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液化气石油 5张CAD图纸和说明书全套终稿 HQ5160G LPG运输罐车改装设计[液化气石油]【5张CAD图纸和说明书全套终稿】 LPG 运输 罐车 改装 设计 液化气 石油 CAD 图纸 说明书 全套

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毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:HQ5160G LPG运输罐车改装设计院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程B07-10班 学 生 姓 名: 魏国兵 导 师 姓 名: 赵雨旸 开 题 时 间: 2011.2.28 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名魏国兵系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-10班指导教师姓名赵雨旸职称副教授从事专业车辆工程交通工程是否外聘是否题目名称HQ5160GLPG运输罐车改装设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.LPG运输罐车的国内外研究现状随着我国高等级公路的快速建设，公路货运和客运运输方式的数量和质量要求也在不断变化，运输工具的专业化已成为必然趋势，从而促进了专用汽车的迅速发展。目前，世界上主要发达国家专用汽车的保有量和产量占到了载货汽车的一半以上，专用汽车运输占公路货运量的比例一般也在70左右。为了适应市场的需求和企业发展，我国先后有十几家专用汽车厂与国外的企业进行了合资或技术引进。在专用汽车产品的种类和品种上，近几年我国有了较快的发展，尽管我国专用汽车技术水平有了较大的进步，但一些技术含量高、附加值高的产品主要还依赖进口。专用汽车的专用功能是由专用工作装置来实现的，其性能好坏也就决定了专用汽车功能的发挥。目前我国专用汽车的专项功能与国外同类产品的技术水平差距，主要反映在专用工作装置的性能差异上。因此，无论是液压举升装置、进料卸料装置、制冷保温装置、机械作业装置、测量计量装置、自动控制装置、安全防护装置以及构成各种工作装置的泵、缸、阀、仪表等，还是装载不同货物的厢体和罐体等，都需要大力发展，并且要在技术创新和技术发明上有所突破，不断增大专用工作装置的高新技术含量，加速提高我国专用汽车的技术水平。在专用汽车的家族中，LPG罐车的社会保有量不算大，年生产量不足5000台。上世纪70年代末期，随着液化石油气开始成为工业和居民生活的燃料，LPG罐车制造业开始了从无到有的历程。早期的LPG罐车车型比较简单，仅有单车和活动式(平板车加卧罐)两种。70年代末到80年代初期只有北结、兰石、金重、锦西、大连523厂、淄博客车等少数企业可以生产以CA一10B、H-J162、DFl40货车通用底盘改装的LPG槽车，装载质量510吨；80年代初，国家实行压力容器生产许可证管理，生产液化气体罐车必须取证。截止到1984年，包括最后被批准的航空工业湖北荆门宏图在内，16个企业成为LPG罐车(CR2级)制造厂家，其中北结以其生产规模、技术水平、以及对行业的帮带作用而成为这一新兴行业的排头兵；1985年，北结开始东迁进行改造，给宏图厂、武汉船机厂等军转民企业在LPG罐车市场扩大份额的机会。在其后的岁月中，宏图厂因为自身条件的原因，开始把LPG罐车制造作为生命线产品进行经营，逐步奠定了在这一领域的地位。90年代中期以后，宏图厂、武汉船机厂、哈尔滨建成厂、开平化机厂逐步成为LPG罐车的主要生产企业。到80年代中期，我国汽车还处于起步阶段，可供改装车选择的底盘有限，约束了罐车车型的发展。 90年代，斯太尔、罗曼、尼亚兹、克拉兹、曼等国外车型开始进入我国市场，虽然各家纷纷采用上述底盘或二类底盘进行改装，LPG罐车品种开始丰富起来，但依然以整车为主，改装后车辆满载总质量止步于26吨。直到进入2l世纪，满载总质量31吨的整车才开始出现。1993年，宏图厂在消化吸收的基础上，首创装载质量20吨、罐体变截面承载式、简捷式，行走机构采用双后轴的半挂车，为LPG罐车从单车占绝对优势转变为以半挂车为主奠定了基础。随着高速公路的发展，半挂车以装载量大的综合优势成为主力车型。专用汽车是汽车行业发展的一个重要方向。世界专用汽车起源于上世纪20年代，70年代后期进入快速发展时期。目前，发达国家专用汽车品种已超过6000个，重、中、轻比例大致为3：4：3。发达国家的专用汽车企业普遍具有以下特点：第一注重产品研发，开发手段先进：第二生产工艺设备先进；第三配套体系完善、专业化生产程度高，产品技术含量告；第四企业规模不大，分工与合作明确，市场规范，竞争有序。而从技术发展的角度来看，体现出以下特点三点：第一，注重车辆的轻量化。同载质量的专用车，先进国家均比我国的整备质量小；第二，注重环保与节能。发达国家规定企业要对自己的产品报废后造成的污染负责，必须采用环保材料制造。而节能是降低生产和使用成本的必然要求，是商家追逐利润的有效手段。随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况的改善，高速公路的迅速发展，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车产量的比率逐年递增，发达国家尽量以专用车替代载货汽车。目前专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40以上。而今，日本、韩国汽车工业发展的道路也是优先发展专用汽车，首先占领国内市场，以国产车替代进口车，世界许多国家也纷纷借鉴。在欧美日等发达国家，专用汽车的拥有量超过载货汽车总量的80。LPG罐体运输车已经形成了系列化和通用化，并且与其他设备形成和谐的配套，完成了整个产品物流链的全自动化。而作为运载工具的LPG运输罐车，为提高运输效率，将向着重型化和大吨位方向发展，并且自动化程度不断提高。由于国外专用汽车公司有着很强的专业分工，并且拥有先进的设计和分析手段，其专用汽车的可靠性极高。目前，罐车的发展状况呈现出如下的趋势和特点：（1）单个罐体向大容量发展。这意味着对罐体的设计、制造、选材、检验等方面提出了一系列新的更高的要求。（2）罐体容积的大型化和操作条件的日益苛刻。许多罐体在使用中不仅需要承受高温、高压，还要承受热疲劳和机械疲劳的联合作用，大大增加了容器的设计难度。近年来，世界各国从确定产品安全可靠性出发，开展了对罐体容器高参数的精心研究和设计，提出了一些新的设计思想和方法，高参数设计是罐体设计的又一个特征。（3）罐体容器使用的钢材种类日益繁多。各种新型钢材的研究取得了很大的进展，液罐车材料要求达到耐腐蚀耐酸碱强度高易焊接等要求。同国外相比，我国半挂液罐车差距主要是，罐体的容量，以及罐体的材料和半挂车支撑车架的结构设计等，同时，提高这方面的设计和制造水平，必要时引进一些零部件，可以促进和提高我国液罐车零部件的发展。可以预见，今后随着我国交通运输事业的发展，半挂液罐车必将取得更大的发展。2.本课题研究的目的及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。LPG罐汽车改装设计汽车是专用罐式汽车的一种，能够装载运输液化石油气，完成装卸任务，使用方便，节约运输成本，使用该汽车节约运输包装成本，运输效率高。随着我国石油行业的进一步发展，人民生活水平的不断提高，城市对于液化石油气的需求量越来越大，LPG运输罐车的作用也随之成为人民生活的城市中必备的专用车辆，市场前景十分广阔。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题本次设计主要包括以下内容：（1）研究LPG运输罐汽车的组成、结构与设计；（2）进行LPG运输罐汽车的总体结构布置； （3）进行二类底盘选择；（4）进行罐体总成详细设计、管路系统设计、辅助装置设计；（5）整车性能计算分析。拟解决的主要问题（1）进行二类底盘的选择和分析；（2）进行车辆的总体布置；（3）进行液化气罐的详细设计，完成各部件设计选型，使其工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；（4）进行管路系统、辅助装置的设计计算选型；三、技术路线（研究方法）整车总体方案设计课题研究罐体设计及校核附件设计罐体设计罐体实验校核主要部件选择整车性能分析完成所有图纸完成设计说明书四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第1、2周（2）研究专用车改装设计步骤，进行方案设计与分析 第3周（3）二类底盘选型（调研与分析） 第4周（4）总体布置 第5周（5）液化气罐设计计算选型 第6周（6）管路系统设计选型 第7周（7）辅助系统设计、罐体分析 第8周（8）完成所设计装配图与零件图图纸 第911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，指导教师审核 第13周（11）毕业设计（论文）修改、完善 第14周（12）毕业设计（论文）审核、预审 第15周（13）毕业设计（论文）修改、完善 第15、16周（14）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第17周五、参考文献1韩林.我国罐式汽车市场分析及发展态势J.商用汽车,2007.(12):32-85.2汤怀志,晓明.液化气体罐车发展回顾J.专用汽车月刊, 2009.(02):36-38.3徐超彦,韩林.国内专用改装汽车市场发展态势分析J.物流技术与应用（货运车辆）,2007(03).4徐达,蒋崇贤.专用汽车构造与设计M.北京:北京理工大学出版社,1998.5崔增辉,王祖德.专用汽车发展趋势研究J.汽车工业研究,2006.6谭德淼,刘建书.液化石油气汽车罐车设计与开发J.化工装备技术，2009(03):21-38.7余志生.汽车理论M.北京:机械工业出版社,2006.8卞学良.专用汽车结构与设计M.北京：机械工业出版社，20079成大先.机械设计手册M.第4版.第4卷.北京:化学工业出版社,2002.10赵国迁,吕静,张博.液化石油气(LPG)汽车的优点及存在的问题J.交通科技与经济,2006.(01):67-73.11潘勇.液化天然气汽车罐体设计应注意的几个问题.石油化工应用,2008.3.12董大勤.压力容器设计手册M.化学工业出版社.13 Ficher F D,Rammerstorfer F G. A refined analysis of sloshing effects in seismically excited tanks M.1999.14David Gartman,Publisher Routledge, Auto Opium:A Social History of American Automobile Design J.1994.10.15GB150-1998 钢制压力容器S.16压力容器安全技术监察规程S原国家质量技术监督局颁布,1999.17程乾.钢制压力容器设计手册M.18李达德.专用汽车改装中的防静电措施M.专用汽车,2002.4.19柳志武. 液罐车罐体防冲击板的设计J.专用汽车,2004.(01):32-39.20JB/T 47091996 钢制压力容器焊接规程S.21郭崇志,王友红.LPG罐式汽车罐体的应力分析与评估J.化工设备与管道,2005.(03):55-59.22苗永权.专用汽车改装稳定性设计J.装备制造技术,六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日本科学生毕业设计HQ5160GLPG 运输罐车改装设计系部名称：汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 07-10 班 学生姓名： 魏国兵 指导教师： 赵雨旸 职 称： 副教授 黑黑 龙龙 江江 工工 程程 学学 院院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeModification Design on HQ5160GLPG Transport TankerCandidate：Wei GuobingSpecialty：School of Automobile and Transportation EngineeringClass：07-10Supervisor：Associate Prof. Zhao YuyangHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计I摘 要液化气石油罐车能够装载运输液化石油气，完成装卸任务，使用方便，节约运输成本，运输效率高。随着我国石油行业的进一步发展，人民生活水平的不断提高，城市对于液化石油气的需求量越来越大，研究液化气石油运输对国民经济的发展有着重要的意义。本课题以液化气石油罐车为具体研究对象，文中介绍了液化气石油罐车的发展现状，对汽车底盘进行选型及总体布置，对其罐体进行设计计算，其中包含人孔、液位计、取力器、防波板、罐体支承装置的设计。利用止推板和连接支架对罐体总成与二类底盘进行了连接并固定，通过焊接方法保证了罐体和罐体支承座的连接。