本课题以举升式气卸粉罐汽车为具体研究对象，文中介绍了举升式气卸粉罐汽车的发展现状，确定了承载水泥的吨位并对汽车底盘进行选型以及总体布置，并分别对1.罐体总成,2.流态化床,3.举升机构,4.气卸系统,5.进料孔盖,6.卸料系统和7.辅助系统进行了详细设计，最后对整车性能进行了分析，应用CAD软件建立整车装配、罐体总成及相关零件模型。

关键词：粉粒物料运输车；罐体总成；流态化床；举升机构；气卸系统

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

　　　摘要I

　　　AbstractII

　　　第 1 章绪论1

　　　　1.1 改举升式气卸粉罐运输车的目的和意义1

　　　　1.2 国内外现状及发展前景3

　　　1.2.1 国内外发现状3

　　　1.2.2 散装水泥运输车的发展前景4

　　　　1.3 国外专用汽车产品的特点及其发展趋势5

　　　1.3.1 国外专用汽车产品的特点5

　　　1.3.2 国外专用汽车产品的现状及其发展趋势5

　　　　1.4 课题主要内容5

　　　第 2 章设计要求及国家标准7

　　　　2.1 设计要求………………………….7

　　　　　　　2.1.1专用车的设计特点及要求7

　　　　2.2 设计相关的国家标准…………….8

　　　 2.2.1 整车的相关标准………….8

　　　 2.2.2 卸料能力的相关标准………10

　　　 2.2.3 罐体的相关标准……………10

　　　 2.2.4 气路系统的相关标准………10

　　　 2.2.5 取力传动系统的相关标准…10

　　　 2.2.6 电气控制系统的相关标准……11

　　　　2.3 本章小结……………………………….11

　　　第 3 章举升式气卸粉罐汽车总体设计12

　　　　3.1 方案设计与分析12

　　　　3.2 整车总布置12

　　　3.2.1 粉罐罐体的布置及副车架外型尺寸的确定12

　　　3.2.2 举升形式的选取与布置12

　　　3.2.3 气卸装置的布置13

　　　　3.3 二类底盘选型14

　　　3.3.1 二类底盘初选14

　　　3.3.2 二类底盘装载质量的初步校核15

　　　　3.4专业性能参数的确定16

　　　3.4.1 卸料速度和剩余率16

　　　3.4.2 工作压力16

　　　3.4.3 压缩空气流量17

　　　　3.5 本章小结18

　　　第 4 章举升式气卸粉罐汽车的详细设计19

　　　　4.1粉罐装置设计计算选型19

4.1.1粉罐外形尺寸设计19

　　　　　　　4.1.2流态化装置的设计20

4.1.3进料装置23

4.1.4出料装置、卸料软管和卸压装置24

　　　　4.2举升装置的设计计算26

4.2.1举升角度的设计26

4.2.2举升机构的布置26

4.2.3举升油缸的选取27

4.2.4举升能力的校核28

4.2.5液压泵液压控制阀的选择29

　　　　4.3气卸装置的设计计算及选型32

4.3.1输送空气量的确定32

4.3.2输料管内径和气流速度的确定33

4.3.3输送系统压力损失33

4.3.4流态化元件压力损失35

4.3.5空气压缩机的选择35

　　　　4.4辅助系统设计36

4.4.1取力机构的设计与选型36

4.4.2液力马达的选型37

　　　　4.5本章小结38

　　　第 5 章整车性能分析39

　　　　5.1汽车动力性分析39

　　　5.1.1 基本参数的确定39

　　　5.1.2汽车的行驶方程式40

　　　5.1.3 汽车最高车速的确定43

　　　　5.2 燃油经济性计算43

　　　　5.3整车轴荷分配计算45

　　　　5.4 整车稳定性分析46

　　　5.4.1空载质心高度的计算46

　　　5.4.2 空载侧倾角的计算46

　　　　5.5 本章小结47

　　　结论48

　　　参考文献49

　　　致谢50

改装举升式气卸粉罐运输车的目的和意义

　　　汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。

　　　粉罐汽车用于散装粉状物料的运输，如装运水泥，面粉，滑石粉，煤粉等。粉料散装运输可以提高运输效率，节约运输费用，降低产品成本，同时能实现装运卸贮机械化。

　　　散装水泥以其显著的经济效益和社会效益。已在世界范围内得到迅速发展，散装水泥车，每运100万吨水泥可节约袋装纸6000吨，不仅节约了造纸原料和能源，还节约了近40万人劳动力。我国目前水泥产量已突破2亿吨，如果像美、日以及欧洲的一些国家，水泥运输散装率在90%以上，则每年仅节约包装费达50亿元以上，技术和高附加值的专用汽车在提高产值、利润和节约外汇方面都有着极其重要的作用。

　　　目前我国水泥产量居世界首位，但水泥运输散装率却很低，约为33.5%。散装水泥的比例与水泥工业发展速度显得极不协调，与发达国家散装水泥相比，相距甚远。显然，要加速我国散装水泥的发展，除了需要制定有关的经济政策给予经济扶持外，还要从散装水泥的工业技术方面进行改善和发展，才能使散装水泥发展速度同形势相适应。发展散装水泥运输车也是其中关键一项。

　　　近年来使用的粉罐汽车都是采用气力卸料的气卸散装粉罐汽车，它由六大部分组成，即：汽车底盘、罐体总成、空压机及空气管道、卸料管道系统、取力传动装置、监测仪表及安全装置等。气力卸料是将具有一定压力的压缩空气通过罐体底部的流态化装置通入罐内粉料中，使粉料和空气混合，呈现流动状态，然后打开卸料阀，粉料与空气混合物在罐内外压力差作用下排出，经管道流入地面容器内。

　　　罐体是气卸散装水泥车装载水泥的容器，其型状，流态化床，有效容积和总容积等直接影响着气卸散装水泥车的两个重要专业性能指标——卸料时间和剩余率。因此，选择合适的罐体是一项很重要的工作。

　　　使用举升式气卸散装水泥运输车不仅可以提高水泥装卸的机械化水平，节约劳动力，减轻劳动强度，改善工作条件，而且可以减少水泥损耗，降低施工成本，保证水泥质量。实践证明，与袋装水泥搬动相比，其装卸效率可提高15倍以上，水泥损失减少约4%，具有明显的社会经济效益。在目前我国木材资源匮乏，能源紧张的情况下，推广使用举升式气卸散装水泥运输车有着十分重要的现实意义。

　　　随着我国水泥行业的飞速发展，举升式气卸散装水泥车得到了广泛应用,水泥散装事业得到了蓬勃发展，但是散装水泥车的卸料速度直接影响着运输效率，能源节约，汽车寿命以及经济效益。改进散装水泥车的卸料速度是我们所要迫切解决的问题。

　　　粉粒物料运输车主要运输散装水泥、石灰石粉、电石粉和粉煤灰。随着国民经济的迅速发展，粉粒物料由袋装改为散装，这既是粉粒物料供应和运输的变革，也是发展其生产，实行增产节约的一项经济措施。加上全社会对环保的重视，以及我国工业的蓬勃发展,散装粉粒物料运输车将会得到更加广泛的应用。

　　　通过对举升式气卸粉罐汽车改装设计，满足市场对此种类型专用汽车的需求，在满足基本使用性能的基础上，对市场上现有产品进行研究改进，增强产品竞争力。

所谓散装运输，就是对粉末、颗粒装等货物，无需进行任何包装措施，而采用专用散装运输车进行运输，它具有以下意义。

1.运输效率高。采用散装运输可以省去多道包装程序,缩短装卸时间, 并且有利于机械化的实现, 从而提高其运输效率；

　　　2.有利于安全运输。一般散装运输车都是封闭式车厢,使得运输和装卸时发生事故的可能性减小,安全性提高；

　　　3.保持货物的完好率。由于封闭式车厢内受外界环境和气候条件的影响较小, 并有利于对车厢内的温度、湿度等进行调节控制, 从而使货物在运输中不会变质和损坏, 完好率大大提高；

　　　4.减轻装卸强度,改善装卸条件。粉末状、颗粒状货物采用箱、袋等包装,装卸时需要大量的人力,且装卸时粉尘飞扬或散发出异味,有碍装卸工人的身体健康。而采用散装运输,基本上实现机械化装卸,大大减轻和改善了装卸时的劳动强度和环境条件；

　　　5.降低运输成本。实行散装运输便于货物的装卸、运输、贮存、加工等的全面机械化,从而节省了大量的人力、物力和财力，使其运输成本大大降低[1]。

　　　大力发展使用散装水泥，也有如下重要意义。

　　　1.发展散装水泥有利于节约资源，提高经济效益。

　　　2002年我国生产袋装水泥5.3108t，采用纸袋包装，浪费的包装纸折合优质木材1 749万m3，加上使用袋装水泥5%的损失来计算，去年我国的直接经济损失高达239亿元； 2.发展散装水泥有利于促进和提高工程质量。散装水泥在生产过程中严格控制水泥质量，尤其是要求安定性100%合格，确保了水泥生产质量；在运输过程中采用专用运输工具从生产厂（或中转站）直接送用户，流通渠道正规明确，杜绝掺假或以次充好，从而保证了质量；在储存过程中，散装水泥在储存罐达13个月不变质，而袋装水泥存放12个月后，强度降低30—50%，且易受潮、受湿，结块变质；在使用过程中，散装水泥计量准确，无损耗（袋装水泥损耗率为5%）保证了水泥用量，更加保证了混凝土质量和工程质量； 3.发展散装水泥有利于降低噪音污染，改善施工环境，提高劳动效益。袋装水泥从水泥厂包装到工地拆包使用，中间环节多，占用劳动力多，劳动生产效率低下。特别是现场搅拌，噪音污染严重，影响施工周围环境。而发展散装水泥，推广预拌混凝土（商品混凝土），能有效提高效率，减轻工作强度，大大降低噪音污染，改善施工环境和工人劳动条件，有利于健康； 4.发展散装水泥有利于减少粉尘，改善大气环境质量和二氧化硫的排放。水泥尘污染大气的主要途径主要有两方面，一是在袋装水泥运输过程中以及装卸和储存过程中产生的破损，一般破损率在5%。。二是袋装水泥在拆袋搅拌时产生的粉尘，还有包装物回收时产生的粉尘，都会产生严重的污染。如果采用散装水泥，从水泥厂内装运开始，在运输、储存、使用过程中全部在密闭状况下进行，同时配合预拌混凝土的推广，可以大量减少甚至消除水泥粉尘排放，净化空气，减轻污染； 5.发展散装水泥有利于维护生态平衡，具有显著生态效益[2]。发展散装水泥，每年至少使这3.6104公顷森林被保护下来，约等于全国荒漠化面积减少21%。同时森林砍伐减少，有利于维护生态平衡，调节全球气候，具有显著的生态效益。

　　　因此,开发应用和发展散装运输车辆,无论是从经济效益上,还是从社会效益上,都具有很重要的意义。　　　欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车，且绝大多数产品为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车、挂车和半挂车，最多的是适宜运输建筑机械的最大总质量为30t或40t的低货台货车。国外专用汽车产品的发展趋势，具有重型化、散装水泥车的列车化、一车多用化、以及新材料、新技术和微电脑的应用等特点，其中专用底盘专业化趋势最为明显。如日本丰田等大汽车公司的专用底盘均已实现系列化、专业化生产。近年来，国外不少汽车厂专门从事专用汽车底盘生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。

1.4 课题主要内容

粉粒物料运输车是通过安装在车上的空压机排出压缩气体，通过罐体内的流化床，使流化床上的粉粒物料流态化，经输送管道将罐体内的粉粒物料输送到一定距离和高度的粉仓内。流态化就是压缩气体透过流化床，使流化床上的粉粒物料相互分离悬浮于空气中，具有一般流体的特性。

由于粉粒物料的堆密度和安息角偏大，流化态性能差，若采用举升式方案，除了后端封头部位有小流化床外，罐体内侧无流化床，可节约钢材1t左右，容积利用率大于99%，卸料速度和剩余率也较好，所以采用举升式设计是国内外的发展趋势[5]。

