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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 粉粒物料運輸半掛車改裝設(shè)計 系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級： 車輛工程 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 摘 要 粉粒物料運輸車是采用壓縮空氣使運輸?shù)姆哿Ｎ锪狭鲬B(tài)化后，通過管道輸送到 一定距離和高度，用于運輸如水泥，面粉，滑石粉，煤粉等的罐式汽車。研究粉料 散裝運輸可以提高運輸效率，節(jié)約運輸費用，降低產(chǎn)品成本，同時能實現(xiàn)裝運卸貯 機械化。 本課題以氣卸散裝粉煤灰車為具體研究對象，文中介紹了氣卸散裝粉煤灰車的 發(fā)展現(xiàn)狀，確定了承載粉煤灰的噸位并對汽車底盤進行選型及總體布置，對其罐體 進行設(shè)計計算，其中包含流化板、多孔板、罐體支承裝置的設(shè)計以及對罐體有效容 積進行計算。 利用止推板和連接支架對罐體總與二類底盤進行了連接并固定，通過焊接方法 保證了罐體和罐體支承座的連接。最后對整車性能進行了分析，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；二類底盤；粉煤灰；氣卸裝置；改裝設(shè)計 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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 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 牽引車的的選擇 .5 2.2 罐體型式的選擇 .5 2.3 空氣壓縮機的選擇 .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 半掛車的選型及總布置 .7 3.1 半掛車的選型 .7 3.2 總體布置的原則 .9 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 .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 .12 4.1 罐體總成結(jié)構(gòu)及工作原理 .12 4.2 罐體容積計算 .12 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 III 4.2.1 總?cè)莘e V .12 4.2.2 有效裝載容積計算 .13 4.2.3 擴大容積計算 .13 4.2.4 裝載容積計算 .13 4.2.5 氣室容積計算 .13 4.3 流態(tài)化裝置的設(shè)計 .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 .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)計算 .15 4.5 進料裝置設(shè)計 .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 .19 4.7.1 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .19 4.7.2 中央氣室長度的設(shè)計 .19 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計 .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 .19 4.8 罐體的材料選擇 .20 4.9 罐體厚度的計算 .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 .21 4.11 罐體支承座設(shè)計 .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 .24 5.1 空壓機選擇 .24 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 IV 5.2 輸料管設(shè)計 .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 .27 5.4 本章小結(jié) .28 第 6 章 整車主要性能參數(shù)的計算 .29 6.1 動力性計算 .29 6.1.1 發(fā)動機的外特性 .29 6.1.2 計算各檔位是的系數(shù) A、B、C 1、 C2和 D 值 .29 6.1.3 動力性評價指標的計算 .29 6.2 燃油經(jīng)濟性計算 .32 6.3 靜態(tài)穩(wěn)定性計算 .33 6.4 本章小結(jié) .34 結(jié) 論 .35 參考文獻 .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 專用汽車是指裝置有專用設(shè)備、具有專用功能、用于承擔(dān)專門運輸任務(wù)或?qū)ｍ?作業(yè)以及其他專門用途的汽車。專用汽車是相對于普通汽車而言的。普通汽車的用 途比較廣泛，成為基本車型，而專用汽車只要是在基本車型的基礎(chǔ)上裝設(shè)專用車身 或用來完成某種貨物裝運的容器以及完成某種作業(yè)項目的裝備的汽車。 按照 GB/T 173502009專用汽車和專用掛車術(shù)語、代號和編制方法的規(guī)定， 將我國的專用汽車劃分為廂式汽車、罐式汽車、專用自卸汽車、起重舉升汽車、倉 柵式汽車和特種結(jié)構(gòu)汽車六大類。 美國和西歐是最早發(fā)展專用汽車產(chǎn)品的國家，在日本和前蘇聯(lián)等國家第二次世 界大戰(zhàn)后也得到了發(fā)展。20 世紀 70 年代末，汽車工業(yè)遇到了世界范圍的蕭條和滯 銷，發(fā)展專用汽車成了當時各個國家擺脫危機的救命稻草，于是專用汽車就在世界 范圍內(nèi)發(fā)展了起來。進入二十一世紀后隨著世界各個國家的國民經(jīng)濟的增長，對汽 車的專業(yè)化、高速化、重型化的要求越來越明顯，世界各國對專用汽車的需求逐年 增加。專用汽車占載貨汽車市場的半壁江山。 