洒水车罐体及水路设计毕业论文

3 吨水车的罐体及水路设计毕业论文 专业 汽车工程 姓名 指导教师 2013 年 6 月 17 日 摘要 北京建筑大学毕业设计 论文 1 洒水车又称为喷洒车 多功能洒水车 园林绿化洒水车 水罐车 运水车 洒水 车适合于各种路面冲洗 树木 绿化带 草坪绿化 道路 厂矿企业施工建设 高空 建筑冲洗等 其具有洒水 压尘 高 低位喷洒 农药喷洒 护栏冲洗等功能 可以 说 洒水车在我们的生活中扮演着越来越重要的角色 这次毕业设计 我详述了洒水车国内外的发展趋势和现状 分析洒水车在设计及 使用过程中所遇到的问题 结合指导教师的建议 进行罐体和水路的从新设计 包括 确定洒水车车身及罐体尺寸 优化水路设计 改进高压水枪功能 选择合适的二类底 盘及加工材料等等 每步设计都按标准进行 以保证满足相关的技术要求 通过理论分析 选用东风金霸洒水车 底盘型号为 EQ1060TJ20D3 发动机选用广 西玉柴机器股份有限公司生产的 YCND27 115 30 根据所选择的二类底盘 设计罐体尺 寸 水路系统的布局等 并进行罐体尺寸的计算 车身强度的校核等 再根据实际市 场情况 选取相匹配的外购件 关键词 洒水车关键词 洒水车 罐体罐体 水路系统水路系统 Abstract 北京建筑大学毕业设计 论文 2 Water truck is also known as spray vehicles Multifunction Water truck landscaping sprinklers water tankers Water truck is suitable for all kinds of road washing trees green belts green lawns roads factories mines and construction companies building high altitude construction flushing Which has a sprinkler pressure dust high and low spray pesticide spraying fence washing and other functions It can be said water truck in our life plays an increasingly important role The graduation project I elaborated on the development trend of domestic and water truck actuality of Water trucks in the design and use of the problems encountered in the process combined with the instructor s recommendation for the new tank design and waterways including OK sprinkler body and tank size optimizing waterway design improved features water cannons select the appropriate second class chassis and processed materials etc are at each step of the design standards to ensure compliance with the relevant technical requirements Through theoretical analysis the choice of Dongfeng Pa water truck chassis model EQ1060TJ20D3 engine selection Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd production YCND27 115 30 Depending on the selected second class chassis design tank size water system layout and for the calculation of tank size body strength checking and so on According to the actual market situation select purchased parts that match Keywords Keywords WaterWater trucktruck tanktank waterwater systemsystem 目录 摘要 1 北京建筑大学毕业设计 论文 3 abstract 2 第一章 引言 6 第二章 绪论 7 2 1 洒水车的简介 7 2 1 1 洒水车的分类 7 2 1 2 洒水车的发展趋势和现状 8 第三章 洒水车的工作及原理 10 3 1 洒水车的性能参数 10 3 2 洒水车的结构组成及原理 11 3 2 1 洒水车的罐体 12 3 2 2 洒水车的水路系统 13 3 2 3 洒水车附件的选择 14 