自行式液态沥青运输车总体设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 自行式液态沥青运输车是在筑路方面使用最常见的一种专用运输汽车。它广泛地应用于各沥青混凝土搅拌厂与沥青生产厂家之间，是沥青混凝土路施工中不可缺少的一种运输车辆。目前，市场上有各种不同型号的沥青运输车，价值由几万元到几十万元不等。由于自行式液态沥青车具有很多的优点，与普通沥青运输车相比，提高了生产效率，降低了工人的劳动强度；与大型沥青罐车相比，价格较便宜，因此液态沥青运输车是中小型企业的首选产品。应用液态沥青运输车，快捷高效，是未来专用汽车的发展方向。 本次设计的自行式液态沥青运输 车主要用于中短途距离的液态沥青运输。由于常温下的沥青呈固体状态，使用时必须经高温烧熔，对环境的污染较重，工程上使用极为不便。针对这种情况，我们设计出一种能在液态状态下运输液态沥青的罐车。本罐车的主要结构是在现有底盘车上连接一个沥青罐体，罐车可以实现自动装料，卸料以及保温加热功能。确保沥青在温、长距离运输途中始终呈热态液体。随着沥青材料的不断发展和改良，沥青路面的比重还将不断得到提高，液态沥青运输车将会是公路、高等级路面施工必需的设备。 关键字 : 液态沥青 ,罐车 ,专用汽车 ,底盘车 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is in of a It is in it is of in of of At of on by of of to of of of a of it of is so is of it is of of is to of in be by to we a in of on of is to a in of of be be a of 套图纸加 Q 401339828买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 述 . 1 的和意义 . 1 用车的现状和发展趋势 . 1 年专用车的产销发展现状 . 1 用汽车的发展展望 . 2 式车的发展方向 . 2 计内容 . 3 计方法 . 3 第 2 章 液罐汽车的总体布置 . 4 布置的原则 . 4 车的总体布置 . 4 体的结构 . 4 体与副车架的连接 . 6 体总成与底盘的联结 . 6 车重心 . 6 章小结 . 6 第 3 章 罐体的设计 . 7 体的材料选择及要求 . 7 体的截面的设计 . 7 面椭圆的基本性质 . 8 面的计算过程 . 10 体容积确定 . 10 头的选择 . 12 头的计算 . 12 波隔板的设计 . 13 温层的设计 . 14 热材料的选择 . 15 热桥结构设计 . 15 态沥青罐的传热系数和热负荷计算 . 16 态沥青罐传热系数的计算 . 16 章小结 . 17 第 4 章 二类底盘的选择 . 18 型介绍 . 18 成结构 . 19 动机 . 19 速器 . 19 架 . 20 章小结 . 20 第 5 章 罐体总成与底盘连接 . 20 体结构 . 20 撑座的截面形状 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 撑座与主车架的连接设计 . 21 章小结 . 23 第 6 章 附属装置的选择设计 . 23 力器的选择布置 . 23 力器的布置 . 23 力器的选择 . 24 青泵的选择 . 25 料阀的选择 . 25 热装置的选择 . 26 热功率的计算 . 27 吸阀的选用 . 27 位指示器 . 28 静电管 . 29 章小节 . 29 第 7 章 整车性能计算 . 29 车最高车速的计算 . 29 大爬坡度计算 . 33 车燃油经济性的计算 . 34 章小结 . 36 结 论 . 36 致 谢 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 述 液态沥青运输车是一种保温型油料液罐汽车，是专用罐车的一种，其使用方便，节约运输成本，运输效率高，使用沥青运输车还可以节约运输包装成本；保证液态沥青在运输中的质量。