)身寬度： 2.5 米 車(chē)身高度： 3.7 米 輪距： 前輪距：2039 后輪距： 1860/1860mm 前懸： 1.5 米 后懸： 0.81 米 整車(chē)重量： 8.7 噸 額定載重： 0 噸 最大總質(zhì) 量： 25 噸 最大載重： 0 噸 牽引總質(zhì) 量： 40 噸 最高車(chē)速： 95KM/h 最小轉(zhuǎn)彎 直徑： 0M 接近角： 18 度 離去角： 32 度 產(chǎn)地： 湖北 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 噸位級(jí)別： 重卡 備注： D310 平頭一排半平頂駕 駛室,東風(fēng) dCi290-30 發(fā) 動(dòng)機(jī),軸距 4600+1350mm,前寬 940mm 貨箱參數(shù) 貨箱(斗) 長(zhǎng)度： 0 米 貨箱(斗) 寬度： 0 米 貨箱(斗) 高度： 0 米 貨箱(斗、 罐)體積： 0 立方米 貨箱(斗) 形式： 牽引 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)型 號(hào)： 東風(fēng) dCi340-30 汽缸數(shù)： 6 燃油種類： 柴油 汽缸排列 形式： 直列 排量： 11.12L 排放標(biāo)準(zhǔn)： 歐 馬力： 340 馬力 最大輸出功率： 250KW 扭矩： 1500Nm 最大扭矩轉(zhuǎn)速： 1300 額定轉(zhuǎn)速： 1900RPM 發(fā)動(dòng)機(jī)廠 商： 東風(fēng) 系列： dCi 發(fā)動(dòng)機(jī)形式： 六缸、直列、四沖程、 四氣門(mén)、共軌直噴、增 壓中冷 全負(fù)荷最 低燃油耗 率： 190g/kW.h 發(fā)動(dòng)機(jī)凈重： 1000KG 發(fā)動(dòng)機(jī)尺 寸： 1288x817x1121mm 壓縮比： 16.4：1 一米外噪 音： dB 汽缸行程： 156mm 汽缸缸徑： 123mm 每缸氣門(mén) 數(shù)： 0 點(diǎn)火次序： 1-5-3-6-2-4 進(jìn)氣形式： 增壓中冷 駕駛室參數(shù) 準(zhǔn)乘人數(shù)： 3 人 臥鋪尺寸： 0mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 座位排數(shù)： 1 排 半掛平板運(yùn)輸車(chē)技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品名稱： 9320TP 型平板半掛車(chē) 外型尺寸(mm )： 13000,1250025003180 ,1560 底盤(pán)型號(hào)： 貨廂尺寸： (mm) 總質(zhì)量（kg ）： 32000(kg) 接近/離去角 ： -/15() 額定質(zhì)量(kg )： 25000(kg) 前懸后懸(mm )： -/2200,2000(mm) 整備質(zhì)量(kg )： 7000(kg) 最高車(chē)速： 軸數(shù)： 3 軸距： 7120+1310+1310,6820+131 0+1310(mm) 前輪距： 后輪距： 1840/1840/1840(mm) 輪胎數(shù)： 12 輪胎規(guī)格： 11.00-20,11.00R20,10.00 -20,10.00R20 燃料種類： 彈簧片數(shù)： -/8/8/8,-/10/10/10 軸荷： -/21450(并裝三軸) 駕駛室乘人數(shù) 整車(chē)備注： 貨臺(tái)承載面離地高度為 1140mm。該車(chē)只可運(yùn)輸不可拆解物體。 車(chē)寬超限 3.2 總體布置的原則 總體布置的任務(wù)是正確選定整車(chē)參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使取力裝置、 專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達(dá)到設(shè) 計(jì)任務(wù)書(shū)所提出的要求， （圖 3.1 為氣泄粉罐車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)圖）布置時(shí)應(yīng)按照以下原則： (1) 盡量避免變動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)各總成位置； (2) 盡量滿足專用工作裝置性能的要求，充分發(fā)揮專用功能； (3) 必須對(duì)裝載質(zhì)量，軸荷分配等參數(shù)進(jìn)行估算和校核； (4) 應(yīng)避免工作裝置的布置對(duì)車(chē)架造成集中載荷； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 (5) 應(yīng)盡量減少專用汽車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量； (6) 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求。 