　　　参考我国现阶段国情可见，基础设施建设及房地产建设发展迅猛，作为主要建材之一的水泥需求量巨大，在国家大力推行节能减排的政策指导下，散装水泥运输车具有广大的市场前景和可观的收益回报，因此本文只对气卸散装水泥运输罐车进行改装设计。

　　　具体设计包括以下内容。

1.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车总体设计。

2.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车底盘的选择。

　　　 3.对RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车进行总体结构布置。

　　　 4.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车详细设计。

　　　 5.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车整车性能分析。

　　　.1 设计要求

2.1.1 举升式气卸粉罐运输车的设计特点及要求

　　　专用汽车具有品种多、批量小的显著特点，只有不断开发新产品，深入调查研究，了解用户对专用汽车新产品的性能要求、使用要求和需求量，才能使专用汽车制造企业在激烈的市场竞争中掌握主动权。因此在专用汽车设计中，除了具备基本型汽车的性能要求外，还要装有专用设备，以满足相应的专用功能。因此，专用汽车设计应该具备以下特点和要求：

　　　1.专用汽车设计多选用定型的基本型汽车底盘进行改装设计。这首先就需要了解国内外汽车产品，特别是货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格及相关资料等。然后根据所设计的专用汽车的功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购置成本等方面进行分析比较，优选出一种好的专用汽车的前提。

　　　对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用汽车，也应尽量选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产品的开发周期，提高产品的可靠性。

　　　2.专用汽车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配。设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求。

　　　3.针对专用汽车品种多、批量少的生产特点，专用汽车设计应考虑产品的系列化，以便根据不同用户的需要而能很快地进行产品变形。对专用汽车零部件的设计，应按“三化”的要求进行，最大限度地选用标准件，或选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。

　　　4.对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点，要更多考虑通用设备加工的可能性。

　　　5.对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各种水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选。因为专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定于这些部件的性能和可靠性。

　　　6.在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结构件进行强度校核。

　　7.专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求。对于某些特殊车辆，如重型半挂车、油田修井车、机场宽体客车等，应作为特定作业环境的特种车辆来处理。

　　　8.某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其使用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作可靠，必要时设置安全装置。

　　　9.在完成一种新型专用汽车全部设计的过程中，必须考虑专用汽车的艺术造型和产品功能的紧密结合。一个成功的造型设计，应该使专用汽车具有新颖美观的外形、良好的空气动力学性能、各部分的布置符合人机工程学的要求并适合于多种变型的结构和零部件分块。车身及其覆盖件应具有良好的冲压工艺性和焊接装配工艺性、合理的零部件形状和较高的材料利用率。随着社会的不断进步，人们对汽车的外观、舒适性、功能的完备性等要求都在不断地提高。由此可见，造型设计在专用汽车的开发过程中的重要性。

　　　综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求，同时又要获得好的专用性能。这就要求专用汽车设计人员，既要具备汽车设计的知识和能力，同时也要掌握专用汽车各种不同工作装置的原理与设计计算，做到汽车和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。

　2.2 国家标准

　2.2.1 整车的相关标准

　　1.散装水泥车外廓尺寸应符合GB1589的规定。

　　　当汽车或汽车列车处于满载状态、外后视镜底边离地高度小于1800mm时，其单侧外伸量不得超出汽车或汽车列车最大宽度处200mm。外后视镜底边离地高度大于或等于1800mm时，其单侧外伸量不得超出汽车或汽车列车最大宽度处250mm。汽车和汽车列车必须能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D1为25.00m，车辆通道圆的内圆直径D2为10.60m。汽车和汽车列车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，任何部分超出直线行驶时的车辆外侧面垂直面的值(车辆外摆值)T 不得大于0.80m，表2.1为相关汽车的标准。

　　2.焊缝应无裂纹、焊坑、焊穿、焊渣、漏焊等，所有焊接件的焊接质量应符合JB/T 5943的要求。

焊接前须将距焊缝边缘一定范围内（手工焊不小于10mm，埋弧焊不小于20mm）焊接结构表面上的铁锈、油、油漆、尘土等污物除净，并须去除潮湿。焊缝形状偏差和　　　、挂车及汽车列车外廓尺寸的最大限值　　　　　　单位为mm

车辆类型车长车宽车高

汽车三轮汽车4 6001 6002 000

货车及半挂牵引车最高设计车速小于70km/h的四轮货车6 0002 0002 500

二轴最大设计总质量≤3 500kg6 0002 5004 000

最大设计总质量>3 500kg，且≤8 000kg7 000

最大设计总质量>8 000kg,且≤12 000kg8 000

最大设计总质量>12 000kg9 000

三轴最大设计总质量≤20 000kg11 000

最大设计总质量>20 000kg12 000

　四轴12 000　2 5004 000

乘用车及客车乘用车及二轴客车12 000

三轴客车13 700

单铰接客车18 000

挂车半挂车一轴8 6002 5004 000

二轴10 000

三轴13 000

中置轴(旅居)挂车8 000

其他挂车最大设计总质量≤10 000kg7 000

最大设计总质量 >10 000kg8 000

汽车列车铰接列车16 5002 5004 000

货车列车20 000.1 二类底盘初选

　　　根据罐体尺寸参数及产品日常使用、维护保养方便，再综合考虑产品造价，初步选择CA3253P7K1T1E型二类底盘，其详细参数如表3.1。

　　　考虑到动力性、经济性及满足环保法规的要求，发动机选用BF6M1013-28E3型柴油增压发动机，其参数见表3.2。变速器选择陕齿9JS119机械式，9个前进档，1个倒档。选档远距离软轴操纵机构，传动比见表3.3。

