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1、 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。 本課題以氣卸散裝水泥車為具體研究對(duì)象，文中介紹了氣卸散裝水泥車的發(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)整車性能進(jìn)行了分析，應(yīng)

2、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；二類底盤；水泥；氣卸裝置；改裝設(shè)計(jì) 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 inte

3、nsity 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 developme

4、nt 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

5、 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： Powder Cans；the second unperpan；cement；Gas Disposa

6、l Plant；Design Modifications 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒 論 1 1.1本課題研究的目的及意義 1 1.2氣卸粉罐車的現(xiàn)狀 2 1.3本課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 5 第2章 總體方案的選擇 7 2.1 二類底盤的的選擇 7 2.2 罐體型式的選擇 7 2.3 空氣壓縮機(jī)的選擇 8 2.4 卸料裝置的選擇 8 2.4.1 卸料方式分類 8 2.4.2 出料裝置方案的選擇 8 2.5 本章小結(jié) 8 第3章 二類底盤的選型及總布置 9 3.1 二類底盤的

7、選型 9 3.2總體布置的原則 10 3.3整車參數(shù)的確定 10 3.3.1 裝載質(zhì)量和總質(zhì)量的確定 10 3.3.2 軸載質(zhì)量的確定 10 3.3.3 尺寸參數(shù)的確定 11 3.4 取力器的選擇 11 3.4.1 取力器布置方案選擇 11 3.4.2 取力器基本參數(shù)確定 12 3.5 本章小結(jié) 13 第4章 罐體的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 14 4.1 罐體總成結(jié)構(gòu)及工作原理 14 4.2 罐體容積計(jì)算 15 4.2.1 總?cè)莘eV 15 4.2.2 有效裝載容積計(jì)算 16 4.2.3 擴(kuò)大容積計(jì)算 16 4.2.4 裝載容積計(jì)算 16 4.2.5 氣室容積計(jì)算 16

8、 4.3 流態(tài)化裝置的設(shè)計(jì) 16 4.3.1 流態(tài)化裝置的類型和結(jié)構(gòu) 17 4.3.2 多孔板的設(shè)計(jì) 17 4.3.3 流態(tài)化元件選擇 18 4.4 流態(tài)化床主要參數(shù)計(jì)算 18 4.5 進(jìn)料裝置設(shè)計(jì) 20 4.6 出料裝置、卸料軟管及卸壓裝置的布置 20 4.6.1 出料裝置 20 4.6.2 卸料軟管 20 4.6.3 卸壓裝置 21 4.7 罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 4.7.1 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 4.7.2 中央氣室長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 21 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計(jì) 21 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) 22 4.8 流態(tài)化板結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算

9、 22 4.8.1 中央氣室部分流態(tài)化板尺寸計(jì)算 23 4.8.2 OO截面至AA截面處流態(tài)化板尺寸計(jì)算 23 4.8.3 AA截面至BB截面處流態(tài)化板尺寸計(jì)算 23 4.8.4 封頭部分流態(tài)化板尺寸設(shè)計(jì) 24 4.9 罐體的材料選擇 24 4.10 罐體厚度的計(jì)算 24 4.10.1 罐體的最小厚度 24 4.10.2 厚度附加量 24 4.11 封頭設(shè)計(jì) 25 4.12 罐體支承座設(shè)計(jì) 26 4.12.1 支承座的截面形狀及尺寸 26 4.12.2 支承座的前端形狀及安裝位置 26 4.12.3 罐體支承座的固定 27 4.13 本章小結(jié) 28 第5章 氣卸及

10、輸料裝置的設(shè)計(jì) 29 5.1 空壓機(jī)選擇 29 5.2 輸料管設(shè)計(jì) 29 5.2.1 輸料管內(nèi)徑和氣流速度的確定 29 5.2.2輸送系統(tǒng)的壓力損失 30 5.3 氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 5.4 本章小結(jié) 33 第6章 整車主要性能參數(shù)的計(jì)算 34 6.1 動(dòng)力性計(jì)算 34 6.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性 34 6.1.2 汽車的行駛方程式 35 6.1.3 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算 39 6.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 40 6.3 靜態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算 41 6.4 本章小結(jié) 43 結(jié) 論 44 參考文獻(xiàn) 45 致 謝 46 附 錄 47 附錄A 外文資