3 2 4 洒水车的吸水作业 14 3 2 5 洒水车的喷洒作业 15 3 3 本章小结 15 第四章 洒水车的计算 16 4 1 产品简介 17 4 2 设计参数的确定 18 4 2 1 设计条件 18 4 2 2 上装以及整车参数的确定 19 4 2 3 当量内直径 20 4 2 4 罐体设计压力 20 4 2 5 设计温度 20 北京建筑大学毕业设计 论文 4 4 2 6 罐体计算压力 20 4 2 7 许用应力 21 4 2 8 单位容积充装量 21 4 2 9 罐体最大允许充装质量 21 4 2 10 焊接接头系数 21 4 2 11 腐蚀裕量 22 4 2 12 钢板厚度负偏差 22 4 2 13 罐体加工减薄量 22 4 2 14 罐体液压试验压力 22 4 2 15 罐体气密性试验压力 22 4 3 设计计算 22 4 3 1 罐体厚度计算 22 4 3 2 罐体容积校核 23 4 3 3 罐体以及副车架与底盘之间的连接计算 24 4 3 4 支座局部应力校核 26 第五章 洒水车罐体的工艺制作 27 5 1 洒水车罐体的工艺措施 27 5 2 洒水车罐体的整体焊接 28 5 3 洒水车罐体的喷丸工艺处理 29 第六章 洒水车水路的工艺及标准 29 6 1 介绍 29 6 2 工装的特点和使用 29 北京建筑大学毕业设计 论文 5 6 3 工装的维护 保养 30 6 4 技术标准 30 结论 32 致谢 32 参考文献 33 附录 34 第一章引言 北京建筑大学毕业设计 论文 6 洒水车已经是中国城镇环境绿化和工程建设中不可或缺的一部分了 生活中 我 们在许多地方都可见到洒水车 比如 在施工现场我们可以见到用来除尘的洒水车 在道路上我们可以见到养护公路的洒水车 在园林里我们可以看到用来浇灌花草的洒 水车 甚至是喷洒农药的洒水车 我还记得 2012 年 7 月 21 日晚的大雨 使得房山区 多数桥下积水 好多社区停水 当时我还在想怎么解决这些居民的用水问题 次日我 就见到了抽积水的洒水车 还有在社区里临时给居民补水的洒水车 可以说 洒水车 在我们的生活中扮演着越来越重要的角色 说了这么多种洒水车 其实他们还是有些相似的 因为众多种类的洒水车无外乎 都是附加了一些各式各样的功能而已 我们能看到的是他们的专有用途 但却没注意 到 无论哪种洒水车 它的主要部分 罐体和水路都是相似的 在人们的使用过程中 往往会选用一些口碑较好的厂商生产的洒水车 因为通过他们长期的使用会发现 决 定一个洒水车性能的好坏不是那些附加的功能 而是这些重要的关键部件 所以把这 些重要部件做好 就会在市场上建立一个好的口碑 而一辆洒水车的关键部件 无外 乎汽车底盘 发动机 变速箱 罐体 水路系统等 我便是在这样的一个想法下进行的设计 通过与指导教师的讨论 我决定从新设 计一下水车的重要组成部分 罐体和水路 包括对罐体从新设计 优化罐体外形 优 化水路系统等 第二章绪论 北京建筑大学毕业设计 论文 7 洒水车是用于工程建设 公路养护及环境保护等吸洒水的专用汽车 也可用于生活 供水浇灌等 在稍加改造后亦可用于应急消防高压喷水和喷洒农药等绿化管理工作 随着公路建设的发展 公路施工及养护作业等对洒水车不断提出新的要求 如前喷 后喷 自流浇灌 冲洗路面 绿化多种功能 洒水功能的增加 扩大了洒水车的使用 范用 由于洒水车种类繁多 作用甚广 本身应用领域就多 随着经济的高速发展 社会城市建设大量增长 人们对环境的要求越来越高 所以洒水车的需求也越来越大 大型的洒水车载重量大 一次作业时间较长 车载的水炮能把农药等喷洒到高处的树 木上 但城市的发展要求我们还需要小型洒水车 相比大载重量的洒水车 小型洒水 车能涉及的面更细小 更灵活 也更环保 所以我选择 3 吨洒水车进行再设计 2 1 洒水车的简介 2 1 1 洒水车的分类 洒水车是一种配置前冲 后洒 侧喷 洒水平台及洒水高炮 安装自吸式专用水 泵的车辆 广泛适用于城市 园区 广场道路的绿化 以及大型厂矿的除尘作业 由 此可看出 洒水车的种类有很多种 通常按用途分 可分为 绿化洒水车 多功能洒水车 随车吊洒水车 运水车洒 水车 消防洒水车 按底盘分 可分为 汽车式 半挂式和拖挂式洒水车 按容量分 可分为 3 8 立方洒水车 10 12 立方洒水车 13 15 立方洒水车 18 20 立方洒水车 20 立方以上洒水车 北京建筑大学毕业设计 论文 8 按排放标准分 可分为 国五标准 国四标准 国三标准 国二标准 按底盘厂家分 可分为 南骏洒水车 东风洒水车 解放洒水车 福田洒水车 江淮洒水车 华菱洒水车 陕汽洒水车 重汽洒水车 北奔洒水车等等 按照出水方式 可分为 喷洒式 冲洗式 喷洒 冲洗式洒水车 洒水车按照品牌分 可分为 东风洒水车 解放洒水车 欧曼洒水车 按照外形分 可分为 单桥洒水车 双桥洒水车 平头洒水车 尖头洒水车 按照品种分 可分为 小霸王洒水车 多利卡洒水车 三平柴洒水车 145 洒水车 153 洒水车 1208 洒水车 天龙洒水车等等 此外 洒水车还可以根据不同人的需要提供一系列的选装配置 如 GPS 万向喷 头 电磁阀门 气动阀门 可视操作系统 外接动力 药盘等等 2 1 2 洒水车的现状及发展趋势 外国最早发展洒水车产品的是美国和西欧的一些国家 第二次世界大战后 接踵 在日本 前苏联等国得到了发展 70 年代末 