圖 3.1 氣卸粉罐車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)圖 3.3 整車(chē)參數(shù)的確定 3.3.1 裝載質(zhì)量 和總質(zhì)量 的確定ema 初步選定的總質(zhì)量為 39800Kg。整備質(zhì)量為 1800Kg，額定裝載質(zhì)量 28000Kg。 3.3.2 尺寸參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)所采用的二類底盤(pán) 9320TP 型平板半掛車(chē)。外廓尺寸（長(zhǎng)寬高） 12980mm2500mm3980mm。 3.4 本章小結(jié) 本章半掛車(chē)對(duì)其參數(shù)做了詳細(xì)介紹，并確定了整車(chē)的質(zhì)量參數(shù)和尺寸參數(shù)并附 產(chǎn)品原圖樣。本章還介紹了半掛車(chē)的和牽引車(chē)的選擇原則。整車(chē)參數(shù)包括裝載質(zhì)量 和總質(zhì)量的確定。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 4 章 罐體的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 4.1 罐體總成結(jié)構(gòu)及工作原理 臥式罐體一般是由圓柱體、斜錐體、橢圓封頭、多孔板、滑料板幾部分組成， 見(jiàn)圖 4.1。依據(jù)對(duì)罐體裝載量、罐體整體尺寸的要求，通過(guò)試算罐體有效容積，可基 本確定罐體的外觀尺寸。 圖 4.1 罐體結(jié)構(gòu)圖 臥式罐氣力卸料原理簡(jiǎn)圖。如圖 4.2 卸料時(shí)，壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣氣管 10 進(jìn)入氣室 7，穿過(guò)流態(tài)化裝置 11 后到達(dá)粉料顆粒之間，使粉料流態(tài)化；當(dāng)罐內(nèi)壓力上升到 196kPa 時(shí)，打開(kāi)卸料閥 4，粉料在罐內(nèi)壓力作用下經(jīng)卸料管 3 排出。 1-吸嘴；2-調(diào)節(jié)螺母；3-出料管；4- 蝶閥；5-二次進(jìn)風(fēng)裝置； 6-卸料管接頭；7-氣室； 8-滑料；9-罐體；10-進(jìn)壓縮空氣管；11-流態(tài)化裝置； 圖 4.2 臥式罐氣力卸料原理簡(jiǎn)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 4.2 罐體容積計(jì)算 4.2.1 總?cè)莘e V 總?cè)莘e為罐體殼所包容的體積。雙錐內(nèi)傾臥式罐體，總體積 V 為圖柱筒體積 、1V 直角斜錐筒容積 和封頭容積 之和，即23V (4.1)123V (1)圓柱筒體容積 計(jì)算1 （ ） （4.2）211RL3m5.0V 式中 圓柱筒體內(nèi)壁半徑（m） ；1R 圓柱筒體長(zhǎng)度的 1/2（m） 。L (2)斜錐筒體容積 計(jì)算2V 兩端斜錐筒體容積相等，則 23211233.4.05.24.81RLVm （4.3） 式中 、 分別為斜錐筒體大、小端內(nèi)壁半徑（ m） ；1R2 L單個(gè)斜錐筒體長(zhǎng)度（m） 。 (3)橢圓封頭容積 計(jì)算3V 封頭有半球形、橢圓形、蝶形等幾種。橢圓形封頭有半個(gè)橢圓殼體和一段短圓 柱筒體組成，兩封頭容積相等。則 2233344.0RLmV （4.4） 式中 短圓柱筒體長(zhǎng)度（m） ；3L 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 4L封頭長(zhǎng)度，即橢圓短軸之半（m） 。 4.2.2 有效裝載容積計(jì)算 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 328056easmV （4.5） 式中 罐體的標(biāo)定裝載質(zhì)量（kg） ；em 粉料的堆積密度（kg/ ） 。s3m 4.2.3 擴(kuò)大容積計(jì)算 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 要流出這部分空間。在上部流出的空間稱為擴(kuò)大容積，按下式確定： （4.6） 330.1568.4baVKm 式中 擴(kuò)大容積系數(shù)，通常取為 0.10.2。 取 0.15aKak 4.2.4 裝載容積計(jì)算 有效裝載容積與擴(kuò)大容積之和叫做裝載容積，即氣體分布板和滑料板以上的罐 內(nèi)容積 （4.7） 33164.dabbaVKVm 4.2.5 氣室容積計(jì)算 3387.56.42.cabV （4.8） 4.3 流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) 流態(tài)化裝置又稱流態(tài)化，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(chē)的重要部分，它直接影響粉罐車(chē)的專業(yè)技能。流態(tài)化裝置的作用：一是 與滑料板、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， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 使粉料流態(tài)化。 