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：LPG；压力容器；二类底盘；罐体；改装设计黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTStone tanker capable of carrying transport gas liquefied petroleum gas, to complete loading and unloading tasks, easy to use, saving transport costs, transport efficiency. With the further development of Chinas oil industry, the continuous improvement of peoples living standards, urban demand for increasing liquefied petroleum gas, liquefied petroleum transportation of the development of the national economy is significant The topics to liquefied gas tanker as our research object stone, the paper describes the development of liquefied gas tanker stone status, selection of vehicle chassis and the overall layout, design and calculation of their tanks were, which contains the entry hole, safety valve, taking Force, anti wave plate, the tank landing gear design. Use of the thrust plate and bracket on the tank with the two types of chassis were always connected and fixed by welding to ensure the tank and the tank bearing in connection. Finally, the analysis of vehicle performance, application CAD software to establish vehicle assembly, tank assembly and related parts model. Keywords: LPG； Pressure Vessels；the second Chassis；Tank；Design Modifications黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论.11.1 课题研究的目的及意义11.2 课题的国内外研究现状11.3 设计的主要内容与技术路线3第 2 章 整车总体方案设计.52.1 专用汽车设计特点52.2 二类底盘的选型72.3 罐体型式的选择82.4 整车参数确定92.4.1 尺寸参数92.4.2 质量参数92.5 本章小结10第 3 章 罐体设计及校核.113.1 罐体设计113.1.1 设计压力确定113.1.2 设计温度确定113.1.3 罐体材料123.1.4 罐体公称直径123.1.5 罐体厚度确定的123.1.6 罐体封头确定133.1.7 罐体尺寸确定133.2 罐体附属装置设计选型153.2.1 安全阀设计选型153.2.2 入孔设计选型173.2.3 液位计设计选型173.2.4 温度计的选取18黑龙江工程学院本科生毕业设计3.2.5 罐体防波板设计183.2.6 管路系统设计193.3 罐体校核223.4 罐体的焊接233.4.1 焊接接头分类和焊条的选择233.4.2 罐体的焊接方法233.5 本章小结24第 4 章 附件设计.254.1 罐体支承座设计254.1.1 支承座的前端形状及安装位置254.1.2 罐体支承座的固定254.2 取力器的选择264.2.1 取力器布置方案264.2.2 取力器型号的选定294.2.3 取力器基本参数的确定294.3 本章小结30第 5 章 整车性能分析.315.1 汽车动力性能分析315.1.1 基本参数的确定315.1.2 汽车的行驶方程式325.1.3 汽车最高车速的确定345.2 燃油经济性计算355.3 整车轴荷分配计算365.4 整车稳定性分析375.4.1 空载质心高度的计算375.4.2 空载侧倾角的计算375.5 本章小结38结论.39参考文献40致谢.41附录.42黑龙江工程学院本科生毕业设计附录 A 外文文献原文.42附录 B 外文资料中文翻译.48黑龙江工程学院本科生毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 课题研究的目的及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。LPG 罐车是专用罐式汽车的一种，能够装载运输液化石油气，完成装卸任务，使用方便，节约运输成本，使用该汽车节约运输包装成本，运输效率高。随着我国石油行业的进一步发展，人民生活水平的不断提高，城市对于液化石油气的需求量越来越大，LPG 运输罐车的作用也随之成为人民生活的城市中必备的专用车辆，市场前景十分广阔。1.2 课题的国内外研究现状随着我国高等级公路的快速建设，公路货运和客运运输方式的数量和质量要求也在不断变化，运输工具的专业化已成为必然趋势，从而促进了专用汽车的迅速发展。目前，世界上主要发达国家专用汽车的保有量和产量占到了载货汽车的一半以上，专用汽车运输占公路货运量的比例一般也在70左右。为了适应市场的需求和企业发展，我国先后有十几家专用汽车厂与国外的企业进行了合资或技术引进。在专用汽车产品的种类和品种上，近几年我国有了较快的发展，尽管我国专用汽车技术水平有了较大的进步，但一些技术含量高、附加值高的产品主要还依赖进口。专用汽车的专用功能是由专用工作装置来实现的，其性能好坏也就决定了专用汽车功能的发挥。目前我国专用汽车的专项功能与国外同类产品的技术水平差距还很大，主要反映在专用工作装置的性能差异上。因此，无论是液压举升装置、进料卸料装置、制冷保温装置、机械作业装置、测量计量装置、自动控制装置、安全防护装置以及构成各种工作装置的泵、缸、阀、仪表等，还是装载不同货物的厢体和罐体等，都需要大力发展，并且要在技术创新和技术发明上有所突破，不断增大专用工作装置的高新技术含量，加速提高我国专用汽车的技术水平。在专用汽车的家族中，LPG 罐车的社会保有量不算大。上世纪 70 年代末期，随着液化石油气开始成为工业和居民生活的燃料，LPG 罐车制造业开始了从无到有的黑龙江工程学院本科生毕业设计2历程。早期的 LPG 罐车车型比较简单，仅有单车和活动式(平板车加卧罐)两种。70年代末到 80 年代初期只有北结、兰石、金重、锦西、大连 523 厂、淄博客车等少数企业可以生产以 CA-10B、H-J162、DFl40 货车通用底盘改装的 LPG 槽车，装载质量510 吨；80 年代初，国家实行压力容器生产许可证管理，生产液化气体罐车必须取证。截止到 1984 年，包括最后被批准的航空工业湖北荆门宏图在内，16 个企业成为LPG 罐车(CR2 级)制造厂家，其中北结以其生产规模、技术水平、以及对行业的帮带作用而成为这一新兴行业的排头兵；1985 年，北结开始东迁进行改造，给宏图厂、武汉船机厂等军转民企业在 LPG 罐车市场扩大份额的机会。在其后的岁月中，宏图厂因为自身条件的原因，开始把 LPG 罐车制造作为生命线产品进行经营，逐步奠定了在这一领域的地位。90 年代中期以后，宏图厂、武汉船机厂、哈尔滨建成厂、开平化机厂逐步成为 LPG 罐车的主要生产企业。到 80 年代中期，我国汽车还处于起步阶段，可供改装车选择的底盘有限，约束了罐车车型的发展。90 年代，斯太尔、罗曼、尼亚兹、克拉兹曼等国外车型开始进入我国市场，各家纷纷采用上述底盘或二类底盘进行改装，LPG 罐车品种开始丰富起来，但依然以整车为主，改装后车辆满载总质量止步于 26 吨。直到进入 2l 世纪，满载总质量 31 吨的整车才开始出现。1993 年，宏图厂在消化吸收的基础上，首创装载质量 20 吨，行走机构采用双后轴的半挂车，为 LPG 罐车从单车占绝对优势转变为以半挂车为主奠定了基础。随着高速公路的发展，半挂车以装载量大的综合优势成为主力车型。近一两年，专用汽车发展环境又有了新的变化，如在政策法规、市场需求特点、供需态势等方面，迫使生产企业不断创新产品、改进工艺、加强战略研究等以获得新的发展。而且我国国民经济的快速持续发展，促进了对包括道路交通在内的基础设施建设投入的不断加大，专用汽车作为其重要的生产资料，需求量逐年增长,国内多项大型建设项目的启动，促进了对工程专用汽车及各类专用货车、汽车列车的市场需求量的大幅度增长。重视区域化的产业集中，优势企业强强联合，形成有较强综合竞争力的规模企业，行业优势资源的重新配置，使得有实力的企业进一步整合行业产品结构，提高专用汽车产品行业生产集中度。专用汽车是汽车行业发展的一个重要方向。世界专用汽车起源于上世纪20年代，70年代后期进入快速发展时期。目前，发达国家专用汽车品种已超过6000个，重、中、轻比例大致为343。发达国家的专用汽车企业普遍具有以下特点：第一，注重产品研发，开发手段先进；第二，生产工艺设备先进；第三，配套体系完善、专业化生产程度高，产品技术含量告；第四，企业规模不大，分工与合作明确，市场规范，竞争有序。而从技术发展的角度来看，体现出以下特点：第一，注重车辆的轻量化。同载质量的专用车，先进国家均比我国的整备质量小；第二，注重环保与节能。发达国黑龙江工程学院本科生毕业设计3家规定企业要对自己的产品报废后造成的污染负责，必须采用环保材料制造。从而使节能和环保成为降低生产和使用成本的必然要求，是商家追逐利润的有效手段。随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况的改善，高速公路的迅速发展，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车产量的比率逐年递增，发达国家尽量以专用车替代载货汽车。目前专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40以上。而今，日本、韩国汽车工业发展的道路也是优先发展专用汽车，首先占领国内市场，以国产车替代进口车，世界许多国家也纷纷借鉴。在欧美日等发达国家，专用汽车的拥有量超过载货汽车总量的80。LPG罐体运输车已经形成了系列化和通用化，并且与其他设备形成和谐的配套，完成了整个产品物流链的全自动化。而作为运载工具的LPG运输罐车，为提高运输效率，将向着重型化和大吨位方向发展，并且自动化程度不断提高。由于国外专用汽车公司有着很强的专业分工，并且拥有先进的设计和分析手段，其专用汽车的可靠性极高。目前，罐车的发展状况呈现出如下的趋势和特点：（1）单个罐体向大容量发展。这意味着对罐体的设计、制造、选材、检验等方面提出了一系列新的更高的要求。（2）罐体容积的大型化和操作条件的日益苛刻。许多罐体在使用中不仅需要承受高温、高压，还要承受热疲劳和机械疲劳的联合作用，大大增加了容器的设计难度。近年来，世界各国从确定产品安全可靠性出发，开展了对罐体容器高参数的精心研究和设计，提出了一些新的设计思想和方法，高参数设计是罐体设计的又一个特征。（3）罐体容器使用的钢材种类日益繁多。各种新型钢材的研究取得了很大的进展，液罐车材料要求达到耐腐蚀、耐酸碱、强度高、易焊接等要求。同国外相比，我国半挂液罐车差距主要是，罐体的容量，以及罐体的材料和半挂车支撑车架的结构设计等。提高这方面的设计和制造水平，必要时引进一些零部件，可以促进和提高我国液罐车零部件的发展。可以预见，今后随着我国交通运输事业的发展，半挂液罐车必将取得更大的发展。1.3 设计的主要内容本设计包括以下内容如下：（1）研究 LPG 运输罐汽车的组成、结构与设计；（2）进行 LPG 运输罐汽车的总体结构布置； 黑龙江工程学院本科生毕业设计4（3）进行二类底盘选择；（4）进行罐体总成详细设计、管路系统设计、辅助装置设计；（5）整车性能计算分析。其中罐体的设计包括筒体的设计、封头的设计、人孔设计、安全阀选择设计、防波板设计、支座设计、管路系统的设计。 其设计的技术路线如图 1.1 所示。整车总体方案设计课题研究罐体设计及校核附件设计罐体设计罐体实验校核主要部件选择整车性能分析完成所有图纸完成设计说明书 图 1.1 设计的技术路线黑龙江工程学院本科生毕业设计5第 2 章 整车总体方案设计2.1 专用汽车设计特点专用汽车与普通汽车的区别主要是改装了具有专用功能的部分，能完成某些特殊的运输和作业功能。因此在设计上，除了要满足基本型汽车的性能要求外，还要满足专用功能的要求，这就形成了其自身特点，概括如下：（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，优选出一种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计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和提高产品的可靠性。（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、批量少的生产持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的进行产品变型。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。对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。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 因专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定干这些部件的性能和可靠性。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。（4）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。某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其使用黑龙江工程学院本科生毕业设计6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，也要设安全装置。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。由于专用汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用汽车设计人员既要具备汽车设计的知识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。