当汽车产业泛起世界性的萧条和滞销时 发展洒水车成了当时挣脱汽车产业危机的一条出路 这样 洒水车在世界范围内迅速 发展起来 我国第一台洒水车是 1967 年由交通部第一公路工程局修配厂用 CAIOB 型解 放底盘改装成功的 随后 洒水车有了较快的发展 据统计 到 1994 年 全国有 16 个省 市 自治区 31 个厂家生产出了 79 种不同车型的酒水车 各厂家生产的洒水车 载水量为 2 000 一 10000kg 其中利用解放 东风汽车底盘制造的 5 OOOkg 级洒水车最 为普遍 约占总数的 60 我们知道 洒水车是一类改装汽车 我们见到的洒水车 北京建筑大学毕业设计 论文 9 基本上都是洒水车厂从底盘厂购买底盘 装配自己全产的洒水车成的 这些洒水车厂 在接受用户订货后 从汽车底盘厂 主要是主机厂 购买所需底盘进行改装出产 在 竞争中 各主机厂大量出产适于改装专用车的各种底盘以求发展 例如英国的福特汽 车公司 早在 1970 年 出产出售的货车中有 80 是带驾驶室的二类底盘 美国大中型 货车的出厂型式几乎全部是底盘 而不是整车 由专用车厂改装成各种专用车 原苏 联的各洒水车厂则在汽车厂提供的基本型底盘上改装出产各种厢式 罐式洒水车 例 如高尔基汽车厂 70 的汽车是以底盘形式出厂供应专用车厂改装各种洒水车 目前随着工程量的增加 洒水车有向大吨位发展的趋势 交通部第一公路工程总 公司施工机械厂已研制成功 YCJ5I01CSSCA 型多功能洒水车 虽然使用大吨位的洒水车 单位一次性投资较大 但在使用过程中 从工程使用性 人员 燃料 维修保管等诸 多因素综合考虑 还是可以降低使用成本的 国内各洒水车生产厂的产品和规格基本相同 由于生产规模小 工艺装备制造水 平低 与国外同类产品相比有较大的差距 我在调查的过程中就还发现了一些自己改 装的洒水车 明显能看到焊接的痕迹 不知道在行业内越来越规范的中国 这类洒水 车也快没有用武之地了 随着国家汽车产业政策的实施 国家将加强对洒水车的认证 管理 加上企业的重视和产品的不断更新发展 在可以预见的以后 各大厂家生产的 洒水车的性能和质量将会不断的提高 我发现的这种洒水车也会走向为灭绝 第三章 洒水车的工作及原理 北京建筑大学毕业设计 论文 10 3 1 洒水车性能参数 1 主要技术参数 整车装载质量 6495kg 整车整备质量 2950kg 轴荷分配 2600kg 3895kg 最高车速 90km h 洒水宽度 14m 发动机型号 YCND27 115 30 排放标准 GB3847 2005 国三 2 汽车外型尺寸 长 5980mm 宽 4100mm 高 4230mm 接近角 17 离去角 13 北京建筑大学毕业设计 论文 11 轴距 3300mm 轮距 前轮 后轮 1506 1466mm 3 2 结构组成及原理 洒水车的基本原理是利用洒水车的发动机动力 通过取力器驱动车载洒水泵 从 进水口将洒水车罐体中的水通过水路管道输送到各个喷头 从而实现各种功能 洒水车主要由二类汽车底盘 取力器 水泵 水路系统 罐体 等部件所组成 1 汽车底盘 采用二类底盘进行改装 在改装后 其整车性能与原车相同 使用 操作时应按载货汽车使用说明书进行操作 根据实际情况需要 我选取的是东风金霸 底盘编号为 EQ1060TJ20D3 的二类底盘 2 取力器 装于变速箱上 有左置和右置两种型式 主要功能是将发动机动力取 出 通过传动轴传递给车载水泵 为水泵提供动力 本车选用 i 1 167 的取力器 取力器采用飞溅润滑的方式 3 水泵 为自吸式洒水泵或离心泵 其性能及参数详见油泵说明书 本车选用 ZQF 系列水泵 4 水路系统 洒水车的管道包含进出口 前冲 后洒 侧喷 高压炮 四位三通 球阀 滤网三通等 5 罐体 水罐结构为椭圆柱或梯形体 用优质钢板制成 整个罐体分单仓或多仓 仓内可分室 中间隔板下端有通孔 每仓之间焊有分仓加强防波隔板 以减轻汽车行 驶时罐体内水的冲击和提高罐体的强度 为了防止锈蚀 罐体外表涂防锈漆及装饰漆 北京建筑大学毕业设计 论文 12 根据设计要求 我才用椭圆柱进行设计 罐体的主体材料为碳素结构钢 Q235 B 罐内 设置 3 块防波板 6 罐口为直径 500mm 的孔 以供维修保养进出罐体之用 大盖由卡箍及螺栓紧 固在罐口颈上 小盖板由一个支销和一个耳板将其与大盖板连接在一起 顺时针转动 小盖上手柄 可使小盖板压紧 反转 脱开耳板后 小盖板可打开用于加水 7 洒水车喷头阀门采用球阀 球阀由阀体调整座 密封环 球阀 阀杆手柄等部 件组成 搬转手柄 90 即可实现球阀的开关 球阀配合松紧可旋转调整以达到要求 8 洒水车进出水控制阀采用的为四位三通球阀 3 2 1 洒水车的罐体 罐体是洒水车的主要载体和工作部件 是洒水车的重要组成 不同类型的洒水 车罐体的设计肯定不同 我们从外形上就可以看出罐体有椭圆形和方形的 而且大 小也不尽相同 其实罐体的设计需要涉及到很多方面 因为罐体的结构直接影响着 洒水车的外廓尺寸 装备质量 质心位置 底盘选择 轴荷分配 动力性能等等 罐体结构设计受到洒水车总体指标及其他部分指标制约 同时罐体结构设计对于洒 水车总体及其他部分结构设计又起着重要的影响 罐体的设计好坏 可以说是直接 关系到洒水车产品开发的成败 所以洒水车罐体的结构设计的主要意义就是保证结 构尺寸和技术参数满足规定的要求 加强洒水车的承载能力 