。 4.3.1 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：?jiǎn)我涣鲬B(tài)化裝置和復(fù)合型流態(tài)化裝置。 雙錐內(nèi)傾式罐體所采用的復(fù)合型流態(tài)化裝置的結(jié)構(gòu)如圖 4.3 所示。它由滑板、 支承架、多孔板、流態(tài)化元件、壓板等組成。 滑料板與罐體構(gòu)成氣室殼體，多孔板置于其上構(gòu)成氣室。滑料板與罐體的母線 平行，多孔板向罐體的出料口傾斜。流態(tài)化元件被壓條壓在多孔板上，用螺栓將壓 板、流態(tài)化元件和多孔板三者固定在一起。這樣便形成了完整的流態(tài)化裝置。 1-罐體；2- 滑料板；3- 支承架；4- 流態(tài)化裝置；5-多孔板；6-流態(tài)化元件；7-壓板；8-螺栓 圖 4.3 復(fù)合型流態(tài)化裝置圖 4.3.2 多孔板的設(shè)計(jì) 多孔板的作用是支承流態(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一般取粉料靜態(tài)安息角的 1/3，常取 1015，此角度越大，卸 料速度越快，但角度過(guò)大，容器的空間利用率越小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇該角度為 10。 多孔板常采用 4mm 厚的鋼板制造，上面均勻分布直徑為 2030mm 的孔，孔距大小 與孔數(shù)多少以有利于均勻布?xì)狻⒅С袕?qiáng)度和節(jié)約鉆孔工時(shí)來(lái)確定。多孔板沿罐體全 長(zhǎng)布置,圖 4.4 為多孔板結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 4.4 多孔板結(jié)構(gòu)示意圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （孔的直徑為 20mm，孔距為 80mm） 4.3.3 流態(tài)化元件選擇 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，故又稱氣體分 布板。對(duì)其要求是： 1. 具有一定的透氣阻力，并且隨氣流速度的增加阻力急驟增加。 2. 孔隙適宜，分布均勻，布?xì)夥稚⒏叨?，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，并且易恢復(fù)透氣性。 4. 有一定的強(qiáng)度，耐磨、耐溫、耐腐蝕，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 流態(tài)化元件的材料分為軟、硬兩類。硬質(zhì)材料雖然剛性好，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，故很少采用。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 便宜等優(yōu)點(diǎn)。用化纖維經(jīng)過(guò)特殊編織的帆布，在我國(guó)已有生產(chǎn)，它透氣性好，阻力 高，不易受潮。 因此可采用有滌綸帆布編織而成的軟質(zhì)流態(tài)化元件。 4.4 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 fV (m/s) (4.9) 1.820.943.86()4.0sgfd 式中 粉煤灰顆粒直徑，sd6m 顆粒真密度，粉煤灰為 3200kg/ ；s3 氣體密度，空氣取為 2.75kg/ ； g 氣體的動(dòng)力粘度，一般取為 0.0218Pa s； 那么粉煤灰的臨界流態(tài)化氣流速度為： m/sfV 60.940.8.681(3275)（ ） 2.流態(tài)化床面積 A 流態(tài)化床面積的大小與流態(tài)化床結(jié)構(gòu)形式、罐體形式和尺寸、所裝粉料的性質(zhì) 有關(guān)，其中起主要作用的是粉料的臨界流態(tài)化速度。故流態(tài)化床的面積應(yīng)滿足以下 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 要求： (4.10)fQAv 式中 Q氣體的流量； 粉料臨界流態(tài)化速度。fv m27.583.09fQv 3.罐體最大空床截面積 maxA 對(duì)于粉煤灰， =1.85Q maxA （4.11） 式中 Q空氣流量 (m3/min) maxA=1.85Q=1.85 7.5=13.875 m2 4.粉料帶出氣流速度 tv 粉料帶出氣流速度即粉料開(kāi)始形成稀相流態(tài)化床時(shí)的氣流速度(大于 )。若氣流tv 速度達(dá)到此值，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。 可按t 下式計(jì)算： (m/s) (4.12) 123()425sgtvds 式中 g重力加速度，g=9.81m/ 。2 粉煤灰的帶出氣流速度 為：tv 12364(30.75)98025.t =0.58m/s 5.最小空床截面積 minA 最小空床截面積出現(xiàn)在罐體頂部的某一位置，即流態(tài)化床頂。在床頂?shù)臍饬魉?