國外專用汽車的發(fā)展趨勢為，（1）專用汽車重型化趨勢：近年來國外專用汽車 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)濟效益好喝重型車功率大、 強度高，有中小型專用車無法替代的有點。（2）散裝水泥車的列車化趨勢：為了提 高散裝水泥車的卸料能力，國外進行了卓有成效的流態(tài)化原件的研究，使卸料速度 達到 1.51.8t/min。（3）一車多用化的趨勢：為提高專用汽車的適應(yīng)性，以滿足 各種特殊需要，有趨勢表明國外正在謀求專用汽車的一車多用化，使專用車功能油 單一向多功能發(fā)展。（4）專用底盤專業(yè)化趨勢：國外不少汽車廠專門從事專用汽車 底盤的生產(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)和微計算機的應(yīng)用：近年來，國外專用汽車廠逐步重視新材料、 新技術(shù)在專用汽車上的應(yīng)用，如采用 GRP 替代金屬材料制造冷藏車箱體，具有強度 高、質(zhì)量輕、壽命長等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。 我國專用車起步于 20 世紀 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 80 年代，比發(fā)達國家晚了近 30 年。經(jīng)過 20 余年的 發(fā)展，我國專用汽車已經(jīng)具有一定規(guī)模，特別是近年來，我國專用汽車發(fā)展迅速。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 專用汽車呈現(xiàn)出向箱式化、重型化、智能化、高檔化。多級化發(fā)展的趨勢，其中表 現(xiàn)比較明顯的是：普通貨物運輸箱式化。專用汽車運輸重型化、列車化，貨物運輸 專業(yè)化；特種用途車輛發(fā)展迅速。 近幾年我國專用汽車有如下特點。1、專用汽車生產(chǎn)企業(yè)逐年增加。2、專用汽 車產(chǎn)量占當年載貨汽車產(chǎn)量的比例逐年提高。3、改裝廠改裝的專用汽車與主機廠生 產(chǎn)的專用汽車取得同步增長。4、主機廠在重視生產(chǎn)普通自卸車和半掛汽車、列車的 同時，更加重視專用功能較強的專用汽車的開發(fā)和生產(chǎn)，并使其產(chǎn)量大幅度提高。 與外國同行相比，中國專用汽車還存在一些問題，主要表現(xiàn)為：（1）科技含量 不高，產(chǎn)品附加值低：國產(chǎn)專用汽車主要分布在自卸車、牽引車、廂式車、罐式車、 起重機等中、抵擋車領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能單一、可靠性差、成本較高等缺點。 （2）產(chǎn)品質(zhì)量不高，可靠性差：我國專用汽車上裝的關(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)在還未達到較高的技術(shù)水平，制約了高水平專用 車的開發(fā)生產(chǎn)。（3）專用汽車品種少，難以滿足各種需要：目前，國內(nèi)總質(zhì)量 30t、功率 224kW 以下自卸車、廂式車、罐式車、半掛牽引車等運輸類專用汽車底基 本可以滿足市場供應(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 汽車底盤，只有少量供應(yīng)（4）專用汽車底盤資糧匱乏：專用底盤的匱乏是長期困擾 我國專用汽車發(fā)展的主要問題。（5）產(chǎn)結(jié)構(gòu)不合理：國內(nèi)專用汽車生產(chǎn)存在散、亂、 差等問題。機械化程度低，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， 制約了專用汽車的發(fā)展。 我國專用汽車面臨的有利條件：（1）我國國民經(jīng)濟的長期、快速、穩(wěn)定發(fā)展為專用 汽車的發(fā)展帶來很大的機遇。（2）“十五”期間，國家加大了對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投 入力度。（3）北京舉辦 2008 年奧運會，已經(jīng)為建筑用車、市政用車、物流用車等 專用汽車提供一個巨大的市場平臺。（4）加入 WTO 后，我國關(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)品過渡。(5)我國城鎮(zhèn)建設(shè)和城市生活服務(wù)設(shè)施需要大量專用汽車（6） 能源、交通、國防、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 先進的專業(yè)運輸車輛和作業(yè)車輛時最為重要的物質(zhì)手段（7）從 2000 年開始，我國 公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資每年在 3000 億元以上（8）2004 年國家汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 的頒布，為營造良好的專用汽車市場環(huán)境發(fā)揮了積極地作用，對汽車行業(yè)產(chǎn)生了巨 大的影響。（9）從價格走向分析，入市以來，我國專用汽車市場逐漸走向了國際化。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 1.2 選題目的 1.節(jié)省勞動力，降低裝卸費用。 2.節(jié)約包裝費用及木材，對環(huán)境保護具有重要意義。 3.減少粉粒物料的損耗。 4.改善工人的勞動條件，提高工作效率。 5.訓(xùn)練學(xué)生的實際動手能力，學(xué)習(xí)能力，總結(jié)學(xué)生所學(xué)到的知識。 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，其運輸總量不斷擴大，運輸方式也 隨著用戶對車輛運輸效率和低成本經(jīng)營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)計制造出更加先進適用的產(chǎn)品，已經(jīng)成為現(xiàn)在各大用戶的心愿。設(shè) 計此產(chǎn)品正式滿足廣大用戶和社會的需求。 經(jīng)濟意義：提高運輸效率、降低運輸成本，為更多的人帶來實在的經(jīng)濟利益。 