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RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计.doc
CL01-059@RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计
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机械毕业设计车辆工程
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CL01-059@RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计,机械毕业设计车辆工程
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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 班 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： nts The Graduation Design for Bachelors Degree Design of RL5250GSN Air Unload Powder Tank Dump Truck Candidate： Li Peng Specialty： Veheicle Engineering Class： BW07-10 Supervisor： Associate Prof. Li Hanwu Heilongjiang Institute of Technology nts I 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 nts II 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 nts 目 录 摘 要 . I Abstract . 错误 !未定义书签。 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 nts 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 nts 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 附 录 . 51 nts 1 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nts 2 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 5.3 108t，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 ； nts 3 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 3.6 104 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nts 4 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 45 50 ) , 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 15 25m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nts 5 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 600 700 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nts 6 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。 nts 7 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。 nts 8 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nts 9 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 4 600 1 600 2 000 货车及半挂牵引车 最高设计车速小于 70km/h的四轮货车 6 000 2 000 2 500 二轴 最大设计总质量 3 500kg 6 000 2 500 4 000 最大设计总质量 3 500kg，且 8 000kg 7 000 最大设计总质量 8 000kg, 且 12 000kg 8 000 最大设计总质量 12 000kg 9 000 三轴 最大设计总质量 20 000kg 11 000 最大设计总质量 20 000kg 12 000 四轴 12 000 2 500 4 000 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 8 600 2 500 4 000 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 000kg 7 000 最大设计总质量 10 000kg 8 000 汽车列车 铰接列车 16 500 2 500 4 000 货车列车 20 000 nts 10 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。nts 11 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， s L 4.8 20 4.8L6.5 40 L 6.5 55 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， s L 4.8 20 4.8L6.5 40 L 6.5 55 2.2.6 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。 nts 12 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 5 850 860 200mm，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； nts 13 （ 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。 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
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