表3.1 CA3253P7K1T1E参数

外型尺寸(长宽高)(mm)8 900×2 490×3 200

货厢栏板内尺寸(长宽高)(mm)6 200×2 300×1 000

总质量(Kg)25 000

整备质量(kg)12 480

额定载质量(kg)12 305

接近角/离去角(°)28/17

前悬/后悬(mm)1 375/1 310

轴距(mm)4 200+1 350

轴数3

最高车速 (km/h)78

发动机型号BF6M1013—28E3

发动机功率(kw)203

发动机排量7.146

底盘依据标准GB3847-1999 GB17691-2001第二阶段

轮胎10.00R20

表3.2 发动机参数

型式直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机

型号BF6M1013—28E3

额定转速r/min2 300

额定功率KW (2300r/min)203

最大转矩N·M(1400r/min)1 100

最低燃油消耗率g/(KW·h)192

缸径×冲程mm108×130

排量L7.146

压缩比17.5：1

工作顺序1-5-3-6-2-4

燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油

表3.3 变速器传动比

一档二档三档四档五档六档七档八档九档

12.118.085.934.423.362.411.321.0012.66

蝶形封头组件.gif

副车架.gif

罐体总成.gif

全部文件.gif

总装图A0加长.gif

内容简介：: SY-025-BY-1毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车万向传动装置设计课题适用专业车辆工程课题类型生产实际课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）指导教师签字：年月日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易教研室主任签字：年月日系（部）教学指导委员会意见：负责人签字：年月日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名李鹏院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程0710指导教师姓名李涵武职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计一、设计（论文）目的、意义举升式气卸粉罐汽车能够将装载散装固体粉料货物举升，完成货箱倾斜以便用气卸方式卸下货物，这种专用汽车的使用可以减少散装货物的运输成本和货物损失，亦可大幅降低散装物的包装成本。本课题的选择充分考虑了研究课题对汽车车辆工程专业学生学习和工作的指导作用，对本课题的研究能够使学生了解专用汽车改装设计方法，通过本课题的研究学生可以完成理论课程的实践总结，获得一定的工程设计工作方法。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）改装设计一种举升式气卸粉罐汽车。总质量25 000Kg，满足专用汽车相关设计要求。要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；要求进行举升粉罐的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；要求进行气卸装置设计计算选型；完成总装配图，清楚表达设计。要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。三、设计（论文）完成后应提交的成果全部图纸均要求计算机绘图；合计图量A0 3张以上；提交设计说明书1份，字数大于1.5万字；符合规范要求；四、设计（论文）进度安排1、调研、资料收集，完成开题报告 1、2周 2、方案设计与分析、二类底盘选型（调研与分析）第3、4周 3、总布置；第5周 4、粉罐装置设计计算选型第6周 5、举升装置设计计算；第7周6、气卸装置设计计算选型第8周 7、辅助系统设计第9周 8、完成设计图纸第10、11周 9、整车性能计算分析；整车设计修正；第12周 10、完成设计说明书的撰写第13、11、指导教师评阅、设计修正第14周 11、设计审核、修改第15周、第16周 12、毕业设计答辩准备及答辩第17周五、主要参考资料1、期刊类：道路与公路类，筑路机械或工程机械类，交通工程类，有关大学学报等（五年内）。2、科技图书和教材：机械设计类、制图类、及相关专业书；推荐：徐达.专用汽车结构与设计.北京：北京理工大学出版社；3、设计手册：机械设计手册等；4、网络资源：检索关键词：粉罐汽车，专用汽车改装设计等；其它：相关产品广告，参观有关产品展览会。六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日SY-025-BY-4毕业设计（论文）指导记录日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：毕业论文指导教师评分表学生姓名院系专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力；综合运用知识能力154研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力255文题相符程度；写作水平156写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性157科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计指导教师评分表学生姓名李鹏院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-10指导教师姓名李涵武职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业论文评阅人评分表学生姓名专业班级指导教师姓名职称题目评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度152题目工作量；选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力；综合运用知识能力204研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力255文题相符程度；写作水平156写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性15得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计评阅人评分表学生姓名李鹏专业班级车辆工程指导教师姓名李涵武职称副教授题目RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计评阅组或预答辩组成员姓名李涵武、田芳、王永梅、齐晓杰、王国田、林明、王慧文出席人数7序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业论文答辩评分表学生姓名专业班级指导教师职称题目答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、理论意义或价值102研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力203论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性154毕业论文答辩准备情况55毕业论文自述情况206毕业论文答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名李鹏专业班级车辆工程指导教师李涵武职称副教授题目RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计答辩时间月日时答辩组成员姓名李涵武、田芳、王永梅、齐晓杰、王国田、林明、王慧文出席人数7序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名李鹏性别男院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级07-10设计（论文）题目RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名职称指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院系公章：年月日注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计（论文）推荐表题目RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计类别毕业设计学生姓名李鹏院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆工程 07-10指导教师李涵武职称副教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程0710班指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.目的和意义汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。粉罐汽车用于散装粉状物料的运输，如装运水泥，面粉，滑石粉，煤粉等。粉料散装运输可以提高运输效率，节约运输费用，降低产品成本，同时能实现装运卸贮机械化。散装水泥以其显著的经济效益和社会效益。已在世界范围内得到迅速发展，散装水泥车，每运100万吨水泥可节约袋装纸6000吨，不仅节约了造纸原料和能源，还节约了近40万人劳动力。我国目前水泥产量已突破2亿吨，如果像美、日以及欧洲的一些国家，水泥运输散装率在90%以上，则每年仅节约包装费达50亿元以上，技术和高附加值的专用汽车在提高产值、利润和节约外汇方面都有着极其重要的作用。我国水泥产量居世界首位，但水泥运输散装率却很低，约为33.5%。散装水泥的比例与水泥工业发展速度显得极不协调，与发达国家散装水泥相比，相距甚远。显然，要加速我国散装水泥的发展，除了需要制定有关的经济政策给予经济扶持外，还要从散装水泥的工业技术方面进行改善和发展，才能使散装水泥发展速度同形势相适应。发展散装水泥运输车也是其中关键一项。近年来使用的粉罐汽车都是采用气力卸料的气卸散装粉罐汽车，它由六大部分组成，即：汽车底盘、罐体总成、空压机及空气管道、卸料管道系统、取力传动装置、监测仪表及安全装置等。气力卸料是将具有一定压力的压缩空气通过罐体底部的流态化装置通入罐内粉料中，使粉料和空气混合，呈现流动状态，然后打开卸料阀，粉料与空气混合物在罐内外压力差作用下排出，经管道流入地面容器内。罐体是气卸散装水泥车装载水泥的容器，其型状，流态化床，有效容积和总容积等直接影响着气卸散装水泥车的两个重要专业性能指标卸料时间和剩余率。因此，选择合适的罐体是一项很重要的工作。使用举升式气卸散装水泥运输车不仅可以提高水泥装卸的机械化水平，节约劳动力，减轻劳动强度，改善工作条件，而且可以减少水泥损耗，降低施工成本，保证水泥质量。实践证明，与袋装水泥搬动相比，其装卸效率可提高15倍以上，水泥损失减少约4%，具有明显的社会经济效益。在目前我国木材资源匮乏，能源紧张的情况下，推广使用举升式气卸散装水泥运输车有着十分重要的现实意义。随着我国水泥行业的飞速发展，举升式气卸散装水泥车得到了广泛应用,水泥散装事业得到了蓬勃发展，但是散装水泥车的卸料速度直接影响着运输效率，能源节约，汽车寿命以及经济效益。改进散装水泥车的卸料速度是我们所要迫切解决的问题。2.研究现状专用汽车一词在国外大致起始于20世纪50年代。二战结束后，欧美各国经济逐步发展，为了缩短作业时间，提高作业效率，实现各类专项作业的机械化合单机化，出现了各类专项作业车辆，随着汽车工业的发展和交通、物流业的发展，社会对汽车的运输效率、经济性提出了越来越高的要求，汽车的专用化趋势越来越明显。随之诞生了很多专业车辆，罐式汽车业就是其中的一种。灌式汽车中分为液化气体运输车、粉粒物料运输车和混凝土搅拌运输车。而我们今天要研究的是粉粒物料运输车。随着中国城市的不断发展，工程建设需要大量的水泥，而水泥的运输、卸料问题使人们头疼，而此时举升式气卸散装粉粒物料运输车解决了水泥的装、运、卸、贮的问题。既提高了运输的效率，节约运输费用，又降低了成本。进入二十一世纪，汽车工业不断发展前行，对专用车市场也在不断发展中。(1)专用车重型化趋势。近年来，国外专用汽车的产量明显以重型居多，其原因主要是重型专用汽车经济效益好和重型车功率大、强度高，有中、小型专用车无法替代的优点。随着物流的庞大和公路的高级化，以及特殊作业的需要，重型专用汽车在国外得到迅速发展。如德国的散装水泥车吨位均在15t以上：比利时莫尔(MOL)公司近年花费相当大的人力、物力从事动5070t的大型挂车用牵引车的研究和生产。比利时的大型粉罐车也已进行系列化生产，装载容积为3060立方米。(2)散装水泥车的列车化趋势。为了提高散装水泥车的卸料能力，国外进行了卓有成效的流态化元件研究，使卸料速度达到1.51.8t/rnin（国产散装水泥车现行指体是1.01.3t/min），为提高远距离散运经济效益，散装水泥车的列车化正在成为令后的发展趋势。