合理分配轴荷 减轻 自重 降低质心 提高动力性能等 3 2 2 洒水车的水路系统 北京建筑大学毕业设计 论文 13 一辆洒水车性能的好坏还与整车的水路设计有很大的关系 我们都知道 洒水 车的水路设计有很多需要注意的地方 比如说 管路的布局 肯定会有一些弯角 那么不可避免的在弯角处就会有一定的压力损失 这在以后的改进中要注意 尽量 避免过多的弯角 拿喷头来说 洒水车前面有鸭嘴形喷水器或圆头冲嘴 后面有 圆柱形洒水头 或莲蓬头喷嘴 每辆车因型号不同车身高度也不尽相同 但对前后喷 头的位置有很大的要求 如果喷头位置过高 对路面的除尘降噪效果会有一定的影 响 但如果喷头位置过低 溅起的泥土会黏附在轮胎上 而且会影响到整车的通过 性 管路的直径也是个很大的问题 需要考虑到水泵的功率 喷头出的压力等等 此外 还需考虑到喷头喷水的宽度 按QC T29II4 93 洒水车技术要求 的要求 洒水宽度应 14 米 根据具体的设计要求 加宽喷水宽度是以后的趋势 1 取力器 2 水泵 3 水罐 4 连通阀 5 消防球阀 6 过滤网 7 前冲阀 8 洒水 炮阀 9 侧喷阀 10 后洒阀 11 洒水炮 12 罐口盖 13 前冲器 14 侧喷莲花头 15 后洒砣 16 防旋板 ABC 三通四位阀 北京建筑大学毕业设计 论文 14 3 2 3 洒水车附件的选择 在指导教师的建议下 我为这次设计的 3 吨水车增加了一个高压水枪 用于冲洗 小广告等城市垃圾 高压水枪又称高压清洗机 是通过动力装置使高压柱塞泵产生高压水来冲洗物体 表面 水的冲击力大于污垢与物体表面附着力 高压水就会将污垢剥离 冲走 达到 清洗物体表面的一种清洗设备 因为是使用高压水柱清理污垢 除非是很顽固的油渍 才需要加入一点清洁剂 不然强力水压所产生的泡沫就足以将一般污垢带走 所以高 压清洗也是世界公认最科学 经济 环保的清洁方式之一 其原理是 水通过水泵吸 入经压缩后流经水管 最后经水枪射出 水枪通过控制出水嘴的流量来控制水的分散 大小 这样就够成的水的喷射 高压水枪通常与高压水泵 高压水管配合使用构成一套高压清洗装置 由于其工 作条件的特殊性 要求其材质具有较强的抗压性 结合到我所设计的 3 吨洒水车上 需要将高压水管连接到水泵 有取力器传递发动机的动力给水泵 供高压水枪的使用 3 2 4 洒水车吸水作业 1 洒水车尽量接近作业点 驻车 2 打开走台箱边门 取出吸水胶管 使之向后摆动 无弯折现象 3 将吸水胶管尽可能深的抽入水中 保证管端在作业过程中始终距液面 300mm 以下 北京建筑大学毕业设计 论文 15 4 将四通阀手柄推至与地面垂直 5 将变速器挂入空挡 然后起动发动机 分离离合器 将取力器开关向后拉即 挂档取力 泵开始运转 6 操作员可通过后封头上部的观察镜 当液面达到观察镜中部时 应通知驾驶 员 同事应迅速将吸水胶管拉离水面或关闭四通阀 7 收起胶管后 将其放回走台箱 关好边门 8 将洒水车驶离抽水地点 3 2 5 洒水车的喷洒作业 1 将四通阀门后柄拉至与地面平行 打开想要喷洒的球阀 前冲 后洒 侧喷 花洒 然后起动发动机 将变速器挂入挡位 将取力器开关向后拉即挂档取力 然 后分离离合器 泵开始运转 开始洒水 2 罐体内的水洒完后 驾驶应及时将取力器操纵柄向前推即脱档 洒水泵停止 运转 3 3 本章小结 在这一章节里我介绍了洒水车的结构组成 基本参数等一些基本情况 包括我要 研究的两个部分 罐体及水路的设计 此外 还介绍了洒水车主要性能 组成部分 工作原理和工作的方法等 在我研究的两个部分中 我着重介绍了罐体的尺寸的确定 北京建筑大学毕业设计 论文 16 水路的设计等 第四章 洒水车的计算 东风金霸洒水车 3 5 吨 产品主要技术资料 产品名称 东风金霸洒水车外型尺寸 mm 5980 1980 2180 底盘型号 EQ1060TJ20D3 货厢尺寸 mm 总 质 量 kg 6495 接近 离去角 17 13 额定质量 kg 3350 3415前悬 后悬 mm 1032 1648 整备质量 kg 2950 最高车速 km h 90 排放标准 GB3847 2005 GB17691 2005 国 底盘参数 底盘型号 EQ1060TJ20D3燃油种类 柴油 轴 数 2 前 轮 距 mm 1506 轴 距 mm 3300 后 轮 距 mm 1466 驾驶室乘人 数 2 弹簧片数 6 8 4 8 9 5 轮 胎 数 6轴 荷 2600 3895 轮胎规格 7 00 16 6 50 16 7 00R16 6 50R16 整车说明 罐体有效容积 3 5 立方米 罐体外形尺寸 长 长轴 短轴 mm 3500 1620 920 随底盘选装驾驶室 北京建筑大学毕业设计 论文 17 发动机参数 发动机型号发动机生产企业排量 ml 功率 kw YCND27 115 30 广西玉柴机器股份有限 公 265985 4 1 产品简介 该车为道路运输 4 2 底盘罐式车辆 见图 1 运输介质为水 罐车底盘型号是 EQ1060TJ20D3 发动机功率 85KW 罐车的装卸方式为上装下卸 罐体为卧式钢制焊接 直圆筒结构 罐体横截面为方圆形 罐内设置 3 块防波板 罐体内径为 1600mm 900mm 长度为 3000mm 容积为 3m3 罐体的主体材料为碳素结构钢 Q235 B 罐体上部设置 DN500mm 人孔 1 个 