11、料 47 附錄B 外文資料中文翻譯 52 加扣扣414951605 或 1304139763，購(gòu)買發(fā)CAD圖紙及相關(guān)文檔。 第1章 緒 論 1.1本課題研究的目的及意義 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

12、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用。 我國(guó)水泥產(chǎn)量居世界首位，但散裝率卻很低，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)政策給子經(jīng)濟(jì)扶持外，還要從散裝水泥的工業(yè)技術(shù)

13、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

14、，選擇合適的罐體是一項(xiàng)很重要的工作。 使用氣卸散裝水泥運(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)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，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。

15、1.2氣卸粉罐車的現(xiàn)狀 專用汽車一詞在國(guó)外大致起始于20世紀(jì)50年代。二戰(zhàn)結(jié)束后，歐美各國(guó)經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，為了縮短作業(yè)時(shí)間，提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)各類專項(xiàng)作業(yè)的機(jī)械化合單機(jī)化，出現(xiàn)了各類專項(xiàng)作業(yè)車輛，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和交通、物流業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)汽車的運(yùn)輸效率、經(jīng)濟(jì)性提出了越來(lái)越高的要求，汽車的專用化趨勢(shì)越來(lái)越明顯。隨之誕生了很多專業(yè)車輛，灌式汽車業(yè)就是其中的一種。灌式汽車中分為液化氣體運(yùn)輸車、粉粒物料運(yùn)輸車和混凝土攪拌運(yùn)輸車。而我們今天要研究的是粉粒物料運(yùn)輸車。 隨著中國(guó)城市的不斷發(fā)展，工程建設(shè)需要大量的水泥，而水泥的運(yùn)輸、卸料問(wèn)題使了人們頭疼，而此時(shí)氣卸散裝粉粒物料運(yùn)輸車解決了水泥的裝、運(yùn)、

16、卸、貯的問(wèn)題。既提高了運(yùn)輸?shù)男?，?jié)約運(yùn)輸費(fèi)用，又降低了成本。進(jìn)入了二十一世紀(jì)汽車工業(yè)不斷的發(fā)展前行，對(duì)專用車市場(chǎng)也在不斷發(fā)展中。(1)專用車重型化趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)外專用汽車的產(chǎn)量明顯以重型居多，其原因主要是重型專用汽車經(jīng)濟(jì)效益好和重型車功率大、強(qiáng)度高，有中、小型專用車無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)。隨著物流的龐大和公路的高級(jí)化，以及特殊作業(yè)的需要，重型專用汽車在國(guó)外得到迅速發(fā)展。如德國(guó)的散裝水泥車噸位均在15t以上：比利時(shí)莫爾(MOL)公司近年花費(fèi)相當(dāng)大的人力、物力從事動(dòng)50~70t的大型掛車用牽引車的研究和生產(chǎn)。比利時(shí)的大型粉罐車也已進(jìn)行系列化生產(chǎn)，裝載容積為30~60立方米。(2)散裝水泥車的列車化趨勢(shì)

17、。為了提高散裝水泥車的卸料能力，國(guó)外進(jìn)行了卓有成效的流態(tài)化元件研究，使卸料速度達(dá)到1.5~1.8t/rnin（國(guó)產(chǎn)散裝水泥車現(xiàn)行指體是1.0~1.3t/min），為提高遠(yuǎn)距離散運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益，散裝水泥車的列車化正在成為令后的發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)報(bào)導(dǎo)，澳大利亞的公路運(yùn)輸已普遍使用拖帶雙節(jié)掛車、甚至三節(jié)掛車的汽車列車，1994年，澳大利亞一家掛車制造廠使用麥克（MacK）8×4牽引車，拖掛29節(jié)掛車，列車總長(zhǎng)429m，有效載質(zhì)量500t，發(fā)動(dòng)機(jī)功率3675kw，每節(jié)掛車均為三軸式，雙軸結(jié)構(gòu)前轉(zhuǎn)向架和三聯(lián)式后軸。(3)一車多用化的趨勢(shì)。為提高專用汽車的適應(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的