本文讲述了保温型油料罐车的改装设计的过程和计算。在设计中将主要以罐体的设计为主，其中还包括二类底盘的选配和整车的的性能分析计算。本文将参考其它罐式车辆罐体的结构和有关罐体的设计资料，设计一种用于运输液态沥青的专用汽车。在 罐体的截面的选择、人孔的设计、封头的设计等的设计中采用和其它罐车相同的结构。但在罐体截面设计中，会用到制造工艺简单，计算方便，误差小的四段圆弧拟合椭圆”的方法。考虑到该罐车在气温低时，避免外界温度对沥青质量的影响。在罐体外设计一层隔热保温层，该隔热保温层将参考一般保温车辆的保温隔热原理。结合罐体的形状，创造性的将罐体设计成双层罐，并采用木块进行支承，然后在形成的空间内填充盐棉。同时配全加热系统。在设计完罐体后，对整车的性能进行分析计算。 的和意义 改装设计一种保温型液态沥青罐车，现在人们对液态沥青 的需求量越来越大，沥青罐车将成为一种重要的运输工具。罐式汽车在交通运输中发挥了非常重要和不可替代的作用。罐式汽车具有运输效率高、保证运输途中物料不变质、可实现装卸机械化、运输成本低、安全、环保等特点。国外的罐车发展较早，品种多，设备的现代化程度较高。我国罐车的起步发展较晚，与国外的罐车存在较大差距。液态食品罐车近年来国内市场需求量越来越大，市场前景十分广阔。随着经济的发展，罐车呈现出重型化、智能化、高档化，多极化发展的趋势 。 用车的现状和发展趋势 年专用车的产销发展现状 随着改革开 放的不断深入，经济建设和人民生活对液罐汽车的需求越来越来迫切，使用的覆盖面越来越来广泛，需求量也越来越来大。我国液罐汽车的应用虽然较早，但全面发展始于 20世纪 80年代，比发达国家晚了近 30年，但我国液罐汽车发展很快，已成为经济建设中重要的运输与作业设备，并且有着良好的发展前景。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 据中国汽车工业年鉴统计资料， 2006年我国公告的专用汽车企业有 551家，其中按产量划分， 100辆规模以内有 189家、 300辆以内有 317家、 1000辆以上有 104家、 2000辆以上有 59家。 2004年，在运营部门登记注册的货运 车辆为 104辆，平均吨位为 货车中，普通载货汽车占 90%以上，其中大于 82%，集装箱大件运输车、罐装车及冷藏车等专用车仅占 5%左右，而旧车占 3%。 随着经济发展的提高，专用汽车呈现出向厢式化、重型化、智能化、高档化、多极化发展的趋势，其中表现比较明显的是：普通货物运输厢式化，专用汽车运输重型化、列车化，货物运输专业化，特种车辆发展迅速，如以混凝土搅拌运输车、混凝土泵车为代表的工程建设用车和以清扫车、压缩式垃圾车为代表的城市环卫车辆发展很快。 目前，我 国专用汽车行业与国外先进水平的差距主要表现在以下几个方面：一是缺乏科技含量较高的产品；二是专用车所占比例不高、专用底盘（特别是为专用汽车设计的）较为缺乏；三是专用装置的开发能力和制造水平对专用汽车限制较大；四是专用汽车生产存在散、乱、差、的现状，制约了专用汽车的发展；五是国内专用汽车内涵较低，与世界先进国家的技术水平差距较大。 用汽车的发展展望 据有关部门预测，到 2015年专用汽车市场年需求量将达到 70 104辆，而目前国内专用车的年总产量只有 30 104辆。在专用车品种上，目前国际上一达 7000多中，而国内仅有 1000多种，无论从市场需求量还是品种数量上看，专用车的发展前景是非常广阔的。 随着我国国民经济的发展，社会分工的进一步细化，市场对专用车的需求将更加多元化，对具有特殊功能的专用车的需求必将越来越多，需求高技术专用车的呼声将越来越高。目前专用汽车市场的多元化形态将得到进一步的加强，经济与科学技术发发展要求更多的专用汽车新品种面世。未来专用汽车的主流市场将集中在城建、服务和高等级公路运输、管理这两大块，它包括了专用汽车的大多数品种，这些品种根据各行业的具体发展情况，随时间、地域的不同会形 成不同品种的市场热点。我国专用汽车的市场前景将十分广阔。 式车的发展方向 罐式车包括常见的油罐车、散装水泥车、混凝土搅拌运输车，以及使用量较少的液化气高压罐车、化工液罐车、吸污液罐车等。