DN50mm 呼吸阀 1 个 罐体下部设置 DN260mm 卸料口 1 个 罐体上部设置操作平台 后部设置外扶梯 北京建筑大学毕业设计 论文 18 图 1 EQ1060TJ20D3 洒水车简图 4 2 设计参数的确定 4 2 1 设计条件 1 4 2 底盘罐式车辆 装卸方式为上装下卸 重力装 卸料 2 运输介质 水 水的物化特性 熔点 0 沸点 100 饱和蒸汽压 绝压 0 012MPa 50 密度 0 998 103 m3 50 3 主要材质 罐体及封头材质 Q235 B 抗拉强度 Rm 375MPa 屈服强度 Rel 235 MPa 断后伸 长率 A 26 副车架材质 Q345 A 抗拉强度 Rm 470MPa 630MPa 屈服强度 Rel 345MPa 断 后伸长率 A 21 4 底盘为 EQ1060TJ20D3 前悬 1032mm 轴距 3300mm 整备质量 2950 前轴载 荷 1180 后轴载荷 1770 最大允许总质量 6495 4 2 2 上装以及整车参数的确定 该车额定载质量为 G 3350 整备质量 2950 上装以及货物重心距离前桥中心 L 该车上装部分重心与装载货物重心基本重合 驾驶室乘员 65 2 130 直接加 北京建筑大学毕业设计 论文 19 载于前轴 则根据后轴载荷的要求可得 1770 3350L 3300 3000 L 1211 mm 罐体容积 V 1 1 1 1 3 3 m3 系数 1 1 为考虑预留约 10 的气相空间 G 1 3 根据罐体长度尺寸以及罐体容积选用截面形状如图 2 截面面积 A 1 m2 3 3 图 2 罐体横截面形状简图 4 2 3 当量内直径 当量内直径 Di 1 273m 1273mm 14 4 2 4 罐体设计压力 罐体设计压力p 0 030 MPa 4 2 5 设计温度 北京建筑大学毕业设计 论文 20 罐体设计温度取 50 根据 GB 18564 1 2006 中的 5 4 5 4 2 6 罐体计算压力 罐体计算压力 根据 GB 18564 1 2006 中的 5 4 3 pc1 p1 2 H 1 10 3 9 8 0 0176 MPa 式中 p1 两倍静态水压力 MPa H 罐体内高尺寸 H 取 0 9m pc2 p2 0 012MPa 式中 p2 介质设计温度时饱和蒸汽压 50 pc3 p3 2 G2 g 3 14159 Di2 4 0 0447MPa 0 035MPa 式中 p3 等效压力 等于最大充装质量乘以 2 倍的重力加速度并除以罐体纵向投影 面积的商 并与 0 035 MPa 比较取较大值 罐体计算压力pc pc2 pc3 0 0567MPa pc1 4 2 7 许用应力 罐体材料设计温度下许用应力 t 131 6 MPa 根据 JB T4735 1997 中的表 4 1 北京建筑大学毕业设计 论文 21 4 2 8 单位容积充装量 v t 97 0 998 97 0 968t m3 根据 GB 18564 1 2006 中的 5 4 9 式中 t 设计温度下介质密度 t m3 4 2 9 罐体最大允许充装质量 罐体最大允许充装质量 G2 v V 0 968 3 2 904t 2904 4 2 10 焊接接头系数 焊接接头系数 0 85 根据 JB T4735 1997 中 3 7 1 4 2 11 腐蚀裕量 罐体腐蚀裕量按 GB 18564 1 2006 的规定 取 C1 1 0mm 4 2 12 钢板厚度负偏差 按 GB T 709 的规定 钢板厚度负偏差 C2 0 5mm 4 2 13 罐体加工减薄量 筒体 C3 0mm 封头 C3 0 4mm 4 2 14 罐体液压试验压力 pt 为试验压力 取pt pc 0 0567MPa 根据 GB 18564 1 2006 中 5 4 17 4 2 15 罐体气密性试验压力 pt 为试验压力 取pt p 0 030MPa 根据 GB 18564 1 2006 中 5 4 17 北京建筑大学毕业设计 论文 22 4 3 设计计算 4 3 1 罐体厚度计算 罐体中筒体及封头的厚度计算见表 1 表 1 罐体厚度计算表 项目计算公式和结果 筒体计算厚度 0 323mm 85 06 1312 12730567 0 2 t icD p 封头计算厚度 封头选用平型 0 323mm t icD p 2 当装有防止罐体破坏的保护装置 时 标准钢最小厚度 0 4 0mm 0 当装有防止罐体破坏的保护装置 时 筒体或封头的最小厚度 1 4 07mm 3 2 3 2 11 0 1 26375 4464464 ARm 当装有防止罐体破坏的保护装置 时 筒体设计厚度 D D max C1 1 C1 max 0 323 1 4 07 1 max 1 323 5 07 5 07mm 当装有防止罐体破坏的保护装置 时 封头设计厚度 D D max C1 1 C1 max 0 323 1 4 07 1 max 1 323 5 07 5 07mm 当装有防止罐体破坏的保护装置 时 筒体名义厚度 已考虑加工 减薄量 n n Int D C2 C3 Int 5 07 0 5 0 Int 5 57 6 0mm 当装有防止罐体破坏的保护装置 n Int D C2 C3 北京建筑大学毕业设计 论文 23 时 封头名义厚度 已考虑加工 减薄量 n Int 5 07 0 5 