车辆工程毕业设计论文-hd5180gsn散装水泥运输车改装设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-hd5180gsn散装水泥运输车改装设计(编辑修改稿)内容摘要：

当 1C 不大于 ，且不超过名义厚度的 6%时，可取 1C =0。 查有关手册可知，对于普通碳素钢，当钢板厚度在 ～ ，负偏差 1C =。 腐蚀余量 2C 应根据截止的腐蚀性和容器的使用寿命而定。 我国 《钢制压 22 力容器》规定：对于碳素钢，取 2C 1mm。 考虑到散装水泥罐装的是干水泥，腐蚀性较小，取 2C =。 则有： C=C1 ＋ C2 =+= 因此筒体部分钢板的厚度 S 可选定为： MINSS +C=+= 参考其他椭圆封头式罐体，封头部分的钢板厚度比筒体部分大 1mm，即封 头部分采用 7mm普通碳素钢板。 综上所述，罐体选材确定为：筒体部分采用 6mm 碳素钢板，封头部分采用 7mm碳素钢板。 封头设计 封头包括半球形、碟形、椭圆形和无拆边球面形等凸形封头，以及锥形封头和平盖等。 椭圆形封头的受力情况好，质量小，国家已经有标准的封头系列，应用最广泛。 椭圆形封头是由半个椭球及高度为 h 的直边部分组成。 图 46 为椭圆封头各参数示意图。 图 46 椭圆封头参数关 系示意图 查阅中华人民共和国行业标准 GB/T88441990 异形筒体和封头的规定，可知对于椭圆封头有 22iDH ，即 H=370mm 同样可以查得 iD 与 h 有以下关系，如表 43 所列。 23 表 43 Di 与 h 关系列表 iD (mm）  400 450900 9001500  1500 h (mm） 40 60 80 120 iD =1480mm，处于 900～ 1500mm区间内，所以取 h=80mm。 流态化主要参数的设计 fV 1 .8 2 0 .9 43 0 .8 8 0 .0 6()4 .0 8 ( 1 0 )s s gf gdV   (m/s） (48） 式中 sd —— 水泥颗粒直径， 688 10 m s —— 颗粒真密度，水泥为 3200kg/ 3m ； g —— 气体密度，空气取为 ；  —— 气体的动力粘度，一般取为  s； 那么水泥的临界流态化气流速度为： fV ＝ 6 10 ( 3200 )    （ ） m/s A 流态化床面积的大小与流态化床结构形式、罐体形式和尺寸、所装粉料的性质有关，其中起主要作用的是粉料的临界流态化速度。 故流态化床的面积应满足以下要求： fQA v (49） 式中 Q—— 气体的流量； fv —— 粉料临界流态化速度。 24 fQv m2 很显然，流态化床的面积满足要求。 maxA 对于水泥， maxA = 式中 Q—— 空气流量 (m3/min） Amax == =㎡ tv 粉料带出气流速度即粉料开始形成稀相流态化床时的气流速度 (大于tv ）。 若气流速度达到此值，床层的稳定操作行为将急剧偏离理想行为，导致操作失常。 tv 可按下式计算： 1223()4225 sgt ggv d s (m/s） (410） 式中 g—— 重力加速度， g=。 水泥的带出气流速度 tv 为： 122 3634 ( 3 2 0 0 2 . 7 5 ) 9 . 8 1 8 8 1 02 2 5 2 . 7 5 0 . 0 2 1 8 1 0tv     minA 最小空床截面积出现在罐体顶部的某一位置，即流态化床顶。 在床顶的气流速度不能超过 tv ，否则会导致稀相床出现。 最小空床截面积可以用下式计算： minA60tQv=  = 25 即最小空床截面积为： minA =2 罐体容积近似计算 罐体由圆柱体 ,斜锥体及椭圆封头等部分组成 ,由于罐体的基本结构尺寸，罐体各部分的长度，直径流板尺寸对水平面倾角  ，气化板对水平面倾角  ，中央气室长度 0l 气室宽度 k 等以确定。 现由这些参数计算罐体的有效容积。 罐体纵向每处横截面的形状均为圆形。 辛卜生（ simpson）公式是近似计算罐体有效容积的理论依据公式如下： 积分 ()bxa f x d 将积分区间 n 等分 令 bah n 则 ( ) [ ( ) 4 ( 2 ) 2 ( 2 ) 4 ( 3 )3        bxa hf x d f a f a h f a h f a h 2 ( 4 ) 4 ( 3 ) 2 ( 2 ) 4 ( ) ( ) ]       f a h f b h f b h f b h f b (411） 给定误差范围 D 先把积分区间 2 等分这时辛卜生公式如下： 2bah   ( ) ( ) 4 ( ) ( )3ba hf x d x f a f a h f b    (412） 再将积分区间 4 等分即 4bah  这时辛卜生公式表示为：  ( ) ( ) 4 ( ) 2 ( 2 ) 4 ( 3 ) ( )3ba hf x d x f a f a h f a h f a h f b        (413） 将公式计算的数值相对比，如果其差值小于给定 误差 D 则公式 （ 411）计算的积分值即可作为积分 ()ba f xdx的值。 如果大于给定误差 D，就需要对积分区间继续等分，直至求出的数值和上一次求出的数值的差值小于给定误差 D 为止。 