此外专用汽车设计人员还需要对用户的要求，市场动态有充分的了解，这样设计的产品才能在性能上先进，在市场上适销对路，在使用上满足用户的要求。2.2 二类底盘的选型目前，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、装载质量、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。常见二类底盘如图 2.1所示。图 2.1 常见二类底盘汽车底盘一般应满足以下要求：（1）适用性专用汽车底盘应适用于专用汽车的特殊使用功能要求,在此基础上进行改装造型设计；黑龙江工程学院本科生毕业设计7（2）可靠性汽车底盘工作可靠,出现故障的几率要小，零部件要有足够的强度刚度和使用寿命，并且各总成零部件的使用寿命趋于一致；（3）先进性所选汽车底盘,在动力性,经济性，操作稳定性，行驶稳定性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平，并且满足国家或行业标准；（4）方便性所选底盘要便于改装，检查保养及维修，结构紧凑与调试装配空间合理匹配。目前国内市场上底盘的种类多、品种全，如解放、东风、红岩等系列底盘性能好，价格便宜，市场保有量大，选用的底盘也多为这些系列的产品。底盘性能对比见表2.1。表 2.1 底盘性能对比列表解放东风红岩适用性适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求适用于各吨位载重货车的改装设计要求以及部分专用车辆的特殊要求可靠性工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命工作性能好，故障率低，零部件要有足够的强度和寿命性能可靠，出现故障率低，各部件要有足够的强度先进性动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平动力性、经济性、操纵稳定性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面略低于同类车型方便性安装、检查保养和维修方便，结构紧凑安装、检查保养和维修方便，结构紧凑安装、检查保养和维修方便，结构紧凑价格便宜较便宜便宜供货来源市场拥有量多市场拥有量多市场拥有量较多常见吨位各种吨位车型各种吨位车型轻、中型载货车型经过实际调研和上网搜集各类底盘及其技术参数相关方面的资料，并结合本次改黑龙江工程学院本科生毕业设计8装设计专用车的用途、最大装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配、成本等各方面的综合要求，不难发现，在进行小规模的中、重型载货汽车或专用车辆改装制造时，选用解放系列底盘相对较合理。故本设计中选用一汽解放牌 CA1160P9K2L3E 底盘。底盘参数见表 2.1。表 2.12.1 底盘参数表额定载质量(Kg)10105前轮轮距(mm)1800整备质量（Kg）5600后轮轮距(mm)1800外廓尺寸(mm)900024902775前悬(mm)1330轴距(mm)5050后悬(mm)2620最小离地间隙(mm)237最小转弯直径(m)19最高车速(Km/h)92转向机构准拖挂车总质量（kg）鞍座型号驱动形式24额定功率(2300r/min)132kw最大扭矩(1400r/min)650离合器型式接近角/离去角26/13轮胎规格9.00R20变速器型号CA6T123鞍座最大允许承载质量 发动机型号CA6DE3-18E3、直列四缸、直喷、增压中冷2.3 罐体型式的选择（1）截面为圆形的鞍型支座支承罐体，该结构的优点有罐体制造方便，节省材料；选择合理的鞍型支座高度可以提高罐车的稳定性；罐体受力均匀。（2）截面为椭圆矩形罐体，该结构的优点是椭圆矩形罐车转弯时的横向稳定性随着载油量和油密度的增加而减少。所以椭圆矩形油罐车载油量越多,油密度越大,转弯时越不稳定。但是椭圆矩形罐体制造困难，（3）截面为圆角梯形罐体，该结构的优点是质心低、稳定性好、容积效率高。但是工艺性差，不适合批量生产。（4）结构鹅颈式罐体，该结构的优点是重心相对于半挂直通罐有所降低，稳定性提高；其载质量可以提高。但制造工艺复杂，不易加工。（5）横截面为椭圆罐体，该结构的优点是罐体具有质心低、横向稳定性好、制造工艺简单，但是整车的装载容积不高。液化石油气罐车罐体所承受的压力较大，经上述分析对比选用截面为圆形的鞍型 黑龙江工程学院本科生毕业设计9型支座支承罐体。可以使得罐体受力均匀，载重量大，制造成本合理。2.4 整车参数确定2.41 尺寸参数（1）外廊尺寸外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定，但最大尺寸要满足法规要求。在我国 GB158993汽车外廓尺寸的界限中，明确规定，车辆高不超过 4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过 2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过 250mm；车辆长:货车不超过 12m，半挂汽车列车不超过 16.5m，全挂汽车列车不超过 20m。设计的液化气汽车总长度为 9000mm，车高为 3695mm，车宽为 2490mm。（2）轴距轴距影响到车辆总长，最小转向直径、纵向通过半径或纵向通过角、轴荷分配和质量转移系数，也影响到车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。综合考虑设计的液化气运输罐车的车轴距 5050mm。（3）轮距轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性，轮距要与车宽相适应，设计的液化气运输罐车的轮距为 1800mm。（4）前、后悬前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求，同时还要满足有关标准的规定，即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的 0.65 倍;对于其它车辆，后悬不得超出轴距的 0.55 倍，但最长不得超出 3.5m。在实际改装过程中，后悬变动比较多。例如对于自卸车，一般要将所选的普通汽车底盘的后悬变短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将后悬加长。设计的液化气石油罐车的前悬为1330mm，后悬为 2620mm。2.4.2 质量参数质量参数（1）装载质量 汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对装载质量的确定，首先考虑车辆的用途和使用条件，原则上对于货流大、运距长的运输，宜采用大吨位车辆，以便于提高生产率经济、降低运输成本；而对于货流多变、运距短的运输，宜采用中、小吨位车辆比较经济。其次，装载质量的确定要和行业产品规划的系列相符合，做到在装载吨位上分布合理，以便于专用车产品的系列化、通用化和标黑龙江工程学院本科生毕业设计10准化。对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。设计的液化气石油运输罐车的装载质量为 7000kg。（2）整备质量 所谓整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设备，加满油和水，但未载人和载货时的整车质量。整备质量是一个重要设计指标，对运输型专用汽车的动力性和经济性有很大影响。据估计，载重汽车整备质量减少 10%，可使经济性提高 8.5%。因此从设计原则上讲，应减少整备质量，尽量采用轻质金属材料和非金属材料，减少原材料消耗，降低制造成本。液化气石油罐车的整备质量为 8693kg。（3）总质量 所谓总质量是指专用汽车装备齐全，满载(规定值)货物及乘员时的质量。其计算公式为 0aepmmmm （2.1）式中：mp乘员质量 kg，按座位数计，65kg/人。对于作业型专用汽车，如起重举升车、高空作业车等，总质量主要由改装后的汽车底盘质量和专用工作装置质量确定，无需考虑装载质量。为了部分弥补专用汽车装载质量的下降，可采用原车底盘允许的最大总质量，合理地利用原车底盘的超载能力。一般最大允许可超过原车型总质量的 5%。设计的液化气石油罐车的总质量为16000kg。2.5 本章小结本章主要是对整车方案设计进行了分析，为专用车的设计的特点提供了明确指导，通过对比选取了罐体形式及二类底盘，并确定了整车方案中的基本参数。本章内容是设计的初始，为以后的设计提供了重要的基本参数，做好了一定的铺垫。黑龙江工程学院本科生毕业设计11第 3 章 罐体设计及校核3.1 罐体设计罐体主要由圆筒体、封头、防波板、人孔和整体式支承座等组成。在罐体上还设有安全阀、液位计和紧急切断阀等装置。3.1.1 设计压力确定 液化石油气的主要成分是甲烷，丙烷，丁烷和丁烯等。液化石油气罐车是运输液化石油气体或性质相似的其他气体液体混合的专用罐车。混合液化石油气是指50时饱和蒸气压力不大于1.6MPa。国家压力容器安全监察部门对压力容器的设计压力有专门的规定，设计压力的确定查钢制压力容器设计手册选取，见表3.1，常温下盛装液化石油气或混合液化石油气的容器，设计压力p为1.77MPa。表 3.1 常见介质设计参数表介质设计压力/MPa液面以下开口罐体腐蚀裕量/mm单位容积充装量/(t/m0)50C饱和蒸气压力大于1.6MPa2.16允许10.42液化石油气其余情况1.77允许10.42丙烯2.16允许10.43丙烷1.77允许10.423.1.2 设计温度确定设计温度是指容器在正常的工作过程中，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度。液化石油气体汽车罐车安全监察规程对设计温度有规定。液化气体运输车罐体的设计温度应符合以下要求:黑龙江工程学院本科生毕业设计12（1）罐体结构为裸式的，其设计温度为50；（2）罐体结构有保温层的，其设计温度为介质可能出现的最高工作温度或最低工作温度；（3）罐体设计温度的最低值应考虑环境温度对其影响。液化石油气的主要成分是甲烷，丙烷，丁烷和丁烯等。液化石油气通常是气体和液体两种状态同时存在，主要成分是含有三个或四个碳原子的碳氢化合物。根据钢制压力容器设计手册，选取设计温度50。3.1.3 罐体材料根据固定式压力容器安全技术监察规程，用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢，其中各元素成分应满足 C 0.25、P 0.035、S 0.035。选择压力容器常用低合金钢板16MnR。表3.2为16MnR中各元素含量。表3.2 16MnR16MnR元素含量元素CSiMnPS含量0.130.190.200.551.201.60 0.025 0.0183.1.4 罐体公称直径本设计的容器的公称直径通常指容器的外径。根据钢制压力容器设计手册，按照表 3.3 根据罐体的充装量选取公称直径为 2000mm 的罐体。表 3.3 压力容器的公称直径30035040045050055060065070075080090010001100120013001400150016001700180019002000210022002300240025002600280030003200340035003600380040004200440045004600480050005200540055005600580060003.1.5 罐体壁厚确定按 GB150 钢制压力容器标准，罐体截面为圆形的压力容器壁厚计算公式为 （3.1） 11S =2pDcp式中：设计压力 1.77（MPa） ；p黑龙江工程学院本科生毕业设计13圆筒体内径 2000（mm） ；1D 焊缝成形系数； 壁厚附加量（mm） 。c钢制压力容器由于采用双面全透的对接焊缝，所以焊缝成形系数=1 （3.2）123cccc式中: 钢板厚度负偏差，由表 3.4 可知=0.8mm；1c1c腐蚀裕量,所选材料的速度 K0.05mm/a 时，取=1.2mm（mm） ；2c2c与罐体加工方法，材料性质有关。冷卷罐体取=0mm3c3c=2mm，所以=12.466mm，根据钢制压力容器设计手册，公称直径为 2000mmc1S所对应的=14mm。1S 表 3.4 钢板负偏差值1c钢板厚度2.02.22.52.83.03.23.53.84.04.55.5负偏差0.180.190.20.220.250.30.5钢板厚度6782526303234364042505260负偏差0.60.80.91.01.11.21.3圆筒体壁厚计算应力用下式校核 （3.3） 111()2tp DSS 式中： 设计温度下材料的许用应力。 t查钢制压力容器设计手册，由于钢板厚度为14mm，16MnR在20200时候的许用应力均为170MPa。由于=142.87MPa170MPa，所以壁厚满足标准。3.1.6 罐体封头确定根据 GB150 规定采用标准的椭圆形封头，选取椭圆形封头，结构简单，制造容易，价格适宜。椭圆形封头采用长短轴比值为 2 的标准型封头。 椭圆形封头厚度（mm）用下式表示2S （3.4） 220.5tiM pDScp 黑龙江工程学院本科生毕业设计14=11mm,根据相对应的公称直径选封头公称直径为12mm。2S3.1.7 罐体尺寸确定罐体最大充装质量应按下式计算: （3.5）W=V式中： 罐体最大充装质量，单位为吨(t)，更具实际情况选取为7t；W 单位容积充装质量，单位为吨每立方米(t/)。按下列规定确定:3m值按下列规定确定:（1）罐体结构为裸式的，按介质在设计温度为50时罐体内留有8%气相空间及该温度下的介质密度确定；（2）罐体结构有保温层的，按介质在可能出现最高工作温度时罐体留有80气相空间及该温度下的密度确定；根据钢制压力容器设计手册表3.1所示，为0.42。罐体实际容积，单位为。V3m所以罐体实际容积V=16.67。3m （3.6）1(2 )22iDVahV式中： 罐体实际容积，单位V3m 罐体的长度；a封头高度，由表 3.5 公称直径为 2000mm 各参数，可知其值为 40mm；h封头内径 2000mm；iD封头容积，由表3.5 公称直径为2000mm各参数，可知容积为1.18。