0 4 Int 5 97 6 0mm 4 3 2 罐体容积校核 图 3 罐体简图 罐体容积 V O VLLLA 3 21 式中 A 截面面积 A 1m2 L 罐体直线段长度 L 3m L1 L2 平行封头深度 L1 L2 0m V0 罐内附件的体积总和 V0 1 0 004 3 0 012m3 V 1 3 0 012 2 988 3m3 4 3 3 罐体以及副车架与底盘之间的连接计算 罐体以及副车架与底盘纵梁之间用调质螺栓进行连接固定 并在副车架和底盘纵 梁前后位置增加固定板和限位板 在副车架与底盘纵梁之间垫有胶垫 可增大摩擦力 北京建筑大学毕业设计 论文 24 消除接触面之间的间隙 副车架与底盘纵梁之间连接共 12 个 M14 的螺栓 螺栓的性能等级为 8 8 级 其 拧紧力矩为 196N m 每个螺栓的预紧力为 P0 根据公式 M K P0 d 10 3 式中 M 拧紧力矩 N m K 拧紧力矩系数 K 0 284 P0 预紧力 kN d 螺纹直径 所以 196 0 284 P0 14 10 3 则 P0 49 3 kN 由于在副车架与底盘纵梁之间垫有胶垫 摩擦系数取 0 6 12 个螺栓的预紧力使 得副车架与底盘纵梁之间产生的摩擦力 Q1 Q1 12 0 6 49 3 354 96kN 35 496 T 满载的罐体及其自重 含副车架重 产生的摩擦力 Q2 Q2 6495 0 6 3897 3 897 T 满载的罐体及其自重最大纵向惯性力 W 北京建筑大学毕业设计 论文 25 W 6495 2 12990 12 99 T Q Q1 Q2 35 496 3 897 39 393 12 99 W 故罐体和副车架与底盘纵梁之间的摩擦力能够满足要求 根据 GB T 3098 1 2000 紧固件机械性能 螺栓 螺钉和螺柱 表 7 可知 8 8 级 M14 螺栓的保证载荷为 66 7kN 汽车正常行驶过程中 两侧向惯性力不超过 1g 即 33 3 T 66 7 6 400 2kN 40 2 T 33 3 T 故每侧 6 个螺栓的连接强度是满足要求的 4 3 4 支座局部应力校核 由于该车罐体轴向弯距主要由底盘纵梁承载 由于该车满载时总质量以及轴荷分 配均不超出底盘的允许 故可不进行轴向应力校核 罐体的轴向应力计算 根据总图可知 该车罐体通过沿罐体长度方向上 4 道支架承载 则每两道支座承 受载荷 F 6495 4 2 3247 式中 b 支座间的轴向距离 b 3000 4 750mm 北京建筑大学毕业设计 论文 26 Rm 筒体的平均半径 Rm Di 2 1273 2 5 641 5mm 在鞍座边角处 L Rm 8 2 2 6 2 6 12 4 b m b L FRK b F 式中 b2 罐体的有效宽度 1127mm 5 5 85056 1 102556 11025 2 m Rb K6 根据表格备注计算可得K6 0 0132 b 垫板厚度 b 5mm 考虑到公式中的载荷为静载荷 根据 GB 18564 1 2006 关于支座局部应力校核的 规定 对式中的 F 值按照 2 倍考虑 则 22 6 554500 5 85028 949800132 0 12 1127104 28 94980 2 165 58 44 60 608 1 25 t 1 25 131 6 164 5MPa 故支座校核满足要求 第五章 洒水车罐体的工艺 5 1 洒水车罐体的工艺措施 北京建筑大学毕业设计 论文 27 1 先校正冲压成形的单元件 然后按顺序从一头开始装配点固 2 工装顺序 上翼板 腹板 后罐堵 前罐堵 中间隔板 下翼板 点固焊缝尺寸 为 50 200mm 点固焊尾处要填满弧坑 以防微裂 3 点固后先把上翼板与腹板搭按角焊缝 完后再焊前 后罐堵的产焊缝 最后焊上 翼板的对接缝 4 为了控制变形 采取中分逆向焊接法 即 二人同样操作 控制线能量一致 5 焊按时要统一规范 统一焊接顺序 统一焊速 这样就有效地克服了局部变形过 大的问题 6 点固焊接完成后 整体出胎 出胎前要松开所有卡具 并把罐口点固好 5 2 洒水车罐体的整体焊接 焊接工艺参数 焊接电源 BX 300 焊条选用 E4303 型 焊条直径 3 2 4 0mm 焊接电流 120 140A 立 仰焊时减少 10 1 主体与翼板焊接 焊前先测罐体的平衡度 并用垫木垫平 为减少密闭后罐内 焊接烟尘 保证焊工的健康与安全 要从工艺上周密的安排顺序 以减少罐内焊接量 下翼板按设计要求为搭接焊缝 为了防止出现波良变形 保证搭接角焊缝圆滑过渡 采取从后向前的点焊下翼板 点固顺序采用从后罐堵中心向两端点固 再点固两侧腹 面板 点固焊段在罐内点焊 为了使焊工少吸烟尘 采取点一块焊一块 先焊下翼板 对接横向焊缝后 再焊纵向搭接角焊缝 2 焊按顺序 先焊横向焊缝 后焊纵向焊缝 先罐内后罐外 最后焊附件 3 所有焊缝均采用二人同步对称焊接法 统一焊速 使线能量基本上能控制一致 北京建筑大学毕业设计 论文 28 4 为防止翼板产生波浪变形 焊完罐体的内焊缝后 再焊上翼板 的对按焊缝 5 罐内焊缝尺寸为 宽 6 8mm 高 0 5 3mm 高低差 1mm 6 罐脚下是最后工序 也易产生缺陷 为使六个罐脚在一条水平线上 保证外形 几何尺寸精度 罐脚焊接时要首焊罐脚下的横向焊缝 再焊纵向焊缝 使之达到保证 外形尺寸的目的 5 3 洒水车罐体的喷丸工艺处理 