社會意義：使我國的專用汽車在國際市場更有競爭力，讓我國的專用汽車科技含量 更高、質(zhì)量更加的過關(guān)，推動我工業(yè)的發(fā)展，讓我國的專用汽車國際化。 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 設(shè)計主要內(nèi)容及分析、校核： 1.進行半掛車底盤的選擇； 2.根據(jù)設(shè)計總成進行汽車動力性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性校核，實現(xiàn)整車的優(yōu)化匹配； 3.進行罐體結(jié)構(gòu)、流化床、硫化和送料動力系統(tǒng)、送料系統(tǒng)、罐體與底盤連接 結(jié) 構(gòu)等的設(shè)計與校核； 4.繪制設(shè)計車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 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 總圖草圖設(shè)計 部件圖零件圖設(shè)計 總圖修訂 整理 出圖 編寫設(shè)計說明書 任務(wù)下達 校核 圖1.4 技術(shù)路線圖 半掛牽引車和 半掛車選擇 半掛車連接裝 置設(shè)計 半掛氣卸粉 罐車 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 總體方案的選擇 2.1 牽引車的的選擇 由于本課題所設(shè)計的是半掛車質(zhì)量 3980Kg 的粉罐車，這里選用 9320TP 型平板半 掛車，東風(fēng)天龍重卡 340 馬力 6x4 牽引車（DFL4251A10）即滿足其相關(guān)要求。 2.2 罐體型式的選擇 粉粒物料運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。 立式粉粒物料運輸車的罐體中心線呈鉛垂防線，車輛可載一個或多個立式罐。 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輸。但整車 質(zhì)心教高，采用多個罐體時結(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。其特點是罐體中心線呈水 平方向，罐體可以是單個倉，也可以分隔兩個倉。若罐體內(nèi)的流態(tài)化床與水平面成 一個傾角，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 輸車具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，卸料性能穩(wěn)定和質(zhì)心低的優(yōu)點，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輸。 舉升式粉罐運輸車在裝料和行駛時，罐體中心線處于水平位置，卸料時舉升機 構(gòu)將罐體前端升起，成傾斜狀態(tài)。舉升式粉料物料運輸車的灌內(nèi)底部通常僅在出料 口處設(shè)置流態(tài)化床，卸料時罐體呈傾斜狀態(tài)，粉料在重力的作用下自動下滑，集中 到出料口后卸出。所以，罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，容積效率高，適用范圍廣，常用來裝 運流態(tài)化性能差的粉料，但由于增加了舉升機構(gòu)，使用，維修復(fù)雜。 綜上所述，本設(shè)計中選擇雙錐內(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 空氣壓縮機的選擇 1.空氣壓縮機的分類 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 常用的空氣壓縮機有回轉(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，但所排出的壓縮空氣含有油氣，須經(jīng)過過濾才能進入罐體氣室。而擺桿 式應(yīng)不需要潤滑油來潤滑，故排出的壓縮空氣比較潔凈，對粉料無污染，是一種比 較理想的空氣壓縮機。因此選擇擺桿式空氣壓縮機。 2.空氣壓縮機的布置方案 空氣壓縮機工作所需要的動力通過柴油機獲得?？諝鈮嚎s機固定在汽車駕駛室 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卸和自卸兩種。 氣卸式就是利用空氣壓縮機向罐體內(nèi)吹入壓縮空氣，使罐內(nèi)的粉料迅速流態(tài)化， 當罐內(nèi)壓力達到一定值的時候，打開卸料閥，粉料隨著氣流流出，實現(xiàn)卸料。 自卸式是利用粉料的自身重力進行卸料，這個過程依靠液壓系統(tǒng)來實現(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 現(xiàn)卸料。 液壓系統(tǒng)的布置難度較大，自身質(zhì)量較大，卸料對穩(wěn)定性要求比較高。 對于臥式罐體，氣卸式卸料更為便利，所以本設(shè)計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， 目前應(yīng)用較廣。 （2）下排式出料裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，節(jié)約罐體有效容積等優(yōu)點，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)計方案，即為設(shè)計一種采用擺桿式空氣壓縮機和上吸式 氣卸式散裝水泥運輸改裝車。通過比較立式粉罐汽車、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 6 第 3 章 半掛車的選型及總布置 3.1 半掛車的選型 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)計的專用底盤。專用汽車底盤選型的好壞對專用汽車性能影響很大。汽車底盤的 選擇或設(shè)計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、專用設(shè)備或裝備的外形尺寸、動力匹配等來決定。 目前我國對常規(guī)的罐式車通常采用二類底盤改裝設(shè)計。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，本 設(shè)計選用 9320TP 型平板半掛車。 平掛車的具體參數(shù)如表 3.1 所列。 