西部地区油气资源的开发必然会带动石化炼油业的发展，因此大型油罐车的需求也会增大，大吨位半挂式油罐车的增长速度还将加快。 同时，我国公路网络体系的建设已经比较完善， 到 2007年年底，我国公路通车总里程已经达到 357 3万公里 汽车保有量已经超过 25 104辆，并且每年还有四五百万辆的新车投入使用，诸多因素促使油品 消费量猛增，大幅度带动了各种罐式运输车的需求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 计内容 （一） 以罐体为设计重点，所以罐体的设计为其主要设计内容，设计内容如下： （ 1）进行所设计的罐车二类底盘的选择，选择单车型； （ 2）专用车辆的总体布置，绘制总布置草图； （ 3）液罐装置的选型，设计，确定参数，计算； （ 4）加热保温装置的选型，设计； （ 5）附属装置（沥青泵、卸料装置）的选型，设计； （ 6）整车的性能分析计算。 （二） 在设计的过程中，需要设计的主要问题内容如下： （ 1）整车尺寸的设计和计算； （ 2）罐体的设计计算； （ 3）卸料装置的设计； （ 4）保温隔热装置的设计。 计方法 （一）设计和计算部分的内容如下： （ 1）调研； （ 2）确定总体方案，进行方案分析； （ 3）罐体的设计与计算。其中包括罐体截面的设计计算，罐体厚度的确定，封头的设计，罐体容积的计算； （ 4）保温加热装置的设计； （ 5）人孔等部件设计； （ 6）附属装置（沥青泵、卸料装置）的选型，设计； （ 7）罐车的尺寸及质量参数确定及整车性能分析计算； （二）图纸的绘制部分的内容如下： （ 1）液罐车总体构造图； （ 2）罐体的总体构造图； （ 3）沥青泵体，卸 料阀装配图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 第 2 章 液罐汽车的总体布置 布置的原则 （ 1）尽量避免对选择的汽车底盘各总成位置的变动； （ 2）应满足专用工作装置的的性能的要求，使专用功能得到充分发挥； （ 3）装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核； （ 4）应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷； （ 5）应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量； （ 6）应符合法规的要求。 车的总体布置 罐车由二类底盘和罐体组成。二类底盘选择 东风汽车公司生产的 部为罐体总成。 沥青液罐汽车主要有汽车底盘、罐体总成 、加热装置和装料系统等组成。保温型液态沥青罐车设计成半承载式罐体，椭圆形截面。 体的结构 (1)罐体 罐体采用椭圆形截面 , 两端装椭圆形封头。此结构简单 , 能够承受罐体的内压 , 工艺性好 , 便于组织生产 , 能较好地适应中小批量的生产方式。罐体为环焊缝拼接式 , 罐体材料选用 16 生产过程为卷板开卷、校平、根据筒体周长画线。为能有效保证切口质量及尺寸精度 , 要求采用剪板机开料 , 平板抛光并要求达到 光后把表面清理干净 , 随即贴上保护胶膜 ,并且在以后的转运、加工过 程中 , 要求非常小心 , 不得使表面挂花、擦伤。卷筒前 , 根据所选择的焊接方式 , 在板料周边焊缝处开坡口 , 然后卷板成筒体。卷板机辊轴要求事先用软垫缠包保护 , 并须彻底清除软垫中夹杂的金属屑粒、砂粒等杂物。卷筒成形后 , 先焊接纵向焊缝 , 并根据技术要求对焊缝作无损探伤检验。根据罐体结构 , 装配罐体内部横向防波板及垫板 , 装配时要求特别注意不得损坏罐体内抛光表面。然后焊接罐体环焊缝 , 组焊为整体 , 同样按要求对罐体环焊缝作无损探伤。为保证已抛光表面不被擦伤、挂花 , 进罐工作人员必须着软底鞋 , 并在每次工作前后要 将抛光表面上的金属屑粒及杂物清除干净。 （ 2）封头 根据罐体的使用工况及罐体尺寸 , 采用冷旋压或冲压成形的整体平封头 , 成形后对拼接焊缝作无损探伤 , 并且抛光至 根据焊接方式开具坡口。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 （ 3）安全泄放装置 液态沥青罐车在运输过程中 , 始终保持与外界隔离和承压状态。