18、一車多用化，使專用車功能由單一向多功能發(fā)展，如1990年日本昭和飛機(jī)公司推出了多用途廂式專用汽車，該車車廂為二重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝備了散裝貨物用的傳送帶，既能一般貨運(yùn)又可運(yùn)輸散裝物料。(4)專用底盤專業(yè)化趨勢(shì)。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。(5)新材料、新技術(shù)和微電腦的應(yīng)用趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)外專用汽車廠家逐步重視新材料、新技術(shù)在專用汽車上的應(yīng)用，如采用GRP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）替代金屬材料制造冷藏車廂體，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日趨廣泛。在國(guó)外，微電腦的

19、應(yīng)用正滲透到所有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，專用汽車也不例外。微電腦已廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速、專用裝置動(dòng)力傳遞、電器故障診斷等方面．使專用汽車的使用價(jià)值逐漸擴(kuò)大，技術(shù)性能明顯提高。 隨著人們對(duì)大量粉粒物料運(yùn)輸?shù)男枨蠛凸返母油晟啤Ｈ藗冃枰苎b載更多的，運(yùn)輸更安全的，卸料更環(huán)保的大型罐體。這時(shí)人們發(fā)明了“灌式集裝箱”。這種箱體可用于裝運(yùn)有毒有害、易燃易爆、腐蝕性的危險(xiǎn)性以及無(wú)危險(xiǎn)性的液態(tài)、“氣態(tài)”和固態(tài)粉粒狀散貨。而這種灌箱可使散裝物料的運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)和分撥享受到經(jīng)濟(jì)、便捷、環(huán)保、安全等諸多好處，與傳統(tǒng)的鐵桶包裝、散裝船和鐵路槽車相比，它真正實(shí)現(xiàn)了裝箱地到卸料地的無(wú)中間環(huán)節(jié)的直達(dá)，無(wú)貨物的跑冒滴漏，因

20、此使污染和貨物的物流消耗及漏損降低到最低。歸納起來(lái)，罐箱作為一種先進(jìn)的運(yùn)輸工具，與傳統(tǒng)的裝載運(yùn)輸方式相比，具有安全可靠、運(yùn)輸靈活、快捷方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綠色環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)。目前，罐箱在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的使用己經(jīng)非常普及，并在多個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了法定強(qiáng)制使用。在我國(guó)，雖然其使用還不到15年，尚屬起步階段，但由于其難以抗拒的優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)發(fā)展非常迅猛。罐箱的使用在某種程度上標(biāo)志著一個(gè)企業(yè)、地區(qū)乃至國(guó)家的物流、環(huán)保和運(yùn)輸管理水平。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求現(xiàn)狀及未來(lái)預(yù)測(cè)我國(guó)使用罐式集裝箱尚處于起步階段，但隨著化工行業(yè)內(nèi)外貿(mào)易的迅猛發(fā)展，為了與國(guó)際接軌，運(yùn)輸必將由小楠包裝更換成罐箱。國(guó)內(nèi)許多化工企業(yè)均很關(guān)注罐箱的造價(jià)、性能，