表 3.1 牽引車具體參數(shù)列表 公告型號：DFL4251A10 驅(qū)動形式：6X4 發(fā)動機型號：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 排放標準：歐汽缸數(shù)：6 變速箱檔位數(shù)：9 個最高車速：95KM/h 產(chǎn)地： 湖北 基本信息 公告型號： DFL4251A10 類型： 牽引卡車 驅(qū)動形式： 6X4 軸距： 3200+1300mm 車身長度： 6.81 米 車身寬度： 2.5 米 車身高度： 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 7 噸位級別： 重卡 備注： D310 平頭一排半平頂駕 駛室,東風(fēng) dCi290-30 發(fā) 動機,軸距 4600+1350mm,前寬 940mm 貨箱參數(shù) 貨箱(斗) 長度： 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)動機 發(fā)動機型 號： 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 排放標準： 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)動機廠 商： 東風(fēng) 系列： dCi 發(fā)動機形式： 六缸、直列、四沖程、 四氣門、共軌直噴、增 壓中冷 全負荷最 低燃油耗 率： 190g/kW.h 發(fā)動機凈重： 1000KG 發(fā)動機尺 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 數(shù)： 0 點火次序： 1-5-3-6-2-4 進氣形式： 增壓中冷 駕駛室參數(shù) 準乘人數(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 8 座位排數(shù)： 1 排 半掛平板運輸車技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品名稱： 9320TP 型平板半掛車 外型尺寸(mm )： 13000,1250025003180 ,1560 底盤型號： 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) 整車備注： 貨臺承載面離地高度為 1140mm。該車只可運輸不可拆解物體。 車寬超限 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，達到設(shè) 計任務(wù)書所提出的要求， （圖 3.1 為氣泄粉罐車整車結(jié)構(gòu)圖）布置時應(yīng)按照以下原則： (1) 盡量避免變動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) 必須對裝載質(zhì)量，軸荷分配等參數(shù)進行估算和校核； (4) 應(yīng)避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 (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。 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)計所采用的二類底盤 9320TP 型平板半掛車。外廓尺寸（長寬高） 12980mm2500mm3980mm。 3.4 本章小結(jié) 本章半掛車對其參數(shù)做了詳細介紹，并確定了整車的質(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的和牽引車的選擇原則。整車參數(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 10 第 4 章 罐體的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計 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， 見圖 4.1。依據(jù)對罐體裝載量、罐體整體尺寸的要求，通過試算罐體有效容積，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圖。如圖 4.2 卸料時，壓縮空氣經(jīng)進氣氣管 10 進入氣室 7，穿過流態(tài)化裝置 11 后到達粉料顆粒之間，使粉料流態(tài)化；當罐內(nèi)壓力上升到 196kPa 時，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；5-二次進風(fēng)裝置； 6-卸料管接頭；7-氣室； 8-滑料；9-罐體；10-進壓縮空氣管；11-流態(tài)化裝置； 圖 4.2 臥式罐氣力卸料原理簡圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 4.2 罐體容積計算 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 計算1 （ ） （4.2）211RL3m5.0V 式中 圓柱筒體內(nèi)壁半徑（m） ；1R 圓柱筒體長度的 1/2（m） 。L (2)斜錐筒體容積 計算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單個斜錐筒體長度（m） 。 (3)橢圓封頭容積 計算3V 封頭有半球形、橢圓形、蝶形等幾種。橢圓形封頭有半個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 短圓柱筒體長度（m） ；3L 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 4L封頭長度，即橢圓短軸之半（m） 。 4.2.2 有效裝載容積計算 有效裝載容積指用于裝載粉料的罐內(nèi)容積，用下式計算 328056easmV （4.5） 式中 罐體的標定裝載質(zhì)量（kg） ；em 粉料的堆積密度（kg/ ） 。s3m 4.2.3 擴大容積計算 由于粉料的內(nèi)摩擦力，進料口的數(shù)目、位置等原因，裝料時粉料不能充滿罐體 上部的所有空間；粉料在流態(tài)化過程中空隙率 要增加，上界面升高，裝料時也需 要流出這部分空間。