度不能超過(guò) ，否則會(huì)導(dǎo)致稀相床出現(xiàn)。最小空床截面積可以用下式計(jì)算：tv 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 = =0.216m2 (4.13)minA60tQv7.58 即最小空床截面積為： =0.216m2min 4.5 進(jìn)料裝置設(shè)計(jì) 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。 圖 4.5 為裝料口示意圖。 1-手輪；2- 絲桿；3、7- 銷；4- 裝料口蓋；5-密封圈；6-壓桿；8-罐體；9-裝料口 圖 4.5 裝料口示意圖 4.6 出料裝置、卸料軟管及卸壓裝置的布置 4.6.1 出料裝置 出料裝置有上吸式和下排式兩種形式，它們各自的特點(diǎn)如下： 上吸式出料裝置具有卸料平順，吸嘴高度可以調(diào)節(jié)，不易產(chǎn)生堵塞等優(yōu)點(diǎn)，目前 應(yīng)用較廣。 下排式出料裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，節(jié)約罐體有效容積等優(yōu)點(diǎn)。但易產(chǎn)生 堵塞。它的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：出料口開(kāi)設(shè)在罐體下部中央的多孔板和罐體殼上，與 出料管的一端焊接。 本設(shè)計(jì)選擇上吸式出料裝置。 4.6.2 卸料軟管 卸料軟管一般是鋼絲骨架或多層夾布的耐油膠管，其兩端用卡箍與快速接頭相 緊密地連接箍緊。O 型橡膠密封圈置于快速接頭的圓槽中。使用時(shí)，先抬起快速接 頭上的勾柄，帶動(dòng)勾架前移，使兩勾鉤住快速接頭的凸端，然后用力下壓勾柄，凸 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 凹兩端就緊密連成一體。 4.6.3 卸壓裝置 卸壓裝置的用途是：裝料前或卸料后，打開(kāi)卸壓球閥排放罐內(nèi)剩余的壓力空氣； 若卸料過(guò)程中出現(xiàn)故障，應(yīng)用卸壓裝置排氣卸壓后再進(jìn)行修理。 卸壓管的一端裝有多孔圓管，其上套有濾芯，用卡箍箍緊，伸于罐體內(nèi)部的上 方；卸壓管另一端伸于罐體外部，裝有球閥。卸壓時(shí)罐內(nèi)的氣體通過(guò)濾芯經(jīng)卸壓管、 球閥排出，而粉料被過(guò)濾不能排出，以免污染空氣。圖 4.6 所示為卸壓裝置。 1-濾芯；2- 卡箍；3- 卸壓管；4- 卸壓球閥 圖 4.6 卸壓裝置示意圖 4.7 罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.7.1 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用兩個(gè)氣室的結(jié)構(gòu)，即中央氣室和兩側(cè)的氣室。中央氣室位于罐體的中間部 位（出灰口設(shè)置于中央氣室處） ，設(shè)置單獨(dú)管道對(duì)中央氣室供給壓縮空氣，該結(jié)構(gòu)兩 側(cè)氣室相通，結(jié)構(gòu)對(duì)稱公用同一管道輸送壓縮空氣。 4.7.2 中央氣室長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 中氣室的長(zhǎng)短影響?；衣屎凸摅w的有效容積。增加中央氣室的長(zhǎng)度，?；衣蕰?huì) 相應(yīng)的增加，罐體有效容積增加，減小中央氣室的長(zhǎng)度?；衣式档?，罐體有效容積 減小，整個(gè)罐體質(zhì)心增高，依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定該散裝水泥車(chē)罐體的中央氣室的長(zhǎng)度 為 11915mm。 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計(jì) 氣化板的寬度影響罐體的?；衣屎陀行莘e，增加氣化板寬度，?；衣试龃?， 罐體有效容積增大，減小氣化板寬度，?；衣蕼p小。整個(gè)罐體質(zhì)心增高，國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 的散裝粉粒物料運(yùn)輸車(chē)車(chē)氣化板寬度一般在 500600mm 之間，這里取氣化板寬度 為 600mm。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4.7.4 流態(tài)化板傾斜角度及氣化層傾斜角度的設(shè)計(jì) 罐體內(nèi)大部分粉煤灰是在重力作用下通過(guò)流板集中于透氣層上，然后由透氣層 輸送到出料口，一般粉煤灰的的靜止休止角為 4045 ，取 40。氣化層的傾斜角 度為 610，這里取 10。 4.7.5 封頭部分流態(tài)化板尺寸設(shè)計(jì) 封頭部分流板折邊底線的形狀以及流板斜邊邊緣的形狀都為不規(guī)則曲線，難以 計(jì)算。比較簡(jiǎn)單可行的辦法是在試制過(guò)程中根據(jù)所采用的封頭確定其流板各部的尺 寸，然后制作成樣板進(jìn)行加工。 