这里给定误差 D= 通过实例发现分段计算罐体的有效容积时公式 (412） 所计算结果，其误差小于 26 给定误差 D= 3m 满足罐体设计要求，因此可利用 1 2 31 ( 4 )3V S S S   (414） 式中 1S 、 2S 、 3S —— 各截面的有效面积 罐体各段的有效容积之和即为罐体的有效容积。 求部分锥体的体积，利用 图 44 求解。 可得：  m2  m2  m2 1 ( ) 0 . 8 6 8 9 13 A A B B y yhV S S S   m3 求中央气室部分体积，利用如图 44求解 可得 ：  m2 2  m3 之间体积的计算 求 OOAA 之间体积，利用如图 44 求解 可得： V3 =3h (S00 +4SXX +SAA ） = 4  m3 1 2 3 42 ( ) 1 0 .8 2 1 2V V V V V    m3 由于水泥密度为 — t/m3 m vp13t 则罐体的载重量为 13t bV 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 ，装料时也需要流出这部分空间。 在上部流出的空间称为扩大容积，按下式确定： 27 b b aV KV (m3） 式中 Ka—— 扩大容积系数，通常取为 ～。 ka取 Vb=Ka== m3 cV 通过计算可得气室容积  m3。 罐体支撑座设计 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，它们都是焊接在罐体的底部，与罐体成一体。 通常在焊接处加有补强钢板。 由于双锥内倾罐体的形状比较复杂，采用整体式支承座。 整体式支承座的纵梁和横梁焊成一体，再与罐体焊在一起。 支承座与汽车之间用固定装置联锁。 支承座的截面形状及尺寸 散装水泥运输车罐体支承座的纵梁截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于其所承受的载荷的大小。 横梁截面多为 L 形。 图 47 为支承座的纵梁截面形状（按经验公式设计）。 图 47 支承座的纵梁截面形状图 28 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 48 所示 ）。 图 48 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： 0h =5～ 7mm； 0l =200～ 300mm 可以取 0h =7mm； 0l =250mm。 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。 图 410 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 500～ 1000mm范围内。 29 1支承座纵梁； 2止推连接板； 3车架纵梁。 图 410 止推 连接板的结构图 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 411 是连接支架的结构。 1上托板； 2下托板； 3螺栓。 图 411 连接支架结构图 本章小结 本章对罐体总成进行了详细的介绍，包括其材料的选择，罐体的尺寸的确定，对罐体内部结构如流化板、多孔板、流化元件进行了设计，确定了他们的连接方式，对罐体容积进行了近似计算。 对罐体支承座进行了设计，确定了罐体支承座与罐体，半挂车的连接固定方式。 30 第 5 章 气卸及输料装置的设计 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、油以及其他的杂质；结构紧凑，工作可靠、操作方便、压力损失小。 气卸装置包括供气设备 (空气压缩机 ） 、供料装置、输料管等组成。 空压机选择 系统需要的输送空气量 Q 用下式确定： gvQ Ka   (m3/min） （ 51） 式中 Ka —— 输送系统的漏气系数， ～ ，取 ； v —— 卸料速度， 310 kg/min；  —— 固气二相流浓度，取 70； g—— 空气密度，。    ( m3/min） 固选择 Q = m3/min 规格的空压机，型号为。 WBK 系列无油摆杆式空气压缩机属容积式中回转类的一种，它通过曲柄摇杆机构使转子做 90 度往复摆动，周期性 改变气缸内工作容积。 从而实现连续吸气，压缩与排气。 该机具有结构独特、性能可靠、具有体积小、重量轻、耗能低、震动小、排气量大、维修方便等特点，并具有其它空压机无可相比的优点，既气缸内不需加油润滑、压缩空气纯洁无油。 具体参数如下： 空压机尺寸： 670mm 472mm 450mm； 排气公称压力： ； 轴功率： 28kw； 排气量：。 31 输料管设计 输料管内径和 气流速度的确定 我国气卸散装粉料罐式汽车的输料管直径一般都采用 100mm，实践证明是可行的。 粉料必须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。 1 21 4( )60 sQvv d  （ 52） 式中 1Q—— 在入口处压力下空气流量，约等于空压机的额定流量； s —— 粉料的密度，  kg/m3； d—— 粉料管的内径， 100mm； 31 24 (7 . 5 1 . 2 1 0 3 2 0 0 )6 0 3 . 1 4 (0 . 1 )v    =()tv 输送系统的压力损失 固气二相流在管道中经过直管、弯管以及阀门等到达出口时有压力损失。 它包括动态损失和静态损失两部分。 即： 1 djH H H。