在上部流出的空間稱為擴大容積，按下式確定： （4.6） 330.1568.4baVKm 式中 擴大容積系數(shù)，通常取為 0.10.2。 取 0.15aKak 4.2.4 裝載容積計算 有效裝載容積與擴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 氣室容積計算 3387.56.42.cabV （4.8） 4.3 流態(tài)化裝置的設(shè)計 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、均勻的氣流進入粉料中， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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：單一流態(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 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。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，但角度過大，容器的空間利用率越小。根據(jù)經(jīng)驗，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氣、支承強度和節(jié)約鉆孔工時來確定。多孔板沿罐體全 長布置,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 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而形成均勻、細微的氣流，故又稱氣體分 布板。對其要求是： 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，布氣分散高度，受粉料層厚度影響少。 3. 只能透過氣體，不能通過粉料，吸濕性和附著力低，表面光整平滑，易于粉 料流動，長期使用不易堵塞，并且易恢復(fù)透氣性。 4. 有一定的強度，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、價格 便宜等優(yōu)點。用化纖維經(jīng)過特殊編織的帆布，在我國已有生產(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 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始形成稀相流態(tài)化床時的氣流速度(大于 )。若氣流tv 速度達到此值，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 ，否則會導(dǎo)致稀相床出現(xiàn)。最小空床截面積可以用下式計算：tv 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 = =0.216m2 (4.13)minA60tQv7.58 即最小空床截面積為： =0.216m2min 4.5 進料裝置設(shè)計 進料裝置由進料口蓋、密封圈、鎖緊裝置和進料口等組成。 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，目前 應(yīng)用較廣。 下排式出料裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，節(jié)約罐體有效容積等優(yōu)點。但易產(chǎn)生 堵塞。它的基本結(jié)構(gòu)特點是：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，先抬起快速接 頭上的勾柄，帶動勾架前移，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 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，打開卸壓球閥排放罐內(nèi)剩余的壓力空氣； 若卸料過程中出現(xiàn)故障，應(yīng)用卸壓裝置排氣卸壓后再進行修理。 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。卸壓時罐內(nèi)的氣體通過濾芯經(jīng)卸壓管、 球閥排出，而粉料被過濾不能排出，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 4.7.1 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計 采用兩個氣室的結(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)置單獨管道對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)對稱公用同一管道輸送壓縮空氣。 4.7.2 中央氣室長度的設(shè)計 中氣室的長短影響剩灰率和罐體的有效容積。增加中央氣室的長度，?；衣蕰?相應(yīng)的增加，罐體有效容積增加，減小中央氣室的長度剩灰率降低，罐體有效容積 減小，整個罐體質(zhì)心增高，依據(jù)實踐經(jīng)驗確定該散裝水泥車罐體的中央氣室的長度 為 11915mm。 4.7.3 氣化板寬度的設(shè)計 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，剩灰率減小。整個罐體質(zhì)心增高，國內(nèi)生產(chǎn) 的散裝粉粒物料運輸車車氣化板寬度一般在 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 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 罐體內(nèi)大部分粉煤灰是在重力作用下通過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 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 計算。比較簡單可行的辦法是在試制過程中根據(jù)所采用的封頭確定其流板各部的尺 寸，然后制作成樣板進行加工。 4.8 罐體的材料選擇 普通碳素鋼的機械性能好，有足夠的強度、韌性和良好的工藝性，價格便宜， 是目前制作罐體的最常用的材料。本設(shè)計中的罐體部分采用普通碳素鋼為制作材料。 