21、一些企業(yè)已經(jīng)或準(zhǔn)備購(gòu)買，以擴(kuò)大出口市場(chǎng)份額。另外，隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入和環(huán)保要求的日益提高，市場(chǎng)對(duì)裝運(yùn)散裝物料的罐箱也呈現(xiàn)旺盛的需求。隨著我國(guó)西部大開發(fā)，石油、天然氣以及其他豐富的資源也將產(chǎn)生巨大的上、下游產(chǎn)品運(yùn)量，在我國(guó)內(nèi)陸運(yùn)輸及國(guó)際運(yùn)輸?shù)募b箱化浪潮中為罐箱的市場(chǎng)帶來(lái)良好前景。 雖然我國(guó)的專用車工業(yè)的起步比較晚，但是我們有著無(wú)比巨大的市場(chǎng)，有了這個(gè)我巨大的市場(chǎng)，我相信我們國(guó)家的專業(yè)車工業(yè)發(fā)展早晚都會(huì)超過(guò)歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。 粉罐汽車由汽車底盤、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)儀表及安全裝置等六大部分組成。氣力卸料是將具有一定壓力的壓縮空氣通過(guò)罐體

22、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，使粉料流化態(tài)，并且在罐內(nèi)壓力下排出。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；少數(shù)粉罐車按用戶要求，采用液壓或簡(jiǎn)單的舉升卸料結(jié)構(gòu)。粉料顆粒的運(yùn)送，多靠自重從罐體底部錐形口卸出，或是將罐體舉升30°以上，顆粒靠自重向下滾滑，從罐尾卸出。 粉罐汽車按其罐體型式不同可分為下列四種： 1.立式粉料物料運(yùn)輸車。 立式粉罐汽車的罐體中心線呈鉛垂方向，如圖1.1所示。車輛可載一個(gè)或多個(gè)立式罐。立式粉罐汽車適用范圍廣，能用于粉料、顆粒料等多種粉粒體物料的散裝運(yùn)輸。但整車質(zhì)心較高，采用多個(gè)罐體時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本也較高。 圖1.1 立式

23、粉料物料運(yùn)輸車 2.臥式粉料物料運(yùn)輸車。 罐體中心線呈水平方向，罐體可以是單個(gè)艙，也可分隔兩個(gè)艙。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，如圖1.2所示。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。臥式粉罐汽車具有結(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)化性能較好的粉料散裝運(yùn)輸。 圖1.2 臥式粉料物料運(yùn)輸車 3.舉升式粉料物料運(yùn)輸車。 舉升式粉罐汽車的罐內(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)，粉料在重力作用下自動(dòng)下滑，集中到出料口處后卸出。所以，罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容積效率高，

24、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。如圖1.3所示。 圖1.3 舉升式粉料物料運(yùn)輸車 1.3本課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 本課題研究的主要內(nèi)容有： （1）CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車總體設(shè)計(jì)。 （2）CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車底盤的選擇。 （3）對(duì)CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)布置。 （3）CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車罐體總成詳細(xì)設(shè)計(jì)。 （4）CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車氣卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （5）CL5120GSN氣卸散裝水泥罐車整車性能計(jì)算分析。

25、 本課題研究的主要技術(shù)路線如圖1.4所示。 總體設(shè)計(jì) 專業(yè)性能和主要參數(shù)確定 罐體總成詳細(xì)設(shè)計(jì) 方案的選擇 氣卸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參數(shù)確定 空氣壓縮機(jī)的選擇 完成總裝配圖 二類底盤的選擇 車架的設(shè)計(jì) 整車性能分析 進(jìn)行車輛總體布置 修改完善全部圖紙 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖1.4 半掛氣卸粉罐車 半掛車連接裝置設(shè)計(jì) 半掛牽引車和半掛車選擇 技術(shù)路線圖 第2章 總體方案的選擇 2.1 二類底盤的的選擇 由于本課題所設(shè)計(jì)的是整車總質(zhì)量12000Kg的粉罐車，這里選用解放牌CA1136P1K2L2底盤即滿足其相關(guān)要求。

26、2.2 罐體型式的選擇 粉粒物料運(yùn)輸車按其罐體型式不同可分為立式粉罐汽車、臥式粉罐汽車、舉升式粉罐汽車。 立式粉粒物料運(yùn)輸車的罐體中心線呈鉛垂防線，車輛可載一個(gè)或多個(gè)立式罐。立式罐汽車適用范圍廣，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。 臥式粉罐汽車是目前使用最為廣泛的一種罐式車型。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。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。臥式粉罐汽車僅在出料口處設(shè)置流態(tài)化床，臥式粉料物料運(yùn)輸車具有結(jié)構(gòu)