1V3m由此可知=4476mm。a罐体总体尺寸为： 122Lahh（3.7） 式中： 罐体总长；L罐筒的长度；a封头高度，由表 3.5 公称直径为 2000mm 各参数，可知其值为 40mm；h封头曲面高度，由表 3.5 公称直径为 2000mm 各参数，可知其值为1h500mm；黑龙江工程学院本科生毕业设计15罐体总长=5556mm。L罐体尺寸如图 3.1 所示。图 3.1 罐体尺寸参数表3.5 公称直径为2000mm罐体各参数公称直径曲面高度质变高度厚度内表面积容积质量200050040124.571.184383.2 罐体附属装置设计选型3.2.1 安全阀设计选型安全泄放装置就是为了保证压力容器安全运行、防止其发生超压的一种保险装置。安全泄放装置具有这样的性能使容器在正常的工作压力下运行时，它保证严密不漏，而一旦容器内压力超过规定，它就能自动把容器内部的气体迅速排出，使容器内的压力始终保持在最高许用压力范围内。根据压力容器安全技术监察规程及钢制压力容器的规定，对介质为易燃液化石油气或位于有可能发生火灾环境下工作的非易燃液化石油气, 其无绝热材料保温层的压力容器的安全泄放量计算公式为： 50.822.55 10rsFAWq555650040黑龙江工程学院本科生毕业设计16（3.8）式中 压力容器的安全泄放量，单位；sWkg/h压力容器的受热面积，单位；rA2m计算系数，在地上的罐体系数取1；F在泄放压力下液化石油气体的气体潜热，单位。qkJ/kg液化石油气成分组成及汽化潜热见表3.6。表 3.6 液化石油气成分组成及汽化潜热成分组成丙 烷50%丙 烯15%正异丁烯15%正异丁烷15%残 液5%50汽化潜热 kJ/kg285.5285.96343.7317.8337则 50液化石油气的气化潜热 285.5 0.5285.96 0.15343.7 0.15317.8 0.15337 0.05301.9KJ/kgq 压力容器的受热面积：000(0.3)rAD LD （3.9）式中： 罐体外径，2000mm；0D0D为罐体总长，5556mm。0L0L则22000 (55560.3 2000)49.18mrA安全泄放量sW50.822.55 101 49.1821036.54kg/h301.9sW 根据压力容器安全技术监察规程及钢制压力容器的规定安全阀的最小排气面积A的计算公式为：27.6 10sWAMCKpZT （3.10） 式中：C是气体特性系数,查压力容器安全技术监察规程附件五有关规定选取取黑龙江工程学院本科生毕业设计17337；K安全阀额定泄放系数,按压力容器安全技术监察规程附件五第二节有关规定中选取 0.7；P设计压力，P1.77MPa；Z压缩系数，其中蒸汽在工作温度和压力下的压缩系数 Z。可根据高鸿华主编压力容器安全技术问题选取Z 为 0.67；T液化石油气绝对温度，按设计压力 323K 选取；M分子量，取介质的平均分子量44。 2221036.541739.14mm447.6 10337 0.7 1.770.67 323AA411F-25安全阀的排气面积计算 2114dA（3.11）式中是A411F-25安全阀的排气孔直径48mm。1d则 221482048.62mm4A液化气体运输车罐体顶部应装设安全泄放装置，根据液化气体汽车罐车安全监察规程，选取 A411F-25 内装式安全阀，使用温度150，适用混合石油气，液氮，液氨，丙烯，丙烷等介质。主要材料见表 3.6。 表3.6 A411F-25主要零部件材料主要零部件材料零件名称材料阀体，阀盖碳素钢体阀瓣，阀杆铬不锈钢密封面结合PTFE/硬质合金弹簧优质铬钒钢3.2.2 人孔设计选型根据液体气体运输车罐体上至少应设置一个公称直径不小于450 mm的人孔，黑龙江工程学院本科生毕业设计18储运易燃、易爆、毒性程度为中度以上危害介质的运输车应在气液相口处设置紧急切断装置。以钢制压力容器设计手册和JB585-97为标准依据，结合罐体公称直径，选取水平掉盖对焊法兰入孔。表3.8为人孔主要尺寸，具体图形参照CAD图纸。表3.8 人孔主要尺寸gPgDwdS1dD1DAd1H2Hb1b2b25500530500730660416483402274854563.2.3 液位计设计选型在罐体的水平中心面上,罐体前封头中心,装设一个液位计。液位计必须灵敏准确，结构牢固，操作方便。UQZ-3 系列浮球液位计是用于直接指示各种敞开或承压容器内液位高度的指针式仪表。该仪表与工业设备上常用的玻璃板液位计相比较，它不怕破裂，示值更为清晰，尤其适用于对玻璃管壁有粘滞作用的油污类液体介质或者有毒有害的介质的直接指示。仪表属纯机械结构，故在易燃易爆场所工作时，具有本质安全性。适应于对黄铜、铝、不锈钢 等材质有较强腐蚀作用的介质。选取的 UQZ-3 浮球液位计精确度达到 2%，适应环境温度-25 到+55之间，介质温度120，安装形式为侧装式法兰连接。UQZ-3 液位计结构如图 3.2，技术参数如表 3.9。图 3.2 UQZ-3 型液位计黑龙江工程学院本科生毕业设计19表 3.9 UQZ-3 型技术参数型号介质密度（g/cm3）量程 （m）测量方式介质压力（MPa）浮球直径（mm）安装法兰适用范围UQZ-3 0.45 1、1.5、2、2.5满度 1.8200ZG3/4 锥管阳螺纹液化石油气专用3.2.4 温度计的选取液化石油气汽车罐车在充装与运输过程中，由于温度对罐体内压力的升降具有决定作用，对温度的控制较压力更严格。所以需要安装一个表盘式压力指示温度计，测量范围应在-4060，通过温度计连接管将其安装在阀门箱内。选取由上海涌纬自控成套设备有限公司生产的 WSS-4.3 型号双金属温度计，精度等级 1.5，固定螺纹式安装固定方式。双金属温度计可直接测量液体，气体和蒸汽的温度，具有无汞害，指示清晰，坚固，耐震。仪表全部采用不锈钢材料，具有良好的防水，耐腐蚀性能。双金属温度计是由绕制成环性弯曲状的金属片组成。一端受热膨胀时，带动指针旋转。广泛应用于石油，化工，冶金，纺织食品等工业。可以直接测量各种过程中的-80 到500 范围内液体蒸汽和气体介质温度。3.2.5 罐体防波板设计防波板的作用是减弱罐体内的液体由于汽车行驶引起的冲击和振荡，以提高汽车行驶平稳性。根据液化气体罐体安全规程罐内应设置防波板，每个防波板的有效面积应大于罐体横断面积的40%，防波板的安装位置，应使上部弓形面积小于罐体横断面积的20%。防波板与罐体的联接应采用牢固的结构，防止产生裂纹和脱落。每个防波板容积一般不大于3 m3。防波板与罐体的联接应采用牢固的结构，为了拆卸方便，一般采用螺栓紧固在与罐体相焊的角钢圈上。根据罐体的体积和罐体总长及直径，选用5块防波板，间距从车头方向分别为1040mm，869mm，869mm，869mm，1040mm。图3.3为防波板与罐体的联接示意图。黑龙江工程学院本科生毕业设计20 图3.3 防波板的与罐体连接示意图3.2.6 管路系统设计设计要求（1）系统能够完成密封装卸作业；（2）液化石油气在管道中的流速不得超过 5m/s；（3）应设置气相平衡装置，当无气相平衡时，泵的每分钟流量应限制在罐体总容积的 2.5%左右；（4）装卸时避免高速冲击；（5）监测仪表、控制元件应齐全，工作可靠，动作灵活；（6）液化石油气温度不得超过设计值； （7）必须保证液化石油气罐车在装卸作业中的安全，工作可靠，并且具有多种功。 管道系统具有自泵装卸、泵站作用、他泵装卸、压差装卸和自流装卸等功能。通过操纵不同的阀门，可实现罐车的各种功能。自卸装卸操作手动泵，打开紧急切断阀，再打开 2、5，其余阀关闭，可实现经流量计计量装液；若只打开 1、4，其余阀关闭，则实现流量计计量放液。泵站装卸操作手动泵，打开紧急切断阀，再打开阀 2、3，其余阀关闭，则不经计量，液体也不经本车罐体进行倒罐；打开 2、4，其余阀关闭，可经流量计进行倒罐。他泵或自流装卸操作手动泵，打开紧急切断阀，打开阀 1、2 或 4、5，其余阀关闭，不经流量计进行他泵或自流装卸；若打开阀 3、5，其余阀关闭，则经流量计进行他泵或自流装卸。管道原理图见图 3.4。黑龙江工程学院本科生毕业设计21图 3.4 管路系统图管路系统的主要部件有紧急切断装置、卸压阀、快装接头、管路、压力测量装置、流量计、过滤器等。1、紧急切断装置罐体液相、气相出口管道上应分别安装一套内置式紧急切断装置, 以便在管道发生大量泄漏时进行紧急止漏。紧急切断装置包括紧急切断阀、远控系统以及易熔塞自动切断装置, 要求其动作灵活、性能可靠、便于检修。远控系统的关闭操作装置应装在人员易于到达的位置, 如罐车尾部, 易熔塞自动切断装置应设在环境温度升高时能自动关闭紧急切断阀的位置。紧急切断阀有两种型式可供选择: 一种为机械式, 如QGJ4325型, 其远控操作可通过与紧急切断阀、事故手柄相连的软钢索实现；另一种为液动式,如QGY43F25型, 其远控操作可通过手压油泵与紧急切断阀、卸压手柄配套使用来实现。本次设计选择永嘉县天虹阀门制造有限公司制造的QGY43F25槽车紧急切断阀。主要参数见表3.10，结构如图3.5所示。黑龙江工程学院本科生毕业设计22图3.5 紧急切断阀表 3.103.10 QGY43F25 槽车紧急切断阀高温熔闭温度/755油缸操作压力/ MPa2.04.0油源介质13#机械油或 2#锭子油紧急切断时间/ s52、压力测量装置罐体应至少安装一只压力表, 通过压力表连接管将压力表安装在阀门箱内。压力表的精度等级应不低于 1.5 级, 采用上海宏彤 Y-100T 型压力表, 表盘的测量范围为04.0MPa。在表盘上对应于介质温度为 40和 50的饱和蒸气压处涂以红色标记, 以提醒操作者当指针接近此处时应采取措施降压。3、LPG型过滤器黑龙江工程学院本科生毕业设计23过滤器是安装在容积式流量计进口端，用来滤清管道中流经的液体内的杂质，以保证仪表正常运行。它的主要部件是壳体和过滤筒，LPG 型过滤器是为国产容积式流量计（椭圆齿轮、腰轮、螺旋转子流量计等）统一设计的管路附件，可以用于多种液体输送管路中。选用合肥精大仪表股份有限公司生产的 LPG-50.2/B 过滤器，主要参数见表 3.11。表 3.11 LPG-50.2/B 过滤器主要参数工作压力/MPa2.5工作温度/0 120材质 a.壳体耐蚀钢过滤网不锈钢丝网连接法兰标准JB/T7982-19944、流量检测装置管路系统的设计采用带流量计不带液泵的管路系统。选用合肥精大仪表股份有限公司生产的 LC-E 型铸钢椭圆齿轮流量计。5、密封装置设计该罐体管路的密封装置采用垫圈查机械设计手册选择公称压力为2.5MPa，耐油石棉橡胶垫，可用介质为油品、油气、丙烷等。3.3 罐体校核罐体压力试验1、试验要求在完成罐体设计的时候要用超压（超过设计压力）试验的办法全面考核容器的强度、承压能力和致密性。压力试验的方法分为水压试验和气压试验两种。在 GB 150标准中要求压力表的量程在试验压力的 2 倍左右为宜，但不应低于 1.5 倍和高于 4 倍的试验压力。水压试验压力的确定，查压力容器设计手册 内压容器试验压力，公式为： （3.12）1.25rpp式中：p设计压力，为 1.77MPa。则 MPa1.25 1.772.21rp 在进行 2.21MPa 水压试验进行测试合格后，以 1.77MPa 进行气压试验不得有泄黑龙江工程学院本科生毕业设计24漏。2、液压试验罐体的设计材料为 16MnR，16MnR 钢制容器在做水压压试验时，液体温度不得低 15；试验时容器顶部设排气口，充液时将容器内的空气排尽。试验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到 2.21MPa 试验压力后，保压时间不少于 30min。然后将压力降至规定试验压力的 80，1.76MPa。并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验。液压试验完毕后，应将液体排尽并用压缩空气将内部吹干。3、气压试验气压试验所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体。气压试验时，介质温度不得低于 15。气压试验时压力应缓慢上升，至规定压力的 10，且不超过 0.05MPa 时保压 5min。然后，对所有焊接接头和连接部位进行初次泄漏检查，如有泄漏，修补后重新试验。初次泄漏检查合格后，再继续缓慢升压至规定试验压力的50，其后按每级为规定试验压力的 10的级差逐级增至规定的试验压力。保压10min 后将压力降至规定试验压力的 87。并保持足够长的时间后再次进行泄漏检查。如有泄漏，修补后再按上述规定重新试验。3.4 罐体的焊接3.4.1 焊接接头分类和焊条的选择 罐体的主要受压部分的焊接接头分为 A、B、C、D 四类：（1）圆筒部分的纵向接头、各类凸形封头中所有拼焊接头以及嵌入式接管与筒体对接的接头，均属 A 类焊接接头；（2）壳体部分的环向接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属 B 类焊接接头；（3）法兰与接管非对接连接的接头均属 C 类焊接接头；（4）接管、人孔、凸缘、补强圈等与简体连接的接头均属于 D 类焊接接头。一般根据焊接接头的型式和焊缝无损探伤检验的要求选取。据规定罐体上所有的对接接头均采用双面焊的全焊透结构形式，并且要求进行100 的无损探伤。根据罐体材料的种类化学成分，力学性能以及采用的焊接方法等进行综合性考虑，以合理地选择焊接材料。采用手工电弧焊时，对三类压力容器宜选低氢碱性焊条，以提高焊接接头的塑性、韧性和和抗裂性如对l6MnR钢钢板宜选用E5Ol5。埋弧自动焊时一般按焊材的抗拉强度等级和主体材料的抗拉强度等级相等或相近的原则选取。如16MnR扳可选焊丝为H10MnSi，HMn2，H08MnA。焊剂为HJ43l。3.4.2 罐体的焊接方法黑龙江工程学院本科生毕业设计25罐体内件和罐体焊接的焊缝应避开筒节间对接焊缝及圆筒与封头的对接焊缝。罐体上被补强圈、支承垫板等覆盖的焊缝，均打磨至与母材齐平。罐体在施焊前，按JB 4708 的规定进行焊接工艺评定。焊接工艺评定报告和试样应保存至该评定失效为止。施焊条件符合 JB/T 4709 的规定。罐体 A、B 类焊接接头的余高查压力容器焊接手册，见表 3.12 所示。焊口结构如图 3.7 所示。