由于温度升高 ,液态沥青晃动及二氧化碳气体析出等原因 , 会造成罐内压力增高。为保证车辆及罐体不致损坏 , 在罐上加装有安全泄放阀。安全阀要求采用不锈钢材质 , 安全阀内部的密封元件为橡胶。为尽量减少液体进入阀体内部 , 或减少残液积存 , 安全阀一般装设于人孔盖板上 , 处于气相空间。 （ 4）人孔 罐体上开设一个人孔。人孔盖与法兰之间采用销轴连接 , 人孔密封结构采用 并将 减少杂物积存 , 同时便于固定槽的清洗与消毒。密封圈固定槽所有内外圆角半径不小于 人孔盖下表面、人孔筒节都要求抛光至 无尖角。安全阀布置在人孔盖上 , 阀体与人孔盖采用螺纹连接 , 阀体在安装完毕后 , 阀体底面应与人孔盖下表面相平齐 , 以便于清洗及消毒。人孔护罩采用 罩盖用 弹性栓钩固定在护罩筒身上 , 以保证车辆在运行中无松动现象 , 并能有效防止外界杂物的侵入。护罩盖不得影响安全阀的起跳动作。在此应特别强调不得损伤护罩外表面而破坏美观。 （ 5）保温隔热装置 在液态沥青运输过程中为有效保持其温度 , 一定要保持液态沥青处于较高温度。装车时一般在 95 100 ,在整个运输过程中温降不应超过 5 , 所以加装隔热保温层是非常必要的。保温材料选用盐棉现场发泡 , 此材料具有容重小 , 导热系数低 , 便于现场发泡施工 , 不易老化的优点。 （ 6）防波板 为保证罐体自身强度、刚度 , 并有 效地衰减汽车运行中液态食品对车辆的涌动与冲击 , 罐体内应设置横向防波板 , 且使每个隔仓的容积一般不超过 3增加防波板刚性、减少自重考虑 , 防波板设计成球冠形 , 并在防波板上开液态食品流通孔及供检修人员通过的人孔。所有开孔周边均要求修磨圆滑 , 无尖角 , 防波板两侧面均须作抛光处理 , 并要求达到 波板在装配过程中 , 务必保护已抛光后的表面 , 不得挂花及擦伤。另外 , 装配防波板时要注意相邻两块防波板上的人孔交错布置 , 以增加防波能力。为消除罐体内部存在的无法清洁的死角及夹层 , 对于防波板与 垫板、垫板与罐体内壁之间的连接 , 均需采用全焊结构 , 并将各零部件的尖角彻底修磨光洁圆滑。为减少焊接变形 , 根据受力情况 , 可适当减少垫板与筒体 , 防波板与垫板之间焊角高度 , 并对焊角处抛光。防波板垫板在罐体最低位置处 , 要求有不小 200 距 , 以保证液态食品能够顺利通畅地排出罐外 , 减少残液的积存。 （ 7） 液位、温度及压力显示装置 在车辆运行过程中 , 要求能够及时了解液态食品温度、压力等变化 , 在该车上设有液位计、温度计和压力表等几种仪表。其中液位计采用浮球式不锈钢结构 , 温度计采用买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 双金属式 , 压力表则要求能够显示真空度及正压力。 其目的是能够便于及时观察和控制罐内压力。 体与副车架的连接 半承载式罐体，罐体与副车架的连接结构有两种：一种是罐脚式；一种是底架式。 罐脚式连接能减少自重，但采用这种结构，需要的罐脚较多，每个罐脚都要与罐体焊接，对这些罐脚的焊接位置要求较严格，因此制造工艺复杂。 底架式是有两根纵梁和若干根横梁焊接而成的底架总成与罐体焊接并与底架连接的一种方式。这种方式可使罐体受力均匀合理，考虑各方面的影响因素，因此选择底架式。 体总成与底盘的联结 罐体 总成与底盘的联结可分为刚性联绑和挠性联结。 刚性联结是指罐体上的罐脚或底斶与车架通过 联结方式车架的戭曲变形和力直接传递到罐体上，较易造成罐的损坏，所以这种联结形式很少使甠 挠性联结是挅罐体上的罐脚或底架与车架之间加装挠性垫块或垫板，这种结构主要用来消除车架变形而造成的附加应创。 罐体总成与车架之间采用橡胶缓冲垫来消除车架变形而造成的附加应力。 车重心 罐式汽车一般的重心较高，而重心的高度是影响整车横向稳定性的主要因素，因此在罐车的布置同设计中，如何降低整车重心应是 考虑的主要问题。 一般来说降低整车重心只能从罐体上着手，通常应从三个方面来考虑：第一，从罐体本身着手，减小罐体高度方向上的尺寸，在容积一定的情况下，减小高度方向上的尺寸，就要增加宽度和长度方向的尺寸，因此受到外廓尺寸的限制。