27、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

28、 空氣壓縮機(jī)的選擇 1.空氣壓縮機(jī)的分類 常用的空氣壓縮機(jī)有回轉(zhuǎn)滑片式和擺桿式兩種?；剞D(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)取力器獲得。取力器的布置方案將在第三章作詳細(xì)的闡述。這里初步定為取力器從變速器側(cè)端取力，以驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?？諝鈮嚎s機(jī)固定在汽車駕駛室與罐體之間的車架上。 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

29、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

30、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。通過(guò)比較立式粉罐汽車、臥式粉罐汽車、舉升式粉罐汽車和斗式粉罐汽車的罐體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定雙錐臥式罐體。 第3章 二類底盤的選型及總布置 3.1 二類底盤的選型 目前，改裝專用汽車選用的底盤主要是二類或三類底盤，也有為某些專用汽車設(shè)計(jì)的專用底盤。專用汽車底盤選型的好壞對(duì)專

31、用汽車性能影響很大。汽車底盤的選擇或設(shè)計(jì)專用車底盤主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、轉(zhuǎn)載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(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)的罐式車通常采用二類底盤改裝設(shè)計(jì)。所謂二類底盤，是指在基本型整車的基礎(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車輛，故本設(shè)計(jì)中選用一汽解放牌CA1136P1K2L2底盤。 二類底盤的具體參數(shù)如表3.1所列。 表3.1 牽引車具體參數(shù)列表 額定載質(zhì)量(Kg) 5855 前輪輪距(mm) 1900 整備質(zhì)量（Kg） 7320 后輪輪距(mm) 1800 外廓尺寸(mm) 8364×237

32、0×2710 前懸(mm) 1239 軸距(mm) 4700 后懸(mm) 2425 最小離地間隙(mm) 最小轉(zhuǎn)彎直徑(m) 23.1 最高車速(Km/h) 107 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 準(zhǔn)拖掛車總質(zhì)量（kg） 13000,10000 鞍座型號(hào) 驅(qū)動(dòng)形式 2×4 額定功率(2300r/min) 132kw 最大扭矩(1400r/min) 650 離合器型式 接近角/離去角 22/15 輪胎規(guī)格 10.00R20 變速器型號(hào) CA6-75 鞍座最大允許承載質(zhì)量 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) CA6DF2D-18、6缸、直列、直噴、增壓中冷

33、 3.2總體布置的原則 總體布置的任務(wù)是正確選定整車參數(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底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所提出的要求，（圖3.1為氣泄粉罐車整車結(jié)構(gòu)圖）布置時(shí)應(yīng)按照以下原則： (1) 盡量避免變動(dòng)汽車底盤各總成位置； (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)車架造成集中載荷； (5) 應(yīng)盡量減少專用汽車的整車整備質(zhì)量； (6) 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求。

34、 圖3.1 氣卸粉罐車整車結(jié)構(gòu)圖 3.3整車參數(shù)的確定 3.3.1 裝載質(zhì)量和總質(zhì)量的確定 初步選定的總質(zhì)量為13370Kg，查表3.1。可知整備質(zhì)量為7320Kg，額定裝載質(zhì)量5855Kg。 3.3.2 軸載質(zhì)量的確定 1.軸載質(zhì)量的計(jì)算 專用汽車總質(zhì)量和專用工作裝置各部件質(zhì)量及其質(zhì)心位置確定后，就可以計(jì)算軸載質(zhì)量。 （3.1） 2.軸載質(zhì)量的限值 汽車及掛車單軸的最大允許軸荷不得超過(guò)表3.2的最大限值。 表3.2掛車并裝軸的最大