表 3.12 A、B 类接头焊缝标准抗拉强度值 Rm540MPa 的钢材其它钢材单面坡口双面坡口单面坡口双面坡口1e2e1e2e1e2e1e2e010且3mm1.5mm010且3mm010且3mm015且4mm1.5mm015且4mm015且4mm图 3.6 焊口结构图3.5 本章小结在本章主要介绍了罐体设计及校核，并对罐体上的附件及管路进行了设计及选型，是整个液化石油气罐车的设计重点，也是本次设计的重点。在罐体的设计上以最新的钢制压力容器为标准，对罐体进行详细设计。并对罐体上不同接头采用相应的焊接选择。黑龙江工程学院本科生毕业设计26第 4 章 附件设计4.1 罐体支承座设计罐体与汽车车架的联接是通过罐体底部的支承座和固定装置来完成的。支承座有整体式和分置式两类。分置式又分纵梁分置式、横梁分置式和纵横梁分置式三种。它们都是焊接在罐体的底部，与罐体成一体。由于双锥内倾罐体的形状比较复杂，采用整体式支承座。黑龙江工程学院本科生毕业设计274.1.1 支承座的前端形状及安装位置 为了避免由于支承座截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的应力集中，支承座的前端形状应采用逐步过渡的方式。可采用的前装形状有四种，U 形、角形、L形以及简易形如图 4.1 所示。 图 4.1 支承座前端简易形状图 因为加工 U 形、角形、L 形前端工艺要求教高，加工困难，为了节约成本，可以选择前端简易形状，此时斜面尺寸较大。对于钢质支承座：=57mm；=200300mm 可以取 0h0l=7mm；=210mm。 0h0l4.1.2 罐体支承座的固定 罐体支承座与主车架的连接通常通过连接支架和止推板配合使用的方式来实现。1.止推连接板 图 4.2 是止推连接板的结构。连接板上端通过焊接与支承座固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止支承座与主车架纵梁产生相对水平位移。相邻两个止推连接板之间的距离在5001000mm 范围内。 1-支承座纵梁；2-止推连接板；3-车架纵梁。图 4.2 止推连接板的结构图黑龙江工程学院本科生毕业设计282.连接支架 连接支架由相互独立的上下托板组成，上下托板均通过螺栓分别与支承座和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上下托架相连接。由于上下托架之间留有间隙，因此连接车架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架应和止推连接板配合使用。图 4.3 是连接支架的结构。1-上托板；2-下托板；3-螺栓。图 4.3 连接支架结构图4.2 取力器的选择各类专用汽车的专用工作装置主要由汽车发动机提供动力源。取力器就是汽车的一种专用动力输出装置。它从发动机取出部分功率，用于驱动各类液压泵、真空泵、空压机以及各种专用汽车工作机械。4.2.1 取力器的布置方案 取力装，又称取力器，除少数专用汽车的工作装置因考虑工作的可靠性和特殊要求而配备专门动力驱动外（例如部分冷藏汽车的的制冷系统。绝大多数专用汽车上的的专用设备都是以汽车自身的发动机为动力源。经过取力装置，用来驱动各种齿轮泵，水泵、空压机等，从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃级车、吸污车、随车起重车、高空作业车、散装水泥车、后栏板起重车等专用汽车的工作装置配套使用。因此，取力装置在专用汽车的设计和制造方面显得尤为重要。根据取力器相对于汽车底盘变速器的位置，取力器的取力方式可分为前置、中置和后置三种基本型式，每一种基本形式又包括若干种具体的结构，如下所列：1 发动机前端取力 发动机前端取力是一种常用的形式，一般是有正时齿轮室或由发动机的风扇，黑龙江工程学院本科生毕业设计29水泵的皮带轮输出。 图 4.4 是一种发动机前端取力的布置方式。这种取力方式适用于有普通长头式汽车地盘改装的专用车辆。由于该取力方式的取力器到专用装置的距离太长，且需要转换传动方向，若采用机械传动其机构就很复杂，因此一般采用液力传动。图 4.4 发动机前端取力2 发动机后端取力图 4.5 是发动机后端取力的布置方案，在飞轮前端的齿轮，通过中间轴齿轮带动取力器齿轮，从而驱动取力器的输出轴。这种取力方式的优点是工作装置不受主离合器的控制，但因改变了曲轴末端的结构，对于内燃机平衡会有一些影响。这种布置多在机场消防车上有应用。1发动机 2取力器 3水泵离合器 4高压水泵 5变速器 6离合器图 4.5 发动机后端取力3 飞轮后端取力如图 4.6 所示，这种取力方式类似飞轮前端取力，取力器不受主离合器的控制，但取力齿轮位于主离合器之后。这种取力方式常用于有平头式汽车底盘改装的大、中、型混凝土搅拌运输车，取力器到专用装置的距离较短，因而传动系统简单，传动效率较高。 黑龙江工程学院本科生毕业设计301阀 2液压泵 3取力器输出 4变速器 5发动机曲轴及飞轮图 4.6 飞轮后端取力的传动路线4 变速器上盖取力 这种布置方案是改制原变速器的上盖，将取力器置于变速器之上，用一个惰轮和变速器的第一轴输人齿轮常啮合，再由该惰轮将动力传给取力器的输出轴，如图4.7 所示。这种取力方式亦具有和发动机同转速输出的特点，因而适合于需要高转速输入的工作装置。1齿轮轴 2离合器套 3花键轴 4蜗杆 5涡轮 6离合手柄 7法兰 8变速器第一轴 9拨叉 10拉杆 11取力器壳体 12惰性齿轮 13小齿轮图 4.7 变速器上盖取力器5 变速器后端盖取力为一种变速器后端盖取力传动示意图。动力由中间轴直接取出，并在中轴的后端盖处输出。图 4.8 为某种变速器后端盖取力器结构示意图。黑龙江工程学院本科生毕业设计311发动机 2离合器 3变速箱 4取力器 5汽车传动轴图 4.8 变速器后盖取力示意图 4.2.2 取力器型号的选定根据所选二类底盘的特点，本次设计采用从变速器后端盖中间轴取力的方式。4.2.3 取力器基本参数确定取力器实质上是一种单级变速器。其基本参数有取力器总速比、额定输出转矩、输出轴旋向以及结构质量等。CA6T123 系列汽车取力器有 30 几种型号。其总速比（发动机转速与取力器输出转速之比）有 1.06、0.892、1.253、1.199 等多种配比。其额定输出扭矩有210Nm、170Nm、100Nm 和 392Nm 等。输出旋向均为与发动机旋向相反。结构参考质量为 12 kg、12.5kg。本设计选用取力器型号为 4205KBA-010B，其总速比为0.892，额定输出功率 170Nm。4.3 本章小结 本章根据罐体的参数，进行罐体底座的设计及主车架通过限位板和链接支架进行固定。根据所选二类底盘的特点，本次设计采用从变速器中间轴取力的方式，并选用4205D1-010 型号的取力器。黑龙江工程学院本科生毕业设计32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）cbnanTeee2式中： 发动机输出转矩(Nm)；eT 发动机输出转速(r/min)；en 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、1eT、及、，依拉氏插值三项式有1en2eT2en3eT3n黑龙江工程学院本科生毕业设计33)()()()()()(231321312321323121321eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeennnnnnnnTnnnnnnnnTnnnnnnnnTT将上式展开，按幂次高低合并，即可得三个三个待定系数为 )()()(231333212231211eeeeeeeeeeeeeeennnnTnnnnTnnnnTa )()()()()()(231332132122313121132eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeennnnTnnnnnnTnnnnnnTnnb )()()(231332132122313121132eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeennnnTnnnnnnTnnnnnnTnnc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emP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）22)()(etptpememennnnTTTT式中： 发动机最大输出转矩（Nm） ；emT 发动机最大输出转矩时的转速（r/min） ；tn 发动机最大输出功率时的转速（r/min） ；pn 发动机最大输出功率时的转矩（Nm） 。pT pempnPT9550由公式（5.1）和公式（5.2）可得： 2222)()()()(2)(pttpememptpemtptpemnnnTTTcnnTTnbnnTTa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 汽车的行驶方程式黑龙江工程学院本科生毕业设计34液化石油气罐车在直线行驶时，驱动力和行驶阻力之间的关系式如下。 tfwijFFFFF（5.3）式中：驱动力； tF滚动阻力；fF空气阻力；wF坡度阻力； iF加速阻力。jF1.驱动力的计算tF液化石油气罐车在地面行驶时受到发动机限制所能产生的驱动力与发动机输tF出转矩的关系为eT dgetriiTF0（5.4）式中： 变速器某一挡的传动比；gi主减速器传动比；0i传动系统某一挡的机械效率；驱动轮的动力半径；dr发动机外特性修正系数。2.滚动阻力的计算fF液化石油气罐车的滚动阻力的计算公式为fF cosgfmFaf（5.5）式中： 液化石油气罐车的总质量；am 道路坡度角；滚动阻力系数。f黑龙江工程学院本科生毕业设计353.坡道阻力的计算iF汽车上坡行驶时，整车重力沿坡道的分力为坡道阻力，其计算公式为 singmFai（5.6）4.空气阻力的计算wF汽车的空气阻力与车速 的平方成反比，即v 2047. 0vACFDDW（5.7）式中： 空气阻力系数，液化石油气罐车可取为 0.50.9；DC迎风面积（m2） ，可按 A=BH 估算，B 为轮距，H 为整车高度。DA5.加速阻力的计算jF加速阻力是汽车加速行驶时所需克服的惯性阻力计算公式为 jmFaj（5.8）式中： 汽车加速度（m/s2） ；j汽车整备质量（kg） ；am 传统系统回转质量换算系数。的计算公式为 222021rmiiIrmIagfaW（5.9）式中： 车轮的转动惯量（kgm2） ；wI发动机飞轮的转动惯量（kgm2） ；fI车轮的滚动半径（m） 。r进行动力性计算时，若、的值不确定，则可按下述经验公式估算值。wIfI 2211gi（5.10）黑龙江工程学院本科生毕业设计36式中：=0.030.05。低挡时取上限，高档时取下限。21将式（5.4） 、 （5.5） 、 （5.6） 、 （5.7） 、 （5.8）代入式（7.3） ，得 jmAvCfgmriicbnanaaDadgee202)sincos()(（5.11）因为 rviinage377. 00（5.12）将式（5.10）代入（5.9）中得 )sincos(212fCCBvAvjmaaa（5.13）式中: gmCrCiiCrrbiiBACrraiiAadgdgDdg2012202330377. 0142. 05.1.3 汽车最高车速的确定汽车最高车速的计算（其它参数见表 5.1 5.2）。191955095507602400emppPTn423.27 10()emptpTTann 22 ()0.981()temptpn TTbnn22()289.25()emptemtpTT ncTnn当汽车以直接挡行使时有公式 DDdoACrraiA047. 0142. 023 3.28 黑龙江工程学院本科生毕业设计37 =134.38dorrbiB377. 02 = 1 802.4dorciC1 =-245 000gmCa2 =67.3)(4)(2122CfCAkCBDo因为 A0，D0，求专用汽车的最高车速为maxv.5km/h2()902naxBkCDvA5.2 燃油经济性计算专用汽车的燃油经济性通常用车辆在水平的混凝土或沥青路面上，以经济车速 v满载行驶的百公里油耗量来评价，百公里油耗 Q，单位 L/100km。可以根据发动机万有特性来计算。公式为 （5.14）1.02eaPbQug式中:燃油的密度， （kg/L） 。柴油可取7.94N/L8.13N/L；g 重力加速度。g首先计算出经济车速下相应的发动机转速 (r/min) rviinage377. 00（5.15）液化石油气罐车的经济车速为 65km/h。则 00.377gaei i vnr=1 428.2(r/min)在经济车速下发动机功率为31360076140aDDeaam gfC APvv=143.6KW由（7.14）式得L/100km143.6 139.337.91.02 65 7.94Q黑龙江工程学院本科生毕业设计38 表 5.1 相关系数的确定名称符号数值发动机外特性修正系数0.82直接挡时传动效率00.89其他挡时传动效率0.86空气阻力系数DC0.8of0.0186滚动阻力系数k27 500 表 5.2 汽车参数 名称 符号 数值与单位发动机最大功率 emP191kw发动机最大功率时的转速 pn2 400r/min发动机最大转矩 emT1 025Nm发动机最大转矩时的转速 tn1 500 r/min车轮动力半径 dr0.520 m车轮滚动半径 r0.536主减速比 oi4.44汽车列车迎风面积 DA8汽车满载列车总质量 am16 000kg5.3 整车轴荷分配计算将罐体简化成如图 5.1 所示。支点 1 处为前轴位置，支点 2 为后两轴中心位置，F 的作用点为罐体质心位置。图中，L1=4 685mm，L=5 000mm，F=15 000N。求水平面内支撑反力 FC1、FC2FC1+FC2=F (5.16)黑龙江工程学院本科生毕业设计39FC2-FL1=0 (5.17)由 7.16 、7.17 两式可得 FC1=9 450N，FC2=140 550N。根据以上数据求得支点 1 支撑重量为 945kg，支点 2 支撑重量为 14 055kg。二类底盘前轴的最大质量为 5t，挂车的后轴最大载质量为 16t。满足设计的要求。 图 5.1 轴荷分配简图5.4 整车稳定性分析行驶稳定是保证罐车安全的一项重要性能指标。因此，设计时要对罐车空载质心高度和空载侧倾角进行了计算，保证行驶的安全性。