据报导，澳大利亚的公路运输已普遍使用拖带双节挂车、甚至三节挂车的汽车列车，1994年，澳大利亚一家挂车制造厂使用麦克（Mack）84牵引车，拖挂29节挂车，列车总长429m，有效载质量500t，发动机功率3675kw，每节挂车均为三轴式，双轴结构前转向架和三联式后轴。(3)一车多用化的趋势。为提高专用汽车的适应性，以满足各种特殊需要，有趋势表明国外正在谋求专用汽车的一车多用化，使专用车功能由单一向多功能发展，如1990年日本昭和飞机公司推出了多用途厢式专用汽车，该车车厢为二重结构设计，装备了散装货物用的传送带，既能一般货运又可运输散装物料。(4)专用底盘专业化趋势。日本丰田等大汽车公司的专用底盘均已实现系列化、专业化生产，近年来，国外不少汽车厂专门从事专用汽车底盘生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。(5)新材料、新技术和微电脑的应用趋势。近年来，国外专用汽车厂家逐步重视新材料、新技术在专用汽车上的应用，如采用GRP（玻璃纤维增强塑料）替代金属材料制造冷藏车厢体，具有强度高、质量轻、寿命长等优点，应用日趋广泛。在国外，微电脑的应用正渗透到所有产业领域，专用汽车也不例外。微电脑已广泛用于发动机控制、自动变速、专用装置动力传递、电器故障诊断等方面使专用汽车的使用价值逐渐扩大，技术性能明显提高。随着人们对大量粉粒物料运输的需求和公路的更加完善。人们需要能装载更多的，运输更安全的，卸料更环保的大型罐体。这时人们发明了“罐式集装箱”。这种箱体可用于装运有毒有害、易燃易爆、腐蚀性的危险性以及无危险性的液态、“气态”和固态粉粒状散货。而这种罐箱可使散装物料的运输仓储和分拨享受到经济、便捷、环保、安全等诸多好处，与传统的铁桶包装、散装船和铁路槽车相比，它真正实现了装箱地到卸料地的无中间环节的直达，无货物的跑冒滴漏，因此使污染和货物的物流消耗及漏损降低到最低。归纳起来，罐箱作为一种先进的运输工具，与传统的装载运输方式相比，具有安全可靠、运输灵活、快捷方便、经济实用、绿色环保等方面的优势。目前，罐箱在欧美等发达国家的使用己经非常普及，并在多个国家实现了法定强制使用。在我国，虽然其使用还不到15年，尚属起步阶段，但由于其难以抗拒的优势，近年来发展非常迅猛。罐箱的使用在某种程度上标志着一个企业、地区乃至国家的物流、环保和运输管理水平。国内市场需求现状及未来预测我国使用罐式集装箱尚处于起步阶段，但随着化工行业内外贸易的迅猛发展，为了与国际接轨，运输必将由小楠包装更换成罐箱。国内许多化工企业均很关注罐箱的造价、性能，一些企业已经或准备购买，以扩大出口市场份额。另外，随着国家对基础设施建设的投入和环保要求的日益提高，市场对装运散装物料的罐箱也呈现旺盛的需求。随着我国西部大开发，石油、天然气以及其他丰富的资源也将产生巨大的上、下游产品运量，在我国内陆运输及国际运输的集装箱化浪潮中为罐箱的市场带来良好前景。虽然我国的专用车工业的起步比较晚，但是我们有着无比巨大的市场，有了这个巨大的市场，我相信我们国家的专业车工业发展早晚都会超过欧美等发达国家。粉罐汽车由汽车底盘、罐体总成、空压机及空气管道、卸料管道系统、取力传动装置、监测仪表及安全装置等六大部分组成。气力卸料是将具有一定压力的压缩空气通过罐体底部的流态化装置通入罐内粉料中，使粉料和空气混合，使粉料流化态，并且在罐内压力下排出。近年来使用的粉罐汽车都是采用气力卸料的气卸散装粉罐汽车；少数粉罐车按用户要求，采用液压或简单的举升卸料结构。粉料颗粒的运送，多靠自重从罐体底部锥形口卸出，或是将罐体举升30以上，颗粒靠自重向下滚滑，从罐尾卸出。粉罐汽车按其罐体型式不同可分为下列四种：（1）.立式粉粒物料运输车。立式粉罐汽车的罐体中心线呈铅垂方向，如图1.1所示。车辆可载一个或多个立式罐。立式粉罐汽车适用范围广，能用于粉料、颗粒料等多种粉粒体物料的散装运输。但整车质心较高，采用多个罐体时结构复杂，制造成本也较高。图1.1 立式粉料物料运输车（2）.卧式粉粒物料运输车。罐体中心线呈水平方向，罐体可以是单个舱，也可分隔两个舱。若罐体内的流态化床与水平面成一个倾角，称为内倾卧式粉罐汽车，如图1.2所示。若罐体中心线与水平面成一个不大的倾角，则为外倾卧式粉罐汽车。卧式粉罐汽车具有结构简单，操作方便，卸料性能稳定和质心低的优点。但适用性受到限制，一般仅用于流态化性能较好的粉料散装运输。图1.2 卧式粉料物料运输车（3）.举升式粉粒物料运输车。举升式粉罐汽车的罐内底部通常仅在出料口处设置流态化床，卸料时罐体呈倾斜状态，粉料在重力作用下自动下滑，集中到出料口处后卸出。所以，罐体内部结构简单，容积效率高，适用范围广，常用来装运流态化性能差的粉料。但由于增加了举升机构，使用、维修复杂。如图1.3所示。图1.3 举升式粉料物料运输车二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.基本内容改装设计一种举升式气卸粉罐汽车。总质量25000Kg，满足专用汽车相关设计要求。要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；要求进行举升粉罐的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；要求进行气卸装置设计计算选型；完成总装配图，清楚表达设计。要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。2.拟解决的主要问题举升式粉罐运输车在装料和行驶时，罐体中心线处于水平位置，卸料时举升机构将罐体前端升起，成倾斜状态。举升式粉料物料运输车的罐内底部通常仅在出料口处设置流态化床，卸料时罐体呈倾斜状态，粉料在重力的作用下自动下滑，集中到出料口后卸出。所以，罐体内部结构简单，容积效率高，适用范围广，常用来装运流态化性能差的粉料，但由于增加了举升机构，使用，维修复杂。常用的空气压缩机有回转滑片式和摆杆式两种。回转滑片式具有体积小，排量大等优点，但所排出的压缩空气含有油气，须经过过滤才能进入罐体气室。而摆杆式应不需要润滑油来润滑，故排出的压缩空气比较洁净，对粉料无污染，是一种比较理想的空气压缩机。因此选择摆杆式空气压缩机。目前，改装专用汽车选用的底盘主要是二类或三类底盘，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用车底盘主要根据专用汽车的类型、用途、转载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装备的外形尺寸、动力匹配等来决定。总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件，使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的要求，布置时应按照以下原则：(1) 尽量避免变动汽车底盘各总成位置；(2) 尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能；(3) 必须对装载质量，轴荷分配等参数进行估算和校核；(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；(6) 应符合有关法规的要求。流态化装置又称流态化，主要由流态化元件、多孔板、压板、螺栓等组成，是气卸粉罐车的重要部分，它直接影响粉罐车的专业技能。流态化装置的作用：一是与滑料板、罐体壁构成气室；二是使压缩空气形成微细、均匀的气流进入粉料中，使粉料流态化。流态化元件的材料分为软、硬两类。硬质材料虽然刚性好，耐磨，不易受潮，但易破碎，易堵塞，空隙不易恢复，制造工艺也复杂，价格高，故很少采用。软质材料有工业帆布、夹毛毡、涤纶帆布等。它们具有质量轻、易安装、易取得、价格便宜等优点。用化纤维经过特殊编织的帆布，在我国已有生产，它透气性好，阻力高，不易受潮。因此可采用有涤纶帆布编织而成的软质流态化元件。其他一些问题将会在设计中进一步解决！三、技术路线（研究方法）本课题研究的主要技术路线如图：举升装置设计总体设计专业性能和主要参数确定粉罐装置设计SSDDDDDSDFSDFSDDFKJNDSK方案的选择你气卸装置设计FDVGDFGDFDF参数确定空气压缩机的选择完成总装配图二类底盘的选择副车架设计整车性能分析进行车辆总体布置整车设计修正完成设计说明书四、进度安排1、调研、资料收集，完成开题报告 1、2周 2、方案设计与分析、二类底盘选型（调研与分析）第3、4周 3、总布置；第5周 4、粉罐装置设计计算选型第6周 5、举升装置设计计算；第7周6、气卸装置设计计算选型第8周 7、辅助系统设计第9周 8、完成设计图纸第10、11周 9、整车性能计算分析；整车设计修正；第12周 10、完成设计说明书的撰写第13、11、指导教师评阅、设计修正第14周 12、设计审核、修改第15周、第16周 13、毕业设计答辩准备及答辩第17周五、参考文献1毕云龙.散装水泥罐车的发展和产品开发方向J.武汉：专用汽车杂志.2001，1.2辛春亮.中国专用汽车企业市场营销管理与战略研究J. 2007合肥工业大学3叶邵迪,苏麟东.气卸散装粉粒物料运输罐车的卸料故障分析M.科技信息2009，23.4徐达.专用汽车结构与设计M.北京：人民交通出版社，20085李仲山,颜福高,朱文.重力举升式粉罐车远距离低速密相输送分析J.专用汽车:2004,46周晓杨.散装粉物罐车人孔盖密封圈仿真计算及改进.2008，6.7赵韩，钱德猛，马恒永，张贵兵，水泥罐式汽车的罐体及车架结构的有限元分析. 2005，1.8向晓峰.卧式散装水泥车流化床设计的几个问题J.专用汽车：2006，2.9高宏伟.气卸散装水泥运输车的结构特点及改进J.专用汽车：2003，9.10高顺强，左伏桃.我国专用汽车底盘发展特点J. 汉阳专用汽车研究所，2009.11宁文祥.全球化：专用汽车产业的大趋势J.武汉：专用汽车杂志，2009，10.12崔增辉，王祖德.专用汽车发展趋势研判J.汽车工业研究 2006，3.13卞学良.专用汽车结构与设计M.北京：机械工业出版社，200714朱军. 罐式粉煤灰运输半挂车主要结构特点J.专用汽车2005，5.15梅彦利，宋松松，娄宗勇，张亚克.新型粉粒物料运输车的研制与应用.2009,9 .16韩万喜.气卸散装水泥运输车吹卸效率探究J.重型汽车,2002，5.17汪卫东.专用车市场发展前景-国内专用车市场回顾、近期特征分析及展望交通世界（运输车辆）,2004，12.18冯晋祥.专用汽车设计.北京：人民交通出版社，2007,1.19中国标准化研究院.Specification for repairs to types for motor vehicles used on the public highwayJ/OL.199720中国标准化研究院.Vehicle security-Specification for locking systems For passenger cars and car derived vehiclesJ/OL.1992六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程07-10班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011年2月28日指导委员会审查意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计本科学生毕业设计RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程BW07-10班学生姓名：指导教师：职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月摘要粉粒物料运输车是采用压缩空气使运输的粉粒物料流态化后，通过管道输送到一定距离和高度，用于运输如水泥，面粉，滑石粉，煤粉等的罐式汽车。研究粉料散装运输可以提高运输效率，节约运输费用，降低产品成本，同时能实现装运卸贮机械化。本课题以举升式气卸粉罐汽车为具体研究对象，文中介绍了举升式气卸粉罐汽车的发展现状，确定了承载水泥的吨位并对汽车底盘进行选型以及总体布置，并分别对1.罐体总成,2.流态化床,3.举升机构,4.气卸系统,5.进料孔盖,6.卸料系统和7.辅助系统进行了详细设计，最后对整车性能进行了分析，应用CAD软件建立整车装配、罐体总成及相关零件模型。关键词：粉粒物料运输车；罐体总成；流态化床；举升机构；气卸系统ABSTRACTPowder 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 48目录摘要IAbstractII第 1 章绪论11.1 改举升式气卸粉罐运输车的目的和意义11.2 国内外现状及发展前景31.2.1 国内外发现状31.2.2 散装水泥运输车的发展前景41.3 国外专用汽车产品的特点及其发展趋势51.3.1 国外专用汽车产品的特点51.3.2 国外专用汽车产品的现状及其发展趋势51.4 课题主要内容5第 2 章设计要求及国家标准72.1 设计要求.72.1.1专用车的设计特点及要求.72.2 设计相关的国家标准.8 2.2.1 整车的相关标准.8 2.2.2 卸料能力的相关标准.10 2.2.3 罐体的相关标准10 2.2.4 气路系统的相关标准.10 2.2.5 取力传动系统的相关标准.10 2.2.6 电气控制系统的相关标准112.3 本章小结. .11第 3 章举升式气卸粉罐汽车总体设计123.1 方案设计与分析123.2 整车总布置123.2.1 粉罐罐体的布置及副车架外型尺寸的确定123.2.2 举升形式的选取与布置123.2.3 气卸装置的布置133.3 二类底盘选型143.3.1 二类底盘初选143.3.2 二类底盘装载质量的初步校核153.4专业性能参数的确定163.4.1 卸料速度和剩余率163.4.2 工作压力163.4.3 压缩空气流量173.5 本章小结18第 4 章举升式气卸粉罐汽车的详细设计194.1粉罐装置设计计算选型194.1.1粉罐外形尺寸设计194.1.2流态化装置的设计204.1.3进料装置234.1.4出料装置、卸料软管和卸压装置244.2举升装置的设计计算264.2.1举升角度的设计264.2.2举升机构的布置264.2.3举升油缸的选取274.2.4举升能力的校核284.2.5液压泵液压控制阀的选择294.3气卸装置的设计计算及选型324.3.1输送空气量的确定324.3.2输料管内径和气流速度的确定334.3.3输送系统压力损失334.3.4流态化元件压力损失354.3.5空气压缩机的选择354.4辅助系统设计364.4.1取力机构的设计与选型364.4.2液力马达的选型374.5本章小结38第 5 章整车性能分析395.1汽车动力性分析395.1.1 基本参数的确定395.1.2汽车的行驶方程式405.1.3 汽车最高车速的确定435.2 燃油经济性计算435.3整车轴荷分配计算455.4 整车稳定性分析465.4.1空载质心高度的计算465.4.2 空载侧倾角的计算465.5 本章小结47结论48参考文献49致谢50第1章绪论1.1 改装举升式气卸粉罐运输车的目的和意义汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。