35、允許軸荷的最大限值（單位：kg） 車輛類型 最大允許軸荷最大限值 掛車及二軸貨車 每側(cè)單輪胎 6000 每側(cè)雙輪胎 10000 對(duì)照上表可以看出，本設(shè)計(jì)所用的車型后軸為每側(cè)雙輪胎8890<10000Kg，前軸為每側(cè)單輪胎4480<6000Kg。而且滿足軸載質(zhì)量分配原則單車滿載質(zhì)量條件下，平頭車的前軸達(dá)到30%。輪胎磨損均勻。 3.3.3 尺寸參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)所采用的二類底盤一汽解放牌CA1136P1K2L2。外廓尺寸（長(zhǎng)×寬×高）8364mm×2370mm×2710mm。 車頭部分的長(zhǎng)度為2400mm，預(yù)留1400mm左右安裝空氣壓縮機(jī)，罐體尺寸縱向尺寸可以定為45

36、00mm。 3.4 取力器的選擇 氣卸散裝水泥運(yùn)輸車上的專用設(shè)備—空氣壓縮機(jī)，是以汽車底盤自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器取力來(lái)驅(qū)動(dòng)的。由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已經(jīng)考慮了動(dòng)力輸出，因而在變速器的左側(cè)或右側(cè)留有標(biāo)準(zhǔn)的取力器接口。也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器生產(chǎn)廠家。 3.4.1 取力器布置方案選擇 專用車取力總布置方案決定于取力方式。常見(jiàn)的取力方式如圖3.2所示。 取力方式分類 發(fā)動(dòng)機(jī)取力 變速器取力 傳動(dòng)軸取力 分動(dòng)器取力 從前端取力 從飛輪后端取力 從軸取力 從中間軸末端取力 從取力 從倒檔齒輪取力 圖3.2 取力器布置結(jié)構(gòu)圖 從發(fā)動(dòng)機(jī)前端取力的

37、特點(diǎn)是采用液壓傳動(dòng)，適合于遠(yuǎn)距離輸出動(dòng)力。固此種取力方式常用于由長(zhǎng)頭式汽車底盤改裝的大型混泥土攪拌運(yùn)輸車。 從飛輪后端取力的特點(diǎn)是取力器不受主離合器影響，傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、取出的功率大、傳動(dòng)效率高。這種方案應(yīng)用較廣，如平頭式汽車改裝的大、中型混泥土攪拌車等。 從變速器I軸取力的布置方案又稱變速器上置式方案。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與I軸常嚙合齒輪嚙合獲取動(dòng)力，固需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣，如自卸車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器上端取力。 從以上方案中選著用發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪后端取力。 3.4.2

38、 取力器基本參數(shù)確定 取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級(jí)變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。 CA113系列汽車取力器有PT012/252 、PT012/263、PT012/264、PT012/273等30幾種型號(hào)。其總速比（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與取力器輸出轉(zhuǎn)速之比）有1.06、0.892、1.253、1.199等多種配比。其額定輸出扭矩有210Nm、170Nm、100Nm和392Nm 等。輸出旋向均為與發(fā)動(dòng)機(jī)旋向相反。結(jié)構(gòu)參考質(zhì)量為12 kg、12.5kg。本設(shè)計(jì)選用取力器型號(hào)為PT012/263，其總速比為0.892，額定輸出功率170Nm。 3.5 本章小結(jié) 本章

39、二類底盤對(duì)其參數(shù)做了詳細(xì)介紹，并確定了整車的質(zhì)量參數(shù)和尺寸參數(shù)，對(duì)其軸荷進(jìn)行了計(jì)算。最后確定了取力方式和以及完成了對(duì)取力器的選擇。 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

40、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 4.2 罐體容積計(jì)算 4.2.1 總?cè)莘eV 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、直角斜錐筒容積和封頭容積之和，即

41、 (4.1) (1)圓柱筒體容積計(jì)算 （） （4.2） 式中 ——圓柱筒體內(nèi)壁半徑（m）； ——圓柱筒體長(zhǎng)度的1/2（m）。 (2)斜錐筒體容積計(jì)算 兩端斜錐筒體容積相等，則 （4.3） 式中 、——分別為斜錐筒體大、小端內(nèi)壁半徑（m）； ——單個(gè)斜錐筒體長(zhǎng)度（m）。 (3)橢圓封頭容積計(jì)算 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