5.4.1 空载质心高度的计算空载时，罐车各部件的质量及质心高度见表 5.3。表 5.3 主要部件质量和质心高度部件名称质心高度（mm）质量（kg）二类底盘1 1007 055罐体总成2 2401 700车轴及车轮7501 280副车架1 140800其它部件1 000300根据表 7.3 各部件的质量和质心高度，可求得罐车质心高度为mm7055 1100170022401280 750750 1140300 10001234.47055 17001280750300h5.4.2 空载侧倾角的计算罐车空载的侧倾角是评价整车稳定性的重要参数。如图 5.2 所示。FFC1FC2支点 1支点 2L11L黑龙江工程学院本科生毕业设计40Bh 图 5.2 罐车侧倾角罐车空载侧倾角的计算公式为 （5.18）arctan/2Bh式中: B车轮外侧倾翻点宽度 ，为 2 480mm； h罐车质心高度，为 1 234.4mm。则 arctan(2480/ 2 1234.4)45.1根据汽车罐车安全监察规程规定，罐车空载侧倾角应大于等于，故设35计满足侧向稳定性条件。5.5 本章小结本章对设计的液化石油气罐车的整体进行简单的分析。对最高车速进行了计算及整车的轴荷分配进行了计算，确定了当罐车满载时各轴所承受的载质量。按照汽车理论对整车的燃油经济型和稳定型进行了分析计算。黑龙江工程学院本科生毕业设计41结 论 本次设计主要以最新 GB/T 1995-2005液化气体运输车制造标准和 GB150 钢制压力容器为设计标准。对现有车型进行研究了解设计原理和参数选定,在其基础上,具体的设计出了液化石油气罐车的罐体总成和附件设计。设计的重点是罐体总成的设计。研究的内容和成果如下：（1） 设计总重量 16 吨的液化石油气罐车,首先要参考大量整车车辆的资料和文献,其次是对二类底盘进行选择,确定整车的参数。（2） 液化石油气罐车罐体的设计是按照 GB150 钢制压力容器的规格的要求选择和设计,从整车的安全性能、实用性能、经济性能入手设计了罐体，并对罐体的附件按照设计的罐体规格，进行选择和设计。通过计算安全排放量选择合理的安全阀。对液化石油气罐车的管路系统进行分析，设计了液化石油气罐车管路系统。对管路系统中的压力测量装置、流量计、过滤器及紧急切断装置进行合理的选择。提高了整车的安全性。并对罐体进行压力试验检测，确定了水压试验和气压试验的实验方法。并对罐体进行水压试验和气压试验检测，以及焊接方法的选择。（3） 对罐体支承座和取力器进行了选择及对比，进行合理选择。（4）最后对整车进行分析，对汽车的动力性进行了分析，计算了燃油经济性。对整车的轴荷分配进行了计算，确定了整车选择的要求。最后分析了整车的稳定性，保证液化石油气罐车的行驶安全。黑龙江工程学院本科生毕业设计42参考文献 1韩林.我国罐式汽车市场分析及发展态势J.商用汽车,2007.(12):32-85.2汤怀志,晓明.液化气体罐车发展回顾J.专用汽车月刊, 2009.(02):36-38.3徐超彦,韩林.国内专用改装汽车市场发展态势分析J.物流技术与应用（货运车辆）,2007(03).4徐达,蒋崇贤.专用汽车构造与设计M.北京:北京理工大学出版社,1998.5崔增辉,王祖德.专用汽车发展趋势研究J.汽车工业研究,2006.6谭德淼,刘建书.液化石油气汽车罐车设计与开发J.化工装备技术，2009(03):21-38.7余志生.汽车理论M.北京:机械工业出版社,2006.8卞学良.专用汽车结构与设计M.北京：机械工业出版社，20079成大先.机械设计手册M.第 4 版.第 4 卷.北京:化学工业出版社,2002.10赵国迁,吕静,张博.液化石油气(LPG)汽车的优点及存在的问题J.交通科技与经济,2006.(01):67-73.11潘勇.液化天然气汽车罐体设计应注意的几个问题.石油化工应用,2008.3.12董大勤.压力容器设计手册M.化学工业出版社.13 Ficher F D,Rammerstorfer F G. A refined analysis of sloshing effects in seismically excited tanks M.1999.14David Gartman,Publisher Routledge, Auto Opium:A Social History of American Automobile Design J.1994.10.15GB150-1998 钢制压力容器S.16压力容器安全技术监察规程S原国家质量技术监督局颁布,1999.17程乾.钢制压力容器设计手册M.18李达德.专用汽车改装中的防静电措施M.专用汽车,2002.4.19柳志武. 液罐车罐体防冲击板的设计J.专用汽车,2004.(01):32-39.20JB/T 47091996 钢制压力容器焊接规程S.21郭崇志,王友红.LPG 罐式汽车罐体的应力分析与评估J.化工设备与管道,2005.(03):55-59.黑龙江工程学院本科生毕业设计4322苗永权.专用汽车改装稳定性设计J.装备制造技术,2008.(06). 致 谢至此，为期一个学期的毕业设计就要结束了，同时也给自己的大学生活画上一个句号。这次毕业设计可以说对自己大学这几年所学知识进行的一个全面的回顾和复习，这其中也发现了自己的不足和欠缺之处，虽然今后像大学这样系统的学习机会还会有很多，但是能够通过毕业设计发现自己不足之处，能够再一次全面系统的学习一次大学知识，尤其是那些与汽车专业息息相关的内容，将会对自己起到很大的帮助。通过这么长时间的锻炼和学习，使自己学到了很多在课堂上不曾学到的知识和经验，这也是在踏上研究生学习之路以前对自己能力的一个检验。液化气石油罐车的设计完成了，但是能否真正符合实际性能要求，还得需要进行实际的检验。由于本人能力和经验的有限，可能会与实际的需要情况出现较大的偏差，但是毕业设计目的不在于实际的应用，而是在于通过这次设计达到锻炼自己独立完成任务的目的。在这次的毕业设计过程中得到了赵雨旸老师的大力支持，在此表示深深的敬意和衷心的感谢。对本人设计时所引用到的各种期刊文献的作者表示由衷的谢意。也感谢汽车工程系的各级领导和车辆工程教研室的各位老师，在毕业设计期间他们给了本人莫大的帮助。黑龙江工程学院本科生毕业设计44附 录附录 A 外文文献资料Design of a new trend of LPG semi-trailer transport of dangerous safety performance of vehicles The liquefied gas tanker domestic production structure for the bicycle more fixed, because the restrictions by the carrying capacity of the chassis, can only reach its load capacity 10t. As in recent years, the amount of liquefied petroleum gas storage and transportation, the rapid increase in demand, particularly in improving the quality of road transport, small tonnage tanker transport capacity becomes low, high transport costs, this market for car transport tanker tonnage of cycling requirements grow. This paper introduces the structure of liquefied petroleum gas tank trailer features and design, through the tank stress calculation, strength check, and the axle load on the vehicle, driving stability, traction and climbing ability of the calculation, and running on prototype tests conducted to prove that the trend of the vehicle structure design. Through in-depth investigation and analysis, to grasp new trends in the design of LPG semi-trailer, concrete analysis of market segments in which the product, liquefied petroleum gas tank semi-trailer on the overall market supply and demand trends in the industry and industry prospects to judge since the state has promulgated to implement road vehicles outside the profile dimensions, axle load limits and quality (GB1589-2004) standards, the interpretation of a semi-trailer to reduce the total mass of liquefied gas, and strive to maximize tank volume tank to raise the maximum filling of semi-trailer containing a single volume, to meet customer everything possible to reduce per ton / km of running costs for the design of the mentality and needs of the guiding ideology of the revolution.First, the latest design features of LPG semi-trailer.When the series of 25 tons of domestic LPG semi-trailer loaded with 46 tons more than the total mass of the country reduced to the maximum limit of 40 tons, the previous semi-trailer designed for maximum filling volume decreased from the 24.6 tons to 22.3 tons, significantly reduced transport capacity of a single set about 10%, which means a corresponding increase in the cost of transport enterprises by 10% or so.Semi-trailer manufacturing company in order to enhance their market competitiveness, focusing on how the standard of strict compliance with existing GB1589, based on the optimal design, reduce 黑龙江工程学院本科生毕业设计45curb weight semi-trailer, tank for tank and racked their mind to maximize volume; on liquefied petroleum gas trailer for the structural transformation, including:1. Tank and the connection between car beam, integral bar from the previous V-bearing, use only part of the running gear to ensure the connection with the short V-bearing; then gradually converted to cancel the V-bearing, the use of travel agencies car beam and bearing with integrated anti-T-composite structure of saddle connections;2. Tank with hemispherical head instead of elliptical head3. Individual manufacturers to give up the tank with improved rigidity and prevent deformation of the X-shaped anti-tank punch plate, back in the past two-tier board structure arc erosion control;4. Reduce the number of stiffening ring inside the tank or sewage outlets to give up;5. Give up the position of assisting the buttress in the legs;6. Working with an emergency shut-off valve and ball valve integrated structure;7. Continue using the successful experience of the past, according to the tank to calculate the minimum wall