4.9 罐體厚度的計算 4.9.1 罐體的最小厚度 對于薄壁容器，為了滿足制造工藝要求以及運輸和安裝過程中的剛度要求，根 據(jù)工程實踐經(jīng)驗，規(guī)定了不包括腐蝕余量的圓筒最小厚度。對于普通碳素鋼，當內(nèi) 徑 時，其最小厚度由以下經(jīng)驗公式確定：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偏差 和腐蝕余量 。即 1C2 （4.22）12 當 不大于 0.25mm，且不超過名義厚度的 6%時，可取 =0。查有關(guān)手冊可1 1 知，對于普通碳素鋼，當鋼板厚度在 3.84.0mm 時，負偏差 =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。我國鋼制壓力容器2C 規(guī)定：對于碳素鋼，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 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 封頭包括半球形、碟形、橢圓形和無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，國家已經(jīng)有標準的封頭系列，應(yīng)用最廣泛。 橢圓形封頭是由半個橢球及高度為 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行業(yè)標準異形筒體和封頭的規(guī)定，可知對于橢圓封頭有 ，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 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 罐體與汽車車架的聯(lián)接是通過罐體底部的支承座和固定裝置來完成的。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強鋼板。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 形。圖 4.9 為支承座的縱梁截面形狀（按經(jīng)驗公式設(shè)計） 。 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架縱梁的應(yīng)力集中， 支承座的前端形狀應(yīng)采用逐步過渡的方式。可采用的前裝形狀有四種，U 形、角形、 L 形以及簡易形如圖 4.10 所示。 圖 4.10 支承座前端簡易形狀圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 因為加工 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 以選擇前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大。 對于鋼質(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 罐體支承座與主車架的連接通常通過連接支架和止推板配合使用的方式來實現(xiàn)。 1.止推連接板 圖 4.11 是止推連接板的結(jié)構(gòu)。連接板上端通過焊接與支承座固定，而下端則利 用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點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)生相對水平位移。相鄰兩個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 連接支架由相互獨立的上下托板組成，上下托板均通過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)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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) 本章對罐體總成進行了詳細的介紹，包括其罐體總成結(jié)構(gòu)和工作原理，對流態(tài) 化裝置、進料裝置、罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、封頭、罐體支撐座進行了設(shè)計，計算了罐體容 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 23 第 5 章 氣卸及輸料裝置的設(shè)計 一般對氣力輸送系統(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 空壓機和柴油機選擇 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，型號為 WBK-7.5/2 型。WBK 系列無油擺 桿式空氣壓縮機屬容積式中回轉(zhuǎn)類的一種，它通過曲柄搖桿機構(gòu)使轉(zhuǎn)子做 90 度往復(fù) 擺動，周期性改變氣缸內(nèi)工作容積。從而實現(xiàn)連續(xù)吸氣，壓縮與排氣。 該機具有結(jié)構(gòu)獨特、性能可靠、具有體積小、重量輕、耗能低、震動小、排氣 量大、維修方便等特點，并具有其它空壓機無可相比的優(yōu)點，既氣缸內(nèi)不需加油潤 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 滑、壓縮空氣純潔無油。具體參數(shù)如下： 空壓機尺寸：670mm 472mm 450mm； 排氣公稱壓力：0.2Mpa； 軸功率：28kw； 排氣量：7.5m 3/min。 柴油機選擇 僑豐牌/170 發(fā)動機 5.2 輸料管設(shè)計 5.2.1 輸料管內(nèi)徑和氣流速度的確定 我國氣卸散裝粉料罐式汽車的輸料管直徑一般都采用 100mm，實踐證明是可行 的。 粉料必須有足夠的能量來克服各種阻力，始終維持其懸浮狀態(tài)到達輸料管出口。 這個能量由罐內(nèi)壓力和氣流速度來提供。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)過直管、彎管以及閥門等到達出口時有壓力損失。它包 括動態(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 動壓損失；。