42、等。則 （4.4） 式中 ——短圓柱筒體長(zhǎng)度（m）； ——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 （4.5） 式中 ——罐體的標(biāo)定裝載質(zhì)量（kg）； ——粉料的堆積密度（kg/）。 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)

43、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） 式中 ——擴(kuò)大容積系數(shù)，通常取為0.1～0.2。取0.1 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） 4.2.5 氣室容積計(jì)算 （4.8） 4.3 流態(tài)

44、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，是氣卸粉罐車的重要部分，它直接影響粉罐車的專業(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，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?；习迮c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，

45、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10°～15°，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20～30mm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)

46、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 （孔的直徑為20mm，孔距為50mm） 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

47、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 (m/s)　　　　　　　　　 (4.9) 式中 ——水泥顆粒直徑， ——顆粒真密度，水泥為3200

48、kg/； ——?dú)怏w密度，空氣取為2.75kg/； ——?dú)怏w的動(dòng)力粘度，一般取為0.0218Pas； 那么水泥的臨界流態(tài)化氣流速度為： ＝m/s 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)滿足以下要求： (4.10) 式中 Q——?dú)怏w的流量； ——粉料臨界流態(tài)化速度。 m2 3.罐體最大空床截面積 對(duì)于水泥， =1.85Q

49、 （4.11） 式中 Q——空氣流量 (m3/min) =1.85Q=1.857.5=13.875 m2 4.粉料帶出氣流速度 粉料帶出氣流速度即粉料開始形成稀相流態(tài)化床時(shí)的氣流速度(大于)。若氣流速度達(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。可按下式計(jì)算： (m/s) (4.12) 式中 g——重力加速度，g=9.81m/。 水泥的帶出氣流速度為： =0.58m/s 5.最小空床截面

50、積 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)臍饬魉俣炔荒艹^(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： ==0.216m2 (4.13) 即最小空床截面積為： =0.216m2 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。 粉罐車上的裝料口有兩個(gè)作用：一是裝粉料入罐；二是維修時(shí)作為人孔。裝料口的直徑大都在400～500mm之間。為了提高進(jìn)料速度和便于人進(jìn)入其中維修，可將裝料口選得大些，固取500mm。圖4.5為裝料口示意圖。 1-手輪

51、；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 裝料口蓋通過(guò)銷與壓桿連在一起，松開手輪即可打開裝料口蓋；蓋上裝料口蓋，把手輪及絲杠扳至壓桿左邊的開口處，旋緊手輪，通過(guò)壓桿和銷將裝料口蓋及密封圈壓緊在裝料口座上，裝料口被密封。這種裝料口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，使用壽命長(zhǎng)。 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)

52、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

53、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)

54、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)確定該散裝水泥車罐體的中央氣室的長(zhǎng)度為1050mm。 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計(jì) 氣化板的寬度影響罐體的剩灰率和有效容積，增加氣化板寬度，剩灰率增大，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)的散裝水泥車氣化板寬度一般在500～600mm 之間，這里取氣化板寬度為600mm。 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)大部分水泥是在重力作用

55、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，一般硅酸水泥的的靜止休止角為40°～45°。流化板的的傾角必修大于水泥的休止角，一般取45°。氣化層上的水泥經(jīng)壓縮空氣流態(tài)化后，流動(dòng)性增加，增加氣化層的傾斜角，則水泥的輸送角增大，剩灰率減小，但罐體無(wú)效容積增大，罐體質(zhì)心高。反之如果減小氣化層的角度，則水泥輸送速度減小，罐體有效容積增加。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的散裝水泥車氣化層的傾斜角度為6°～10°，這里取10°。 4.8 流態(tài)化板結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 在罐體的圓柱體、斜錐體等部分上，每一處的橫截面均為圓形如圖4.6。截面內(nèi)流板尺寸按以下公式計(jì)算。 圖4.6 罐體截面幾何圖