thickness, the choice of filter plates for cylinder and so on.Second, the new analysis of the safety of design ideas In fact, the tank used by the manufacturer transformation initiative is set to meet the users largest single semi-trailer reached 23.6 tons filling the ideal requirements. However, everything must be viewed in two, as the inflammable and explosive dangerous goods transport vehicles, LPG semi-trailer manufacturing quality, the key is to ensure that its design is reasonable, driving stability and security and reliability. The following semi-trailer used in the process of discovery, as a result of traffic accidents caused by product quality and defects, which should be attached great importance to the tank manufacturer, and in pressure vessel quality assurance system to control operation:1. over the past three years, Chinas liquefied gas tanker car manufacturing has been using a V-bearing + Deck + bolt connecting structure, and solve the tank and the vehicle chassis (or travel agencies) the connection between the way the problem fixed. To reduce the trailers curb weight, the current domestic sales of the larger manufacturers have a few semi-trailer running gear design and use of tank car bearing beam and the integration of anti-T-composite structure with saddle connections. Tank manufacturers only need to hang on the tank provided by the manufacturer of the running gear frame, through the assembly, calibration, welding, the tank and the connection between the vehicle running gear fixed on the basic process to complete. I am nearly similar according to the structure of LPG vehicles, semi-trailer tracking product quality, the following design and manufacturing production plant critical control point is overlooked by quality assurance system:(1)According to the liquefied gas tanker manufacturing quality control requirements, in order to ensure vehicle stability, the industry would tank and the chassis (or travel agencies) 黑龙江工程学院本科生毕业设计46the offset between the control center 4 mm range, horizontal line at both ends of the tank and the difference between the level of vehicle control beam of 3 mm within the reference index as an ideal quality. In fact, if the manufacturer of the tank by GB150 roundness is less than 1%, and the tank line is no more than 1 of the minimum molding control requirements, and the coupling pin in the nozzle and the traction pin seat positioning completed After assuming the two-bar frame anti-T-bearing composite structure and size of saddle is very accurate, when the tank and running gear assembly, the tank itself, the manufacturing quality of the error, the offset will inevitably lead to the tank center and sales offset excessive traction.(2)long used in the past, V-bearing beams connecting the tank and the vehicle structure, uniform continuity of the advantages of mechanical load. The use of vehicles bearing beam and the integration of anti-T-composition and structure of the saddle connection, we must focus through the addition of multiple internal and external vertical stiffener plates, bearing a reasonable decomposition and distributionForce loading problem; if a simple distributed 5 6 ribs plate, semi-trailer must constitute a threat to driving safety and stability. Car bearing beam and the integration of anti-T-composite structure with saddle connections are rigid structures; how to eliminate the gravity load tankers in the process of turning the tangential tensile stress produced by the composition of the local tensile stress concentration, avoid these pads board pulled crack occurrence of adverse working conditions manufacturers must pay attention to the technical issues.(3)observation of a used vehicle in which the integration of beam and bearing anti-T-composite structure with the saddle running gear, the occurrence of semi-trailer rollover accident, found that the right of the three-axis and the end of the spring steel beam bearing fillet weld connection between almost cracking, the basic failure of the running gear. The key reason is the selection of thin components, welding angle factor due to poor weld quality; is associated with decreased weight of the walking mechanism, this should cause the manufacturers attention.2, the tank instead of using spherical head oval head has become a tanker car manufacturers in the design and manufacture of semi-trailer, another characteristic of LPG. In fact LPG Tank Car manufacturing plant will be semi-trailer tank diameter of 2.45 meters, set the length of 12.7 meters, has the current profile of GB1589 standards on vehicles used to limit the size requirements. From the point of view of optimal design, the use of spherical head instead of elliptical head, really can set the maximum filling volume of a single semi-trailer upgrade to 23.5 tons; and that the structure is also very popular in foreign countries. According to recent years in Guangzhou since the range of 6 22 25 tons of LPG semi-trailer accident site survey results showed:黑龙江工程学院本科生毕业设计47(1) As the heavy semi-trailer high center of gravity, gravity inertia; in the normal speed, flat road surface state rollover occurs, because the dodge oncoming traffic, caused by personnel or debris; and turn into the freeway ramp road rollover occurs, because the speed too fast (greater than 30 km / h) due.(2) flat surface state, the tank first impact with the ground on both sides of the site is mainly horizontal centerline tank that is 90 or 270 around the head and cylinder connection weld area; turn road condition, can body of the first ramp on the fence with concrete buildings and the site of impact is mainly horizontal in the tank line that is 45 90 or 270 315 around the front and rear head and cylinder connection weld area.(3) the impact force and the inertia that hit parts of the tank, without exception, all have a diameter of about 400 mm, a depth of about 60 mm or so irregular, radial V-pot type or serious injury of concave defects.(4) and the spherical head tank, turn the semi-trailer overturned in the accident, the damage produced by the same defect feature; and in 90 or 270 or so before the spherical head and cylinder connecting ring welding also form a joint region about 800 mm or so of flat fall flat damage defects.