粉罐汽车用于散装粉状物料的运输，如装运水泥，面粉，滑石粉，煤粉等。粉料散装运输可以提高运输效率，节约运输费用，降低产品成本，同时能实现装运卸贮机械化。散装水泥以其显著的经济效益和社会效益。已在世界范围内得到迅速发展，散装水泥车，每运100万吨水泥可节约袋装纸6000吨，不仅节约了造纸原料和能源，还节约了近40万人劳动力。我国目前水泥产量已突破2亿吨，如果像美、日以及欧洲的一些国家，水泥运输散装率在90%以上，则每年仅节约包装费达50亿元以上，技术和高附加值的专用汽车在提高产值、利润和节约外汇方面都有着极其重要的作用。目前我国水泥产量居世界首位，但水泥运输散装率却很低，约为33.5%。散装水泥的比例与水泥工业发展速度显得极不协调，与发达国家散装水泥相比，相距甚远。显然，要加速我国散装水泥的发展，除了需要制定有关的经济政策给予经济扶持外，还要从散装水泥的工业技术方面进行改善和发展，才能使散装水泥发展速度同形势相适应。发展散装水泥运输车也是其中关键一项。近年来使用的粉罐汽车都是采用气力卸料的气卸散装粉罐汽车，它由六大部分组成，即：汽车底盘、罐体总成、空压机及空气管道、卸料管道系统、取力传动装置、监测仪表及安全装置等。气力卸料是将具有一定压力的压缩空气通过罐体底部的流态化装置通入罐内粉料中，使粉料和空气混合，呈现流动状态，然后打开卸料阀，粉料与空气混合物在罐内外压力差作用下排出，经管道流入地面容器内。罐体是气卸散装水泥车装载水泥的容器，其型状，流态化床，有效容积和总容积等直接影响着气卸散装水泥车的两个重要专业性能指标卸料时间和剩余率。因此，选择合适的罐体是一项很重要的工作。使用举升式气卸散装水泥运输车不仅可以提高水泥装卸的机械化水平，节约劳动力，减轻劳动强度，改善工作条件，而且可以减少水泥损耗，降低施工成本，保证水泥质量。实践证明，与袋装水泥搬动相比，其装卸效率可提高15倍以上，水泥损失减少约4%，具有明显的社会经济效益。在目前我国木材资源匮乏，能源紧张的情况下，推广使用举升式气卸散装水泥运输车有着十分重要的现实意义。随着我国水泥行业的飞速发展，举升式气卸散装水泥车得到了广泛应用,水泥散装事业得到了蓬勃发展，但是散装水泥车的卸料速度直接影响着运输效率，能源节约，汽车寿命以及经济效益。改进散装水泥车的卸料速度是我们所要迫切解决的问题。粉粒物料运输车主要运输散装水泥、石灰石粉、电石粉和粉煤灰。随着国民经济的迅速发展，粉粒物料由袋装改为散装，这既是粉粒物料供应和运输的变革，也是发展其生产，实行增产节约的一项经济措施。加上全社会对环保的重视，以及我国工业的蓬勃发展,散装粉粒物料运输车将会得到更加广泛的应用。通过对举升式气卸粉罐汽车改装设计，满足市场对此种类型专用汽车的需求，在满足基本使用性能的基础上，对市场上现有产品进行研究改进，增强产品竞争力。所谓散装运输，就是对粉末、颗粒装等货物，无需进行任何包装措施，而采用专用散装运输车进行运输，它具有以下意义。 1.运输效率高。采用散装运输可以省去多道包装程序,缩短装卸时间, 并且有利于机械化的实现, 从而提高其运输效率；2.有利于安全运输。一般散装运输车都是封闭式车厢,使得运输和装卸时发生事故的可能性减小,安全性提高；3.保持货物的完好率。由于封闭式车厢内受外界环境和气候条件的影响较小, 并有利于对车厢内的温度、湿度等进行调节控制, 从而使货物在运输中不会变质和损坏, 完好率大大提高；4.减轻装卸强度,改善装卸条件。粉末状、颗粒状货物采用箱、袋等包装,装卸时需要大量的人力,且装卸时粉尘飞扬或散发出异味,有碍装卸工人的身体健康。而采用散装运输,基本上实现机械化装卸,大大减轻和改善了装卸时的劳动强度和环境条件；5.降低运输成本。实行散装运输便于货物的装卸、运输、贮存、加工等的全面机械化,从而节省了大量的人力、物力和财力，使其运输成本大大降低1。大力发展使用散装水泥，也有如下重要意义。1.发展散装水泥有利于节约资源，提高经济效益。 2002年我国生产袋装水泥5.3108t，采用纸袋包装，浪费的包装纸折合优质木材1 749万m3，加上使用袋装水泥5%的损失来计算，去年我国的直接经济损失高达239亿元； 2.发展散装水泥有利于促进和提高工程质量。散装水泥在生产过程中严格控制水泥质量，尤其是要求安定性100%合格，确保了水泥生产质量；在运输过程中采用专用运输工具从生产厂（或中转站）直接送用户，流通渠道正规明确，杜绝掺假或以次充好，从而保证了质量；在储存过程中，散装水泥在储存罐达13个月不变质，而袋装水泥存放12个月后，强度降低3050%，且易受潮、受湿，结块变质；在使用过程中，散装水泥计量准确，无损耗（袋装水泥损耗率为5%）保证了水泥用量，更加保证了混凝土质量和工程质量； 3.发展散装水泥有利于降低噪音污染，改善施工环境，提高劳动效益。袋装水泥从水泥厂包装到工地拆包使用，中间环节多，占用劳动力多，劳动生产效率低下。特别是现场搅拌，噪音污染严重，影响施工周围环境。而发展散装水泥，推广预拌混凝土（商品混凝土），能有效提高效率，减轻工作强度，大大降低噪音污染，改善施工环境和工人劳动条件，有利于健康； 4.发展散装水泥有利于减少粉尘，改善大气环境质量和二氧化硫的排放。水泥尘污染大气的主要途径主要有两方面，一是在袋装水泥运输过程中以及装卸和储存过程中产生的破损，一般破损率在5%。二是袋装水泥在拆袋搅拌时产生的粉尘，还有包装物回收时产生的粉尘，都会产生严重的污染。如果采用散装水泥，从水泥厂内装运开始，在运输、储存、使用过程中全部在密闭状况下进行，同时配合预拌混凝土的推广，可以大量减少甚至消除水泥粉尘排放，净化空气，减轻污染； 5.发展散装水泥有利于维护生态平衡，具有显著生态效益2。发展散装水泥，每年至少使这3.6104公顷森林被保护下来，约等于全国荒漠化面积减少21%。同时森林砍伐减少，有利于维护生态平衡，调节全球气候，具有显著的生态效益。因此,开发应用和发展散装运输车辆,无论是从经济效益上,还是从社会效益上,都具有很重要的意义。1.2 国内外现状及发展前景1.2.1 国内外发展现状随着社会的进步,汽车运输得到了飞速发展,其中,散装运输和集装箱运输是汽车运输发展的主要方向。欧美发达国家自20世纪30年代便开始研究和应用散装运输, 目前其散粒物资散装运输约占80 %以上,散装运输车技术也有很大的发展。我国散装运输起步较晚,20世纪60年代末期第一辆散装水泥车问世, 随后相继出现了各种型式的散装水泥运输车、粮食散装运输车、散装电石粉运输车、散装煤粉运输车等。目前,我国散装运输的水平还很低, 虽然20世纪70年代以来国内一些科研部门和厂家在散装运输车的研制方面,特别是对散装水泥车的研究取得了可喜的成绩,但与国外发达国家相比仍有很大差距。目前国内生产的散装水泥车主要有重力卸料式、机械卸料式和气压吹卸式等类型。重力卸料式散装水泥运输车是在自卸车的基础上将车厢加顶盖密封,使车厢与顶盖形成一个密封的水泥罐。水泥由车厢顶部的装料口注入罐内, 卸料时自卸机构升起(倾斜角一般为4550) , 车厢内的水泥便在自重的作用下, 从车厢后栏板下部卸出。重力卸料式水泥罐车的主要特点是:结构简单,制造容易,使用与维修较方便，但该车卸料口很低,不能直接将水泥卸入较高的水泥库内。另外,该类车卸料时粉尘飞扬程度很大,则水泥损耗较大。因此,该类散装水泥罐车一般只适用于散装批量较小的场合,这样在无散装水泥任务时,可拆除其顶盖,作为自卸车使用,从而提高其利用率。机械卸料式散装水泥运输车在水泥罐体内底部装有螺旋输送机。螺旋输送机一般由汽车动力或外部动力电源驱动。这种水泥罐车可配以自卸机构, 卸料时将罐筒前部升起, 借助水泥的自重作用提高卸料速度。机械卸料式散装水泥车的特点是结构简单、密封性好、操作方便,但其螺旋输送机上升时阻力较大,消耗功率多,并且螺旋叶轮易损坏,需经常进行维修。另外,输送机的输送距离和速度都较小, 卸料口低, 不能直接将水泥输送到较高的水泥库中,且卸料时罐内残留水泥较多。因此,目前该类车已很少使用3。气压吹卸式散装水泥运输车是在容罐中通入压缩气体, 通过罐内流化床特殊结构及一定的流方向,使水泥松散并与气体混合,使其“流态化”。打开出料口阀门时,水泥混合气体便从罐体输送到水泥库中。气压吹卸式散装水泥罐车的压缩空气供气方式有利用空压机压缩空气吹卸、利用外接气源吹卸和利用汽车排出的废气吹卸等几种。国产水泥罐车以利用空压机压缩空气吹卸的居多。气压吹卸式散装水泥罐车克服了以上两种车型的缺点,可直接将水泥输送到1525m高的水泥库中,并具有较高的卸料速度。因此,气压吹卸式水泥罐车是目前使用最广的散装水泥运输车。1.2.2 散装水泥运输车的发展前景我国是发展中国家, 目前国内散装水泥运输水平还比较低,散装水泥运输车的增长速度还远远赶不上水泥产量的增长速度, 且我国是水泥生产大国, 发展散装水泥运输是必然的趋势。因此,我国散装水泥运输车的发展前景是广阔的。未来几年的发展方向有如下5点。1.扩大现有各种散装水泥运输车的生产量, 以满足国内散装水泥运输量的需要。这是水泥运输由袋装向散装发展的必要保证；2.散装水泥运输车向大吨位方向发展。目前,国内许多厂家开发了大吨位的散装水泥运输车, 提高了汽车单程运输量,从而提高了运输效率,降低了运输成本；3.散装水泥运输车向半挂型发展。半挂型散装水泥运输车克服了单车装载质量低和全挂难控制、安全性差的缺点, 可将水泥装卸量提高到15t以上, 甚至可达40t左右, 有助于水泥运输效益的提高；4.开发散装水泥运输车的新产品, 使散装水泥运输车向多品种、多样化发展；5.随着对国外进口散装水泥车的研究,新结构、新技术将在散装水泥运输车中得到应用,并不断向标准化和系列化方向发展4。1.3 国外专用汽车产品的特点及其发展趋势1.3.1 国外专用汽车产品的特点1.多品种、小批量是西方工业先进国家组织专用汽车生产的一个主要特点。如英国约克公司能生产牲畜运输车、保温车、冷藏车、自卸车、市政工程车、粉粒物料散装车等品种。日本东急车辆制造株式会社是日本最大的专用车公司，专用车产品以挂车、罐车为主，其中粉粒物料运输车占有较大比例。此外该公司还生产厢式车、自卸车、高空作业车、消防车、环卫车等品种；2.厂家多、规模小是国外专用汽车生产行业的又一特点。例如英国专营和兼营专用汽车的厂家有600700家，其中70%的工厂职工人数在 30人以下;根据美国 1981年有关资料统计，专用车厂有900多家，而职工不足20人的有 500多家。据 1988年资料，日本生产专用汽车的公司约有128家，工厂近200家；3.零部件专业化生产。国外大部分专用汽车厂实质是一个总装厂。其产品按结构分工或组织专业化协作生产，如副车架、罐体、悬架等，自卸车油缸、工程车辆的关键专用设备等均由各专业厂集中生产。1.3.2 国外专用汽车产品的现状及其发展趋势欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车，且绝大多数产品为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车、挂车和半挂车，最多的是适宜运输建筑机械的最大总质量为30t或40t的低货台货车。国外专用汽车产品的发展趋势，具有重型化、散装水泥车的列车化、一车多用化、以及新材料、新技术和微电脑的应用等特点，其中专用底盘专业化趋势最为明显。如日本丰田等大汽车公司的专用底盘均已实现系列化、专业化生产。近年来，国外不少汽车厂专门从事专用汽车底盘生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。1.4 课题主要内容粉粒物料运输车是通过安装在车上的空压机排出压缩气体，通过罐体内的流化床，使流化床上的粉粒物料流态化，经输送管道将罐体内的粉粒物料输送到一定距离和高度的粉仓内。流态化就是压缩气体透过流化床，使流化床上的粉粒物料相互分离悬浮于空气中，具有一般流体的特性。由于粉粒物料的堆密度和安息角偏大，流化态性能差，若采用举升式方案，除了后端封头部位有小流化床外，罐体内侧无流化床，可节约钢材1t左右，容积利用率大于99%，卸料速度和剩余率也较好，所以采用举升式设计是国内外的发展趋势5。参考我国现阶段国情可见，基础设施建设及房地产建设发展迅猛，作为主要建材之一的水泥需求量巨大，在国家大力推行节能减排的政策指导下，散装水泥运输车具有广大的市场前景和可观的收益回报，因此本文只对气卸散装水泥运输罐车进行改装设计。具体设计包括以下内容。 1.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车总体设计。 2.