4.8 罐體的材料選擇 普通碳素鋼的機(jī)械性能好，有足夠的強(qiáng)度、韌性和良好的工藝性，價(jià)格便宜， 是目前制作罐體的最常用的材料。本設(shè)計(jì)中的罐體部分采用普通碳素鋼為制作材料。 4.9 罐體厚度的計(jì)算 4.9.1 罐體的最小厚度 對(duì)于薄壁容器，為了滿足制造工藝要求以及運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的剛度要求，根 據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定了不包括腐蝕余量的圓筒最小厚度。對(duì)于普通碳素鋼，當(dāng)內(nèi) 徑 時(shí)，其最小厚度由以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：380Dm (mm) （4.21）min210DS 即有 mmin4. 4.9.2 厚度附加量 罐體的厚度附加量 C 包括鋼板或者鋼管的厚度負(fù)偏差 和腐蝕余量 。即 1C2 （4.22）12 當(dāng) 不大于 0.25mm，且不超過(guò)名義厚度的 6%時(shí)，可取 =0。查有關(guān)手冊(cè)可1 1 知，對(duì)于普通碳素鋼，當(dāng)鋼板厚度在 3.84.0mm 時(shí)，負(fù)偏差 =0.3mm。C 腐蝕余量 應(yīng)根據(jù)截止的腐蝕性和容器的使用壽命而定。我國(guó)鋼制壓力容器2C 規(guī)定：對(duì)于碳素鋼，取 1mm?？紤]到散裝水泥罐裝的是干水泥，腐蝕性較小，2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 取 =1.7mm。則有： 2C12C =0.3+1.7=2.0mm 因此筒體部分鋼板的厚度 可選定為：Smin =4.4+2=6.4mm 取 7mm 參考其他橢圓封頭式罐體，封頭部分的鋼板厚度比筒體部分大 1mm，即封頭部 分采用 8mm 普通碳素鋼板。 綜上所述，罐體選材確定為：筒體部分采用 7mm 碳素鋼板，封頭部分采用 8mm 碳素鋼板。 4.10 封頭設(shè)計(jì) 封頭包括半球形、碟形、橢圓形和無(wú)拆邊球面形等凸形封頭，以及錐形封頭和 平蓋等。 橢圓形封頭的受力情況好，質(zhì)量小，國(guó)家已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)的封頭系列，應(yīng)用最廣泛。 橢圓形封頭是由半個(gè)橢球及高度為 的直邊部分組成。圖 4.8 為橢圓封頭各參數(shù)h 示意圖。 圖 4.8 橢圓封頭參數(shù)關(guān)系示意圖 查閱中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)異形筒體和封頭的規(guī)定，可知對(duì)于橢圓封頭有 ，即2iDH mm 169342.534iHD （4.23） 同樣可以查得 與 有以下關(guān)系，如表 4.3 所列。ih 表 4.3 Di 與 h 關(guān)系列表 (mm)iD400450900 9001500 1500 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 (mm)h40 60 80 120 =1693mm，處于 1500mm 區(qū)間內(nèi)，所以取 h=120mm。iD 4.11 罐體支承座設(shè)計(jì) 罐體與汽車(chē)車(chē)架的聯(lián)接是通過(guò)罐體底部的支承座和固定裝置來(lái)完成的。支承座 有整體式和分置式兩類。分置式又分縱梁分置式、橫梁分置式和縱橫梁分置式三種。 它們都是焊接在罐體的底部，與罐體成一體。通常在焊接處加有補(bǔ)強(qiáng)鋼板。由于雙 錐內(nèi)傾罐體的形狀比較復(fù)雜，采用整體式支承座。 4.11.1 支承座的截面形狀及尺寸 散裝水泥運(yùn)輸車(chē)罐體支承座的縱梁截面形狀一般和主車(chē)架縱梁的截面形狀相同， 多采用如圖所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于其所承受的載荷的大小。橫梁 截面多為 L 形。圖 4.9 為支承座的縱梁截面形狀（按經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)） 。 圖 4.9 支承座的縱梁截面形狀圖 4.11.2 支承座的前端形狀及安裝位置 為了避免由于支承座截面高度尺寸的突然變化而引起主車(chē)架縱梁的應(yīng)力集中， 支承座的前端形狀應(yīng)采用逐步過(guò)渡的方式。可采用的前裝形狀有四種，U 形、角形、 L 形以及簡(jiǎn)易形如圖 4.10 所示。 圖 4.10 支承座前端簡(jiǎn)易形狀圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 因?yàn)榧庸?U 形、角形、L 形前端工藝要求教高，加工困難，為了節(jié)約成本，可 以選擇前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。 對(duì)于鋼質(zhì)支承座： =5 7mm； =200300mm 可以取 0h0l =7mm； =250mm。 