(5) whether the material is used 16MnR, 16 (or 14) mm thickness of elliptical heads or 10 mm thickness of the spherical head structure, the concave semi-trailer accident cases experienced no damage by sharp metal parts object impact test, it did not lead to cracking and leaking tank. In comparison, from the point of view of impact resistance, both the choice of head structure, has not yet significantly better or worse.However, once the face of such semi-trailer rollover accidents the majority of the tank due to surface scratches and the concave defect repair costs too much, basically can not escape the fate of abandoned vehicle.3. the auxiliary trailer buttress is an additional safety barrier. In the semi-trailer design process, most designers believe that more than 25 tons with two legs can meet in the semi-trailer or heavy load conditions, with the tractor connection, or decoupling, static display and other conditions when the total Quality carrying 40 tons of gravity and impact requirements. As a user, the operation based on two semi-trailer real trailer accident cases and to improve the security of the grounds of sex drive, but requires the designer to consider assisting the buttress between the two legs.(1) Case I: hanging off the overloaded condition, the ground is not flat, two legs Shouli Bu uniform, within the gear leg sudden failure, the occurrence of the phenomenon sweeping gear, tanks and gravity will be 8 groups leg All connection bolts between the frame tangential cut; eventually led to the first half of semi-trailer collapsed.(2) Case II: After the tractor trailer mounted liquefied petroleum gas, due to the pin on the tractor tray is not completely reset, the process of moving semi-trailer from the tractor 黑龙江工程学院本科生毕业设计48suddenly pulling off the tray, resulting in the first half of semi-trailer collapsed.(3) Fortunately, the two semi-trailer accidents are supporting buttress help, only to avoid the former head of the tank due to the impact with the ground directly damaged by the occurrence of fatal accidents.4.the case of the above-mentioned incidents, one of which is a semi-trailer turn in the highway bridge approach due to excessive speed, concrete barrier and light pole to the left side of the tank barriers and sweeping off the valve box, directly under the bridge and turn over; Box integrated structure within the gas and liquid handling the emergency shut-off valve and liquid valve port for which parts of the flange connection flange cut, gas port flange bolts part of the fracture, and the assembly flange bending, two mouth leak conductance and fire; the field environment and cracking, leaking part structure is complex, and ultimately fighting for an ideal sealing measures can be taken, and taken to the fire water tank temperature control, so that liquefied petroleum gas tank completely burned up.Third, some suggestions1. in order to improve the process of moving liquefied trailer security and stability, the production plant in the tank manufacturing quality assurance control points need to strengthen the supervision of the following tests:a, the current shape with spinning head of the factory fixture quality and the ability of manufacturers to design and manufacture the maximum and minimum diameter of the tank should be controlled within 0.5% deviation range, and level layout as the largest diameter, To lay the foundation for optimizing the quality of vehicle assembly;b, formed in the cylinder section, should be based on the distribution of longitudinal weld requirements, try to avoid the maximum or minimum diameter tube section located in the bearing plate surrounding parts of the range, so as not to leave the tank and the tank when the center bearing assembly flat shift too much security risk;c, in order to ensure the straightness of the tank, and pulling off the tray, gas liquid nozzle flange and other location marking, and welding, care must be neutral and traction pin tray on the center plane and the vertical tank; take effective measures to prevent the welding deformation process; Also in the design, the two groups should be properly opened the distance between the gas and liquid phase flange to avoid welding deformation.d, must be avoided head, cylinder group between sessions to strengthen the ring and erosion control board assembly process at the phenomenon of forced assembly; equitable distribution of stiffening ring, welding deformation of the tank to minimize the roundness and straightness of.2.the walking beam and for selection of cars bearing the anti-T-integrated composite structure with saddle connections of the manufacturers, designers should be fully considered bearing in the rear tank, and between the bearing and the tank car beam and suspension 黑龙江工程学院本科生毕业设计49systems and other connections between the parts of the various stress conditions, to avoid the above mentioned connection structure or connection weld and other defects.3, a single leg selection should be not less than 50 tons. Will complement the V-set in the two legs between the buttress, and its high degree of control from the ground at about 450 490 mm.4, semi-trailer running gear manufacturers in the assembly, you must also ensure that the balance of triaxial; ensure that each axis of each brake hub and bearings with the symmetry of the center line of the running gear and neutral.5, tankers and rescue safety valve leakage is still the most delicate issues. According to the characteristics of tankers built-in safety valve, without violating the mobile pressure vessels under the premise of the relevant regulations, to consider the safety valve with built-in, no extended segment, concealed protection designed to reduce security risks tanker accident.6, the tank is designed emergency outfall connecting port, built-in check valve and the suction ring gimbal the nozzle device; in the event of a rollover accident, can be quickly connected to an external, removable tank of liquefied petroleum gas, reduce on-site rescue difficulty and risk. Summarized three de