最后洒水车罐体要进行整体喷丸工艺处理 以消除焊缝应力和整体除锈 洒水车 罐内喷涂 罐内经过严格清理干净后 底漆和面漆各喷涂 2 遍 烘干 避免罐体在运 水过程中产生锈蚀 另洒水车罐体还可选用不锈钢材料制作 用于长期运送鲜奶或饮 用水 罐体外层还可加装保温层 用于热水运输 罐体内部可做防锈防腐无毒化处理 所有洒水车同时具备运水功能 通过采取上述系列生产工艺 洒水车罐体焊后完全符合设计要求 焊缝的致密性 良好 强度高 变形小 整体误差对角线只有 1 3mm 测压试验一次合格率达 95 以上 其性能稳定 经久耐用 第六章 洒水车水路的工艺装备 6 1 介绍 水路工装共六套 分七个平台分布 6 2 工装的特点和使用 北京建筑大学毕业设计 论文 29 1 工装采用多个平面支架和框架焊接结构 上面分别布置各个管路的定位板和 支撑件 管路的定位是以各管路的接盘和管路的长度为准 2 各定位板采用导套 导向柱定位销钉固定方式 3 定位板依据管路接盘的不同分别安置接盘定位销钉 4 管路的支撑架分别采用和管路外径相同的钢管铣成相同的成型面或采用与管 外径相同的支撑架焊接而成 来支撑管路 5 使用时根据不同的管路 分别安放 先把各接盘放到定位板上 并用压力钳 将接盘和定位板紧紧夹住 然后把要焊的水管放到支撑架上 推动定位板使之到相应 的工作位置 插入定位销钉进行定位 6 进行定位焊接 然后将焊好的管路从工装上取下 进行整体的焊接 6 3 工装的维护 保养 1 工装要放在平稳的地方 不用时不要在上面放置其他物品 不要随便乱放 使用前要对工装进行清理 2 要定期对工装进行保养 检测 保证定位板的滑套滑动灵活可靠 3 察看定位板 支撑架是否有变形 定位板上的定位销钉是否松动 4 在装卸管路时 不要用榔头等物品猛力敲击定位板等夹具元件以免产生变形 北京建筑大学毕业设计 论文 30 6 4 技术标准 本洒水车依据了国家汽车行业标准 QC T 29114 1993 洒水车技术条件 本洒水车在设计和制造中贯彻标准情况如下 1 图纸幅面 图样画法 尺寸标注符合 GB T4457 1984 GB T4458 1984 机械 制图 国家标准 表面粗糙度符号代号及其注法符合 GB T131 1993 机械制图 国家 标准 2 极限与配合词汇符合 GB T1800 1 1997 极限与配合 基础 第 1 部分 词汇 国家标准 公差 偏差和配合的基本规定符合 GB T1800 2 1998 极限与配合 基础 第 2 部分 公差 偏差和配合的规定 国家标准 标准公差和基本偏差数值表符合 GB T1800 3 1998 极限与配合 基础 第 3 部分 标准公差和基本偏差数值表 国家标 准 标准公差等级和孔轴的极限偏差表符合 GB T1800 4 1999 极限与配合 标准公差 等级和孔轴的极限偏差表 国家标准 公差带和配合的选择符合 GB T1801 1999 极限 与配合 公差带和配合的选择 国家标准 尺寸至 18mm 孔 轴公差带符合 GB T1803 1997 公差与配合 尺寸至 18mm 孔 轴公差带 国家标准 未注公差的线性和角度尺 寸的公差符合 GB T1804 2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 国家标 准 3 和位置公差符合 GB T1182 1996 GB T1184 1996 形状和位置公差 国家标准 4 粗糙度符合 GB T1031 1995 表面粗糙度 参数及其数值 国家标准 北京建筑大学毕业设计 论文 31 5 造符合 GB T9439 1988 GB T5611 1998 GB T5612 1985 GB T5613 1995 灰 铸铁件 铸造术语 铸铁牌号表示方法 铸钢牌号表示方法 国家标准 6 接符合 GB T324 1988 GB T985 1988 焊缝符号表示方法 气焊 手工电弧 焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 国家标准 7 明和信号符合 GB4785 1998 气车及挂车外部照明和信号装置的安装规定 国 家标准 8 漆涂层符合 QC T484 1999 汽车油漆涂层 国家标准 BSZ5320GSS 型洒水车在设计和制造过程中的工艺工作按照工艺标准化的要求进行了工 艺文件标准化 工艺要素标准化及工艺装备标准化工作 结论 这次毕业设计的论文 我选择 3 吨洒水车为研究对象 从最初的上网查资料初步 了解洒水车的大致情况 到走访调查洒水车的市场和使用情况 详细的查询了相关规 定和资料 总算是对洒水车有了个系统地了解 之后 在指导教师的帮助下 我对 3 吨洒水车罐体及水路系统上的从新设计并验证 还增加了高压水枪 用于冲洗小广告 虽然这次设计有了自己的想法 但离实际的生产还有一定的设计上的差距 并且 所有公式并没有实际验证 都是根据经验公式得来 不过这次毕业设计我细致的完成 了自己的每一步设计 从无到有的过程让我学会了遇事不慌 细心去做就会有结果 北京建筑大学毕业设计 论文 32 致 谢 时光匆匆如流水 四年的时光犹如白驹过隙 转眼之间便到了大学毕业之际 离 校的时间已经日趋临近 毕业论文的完成也随之进入了尾声 在论文完成之际 我的 心情万分激动 从论文的选题 资料收集到论文的撰写编排过程中了很多老师和朋友 的热心帮助 