d 靜壓損失j 動壓損失用下式計算： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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 用下式計算： （5.6） 2(1)gLvCd 式中 摩擦阻力系數(shù)，查有關(guān)手冊，當管道直徑 mm 時，取 10d ，也可用下式計算：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)，無縫鋼管為 1.0； 直管長度， 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 用下式計算：h 9.8(1)hgh 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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，由實際測量得到。 考慮到使用一段時間后透氣性有所下降，阻力略有增加，選取 值時應(yīng)略高于實測2H 值。對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)此選擇空氣壓縮機的排氣壓力為 0.2Mpa。 5.3 氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計 氣卸散裝水泥車的液壓系統(tǒng)的作用是對卸料過程進行控制，以實現(xiàn)卸料的平順 性、可靠性、安全性。 裝料時，關(guān)閉放氣閥、卸料閥和多路閥，開啟排氣口，打開裝料口即可裝料入 罐； 卸料時，關(guān)閉裝料口及排氣口、打開多路閥、操縱動力輸出裝置來驅(qū)動空氣壓 縮機，向罐內(nèi)充氣加壓。當罐內(nèi)氣壓達到輸送散裝水泥粉料所需要的壓力(196Kpa) 時，打開卸料閥進行卸料； 卸料結(jié)束后，關(guān)閉卸料閥，打開放氣閥，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 27 單向閥的作用是防止在卸料過程中，空壓機發(fā)生故障時，流態(tài)化粉料倒流入空 壓機內(nèi)；安全閥的作用是防止空壓機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)同時或單獨向兩氣室充氣。圖 5.3 為氣壓控制系統(tǒng)工作示意圖。 1-空氣壓縮機；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) 本章完成了對空氣壓縮機的選擇，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，計算了輸料系統(tǒng)、流態(tài)元件的壓力損失。確定了動力源柴油機的選擇。 最后對氣壓控制系統(tǒng)進行了設(shè)計。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 28 第 6 章 整車主要性能參數(shù)的計算 專用汽車性能參數(shù)計算是總體設(shè)計的主要內(nèi)容之一，最基本的性能參數(shù)計算包 括動力性、燃油經(jīng)濟性和穩(wěn)定性的計算。其中動力性參數(shù)可由發(fā)動機的動力特性圖 求出，也可根據(jù)發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系式，利用驅(qū)動力一阻力平衡方程直接 求出。 6.1 動力性計算 6.1.1 發(fā)動機的外特性 發(fā)動機的外特性是指發(fā)動機油門全開時的速度特性，是汽車動力性計算的主要 依據(jù)。外特性一般有三種獲得方法，即由發(fā)動機廠家或汽車底盤制造廠家提供，直 接由發(fā)動機臺架試驗測出或由經(jīng)驗公式擬合。 工程實踐表明，可用二次三項式來描述汽車發(fā)動機的外特性，即 (6.1)2eeTanbc 式中 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩(Nm) ；eT 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速(r/min) ；n a、 b、 c待定系數(shù)。 從發(fā)動機銘牌上知道該發(fā)動機的最大輸出功率 （這里為 132Kw）及相應(yīng)轉(zhuǎn)Pem 速和該發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，可用下列經(jīng)驗公式來描述發(fā)動機的外特性： (6.2)22()()empetetTn 式中 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩，為 650Nm ； emT tn發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速，為 1400r/min； 發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)速 2300r/min；p 發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)矩。T 954emppPTn 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 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)動機的外特性可表示為： eT=-0.726 -6.6614 -0.77423102ene210 6.1.2 計算各檔位是的系數(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 傳動系統(tǒng)某一檔的機械效率； 發(fā)動機外特性修正系數(shù)，國內(nèi)標準取為 0.850.91，取為 0.88； 驅(qū)動輪的動力半徑， 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 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的系數(shù) A、B、 、 和 D 值，計算結(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