0h0l 4.11.3 罐體支承座的固定 罐體支承座與主車(chē)架的連接通常通過(guò)連接支架和止推板配合使用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1.止推連接板 圖 4.11 是止推連接板的結(jié)構(gòu)。連接板上端通過(guò)焊接與支承座固定，而下端則利 用螺栓與主車(chē)架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防 止支承座與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)止推連接板之間的距離在 5001000mm 范圍內(nèi)。 1-支承座縱梁； 2-止推連接板； 3-車(chē)架縱梁。 圖 4.11 止推連接板的結(jié)構(gòu)圖 2.連接支架 連接支架由相互獨(dú)立的上下托板組成，上下托板均通過(guò)螺栓分別與支承座和主 車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上下托架相連接。 由于上下托架之間留有間隙，因此連接車(chē)架所能承受的水平載荷較小，所以連 接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。圖 4.12 是連接支架的結(jié)構(gòu)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 1-上托板；2- 下托板；3- 螺栓。 圖 4.12 連接支架結(jié)構(gòu)圖 4.12 本章小結(jié) 本章對(duì)罐體總成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，包括其罐體總成結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)流態(tài) 化裝置、進(jìn)料裝置、罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、封頭、罐體支撐座進(jìn)行了設(shè)計(jì)，計(jì)算了罐體容 積，流態(tài)化床的主要參數(shù)，罐體厚度。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第 5 章 氣卸及輸料裝置的設(shè)計(jì) 一般對(duì)氣力輸送系統(tǒng)的基本要求是：壓縮空氣具有一定的壓力、流量和調(diào)節(jié)二 相流濃度的功能；壓縮空氣不含水、油以及其他的雜質(zhì)；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、操 作方便、壓力損失小。 5.1 空壓機(jī)和柴油機(jī)選擇 系統(tǒng)需要的輸送空氣量 Q 用下式確定： (m3/min) （5.1）gvKa 式中 輸送系統(tǒng)的漏氣系數(shù)，1.11.2，取 1.15；Ka 卸料速度，1.2 kg/min；v310 固氣二相流濃度，取 70； 空氣密度，2.75kg/m 3。g ( m3/min) 31.2057.6Q 固選擇 Q =7.5 m3/min 規(guī)格的空壓機(jī)，型號(hào)為 WBK-7.5/2 型。WBK 系列無(wú)油擺 桿式空氣壓縮機(jī)屬容積式中回轉(zhuǎn)類的一種，它通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)子做 90 度往復(fù) 擺動(dòng)，周期性改變氣缸內(nèi)工作容積。從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)吸氣，壓縮與排氣。 該機(jī)具有結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能可靠、具有體積小、重量輕、耗能低、震動(dòng)小、排氣 量大、維修方便等特點(diǎn)，并具有其它空壓機(jī)無(wú)可相比的優(yōu)點(diǎn)，既氣缸內(nèi)不需加油潤(rùn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 滑、壓縮空氣純潔無(wú)油。具體參數(shù)如下： 空壓機(jī)尺寸：670mm 472mm 450mm； 排氣公稱壓力：0.2Mpa； 軸功率：28kw； 排氣量：7.5m 3/min。 柴油機(jī)選擇 僑豐牌/170 發(fā)動(dòng)機(jī) 5.2 輸料管設(shè)計(jì) 5.2.1 輸料管內(nèi)徑和氣流速度的確定 我國(guó)氣卸散裝粉料罐式汽車(chē)的輸料管直徑一般都采用 100mm，實(shí)踐證明是可行 的。 粉料必須有足夠的能量來(lái)克服各種阻力，始終維持其懸浮狀態(tài)到達(dá)輸料管出口。 這個(gè)能量由罐內(nèi)壓力和氣流速度來(lái)提供。輸料管入口處的固氣二相流速度用下式確 定。 （5.2）124()60sQvd 式中 在入口處壓力下空氣流量，約等于空壓機(jī)的額定流量；1Q 粉料的密度， kg/m3；s3.21 d粉料管的內(nèi)徑，100mm； =16.7m/s 3124(7.50)61(.v()tv 5.2.2 輸送系統(tǒng)的壓力損失 固氣二相流在管道中經(jīng)過(guò)直管、彎管以及閥門(mén)等到達(dá)出口時(shí)有壓力損失。