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车底盘的选择。 3.对RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车进行总体结构布置。 4.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车详细设计。 5.RL5250GSN举升式气卸粉罐运输车整车性能分析。第2章设计要求及国家标准2.1 设计要求2.1.1 举升式气卸粉罐运输车的设计特点及要求专用汽车具有品种多、批量小的显著特点，只有不断开发新产品，深入调查研究，了解用户对专用汽车新产品的性能要求、使用要求和需求量，才能使专用汽车制造企业在激烈的市场竞争中掌握主动权。因此在专用汽车设计中，除了具备基本型汽车的性能要求外，还要装有专用设备，以满足相应的专用功能。因此，专用汽车设计应该具备以下特点和要求：1.专用汽车设计多选用定型的基本型汽车底盘进行改装设计。这首先就需要了解国内外汽车产品，特别是货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格及相关资料等。然后根据所设计的专用汽车的功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购置成本等方面进行分析比较，优选出一种好的专用汽车的前提。对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用汽车，也应尽量选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产品的开发周期，提高产品的可靠性。2.专用汽车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配。设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求。3.针对专用汽车品种多、批量少的生产特点，专用汽车设计应考虑产品的系列化，以便根据不同用户的需要而能很快地进行产品变形。对专用汽车零部件的设计，应按“三化”的要求进行，最大限度地选用标准件，或选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。4.对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点，要更多考虑通用设备加工的可能性。5.对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各种水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选。因为专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定于这些部件的性能和可靠性。6.在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结构件进行强度校核。7.专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求。对于某些特殊车辆，如重型半挂车、油田修井车、机场宽体客车等，应作为特定作业环境的特种车辆来处理。8.某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其使用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作可靠，必要时设置安全装置。9.在完成一种新型专用汽车全部设计的过程中，必须考虑专用汽车的艺术造型和产品功能的紧密结合。一个成功的造型设计，应该使专用汽车具有新颖美观的外形、良好的空气动力学性能、各部分的布置符合人机工程学的要求并适合于多种变型的结构和零部件分块。车身及其覆盖件应具有良好的冲压工艺性和焊接装配工艺性、合理的零部件形状和较高的材料利用率。随着社会的不断进步，人们对汽车的外观、舒适性、功能的完备性等要求都在不断地提高。由此可见，造型设计在专用汽车的开发过程中的重要性。综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求，同时又要获得好的专用性能。这就要求专用汽车设计人员，既要具备汽车设计的知识和能力，同时也要掌握专用汽车各种不同工作装置的原理与设计计算，做到汽车和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。 2.2 国家标准2.2.1 整车的相关标准1.散装水泥车外廓尺寸应符合GB1589的规定。当汽车或汽车列车处于满载状态、外后视镜底边离地高度小于1800mm时，其单侧外伸量不得超出汽车或汽车列车最大宽度处200mm。外后视镜底边离地高度大于或等于1800mm时，其单侧外伸量不得超出汽车或汽车列车最大宽度处250mm。汽车和汽车列车必须能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D1为25.00m，车辆通道圆的内圆直径D2为10.60m。汽车和汽车列车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，任何部分超出直线行驶时的车辆外侧面垂直面的值(车辆外摆值)T 不得大于0.80m，表2.1为相关汽车的标准。2.焊缝应无裂纹、焊坑、焊穿、焊渣、漏焊等，所有焊接件的焊接质量应符合JB/T 5943的要求。焊接前须将距焊缝边缘一定范围内（手工焊不小于10mm，埋弧焊不小于20mm）焊接结构表面上的铁锈、油、油漆、尘土等污物除净，并须去除潮湿。焊缝形状偏差和外部缺陷应符合下表2.2规定。表2.1 汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸的最大限值单位为mm车辆类型车长车宽车高汽车三轮汽车4 6001 6002 000货车及半挂牵引车最高设计车速小于70km/h的四轮货车6 0002 0002 500二轴最大设计总质量3 500kg6 0002 5004 000最大设计总质量3 500kg，且8 000kg7 000最大设计总质量8 000kg,且12 000kg8 000最大设计总质量12 000kg9 000三轴最大设计总质量20 000kg11 000最大设计总质量20 000kg12 000四轴12 0002 5004 000乘用车及客车乘用车及二轴客车12 000三轴客车13 700单铰接客车18 000挂车半挂车一轴8 6002 5004 000二轴10 000三轴13 000中置轴(旅居)挂车8 000其他挂车最大设计总质量10 000kg7 000最大设计总质量 10 000kg8 000汽车列车铰接列车16 5002 5004 000货车列车20 000 表2.2焊缝形状标准2.2.2 卸料能力的相关标准在垂直高度15m，水平距离5m，工作压力为0.2MPa的条件下，平均卸料速度不小于1.2t/min,剩余率不大于0.3%。图2.1表示为粉罐汽车卸料性能测试状态。1-粉罐汽车 2-卸料水平管 3-卸料垂直管 4-接收塔图2.1粉罐汽车卸料性能测试状态2.2.3罐体的相关标准罐体内外表面不允许有裂纹，不允许有明显凹凸不平和划痕。罐体容积利用率E应大于或等于80%，罐体在0.3MPa的工作压力下持续5min，不得损坏或发生永久变形。罐体进料口盖应密封可靠，锁止安全，开启和关闭灵活；进料口直径应不小于450mm。散装水泥车应设置通向罐体进料口的梯子，在进料口附近应设置工作平台，工作平台应防滑或安装防滑板。2.2.4气路系统的相关标准进入罐体的压缩空气应无水、无油。空压机在额定负荷下，工作时的噪音不大于90dB(A),排气温度不大于200C，在额定负荷下连续运转60min后，应能正常工作。安全阀应能防水或安装防水罩，并调试合格后方可装车。2.2.5取力传动系统的相关标准取力传动系统应工作平稳、可靠、操纵方便，连续运转60min后无异常响声，无不正常升温及过热现象。其速比应满足空压机和油泵在额定转速时发动机处于最佳经济转速范围内。取力器传动齿轮的啮合与分离应操纵灵活，运转正常，不允许有异常噪声和卡滞现象。液压举升式散装水泥车的液压系统在额定载荷下举升3000次的可靠性，举升时间、下降时间、最大举升角和泄漏量等应符合QC/T222中相关规定。车厢空载举升到最大举升角的时间应符合表1的规定：表1 罐体举升时间罐体内部长度L，m举升时间，sL 4.8204.8L6.5 40L 6.555车厢空载从最大举升角下降到与车架贴合的时间应符合表2的规定：表2 罐体下降时间罐体内部长度L，m下降时间，sL 4.8204.8L6.540L 6.5552.2.6电气控制系统的相关标准电气系统的设计、安装应符合GB/T3797的规定：控制电路的设计应做到在各种情况下（即使是操作错误）确保人身安全。当电器故障或操作错误时，不应使设备受到损坏。对可能危及人身安全、损坏设备或破坏生产的情况，应采用联锁装置，使事故立即停止或采取其他应急措施。2.3本章小结本章介绍了设计专用车的相关标准，为接下来进一步设计举升式气卸粉罐运输车提供了设计基础。第3章方案设计分析与整车总体设计3.1 方案设计与分析常见的粉粒物料运输车有卧式多仓罐体结构、鱼腹式单仓罐体结构、斗式多仓罐体结构、多倾内锥布袋式流化床罐体结构和液压举升式罐体结构。为了保证罐体承受0.3MPa的内压力，罐体结构由受力良好的的圆筒及椭圆封头构成。除了后端封头部分有小流化床外，罐体内侧无流化床，与其他结构的罐体相比较，材料利用率提高了10%，可节约钢材1t左右，容积利用率大于99%。所以此设计采用液压举升式罐体结构6。3.2 整车总体设计3.2.1 粉罐罐体的布置及副车架外型尺寸的确定为使前后轴荷分配合理，整车质量分配均匀，车辆重心低稳定性高，罐体的位置为封头前端面距驾驶室前端3900mm处，底面与副车架接触，副车架外型尺寸为 5 850860200mm，材料型号为20的热轧槽钢（GB/T707-1988），中间设置加强梁。其后端的活动销轴轴径为50mm。3.2.2 举升形式的选取与布置目前, 在自卸车行业有多种结构型式。举升机构的型式目前国内常见的有: 三角架放大举升机构( F 式、T 式)、双缸举升、前顶举升和双面侧翻。其中,中轻型自卸汽车多采用结构比较简单、布置尺寸较小的举升机构, 如加伍德机构(D 式)；中、大型自卸汽车多采用油压特性曲线较好的举升机构, 如马勒里机构(T 式)；大型自卸汽车多采用举升力系数较小的举升机构，如浮动油缸连杆放大组合式(F 式和Z 式)或者前顶举升式。其中国际上尤其是欧美等国大都采用前举升自卸方式。1结构组成。前举升自卸汽车主要是由二类底盘、上装副车架、车厢及多级油缸等组成, 结构非常简单。2结构性能优点。（1）整车重心低, 行车稳定性好, 只要后挡不干涉, 副车架纵梁可以做得很低, 最小可以与载货车相同。其结构简单、车厢底板与主车架上平面的闭合高度可以很小, 整车稳定性好, 液压系统压力较小；（2）在机构式自卸汽车设计中经常会发生机构与底盘横梁干涉, 从而需对底盘横梁改制,很麻烦。而前举升方式则不必考虑上装与底盘干涉的问题,因而设计者不必再费劲地做很多的校核图了,大大地提高了产品的开发速度；（3）现在的用户对车厢的要求越来越大,自卸车的轴距也较原来大,传统的机构式举升无法将较长车厢举升到能卸货的角度,除非将副车架纵梁和车厢底盘纵梁的高度做得很大,才能布置下加大加强的机构。但这样整车的重心必然提高了, 重心越高, 行车尤其是在调整或转弯时很不稳定, 存在安全隐患；（4）传统的T式机构一般应用在载重8t或以下的自卸汽车中, F式机构应用在15t左右的自卸汽车中。这种机构的自卸汽车在超载时由于液压系统的压力过大, 经常发生烧油泵、密封件损坏和根本不举升等问题, 而前举升自卸汽车不需将油缸的推力放大到举升架和拉杆上便可以将车厢举升起来。因而前举升的油压特性非常好。液压元件不会因压力过高而损坏, 液压系统的使用寿命更长, 液压系统的故障比很低；（5）结构简单, 安装维护较方便。机构式举升由三角架、拉杆、举升油缸及其安装联接的座和轴组成, 结构非常复杂, 前举升是一种用多级油缸直推车厢前部从而达到卸货的一种方式只有油缸而无其它零部件。这种结构非常简单, 制造成本低, 工艺性好7。随着技术发展，近年来国内的前顶举升机构也得到较大发展，其中的代表是已国产的荷兰海沃整机系统，其成本也趋于合理。基于以上优点并参考国内外同类产品，本设计的举升系统采用前置前顶举升机构。其罐底与副车架接触，液压缸通过焊接在罐体前端的支架铰接在一起，随举升位置不同而转动。3.2.3 气卸装置的布置利用举升机构液压系统将罐体总成前端举升，使罐体沿后翻转轴旋转和水平面成一定的夹角，水泥在重力的作用下可全部向罐体后侧封头聚集，而空压机通过压缩空气管路系统将压缩空气通入罐体后侧封头内的流化床内，将该部分的水泥流化，再由该部分的出料口将水泥卸到指定的仓内。由此，除了罐体后端封头处有小流化床外，罐体内侧无流化床，可节约钢材1t左右，容积利用率大于99%。流化床结构如下图3.2所示，流化床随罐体的举升会将出料口降到最低点。为了便于排料管的操作，采用下排料的结构方式，出料口兼有清灰口的作用，流化床只在蝶形小封头处设置。空压机横置在罐体与驾驶室之间，其动力由依靠液压泵驱动的液力马达提供。1623451-罐体后封头 2-椭圆小封头 3-流化床 4-排料管总成 5-助吹管 6-进风口图3.2 流化床结构3.3 二类底盘选型3.3.1 二类底盘初选根据罐体尺寸参数及产品日常使用、维护保养方便，再综合考虑产品造价，初步选择CA3253P7K1T1E型二类底盘，其详细参数如表3.1。考虑到动力性、经济性及满足环保法规的要求，发动机选用BF6M1013-28E3型柴油增压发动机，其参数见表3.2。