56、 (4.14) (4.15) (4.16) (4.17) (4.18) (4.19) (4.20) 4.8.1 中央氣室部分流態(tài)化板尺寸計(jì)算 由m m m

57、 取m 將數(shù)值代入公式（4.14）～（4.20） 可得： m；；m；；；； m 4.8.2 OO截面至AA截面處流態(tài)化板尺寸計(jì)算 在OO截面和AA 截面間選取若干截面計(jì)算出各截面處流板折邊的高度b和流板的長(zhǎng)度e，結(jié)合圖4.7進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出的相關(guān)尺寸見(jiàn)表4.1。 圖4.7 OO截面至AA截面幾何圖 表4.1 00截面至 AA流板尺寸 （單位：m） 0 0.1176 0.046 70.270 0.8886 62.2560 64.7320 53.4730 0..9745 0

58、.6 0.1529 0.046 69.470 0.8554 63.340 65.5310 51.130 0.9821 0.8 0.1882 0.046 68.600 0.8221 64.720 66.40 48.880 0.9868 1 0.2234 0.046 67.680 0.790 65.8870 67.3250 46.7880 0.9892 4.8.3 AA截面至BB截面處流態(tài)化板尺寸計(jì)算 該段為斜錐體部分，由于斜錐體的水平傾角與氣化板的傾角相等。 則 A點(diǎn)即x=1時(shí)的點(diǎn)m y-y截面

59、處截面圓的半徑 AA 截面至BB截面處流板尺寸見(jiàn)表4.2。 表4.2 AA截面至BB截面流板尺寸 （單位：m） 2 0.9118 0.051 64.790 0.7046 63.150 70.210 46.640 0.8646 3 0.8237 0.057 61.090 0.6221 59.660 73.910 46.420 0.7399 4 0.1882 0.046 68.600 0.8221 55.20 78.80 46.030 0.6157 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以畫出流板的零件圖和展開

60、圖。 4.8.4 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。 4.9 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。 4.10 罐體厚度的計(jì)算 4.10.1 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)

61、內(nèi)徑 時(shí)，其最小厚度由以下經(jīng)驗(yàn)公式確定： (mm) （4.21） 即有 mm 4.10.2 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 （4.22） 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)可知，對(duì)于普通碳素鋼，當(dāng)鋼板厚度在3.8～4.0mm時(shí)，負(fù)偏差=0.3mm。 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》規(guī)定：對(duì)于碳素鋼，取1mm?？紤]到散裝水泥罐裝的是

62、干水泥，腐蝕性較小，取=1.7mm。則有： =0.3+1.7=2.0mm 因此筒體部分鋼板的厚度可選定為： =3.6+2.4=6.0mm 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7mm普通碳素鋼板。 綜上所述，罐體選材確定為：筒體部分采用6mm碳素鋼板，封頭部分采用7mm碳素鋼板。 4.11 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)示

63、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 mm （4.23） 同樣可以查得與有以下關(guān)系，如表4.3所列。 表4.3 Di與h關(guān)系列表 (mm) 400 450～900 900～1500 1500 (mm) 40 60 80 120 =1500mm，處于1500mm區(qū)間內(nèi)，所以取h=120mm。 4.12 罐體支承座設(shè)計(jì) 罐體與汽車車架的聯(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

64、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。 4.12.1 支承座的截面形狀及尺寸 散裝水泥運(yùn)輸車罐體支承座的縱梁截面形狀一般和主車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(zhǎng)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 4.12.2 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?？刹捎玫那把b

65、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 因?yàn)榧庸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；=200～300mm 可以取 =7mm；=250mm。 4.12.3 罐體支承座的固定 罐體支承座與主車架的連接通常通過(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

66、螺栓與主車架縱梁腹板相連接。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500～1000mm范圍內(nèi)。 1-支承座縱梁；2-止推連接板；3-車架縱梁。 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)。 1-上托板；2-下托板；3-螺栓。 圖4.12 連接支架結(jié)構(gòu)圖 4.13 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。 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