第二，从罐体与车架的联结部分着手，罐体与车架不能直接连接，中间必须有连接件。所以罐体与车架之间采用连接支架连接，连接方式为焊接。 章小结 本章主要根据所设计的罐式汽车的结构特点 ,对罐体截面的形式进行了分析，以及罐体与车架的联结型式的各种结构进行了比较，并对其它各部分专用设备做整体 的布置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 第 3 章 罐体的设计 体的材料选择及要求 罐体设计材料通常是普通钢，高强钢，不锈钢，铝合金。采用碳钢罐体，制造成本低，易于焊接；但罐自重大装载质量小，罐车运行成本高，碳钢导电能力差。为防止罐体内部生锈污染油品，罐体内部需喷涂导静电防腐蚀耐油底漆，或镀锌镀铝处理。选用铝合金罐体，在相同容积时，铝合金罐体比碳钢罐体轻约 40%，使得整车的 重心更低，不易翻车，行驶安全性好；铝合金导电性能好，静电不易聚集，当车辆发 生碰撞或侧翻时不会产生火花，铝合金外表有一层致密的氧化层保护膜，不会生锈 ，因而不会污染油品，可以保证油品在运输中的品质。但铝合金成本高、材料焊接难度大，对设计、制造的要求高。以下是罐体材料适用范围： 表 3料的适用范围 材料 适用范围 低碳钢 石油制品、盐酸、浓硫酸、二氧化碳、稀硫酸、硅酸盐、氯化苯、甲荃、二甲荃、甲酰胺、已烷溶液、水、粪等。 不锈钢 已烯、丙酮、甲苯二异氰酸盐、乙二醇、乙醛、醋酸、无水酞酸、石碳酸、已内酰胺、甲醛水、乳胶、可性钠、动植物油、液态沥青、饮料等。 高强钢 液化石油气，丙稀，丙稀、液氨、液态二氧化碳、液化氯乙 烯、液氧、液化亚硫酸气、液化天然所、无水沸酸等。 铝合金 石油制品、甲醇、酒精、浓硫酸、过氧化氢等。 参照上表，选择使用 16其要求如下： (1)、缸体内壁的所有转角均应圆弧过渡，其中小于 135 的拐角的圆弧半径应不小于 25体内壁上焊接的零件，焊缝圆弧半径不小于 6 (2)、罐体内部结构，应能减少在运输状态下罐内液体对罐壁的冲击，并要求罐体有足够的强度和刚度 体的截面的设计 罐体的截面形状大致有 4种 :圆型，如 图 (a);椭圆型图 (b);圆矩形，如图（ c)；异形， 如图 (d）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 图 3择什么样的截面型式，应从受力情况制造工艺以及布置等方面考虑。由于罐体不允许满载油液，所以车辆在振动时，油液在罐体内晃动 ,对罐体内壁产生冲击力。对于罐体是圆形或椭圆形截面，振动所产生的冲击力 (图 2箭头所示 )就会沿罐体圆周方向均衡地地分散在罐壁上，不会因产生应力集巾现象而使罐体破裂。如果采用方形或矩形截面 (图 3)，车辆在振动时产生的液体冲击力容易造成应力集 中，使罐体某个部位 (如棱角处 )由于承受应力过太，容易产生破裂。因此罐体采用圆形或椭圆形截面受力情况好，而且制造工艺较简便，但圆形截面罐体在总体布置时难以降低重心。这是因为相同截面积的圆形与椭圆形 (假设其长短轴之比为 3 :2)在容积、总布置件相同的情况下 圆形罐体的重心要比椭圆形罐体的重心高出 22 5% 。所以圆形罐体在承载式罐车上应用最为合适，椭圆形罐体可根据需要适当地改变椭圆长短轴之比以降低重心高度。图 3易产生应力集中现象且制造工艺繁锁，虽然在布置上较易降低重心，但一般很少采 用。 图 3罐体横截面的设计上 ,考虑到保证汽车的抗侧倾翻等行驶安全性大多数制造厂将罐体截面设计成椭圆形状 简化工艺 ,降低成本 ,则采用近似方法生成椭圆 如何用一组普通曲线的拟合近似代替椭圆 ,并确保其面积的大小的误差最小 ,就成为罐体椭圆截面近似设计和制造的一个重要问题。本设计主要是用于中短途运输，且运输量较低，故采用椭圆形截面较好。即图 (b） 面椭圆的基本性质 罐体截面如下图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 图 3圆的形状 在 椭圆形状 中，其 中长 轴 a ，短 轴 b 。则椭 圆的标 准方程为： 221（ 3 椭圆顶点处的曲率半径为： （ 3 （ 3 椭圆的面积为： tS 3 椭圆的周长为： 1