变速器选择陕齿9JS119机械式，9个前进档，1个倒档。选档远距离软轴操纵机构，传动比见表3.3。表3.1 CA3253P7K1T1E参数外型尺寸(长宽高)(mm)8 9002 4903 200货厢栏板内尺寸(长宽高)(mm)6 2002 3001 000总质量(Kg)25 000整备质量(kg)12 480额定载质量(kg)12 305接近角/离去角()28/17前悬/后悬(mm)1 375/1 310轴距(mm)4 200+1 350轴数3最高车速 (km/h)78发动机型号BF6M101328E3发动机功率(kw)203发动机排量7.146底盘依据标准GB3847-1999 GB17691-2001第二阶段轮胎10.00R20表3.2 发动机参数型式直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机型号BF6M101328E3 额定转速r/min2 300额定功率KW (2300r/min)203最大转矩NM(1400r/min)1 100最低燃油消耗率g/(KWh)192缸径冲程mm108130排量L7.146压缩比17.5：1工作顺序1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油表3.3 变速器传动比一档二档三档四档五档六档七档八档九档12.118.085.934.423.362.411.321.0012.663.3.2 二类底盘装载质量的初步校核CA3253P7K1T1E装载质量为12 305kg，由于罐体材料16MnR的密度为7 900 kg/m3，则罐体直段质量m。 m=L =1 185.35kg由JB-T4737-95椭圆形封头标准得封头质量m。m=2275.59kg =551.18kg则整个罐体的质量M= m+ m=1 736.53kg。初步计算装载质量为10 000kg+1 736.53kg=11 736.53kg，因此CA3253P7K1T1E二类底盘满足要求。3.4 专业性能参数的确定3.4.1 卸料速度和剩余率平均卸料速度和剩余率是散装水泥运输车的主要专业性能指标。散装水泥运输车卸料时，所卸下的粉料质量与卸料时间的比值称为平均卸料速度。卸料作业完毕后，罐内剩余水泥的质量与散装水泥运输车额定装载质量的比值称为剩余率。这两个参数反映了散装水泥运输车卸料作业的效率和经济性。为了正确地评价和比较平均卸料速度的剩余率，一般在规定卸料水平距离5m，卸料垂直高度15m，卸料管内径100mm，压缩气体流量48 m3/min，压力196kPa的条件下进行测量，这种状态叫做标准状态。平均卸料速度与散装水泥运输车的结构、压缩空气压力和流量等因素有关，由卸料管内固气二相流的浓度和速度决定。固气二相流的浓度亦称混合比，其质量浓度在200270之间。平均卸料速度在标准状态下为（1.21.6）10kg/min，本设计目标选取1.210kg/min。粉料剩余率i的大小与内部结构、流态化装置的性能有关。i值过大，会降低车辆的有效装载质量，影响经济性。而且，水泥在罐内长期残存会发生结块、变质。在标准状态下i值在0.1%0.4%之间，本设计采用举升式方案，卸料时倾角较大，剩余率低，故i值取0.1%。卸料时间是指打开卸料阀卸料开始至卸料完毕关闭卸料阀为止的这段时间。一般在罐内压力上升到额定工作压力时打开卸料阀，到卸料接近结束，罐内压力下降到0.1时关闭卸料阀。由公式3.1及3.2得卸料时间为12min。（3.1）（3.2）3.4.2 工作压力散装水泥运输车气力卸料时压缩空气应有一定的工作压力，用来满足粉粒体和气体流动需要的压力降和流态化过程产生的压力损失，这些压力损失包括：气流在管道过程或局部的压力损失，气体透过流态化床装置的压力损失，粉粒体的透气压力损失，固气二相流的加速压力损失，摩擦压力损失，悬浮压力损失等。若工作压力过小，平均卸料速度降低，易产生堵塞。工作压力过高又会造成能源浪费，罐体壁厚增加，空气压缩机、管道、阀门等的质量也要增加。通常工作压力只需略大于卸料过程中各种压力损失之和即可。试验表明，水泥粉粒体在196kPa的输送压力下可实现值在40300之间的固气二相流气力输送8。所以，本设计的额定工作压力为196kPa。3.4.3 压缩空气流量压缩空气流量应满足三方面的要求：一是能实现粉料流态化，二是管道输送顺利，三是平均卸料速度合乎要求。1.气体流量与粉料流态化关系如前所述，透过气体分布板的气流速度应满足下式粉料才会产生流态化，亦即压缩空气流量必须符合下式要求。式中: Q压缩空气流量（m3/s）；A流态化床面积（m2）；透过气体分布板的气流速度（m/s）；临界流态化速度（m/s）。由于本举升式气卸散装水泥运输车的流态化床布置在罐尾蝶形封头中，流态化床面积相较于传统卧式粉罐车大大减小，所以气体速度定能满足要求，并将在后面章节得到准确计算验证。2.压缩空气流量与管道输送要求对于管道气力输送，一般认为，只要输送气流速度大于粉粒体的悬浮速度时，粉料就能顺利输送。但在散装水泥运输车卸料的实际条件下，一方面由于粉粒体与罐壁之间以及粉粒体之间的碰撞、摩擦和粘附作用；另一方面由于输料管中气流速度分布不均匀，所以散装水泥运输车要实现稳定气力输送，管内气流速度要比粉粒体的悬浮速度大几倍。散装水泥运输车卸料时，可采用水平输送或垂直输送。在水平输送中，粉粒体将要沉积下来不再参与悬浮输送的极限状态时的气流速度，称为沉积速度，用vs表示。实践表明，当管内气流速度vm（1.11.3）vs时，就不会产生粉粒体沉积堵塞，称这个vm为水平输送安全气速。本设计中vm取1.2m/s。在垂直输送中，粉粒体到某一高度停滞不动成为噎塞，此时的气流速度成为噎塞速度，用vh表示。一般沉积速度大于或等于噎塞速度，所以通常用沉积速度或水平输送安全气速vm来选取气流速度，可用下式确定压缩空气流量。式中: Q压缩空气流量（m3/s）； d卸料管内径（m）； vm水平输送安全气速（m/s）。则 Q0.0942 m3/s3.压缩空气流量与卸料速度卸料速度与压缩空气流量Q成正比。对于一般散装水泥运输车来说，二相流的混合比所能达到的最大值受罐内流态化装置和气力输送条件的限制，故增加Q值是提高卸料速度的有效途径9。本设计中Q初步采用7m3/min。3.5 本章小结本章对整体设计方案进行了分析对比，确定了粉罐罐体的形式、尺寸参数、装载质量及制造材料，以及罐体的举升形式和流化床的布置。选定了专用车的二类底盘，并详细介绍了二类底盘及动力总成的参数，为下一步整车总布置做好准备。第4章举升式气卸粉罐汽车的详细设计4.1粉罐装置设计计算选型4.1.1粉罐外形尺寸设计1.初步确定罐体尺寸及材料。根据任务书要求，需设计装载质量大于8t的举升式气卸粉罐运输车。结合生产实际中对长距离大质量运输的要求，初步设计罐体为长3 000mm，直径2 000mm的圆柱形密封容器。其两端封头为对称的椭圆形设计，设计依据JB-T4737-95椭圆形封头标准及GB150-1998钢制压力容器标准确定封头高500mm，直段处长25mm。参考国内外同类产品及材料性能，罐体及封头材料选择16MnR，其中封头处材料厚7mm,直段处厚度为6mm。由于罐体的长、直径不协调，重心后移，行驶不安全也不美观，所以更改罐体长度使其变大为5 000mm，直径不变仍为2 000mm，则罐体尺寸如图4.1所示。500050025图4.1 罐体尺寸参数2.罐体总容积。（1）直段处圆柱罐体容积V1（m3） V1=R2L (4.1)式中: R圆柱筒体内壁半径（m）L圆柱筒体的长度（m）V1=R2L=9.5m3 （2）椭圆封头容积V2（m3）椭圆形封头由半个椭圆体壳和一段短圆柱筒体组成，两端封头容积相等。由JB-T4737-95椭圆形封头标准得V2=1.1257m3。 V2=2 V2 =2.2514m3总容积V为罐体壳所包容的体积，为圆柱筒体容积V1与封头容积V2之和，即 V= V1+ V2 =9.5+2.2514 =11.75m33.有效装载容积Va 有效装载容积指用于装载粉料的罐内容积，用下式计算。 (4.2)式中: me罐体的标定装载质量（kg），本设计标定装载质量设计为10 000kg； ps粉料的堆密度（kg/m3），水泥的堆密度为1 200kg/m3。则 8.3333m34.扩大容积Vb由于粉料的内摩擦力，进料口的数目、位置等原因，装料时粉料不能充满罐体上部的所有空间，粉料在流态化过程中空隙率要增加，上界面升高，装料时也需留出这部分空间。在上部留出的空间称为扩大容积，按下式确定：Vb=KbVa式中: Kb扩大容积系数，本设计取0.2。则 Vb=0.2Va =1.667m35.装载容积Vd有效装载容积与扩大容积之和叫做装载容积，即流化态床以上的罐内容积。Vd=Va+Vb =10m34.1.2流态化装置的设计流态化装置也称流态化床，主要由流态化元件、多孔板、压板、螺栓等组成，是气卸粉罐车的重要部分，它直接影响粉罐车的专业性能。流态化装置的作用：一是与罐体壁构成气室；二是使压缩空气形成微细、均匀的气流进入粉料中，使粉料流态化。1.流态化装置的类型和结构。目前普遍采用的流态化装置有两类：单一流态化装置和复合流态化装置。单一流态化装置结构简单，有圆形和长方形两种。圆形流态化床多用于立式罐体，其多孔板有圆锥板和圆平板两种。圆锥板的锥角一般为120150，适合于下出料。本设计中罐体举升后的卸料状态与立式罐体相似并为下出料设计，遂采用单一流态化装置，圆形流态化床，圆锥形多孔板，锥角为145。2.多孔板的设计。多孔板的作用是支撑流态化元件及其上面的粉料，保证压缩空气均匀穿过。多孔板与水平面的夹角为17.5。多孔板用4mm厚的钢板制造，上面均匀分布直径为20mm的孔，布置在罐尾蝶形封头的内侧。3.流态化元件的设计。流态化元件的作用是使压缩空气透过而形成均匀、细微的气流。其设计要求是：（1）具有一定的透气阻力，并能随气流速度的增加阻力急骤增加；（2）空隙适宜，分布均匀，布气分散度高，受粉料层厚度影响少；（3）只能透过气体，不能通过粉料，吸湿性和附着力低，表面光整平滑，易于粉料流动，长期使用不易堵塞，并容易恢复透气性；（4）有一定强度，耐磨、耐温、耐腐蚀，物理化学性质稳定10。流态化元件材料分为硬质材料和软质材料两类。硬质材料虽刚性好，耐磨，不易受潮，但易破碎，易堵塞，空隙不易恢复，制造工艺也复杂，价格高，很少采用。软质材料有工业帆布、夹毛毡、涤纶帆布等。它们具有质量轻、易安装、易取得、价格便宜的有点。所以本产品采用工业帆布作为流态化床材料。4.流态化床主要参数计算。（1）临界流态化床气流速度（m/s） (4.3)式中: 颗粒直径（m），水泥取为88 m；颗粒密度（kg/m3），水泥为3 200 kg/m3；气体密度，在气体压力p=0.3MPa，气体温度T=373K，气体常数Ra=29.28时，=p/（RaT）=2.75 kg/m3；气体的动力粘度（Pas），取0.0218 Pas。则水泥的临界流态化床气流速度为 =0.009m/s（2）流化床面积A流化床面积的大小与流态化床的结构形式、罐体形式和尺寸有关，其中起主要作用的是水泥的临界流态化速度。流态化床的面积应满足下式式中: Q 气体流量（m3/s）；水泥临界流态化速度（m/s）。m蝶形封头如图4.2，流化床数学模型如图4.3。则流化床面积A为 0.475m125431-气室 2-进气口 3-出料口 4-蝶形封头 5-流化床图4.2 蝶形封头800mm145200mm图4.3 流化床数学模型（3）粉料带出气流速度v粉料带出气流速度即粉料开始形成稀相流态化床的气流速度。若气流速度达此值，床层的稳定操作行为将急剧偏离理想行为，导致操作失常。v（m/s）按下式计算。 (4.4)式中: g重力加速度。则水泥的带出气流速度v为v=0.58m/s4.1.3进料装置进料装置由进料口盖、密封圈、锁紧装置和进料口等组成。按密封方式不同分为外压密封式、内压自封式和双重密封式。本设计选用内压自封式设计。其构造如图4.4所示。其上盖板与球面料口盖焊成一体，安装在进料口座上，由固定销轴和活动销轴固定。内压自密封圈有唇状边的一侧与球面料口盖贴合，卸料时在罐内气压作用下，密封圈唇边紧压在球面料口盖上，形成环状密封带，罐内气压越高，贴合越紧，进料口密封性越好11。1 2 3 4 5 1-活动销轴 2-内压自密封圈3-球面料口盖4-上盖板5-固定销轴图4.4 进料口盖4.1.4出料装置、卸料软管和卸压装置1.出料装置出料装置有上吸式和下排式两种形式。本设计为举升式散装水泥运输车，卸料时举升后状态类似于立式罐车，遂采用下排式出料装置。如图4.5所示为下排式出料装置，具有结构简单，维修方便等优点。出料口开设在罐体后部的蝶形封头内，与出料管的一端焊接12。图4.5 出料装置2.卸料软管如图4.6所示，卸料软管为多层夹布的耐油胶管，其两端用卡箍4与快速接头3（凹端）和快速接头1（凸端）相紧密的连接箍紧。O形橡胶密封圈2置于快速接头3中。使用时，先抬起快速接头3上的勾柄，带动勾架前移，使两勾勾住快速接头1的凸端，然后用力压下勾柄，凸凹两端就紧密连成一体。7 1 2 3 4 5 4 1 61-快速接头凸端 2-O形橡胶密封圈 3-快速接头凹端 4-卡箍 5-第一节卸料软管6-第二节软管及快速接头 7-二次风套管图4.6 卸料软管3.卸压装置卸压装置的用途是：装料前或卸料后，打开卸压球阀排放罐内剩余的压力空气；若卸料途中出现故障，应用卸压装置排气卸压后再进行检修。图4.7所示为卸压装置。卸压管3的一端装有多孔圆管，其上套有滤芯1，用卡箍2箍紧，伸于罐体内部的上方；卸压管另一端伸于罐体外部，装有球阀4。卸压时罐内的气体通过滤芯经卸压管、球阀排出，而水泥被过滤不能排出，以防污染外界环境。1 2 3 4 1-滤芯 2-卡箍 3-卸压管 4-卸压球阀图4.7 卸压装置4.2举升装置的设计计算4.2.1举升角度的设计由于水泥的静态安息角为39，为保证水泥的剩余率小于0.1%，需设计较大的举升角,遂选择举升角为48。4.2.2举升机构的布置1.确定上装重心位置。