在这里请接受我诚挚的谢意 首先 要感谢我的指导教师王凯辉老师 在他忙碌的教学工作中挤出时间来帮助 我 在他的悉心教导与亲切关怀下完成了我的毕业设计及论文 他严谨的教学态度 精益求精的工作作风令我受益匪浅 王凯辉老师在我的毕业设计的完成过程中多次询 问进程 并为我指点迷津 帮助我开拓思路 精心点拨 热忱鼓励 使我在毕业设计 及毕业论文的完成过程中得到很多帮助 其次 还要感谢我的辅导员姚圣卓老师 他在我的大学生活中给我带来了很大的 收益 以及我大学四年的各位任课老师 他们诲人不倦的高尚师德 严以律己 宽以 待人的崇尚风范 朴实无华 平易近人的人格魅力对我影响深远 更加使我明白了很 多待人接物和为人处事的道理 在此 谨向辅导员姚圣卓老师和各位任课老师表示敬 意和感谢 同时 论文的完成还要感谢我的学校北京建筑大学 他优良的教学设施与完善的 教学资源 使我在论文的资料收集上得到了大量的帮助 还有我的同学 好友杨真以 及其他给过我帮助的同学 在我写作的过程中给我的关怀与体贴 感谢我的父母 家人 在我的生活中给予我的帮助及支持 谢谢你们 北京建筑大学毕业设计 论文 33 最后感谢论文答辩老师 百忙之中阅读我的论文并提出意见 使我在大学的最后 一课中还获得教导 谢谢你们 参考文献 1 白玉亭 杨春来 洒水车使用的有关问题 专用汽车 2001 1 2 王月岭 洪岩 刘英 洒水车管路结构优化设计 专用汽车 2009 07 3 陈兴梅 洒水车使用中的有关问题 J 专用汽车 2004 03 4 杨春来 白玉亭 洒水车取力器与水泵的配套应用 J 专用汽车 2005 04 5 陈兴梅 洒水车使用中的有关问题 专用汽车 2004 03 6 濮良贵 纪名刚 机械设计 第八版 北京 高等教育出版社 7 李俊玲 罗永革 汽车工程专业英语 机械工程出版社 8 周开勤 机械零件手册 第七版 北京 高等教育出版社 9 王望予 汽车设计 机械工程出版社 10 廖念钊 莫雨松 李硕根 互换性与技术测量 第七版 中国计量出版社 11 王先逵 机械制造工艺学 机械工业出版社 12 李晓雷 孙逢春 机械振动基础 北京理工大学出版社 13 附录 水罐典型工艺分组零件明细表水罐典型工艺分组零件明细表 北京建筑大学毕业设计 论文 34 北京建筑大学水罐典型工艺分组零件明细表水罐典型工艺分组零件明细表 产品名 称 洒水 车 共 1 页 第 1 页 序号 零件 图号 零件 名称 每台 件数 材料 毛坯种 类 毛坯尺 寸 每毛 坯件 数 主要加 工尺寸 备 注 1 02 水罐 总成 1Q235组焊件 1见图 2 溢流 管 3 后上 水管 1Q235组焊件 1 4 出水 管盘 1Q235组焊件 1 5 03 回水 管 1Q235 2 5 水 管 L 1601L 160 水罐总成典型机械加工工艺过程卡片 水罐总成典型机械加工工艺过程卡片 北京建筑大 学 典型机械加工工艺过典型机械加工工艺过 程卡片程卡片 产品或 部件名 称 罐身 共 1 页 第 1 页 工时 工 序 号 工 序 名 称 工序 内 容 设 备 工 艺 装 备 准 终 单 件 下 料 已知罐身长度及展开长 根 据钢板宽度及长度排料 由 钢板 QC12K 4 320 0 7m 钢卷尺 2m 钢板 尺 划针 30 0 宽度对接排出罐身长度 钢 板长度应满足展开长度需要 下 LGK8 60 料前复核隔板和其它组成件 位置 保证对接环缝与隔板 气泵 北京建筑大学毕业设计 论文 35 错开 距离 100mm 以上及不在其它 组成件复位范围内 加工对 接部 位保证尺寸及对角线符合要 求 如有必要编号 05检按图纸要求检下料尺寸 10 钣 金 按罐身截面形状编程辊圆对 接 保证各组成件按罐身长 度复 数控四 辊滚圆 机 35 0 位时相邻组成件的辊圆对接 缝错开 分别在沿罐身中心 线两 侧 100 至 150mm 范围处 定 位焊接牢固 罐身的对接在 水罐 NBC 350TSM 1 CO2 焊丝 1 2 H08Mn2Si 总成中进行 在此不作叙述 15检检对接质量 20 焊 接 进行辊圆对接缝的焊接 NBC 350TSM 1 CO2 焊丝 1 2 H08Mn2Si 60 25检检焊缝质量 北京建筑大 学 典型机械加工工艺过典型机械加工工艺过 程卡片程卡片 产品或 部件名 称 罐堵 共 1 页 第 1 页 材料牌 号 见见 表表 毛 坯 种 类 见 表 毛坯 外型 尺寸 见表 每毛 坯件 数 1 每 台 件 数 2 备 注 北京建筑大学毕业设计 论文 36 工时 工 序 号 工 序 名 称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 准 终 单 件 下 料 根据图纸所示编程下料 预 留齐边量 清渣 HEC45 12 5m 钢卷尺 20 0 5 检检下料尺寸 1 0 钣 金 划中心十字线 作标记 5m 钢卷尺 2m 钢板尺 划针 样冲 12 0 定位焊接定位槽 NBC 350TS M1 CO2 焊丝 1 2 H08Mn2Si 根据样板齐边 滚边成型 保证尺寸如图所示 Model 87 样板 1 5 检按图纸要求进行完工检验 北京建筑大 学 典型机械加工工艺过典型机械加工工艺过 程卡片程卡片 产品或 部件名 称 隔 板 共 1 页 第 1 页 材料牌 号 见见 表表 毛 坯 种 类 见 表 毛坯 外型 尺寸 见表