它包 括動(dòng)態(tài)損失和靜態(tài)損失兩部分。即： （5.3）1djH 式中 輸料系統(tǒng)全部壓力損失；1H 動(dòng)壓損失；。d 靜壓損失j 動(dòng)壓損失用下式計(jì)算： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 （5.4） 22(1)gsdgvH 式中 空氣密度，2.75 kg/m 3；g v氣體速度，16.7m/s； 混合比，取 =70。 粉料速度平方與氣流速度平方之比，取 =0.650.85， 值大時(shí)2sgv 2sgv 取小值。這里取 =0.70。2sgv2.7516.(70.)19.7dH KPa 靜壓損失包括固氣二相流與直管壁的摩擦壓力損失 ，垂直升高壓力損失H 及局部阻力壓力損失 ，即：hH （5.5）jhH 直管中摩擦壓力損失 用下式計(jì)算： （5.6） 2(1)gLvCd 式中 摩擦阻力系數(shù)，查有關(guān)手冊(cè)，當(dāng)管道直徑 mm 時(shí)，取 10d ，也可用下式計(jì)算：0.235 (0.125.)Kd=1.0(0.0125+0.0011/0.1)=0.0235 式中 管道內(nèi)壁系數(shù)，無(wú)縫鋼管為 1.0； 直管長(zhǎng)度， 5m；L 氣體速度修正系數(shù)，查表得 C=0.5。C KPa 25.716.0.23.30H 垂直升高的壓力損失 用下式計(jì)算：h 9.8(1)hgh 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 式中 垂直升高的高度 ；h()m 9.8275(10)28.1hHKPa 各種局部阻力的壓力損失 用下式計(jì)算： （5.7） 2()gvC 卸料閥的局部阻力系數(shù)為 48，取 6；單向閥的局部阻力系數(shù)為 1.02.5，取 局部阻力系數(shù)為 2，則有： 2.751.(0.57)(6) 1.4H KPa 于是有 16.238.0.5.8jh KPa KPa19754179dj 5.2.3 流態(tài)化元件壓力損失的計(jì)算 流態(tài)化元件的壓力降取決于流態(tài)化元件材料的種類和特性，由實(shí)際測(cè)量得到。 考慮到使用一段時(shí)間后透氣性有所下降，阻力略有增加，選取 值時(shí)應(yīng)略高于實(shí)測(cè)2H 值。對(duì)于紡織品制作的流態(tài)化元件可取 9.8KPa。于是總的壓力損失為：2H 183.78Kpa173.98 可依據(jù)此選擇空氣壓縮機(jī)的排氣壓力為 0.2Mpa。 5.3 氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 氣卸散裝水泥車(chē)的液壓系統(tǒng)的作用是對(duì)卸料過(guò)程進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)卸料的平順 性、可靠性、安全性。 裝料時(shí)，關(guān)閉放氣閥、卸料閥和多路閥，開(kāi)啟排氣口，打開(kāi)裝料口即可裝料入 罐； 卸料時(shí)，關(guān)閉裝料口及排氣口、打開(kāi)多路閥、操縱動(dòng)力輸出裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣壓 縮機(jī)，向罐內(nèi)充氣加壓。當(dāng)罐內(nèi)氣壓達(dá)到輸送散裝水泥粉料所需要的壓力(196Kpa) 時(shí)，打開(kāi)卸料閥進(jìn)行卸料； 卸料結(jié)束后，關(guān)閉卸料閥，打開(kāi)放氣閥，放出罐內(nèi)剩余的壓縮空氣。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 單向閥的作用是防止在卸料過(guò)程中，空壓機(jī)發(fā)生故障時(shí)，流態(tài)化粉料倒流入空 壓機(jī)內(nèi)；安全閥的作用是防止空壓機(jī)的排氣壓力乃至罐體內(nèi)的充氣壓力；多路閥的 作用是控制系統(tǒng)同時(shí)或單獨(dú)向兩氣室充氣。圖 5.3 為氣壓控制系統(tǒng)工作示意圖。 1-空氣壓縮機(jī)；2-放氣閥；3-氣壓表；4- 安全閥；5-多路閥；6、7-單向閥；8-卸料閥 圖 5.3 氣壓控制系統(tǒng)工作示意圖 5.4 本章小結(jié) 本章完成了對(duì)空氣壓縮機(jī)的選擇，確定了輸料管的內(nèi)徑和氣流速度，完成了輸 料管的設(shè)計(jì)，計(jì)算了輸料系統(tǒng)、流態(tài)元件的壓力損失。確定了動(dòng)力源柴油機(jī)的選擇。 最后對(duì)氣壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并附有氣壓系統(tǒng)的圖樣。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第 6 章 整車(chē)主要性能參數(shù)的計(jì)算 專用汽車(chē)性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，最基本的性能參數(shù)計(jì)算包 括動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的計(jì)算。