根据所选二类底盘的重心位置，确定上装重心位置。在确定上装重心位置时，需考虑整车满载情况下的轴荷分配。一般情况下，前轴载荷应为整车载荷的20%左右，而上装重心一般认为是罐体的几何中心。如图4.8所示，图中G为底盘的重量；L为底盘重心距前轴的距离；L为整车轴距；L为中、后轴距离；G为上装的重量；L为上装重心距前轴的距离。L2L1G1G2LL3图4.8 重心位置示意2.确定反转点位置。首先根据底盘尺寸、罐体的中心以及举升上支座的尺寸要求确定举升缸的安装位置和整车尺寸，其次根据底盘及举升最大角度后的离地间隙确定翻转点O的位置。具体的布置位置如图4.9所示。 O F1 G1 L1 L3 L4 L2图4.9 翻转点位置示意图4.9中，G为初始状态时罐体和货物的重量；F为初始位置，第一节油缸升出时所需的举升推力；L为举升缸下支座与翻1转轴的距离；L为罐体长度；L为罐体后悬；L为初始状态时，货物重心至翻转轴的距离。4.2.3举升油缸的选取（4.5）式中: 举升油缸最大压力；系统效率，取0.8；各级举升油缸相对应的活塞直径。 L举升缸最大工作行程。（4.6）式中: 举升缸在举升角最大时两铰点的距离；举升角为0时两铰点的距离。根据确定的举升角度，可计算出举升油缸的工作行程。根据本设计的具体情况初步选择荷兰海沃前顶举升系列油缸FC129-3-3800型号，荷兰海沃公司是全球领先的前顶举升液压产品生产商，其产品性能稳定、可靠性高、维修保养方便。由产品手册得其举升角为0时两铰点间距离的初始值=470mm。具体的性能参数如表4.1所示。液压缸底部与副车架联接的销轴轴径为60mm。表4.1 液压缸性能参数性能参数第一级i=1第二级i=2第三级i=3合计活塞直径d mm12511090行程 L mm1 4001 3001 1003 800工作压力P MPa1919194.2.4举升能力的校核由于选择的举升油缸为多级油缸，每一级油缸的有效直径不同，则油缸的最大举升力也不相同，考虑到当第二级或第三级油缸升出时，水泥由于安息角的关系可能倾卸的不多或者没有倾卸，因此要对每一级油缸升出时的举升能力进行校核。1.初始位置状态时的校核。此时罐体内的粉料最多，阻力臂也最大（相对于翻转点），罐体在启动时还有惯性阻力的作用，需要的油缸推力也最大。根据力矩平衡原理（如图4.9），举升缸所需的举升推力为=11736.53 =4469.86N根据公式(4.5)计算出第一级油缸产生的最大举升力为 745750N因为，所以举升缸在初始状态下满足要求。2.第二和第三级油缸举升状态时的校核。由于油缸的有效直径降低，此时的受力情况如图4.10所示。根据力矩平衡原理，此时的举升推力为或 (4.7)式中: 第二节油缸伸出时罐体和粉料的重量；第三节油缸伸出时罐体和粉料的重量；第三节油缸伸出时，粉罐重心至翻转轴的距离；举升缸推力至翻转轴的垂直距离；第二级油缸伸出时所需的举升推力；第三级油缸伸出时所需的举升力。L2或L3G2或G3L5O图4.10 举升状态示意图同理，根据公式（4.5）可分别计算出第二级和第三级油缸所产生的最大举升力和。一般情况下，最恶劣的情况是最后一节油缸伸出的时侯，因此在校核时，只要考虑最后一节油缸伸出时的情况即可。 386596.8N=11736.53 =2989.76N由于，所以举升油缸满足举升要求12、13、18、19。4.2.5液压泵及液压控制阀的选择举升油缸确定后需要对举升液压泵及液压控制阀进行选择。选择时需要进行液压泵流量和排量的计算。1.液压泵流量与排量的确定。液压缸的容积，用来表示。 (4.8)式中: 各级油缸的工作行程，=；各级油缸的活塞直径。=4.65610ml =2.69710ml =110ml =8.35310ml 液压泵额定流量Q应满足下式要求。 (4.9)式中: t举升时间，一般在1222s之间，本设计预定为20s；液压系统的容积效率，一般取0.80.85，本设计中为0.85。取Q为5ml/s。当液压泵流量Q确定以后，液压泵排量q可由下式确定。 (4.10)式中: q液压泵排量，ml/r； n液压泵转速，设计采用外啮合齿轮泵，转速为2 000r/min。 =150ml/r根据以上条件，参照机械设计手册液压传动与控制单行本中的相关内容，选取由阜新市液压件厂生产的CBF-E125型外啮合双联齿轮泵，该产品具有外形尺寸较小，技术成熟，质量稳定，维护保养方便，成本低等优点。其技术规格如下表4.2中所示。表4.2 液压泵参数排量/mLr125压力/MPa额定16最高20转速/rmin额定2 000最高2 500容积效率（%）不小于93总效率（%）不小于85驱动功率/kW76质量/kg10.52.液压原理及液压控制阀的确定。当进行卸料过程时，液压系统开始工作。首先进行液压缸举升过程，此时液压泵提供的高压油顶开单向阀经双向节流阀后到达多级液压缸，完成举升工作。此时电磁换向阀接通使液力马达工作，液力马达带动空压机运转。液压系统工作原理见图4.11。根据系统设计要求，选择GRPO-70-PK-3型双向节流阀，HA-1/8-QS-4型单向阀，HCG-03-A1-22型电磁换向阀，BG-03-32型溢流阀，HY37-50型网式过滤器，GSN-06-01型液压油箱。1234567981-节流阀 2-单向阀 3-电磁换向阀 4-溢流阀 5-液压泵 6-网式过滤器7-液压油箱 8-齿轮马达 9-多级液压缸图4.11 液压系统工作原理4.3气卸装置的设计计算及选型一般对气力输送系统的基本要求是：压缩空气具有一定的压力、流量和调节二相流浓度的功能；压缩空气不含水、油及其它杂质；结构紧凑，工作可靠，操作方便，压力损失小。由于罐体较短且为举升式设计，只在罐尾蝶形封头内设置气室，并有一个进气管14。4.3.1输送空气量的确定系统需要的输送空气量Q（m/min）用下式确定。 (4.11)式中: 输送系统的漏气系数，取=1.1；卸料速度（kg/min），根据散装水泥运输行业标准取=1.2t/min；固气二相流浓度，取=4080；空气密度（kg/m）。在气力卸料过程中，从罐体内排出的固气二相流流量应等于空气压缩机的流量，才能维持罐内压力稳定，故可用下式计算。 (4.12)式中: Q空气压缩机流量（m/min），选为Q=6m/min；输料管中粉料流量（m/min）。 (4.13)式中: R输料管直径，为便于实现“三化”，规定我国气卸散装粉料罐式汽车输料管直径一般都采用100mm； t单位时间。=0.03185 m/min =73.11则 = =6.565m/min4.3.2输料管内径和气流速度的确定气流速度应满足罐体内流态化床的建立，赋予了粉料流体的特性，使之具有从卸料口流出的能力。但要完成在输料管中的整个输送过程，还必须使粉料具有足够的能量来克服各种阻力，始终维持其悬浮状态到达输料管出口。这个能量由罐内压力和气流速度来提供。输料管入口处的固气二相流速度用下式确定。 (4.14)式中: 在入口处压力下固气二相流速度（m/s）；在入口处压力下空气流量（m/min），取=5.2 m/min；粉料密度（kg/m），水泥的堆密度为1 200 kg/m； d输料管内径（m），取0.1m。则 =13.16m/s4.3.3输送系统压力损失固气二相流在管道中经过直管、弯管、阀门等到达出口时有压力损失。全部压力损失包括动压损失和静压损失两部分，即 (4.15)式中: 系统全部压力损失（Pa）；动压损失（Pa）；静压损失（Pa）。1.动压损失。动压损失用下式计算。 (4.16)式中: 气体密度（kg/m），在气体压力P=0.3MPa，气体温度T=373K，气体常数R=29.28时，=p/（RT）=2.75kg/m； v气体速度，m/s；混合比，取23； /粉料速度平方与气流速度平方之比，取0.70。则 =238.47Pa2.静压损失静压损失包括固气二相流与直管壁的摩擦压力损失、垂直升高损失及各局部阻力压力损失，即= + + 直管中摩擦压力损失H用下式计算。 (4.17)式中: L直管长度，按设计中，水平距离长5m，高15m的要求，取L=20m； C气体速度修正系数，取C=0.3；摩擦阻力系数，当管道直径d=100mm时，取=0.0235。则 =517.8Pa 垂直升高的压力损失用下式计算。 (4.18)式中: 垂直升高高度，取=15m。则 =9 702Pa各种局部阻力的压力损失用下式计算 (4.19)式中: 各种局部阻力系数，由表4.3查取。表4.3名称值名称值截止阀48皱纹弯管R=2d1.1止回阀1.02.5光滑90弯头R=2d0.790弯头1.02.0焊接弯管1.5根据设计系统所需，选取截止阀1个，止回阀1个，90弯头2个，焊接弯管2个。则系统的局部阻力压力损失为=1 487.31Pa综上， = + + =11 707.11317Pa 11.95Pa4.3.4流态化元件压力损失流态化元件的压力降取决于流态化元件的材料种类和特性，由实际测量得到。考虑到使用一段时间后透气性有所下降，阻力略有增加，选取值时应略高于实测值。设计中的流态化元件为纺织制作的帆布，故取=9.8kPa。4.3.5空气压缩机的选择散装水泥运输车使用的空气压缩机应满足下列要求:1.具有的流量和压力与罐体的容积相适应；2.在空气压缩机的压力-流量特性曲线图上，当压力变化时，流量变化应很小；3.在空气压力不变的情况下应有稳定的空气流量；4.排出的压缩空气应无油、无水、无杂质；5.体积小，质量轻，便于安装，能连续运转1h，工作可靠，使用寿命长，维修方便等15。常用的空气压缩机有回转滑片式和摆杆式两种。摆杆式空气压缩机相比回转滑片式空气压缩机具有体积小、排量大、排出气体洁净无油的优点，遂本设计产品采用摆杆式空压机。根据以上要求，结合生产实际并参考市场同类产品，选择由芜湖富达汽车零部件有限公司生产的BDW-6-2型空气压缩机。BDW系列无润滑摆动式空气压缩机属容积式回转类的一种。根据四连杆的曲柄连杆机构原理，通过驱动轴（轮）带动曲柄旋转，使转子做90度往复摆动，周期性改变汽缸内工作容积，从而实现连续吸气、压缩、排气，汽缸中四个工作腔利用密封条互相密封，缸中运动件接触面间润滑由密封条自身润滑，不用加油，排出的压缩空气纯洁无油，对粉料无污染；并且该机结构独特，性能可靠，具有体积小、重量轻、耗能低、振动小、排气量大、维修方便等特点。因此，非常适合用做气卸装置的气源。其技术参数如表4.4所示。表4.4 BDW-6-2型空压机参数排气量 m/min6公称排气压力 MPa0.2轴功率 kw 25.5最高转速 r/min1 250连续运转时间 min60吸气温度 C40排气温度 C 200润滑油温度 C70机器重量 kg1904.4辅助系统设计4.4.1取力机构的设计与选型二类底盘所配变速器型号为陕齿9JS119，九档变速器。根据此变速器型号选取4205KBA-010B型取力器。其主要技术参数如表4.5所示。表4.5 4205KBA-010B型取力器参数取力器型号4205KBA-010B速比1.3输出旋转方式与发动机相反输出方式法兰最大输出扭矩（Nm）450操纵方式远距离软轴操纵变速器取力齿轮参数见表4.6。表4.6变速器取力齿轮参数齿数30法向模数4.25压力角20螺旋角23.5径向变位系数+0.3齿轮旋向右旋齿宽28变速器取力窗口尺寸如图4.12。取力器安装位置如图4.13。尺寸见表4.7。表4.7 取力器尺寸参数ABCDE224.5mm130mm287mm265mm459.5mm4.4.2液力马达的选型由于空压机需要外接动力来驱动，考虑到整个系统的性能需要、布置条件及制造成本，决定采用液力马达为空压机提供动力。其中液力马达的转矩通过皮带传递给空压机。参考机械设计手册选取CM型齿轮马达，型号为CM-D70C，其具体技术参数如表4.8。图4.12 变速器取力窗口尺寸图4.13 取力器安装位置示意图表4.8 齿轮马达参数排量/mLr压力/MPa转速/r转矩/Nm额定最高额定最高70.810141 8002 400112.74.5本章总结本章确定了粉罐装置的材料及外形尺寸，完成了流态化装置、进料装置、出料装置、卸料软管和卸压装置的设计计算，确定了与粉罐相关装置的设计，进一步为下章的设计计算提供参数。并且对举升机构进行了设计与校核，从前置举升机构的总布置、液压缸、液压油泵及液压控制阀的选择与验证等方面完成了对举升机构的设计计算。还确定了系统所需输送空气量、系统压力损失，并主要根据以上两方面内容及其工作特性选择了空压机的类型和型号，使气卸系统能高效稳定工作。最后确定了取力器的布置位置及型号，并为空压机选择了动力来源，为液压系统和气卸系统提供了动力来源。第 5 章整车性能分析5.1 汽车动力性能分析5.1.1 基本参数的确定发动机的输出转矩和输出功率随着发动机的转速变化的二条重要特性曲线，为非线形曲线。工程实践表明，可用而次三相式来描述汽车发动机的的外特性，即（5.1）式中: 发动机输出转矩(Nm)；发动机输出转速(r/min)； a、b、c待定系数，有具体的外特性曲线决定。根据外特性数值建立外特性方程式。如果已知发动机的外特性，则可利用拉格朗日三点插值法求出公式中的三个待定系数的a、b、c。在外特性曲线上取三点，即、及、，依拉氏插值三项式有将上式展开，按幂次高低合并，即可得三个三个待定系数为在发动机外特性曲线图未知的情况下，可按经验公式拟合外特性方程式。如缺少所需发动机的外特性，但从发动机铭牌上可以得到该发动机的最大输出功率及相应转速和该发动机的最大转矩及相应转速时，可用下列经验公式来描述发动机的外特性。（5.2）式中: 发动机最大输出转矩（Nm）；发动机最大输出转矩时的转速（r/min）；发动机最大输出功率时的转速（r/min）；发动机最大输出功率时的转矩（Nm）。由公式（5.1）和公式（5.2）可得：对台架试验数据用修正系数进行修正，才能得到发动机的使用外特性。按GB/T21404-2008标准试验中=0.850.91。5.1.2 汽车的行驶方程式举升式气卸粉罐汽车在直线行驶时

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