其中動(dòng)力性參數(shù)可由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力特性圖 求出，也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系式，利用驅(qū)動(dòng)力一阻力平衡方程直接 求出。 6.1 動(dòng)力性計(jì)算 6.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)全開(kāi)時(shí)的速度特性，是汽車(chē)動(dòng)力性計(jì)算的主要 依據(jù)。外特性一般有三種獲得方法，即由發(fā)動(dòng)機(jī)廠家或汽車(chē)底盤(pán)制造廠家提供，直 接由發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)出或由經(jīng)驗(yàn)公式擬合。 工程實(shí)踐表明，可用二次三項(xiàng)式來(lái)描述汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，即 (6.1)2eeTanbc 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩(Nm) ；eT 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速(r/min) ；n a、 b、 c待定系數(shù)。 從發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上知道該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率 （這里為 132Kw）及相應(yīng)轉(zhuǎn)Pem 速和該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性： (6.2)22()()empetetTn 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，為 650Nm ； emT tn發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速，為 1400r/min； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 2300r/min；p 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩。T 954emppPTn 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 。250954913.625emppPTNmn 以上兩式聯(lián)立可得： (6.3) 222()()empteptempttTanbTnc 代入數(shù)據(jù)可以算得 a=-0.726 310 b=-6.6614 c=-0.7742 2 則發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性可表示為： eT=-0.726 -6.6614 -0.77423102ene210 6.1.2 計(jì)算各檔位是的系數(shù) A、B、C 1、 C2和 D 值 表 6.1 變速器各檔傳動(dòng)比 檔 位 1 2 3 4 5 6 8 9gi 12.11 8.8 5.93 4.42 3.36 2.41 1.32 1 87% 87% 87% 87% 87% 89% 89% 89% 主減速器速比，為 5.26；oi 傳動(dòng)系統(tǒng)某一檔的機(jī)械效率； 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)取為 0.850.91，取為 0.88； 驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑， 約等于自由半徑，可取為 0.540。drdr 表 6.2 各檔位的回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù) 檔位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 1.295 1.248 1.092 1.035 1.016 1.005 1.002 1.000 0.998 整理后得： (6.14) 212(cosin)amjAvBCf302012.47.gDdgdaiaCAribicCrmg D= 2102()4()BkACf 由此可以算得各檔位時(shí)的系數(shù) A、B、 、 和 D 值，計(jì)算結(jié)果如表 6.4 所列。2 表 6.4 各檔位的系數(shù) A、B、C 1、 C2 和 D 值 檔位 A2 1 -5904 -176100 -6665 -475300 167600 2 -5771 -150000 18078.25 -475300 110000 3 -5500 -120004 11244.26 -475300 75441 4 -5200 -98454 8267.35 -475300 40077 5 -4900