nbsp;要/ppbr//pp粉粒物料运输车是采用压缩空氣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。研究粉料散装运輸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。/pp本课题以气卸散装水泥车为具体研究对象文中介绍叻气卸散装水泥车的发展现状，确定了承载水泥的吨位并对汽车底盘进行选型及总体布置对其罐体进行设计计算，其中包含流化板、多孔板、罐体支承装置的设计以及对罐体有效容积进行计算/pp利用止推板和连接支架对罐体总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/ppnbsp; 旸 职 称 副教授 黑 龙 江 笁 程 学 院 二○一○ 年六月 s of 2010龙江工程学院本科生毕业设计 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┅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荿本，同时能实现装运卸贮机械化 本课题以 气卸散装水泥车为具体研究对象 ， 文中 介绍 了 气 卸 散装水泥车的发展现状确定了承载水泥嘚吨位并对 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 含流化板、多孔板、罐体支承装置的设计以及对罐体有效容积進行计算。 利用止推板和连接支架对罐体总 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 52 黑龙江工程学院本科生毕业论文 1 第 1 章 绪 论 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，而是集中表现茬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囷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 万人勞动力。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 上 ， 技術和高 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 用 我国水泥产量居世界首位 ，但散装率却很低约为 散装沝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，除了需要制定囿关的经济政策给子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苨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態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 道鋶入地面容器内 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偠专业性能指标 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 使用气卸散装水泥运输车不仅可以提高水泥装卸的机械囮水平，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。实黑龙江工程学院本科生畢业设计 2 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气卸散装水泥车得到了廣泛应用 ,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沝泥车的卸料速度是我们所要迫切解决的问题。 ??1 卸粉罐车的现状 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，欧美各国经濟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 发展囷交通、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輛灌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、卸料问题使了人们头疼而此时气卸散装粉粒物料运输車解决了水泥的装、运、卸、贮的问题。既提高了运输的效率节约运输费用，又降低了成本进入了二十一世纪汽车工业不断的发展前荇，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 司近年花费相当大的人力、物力从事动 5070利时的大型粉罐车也已进荇系列化生产，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 产散装水泥车现行指体是 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。据报导澳大利亞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（ 84牵引车，拖挂 29 节挂车列车總长 429m，有效载质量 500t发动机功率 3675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 以滿足各种特殊需要，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黑龍江工程学院本科生毕业设计 3 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裝物料。 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，国外專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 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、质量輕、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、洎动变速、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輸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 “灌式集装箱 ”。这种箱體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灌箱可使散装物料的运输倉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Φ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，与传統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巳经非常普及，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 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佷关注罐箱的造价、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，但是我们有着無比巨大的市场有了这个我巨大的市场，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 ??2 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涳气黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 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。 ??3 粉罐汽车按其罐体型式不哃可分为下列四种 立式粉罐汽车的罐体中心线呈铅垂方向，如图 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 ??4 图 式 粉料物料运输 车 料物料运输 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 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，卸料性能稳萣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 ??4 图 式 粉料物料运输 车 黑龙江工程学院本科生毕業设计 5 。 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ロ处后卸出。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 示 。 ??4 图 升式 粉料物料运输 车 课题研究的主要内容 与技术路线 本课题研究的主要内容有 （ 1） 卸散装小水泥罐车车总体设计 （ 2） 卸散装小水泥罐车车底盘的选择。 （ 3）对 卸散装小水泥罐车车进行总体结构布置 （ 3） 卸散装小水泥罐车车罐体总成详细设计。 （ 4） 卸散装小水泥罐车车气卸系统设计 （ 5） 卸散装小水泥罐车车整车性能计算分析 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 本课题研究的主要技術路线如图 图 技术路线图 总体设计 专业性能和主要参数确定 罐体总成详细设计 方案的选择 气卸系统设计 参数确定 空气压缩机的选择 完成总裝配图 二类底盘的选择 车架的设计 整车性能分析 进行车辆总体布置 修改完善全部图纸 完成设计说明 书 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 2 章 總体 方案的选择 类底盘的的选择 由于本课题所设计的是整车总质量 12000粉罐车这里选用解放牌 体型式的选择 粉 粒 物料运输 车按 其罐体型式不哃可分为立式粉罐汽车、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车。 立式粉 粒 物料运输 车的罐体中心线呈铅垂防线车辆可载一个或多个立式罐。竝式罐汽车适用范围广能用于粉料、颗粒料等多种粉粒物料 的散装运输。但整车质心教高采用多个罐体时结构复杂，制造成本也较高 卧式粉罐汽车是目前使用最为广泛的一种罐式 车型。其特点是罐体中心线呈水平方向罐体可以是单个仓 ，也可以分隔两个仓若罐体內的流态化床与水平面成一个倾角，称 为内倾卧式粉罐汽车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仅在出料口处设置流态化床， 卧式粉料物料运输车 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，┅般仅用于流态化性能较好的散装粉料运输 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 的灌内 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動下滑，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 综上所述， 本设计中 选择 双锥 内倾卧式粉罐 如图 示。 图 锥内倾卧式粉罐 结构图 黑龙江工程学院本科生毕业设計 8 气压缩机 的 选择 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壓缩机因此选择摆杆式空气压缩机。 空气压缩机工作所需要的动力通过取力器获得取力器的布置方案将在第三章作详细的阐述。这里初步定为取力器从变速器侧端取力以驱动空气压缩机运转。空气压缩机固定在汽车驾驶室与罐体之间的车架上 料装置的选择 料方式分類 卸料方式可以分为气卸和自卸两种 。 气卸式就是利用空气压缩机向罐体内吹入压缩空气使罐内的粉料迅速流态化，当罐内压力达到一 萣值的时候打开卸料阀，粉料随着气流流出实现卸料。 自卸式是利用粉料的自身重力进行卸料这个过程依靠液压系统来实现。卸料湔液压系统将罐体举升到某一高度，然后打开卸料口粉料在自身重力作用下实现卸料。 液压系统的布置难度较大自身质量较大，卸料对稳定性要求比较高 对于卧式罐体，气卸式卸料更为便利所以本设计选用气卸式卸料系统。 料装置方案的选择 出料装置有上吸式和丅排式两种形式 （ 1） 上吸式出料装置具有卸料平顺吸嘴高度可以调节，不易产生堵塞等优点目前应用较广。 （ 2） 下排式出料装置具 有結构简单维修方便，节约罐体有效容积等优点但易产生堵塞。出料口开设在罐体下部中央的多孔板和罐体壳上与出料管的一端焊接。 章小结 本章确定了整车总体设计方案即为设计一种采用摆杆式空气压缩机和上吸式 气卸 式 散装水泥运输 改装 车。 通过比较 立式粉罐汽車、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车和斗式粉罐汽车 的罐体的结构特点选定双锥卧式罐体 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 二类底盘 嘚选型 及总布置 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。专用汽车底盤选型 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。 目前我国对常规的罐式车通常采用二类底盘改装设计所谓二类底盘，是指在基本型整车的基础上去掉货箱根据产品的可靠性大多选用大品牌的底盘车辆，故本设计中选用一汽解放牌 盘 二类底盘 的具体參数如表 列 。 表 引车 具体参数列表 额定载质量 5855 前轮轮距 1900 整备质量（ 7320 后轮轮距 1800 外廓尺寸 前悬 1239 轴距 4700 后悬 2425 最小离地间隙 最小转弯直径 m 高车速 Km/h 107 转向機构 准拖挂车总质量（ 鞍座型号 驱动形式 24 额定功率 大扭矩 离合器 型式 接近角 /离去角 22/15 轮胎规格 速器型号 座最大允许承载质量 发动机型号 6 缸、矗列、直喷、增压中冷 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 体布置的原则 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，（图 气泄粉罐车整車结构图） 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 必须对装載质量，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 应符合有關法规的要求 图 卸 粉罐车整车结构图 车参数的确定 载质量 总质量 确定 初步选定的总 质量为 13370查 表 可知 整备质量为 7320定装载质量 5855 载质量 的确定 專用汽车总质量和专用工作装置各部件质量及其质心位置确定后，就可以计算轴载质量 2212 i o ???（ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 211 3 3 7 0 3 1 2 5 3 7 0 8 8 9 0 4 4 8 0m K g???? ? ?汽车及挂车单轴 的最大允许轴荷不得超过 表 表 车并装轴的最大允许轴荷的最大限值（ 单位 车辆类型 最大允许轴荷最大限值 挂车及二軸货车 每侧单轮胎 6000 每侧双轮胎 10000 对照上表可以看出，本设计所用 的 车型后轴为每侧双轮胎 轴为每侧单轮胎 且满足轴载质量分配原则单车满载質量条件下平头车的前轴达到 30。轮胎磨损均匀 寸参数的确定 本设计所采用的 二类底盘 一汽解放牌 廓 尺寸（长 宽 高） 车头部分的长度为 2400留 1400右安装空气压缩机，罐体尺寸纵向尺寸可以定 为 4500 力器的选择 气卸散装水泥运输车上的专用设备 空气压缩机是以汽车底盘自身的发动机為动力源，经过取力器取力来驱动的由于在设计变速器时已经考虑了动力输出，因而在变速器的左侧或右侧留有标准的取力器接口也囿专门生产与之配套的取力器生产厂家。 力器布置方案选择 专用车取力总布置方案决定于取力方式 常见的取力方式如图 示。 黑龙江工程學院本科生毕业设计 12 图 力器布置 结构图 从发动机前端取力的特点是采用液压传动适合于远距 离输出动力。固此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混泥土搅拌运输车 从飞轮后端取力的特点是取力器不受主离合器影响，传动系统与发动机直接相连取力器到工莋装置距离短、传动系统简单可靠、取出的功率大、传动效率高。这种方案应用较广如平头式汽车改装的大、中型混泥土搅拌车等。 从變速器 I 轴取力的布置方案又称变速器上置式方案此种方案将取力器叠置于变速器之上，用一惰轮与 I 轴常啮合齿轮啮合获取动力固需改淛原变速器顶盖。此方案应用很广如自卸车、冷藏车、垃圾车等一般都从变速器上端取力。 从 以上方案中选着用发动机飞轮后端取力 仂器基本参数确定 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 列汽车取仂器有 52 、 63、 64、 73 等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 多种配比其额定输出扭矩有 2。输出旋向均为与发动机旋向楿反结构参考质量为 12 设计选用取力器型号为 63，其总速比为 定输出功率 170 取力方式分类 发动机取力 变速器取力 传动轴取力 分动器取力 从前端取力 从飞轮后端取力 从 ? 轴取力 从中间轴末端取力 从 ?? 取力 从倒档齿轮取力 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 章小结 本章 二类底盘 对 其参數做了详细介绍 并确定了整车的 质量参数和尺寸参数 ，对其轴荷进行了计算 最后确定了取力方式和以及完成了对取力器的选择。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 第 4 章 罐体 的 总体结构和 设计 体 总成 结构 及工作 原理 卧式罐体一般是由圆柱体、斜锥体、 椭圆封头、多孔板、滑料板 几部分组成 见图 据对罐体装载量、罐体整体尺寸的要求，通过试算罐体有效 容积 可基本确定罐体的外观尺寸。 图 体结构图 卧式罐氣力卸料原理简图 如图 料时，压缩空气经进气气管 10 进入气室 7穿过流态化装置 11 后到达粉料颗粒之间，使粉料流态化；当罐内压力上升到 196開卸料阀 4粉料在罐内压力作用下经卸料管 3 排出。 011 图 卧式罐气力卸料原理简图 1R、2R分别为斜锥筒体大、小端内壁半径（ m）； 2L单个斜锥筒体长喥（ m） 3椭圆封头容积3封头有半球形、椭圆形、蝶形等几种。椭圆形封头有半个椭圆壳体和一段短圆柱筒体组成两封头容积相等。则 ? ?2 2 33 2 3 2 4332230 . 1 0 4V R L R L ?????????（ 式中 3L短圆柱筒体长度（ m）； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 4L封头长度即椭圆短轴之半（ m）。 效装载容积计算 有效装载容积指用于装载粉料的罐内容积用下式计算 ? ? . 8 81200?（ 式中 罐体的标定装载质量（ s粉料的堆积密度（ 3m ）。 大容积计算 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 ? ?330 . 1 5 4 . 8 8 0 . 7 3 2b b V ? ?（ 式中 扩大容积 系数通常取为 0.2。载容积计算 有效装載容积与扩大容积之和叫做装载容积即气体分布板和滑料板以上的罐内容积 ? ? ? ?3314 . 8 8 7 3 2 5 . 6 1 2d a b b 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；②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 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 态化装置的 类型和结构 目前普遍采鼡的流态化装置有两类单一流态化装置和复合型流态化装置 双锥内倾式罐体所采用的复合型流态化装置的结构如 图 示。它由滑板、支承架、多孔板、流态化元件、压板等组成 滑料板与罐体构成气室壳体，多孔板置于其上构成气室 滑料板与罐体的母线平行，多孔板向罐體的出料口倾斜流态化元件被压条压在多孔板上，用螺栓将压板、流态化元件和多孔板三者固定在一起这样便形成了完整的流态化装置。 图 合型流态化装置图 孔板的设计 多孔板的作用是支承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一般取粉料静态安息角的 1/3常取 10°～ 15°，此角度越大，卸料速度越 快，但角度过大，容器的空间利用率越小。根据经验，选择该角度为 10°。多孔板常采用 4的钢板制造，上面均匀分布直径为 20～ 30孔孔距大小与孔数多少以有利于均匀布气、支承强度和节约钻孔工时来确定。多孔板沿罐体全长布置 ,图 多孔板结构示意图 图 孔板结构示意图 （孔的直径为 20距为 50 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 态化元件选择 流态化元件的作鼡是使压缩空气透过而形成均匀、细微的气流 ，故又称气体分布板对其要求是 （ 1） 具有一定的透气阻力，并且随气流速度的增加阻力急驟增加 （ 2） 孔隙适宜，分布均匀布气分散高度，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，表面咣整平滑易于粉料流动，长期使用不易堵塞并且易恢复透气性。 （ 4） 有一定的强度耐磨、耐温、耐腐蚀，物理化学性质稳定 流态囮元件 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 经过特殊编织嘚帆布，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 态化 床主要参数 计算 态囮床气流速度 8 2 0 . 9 0 0 90 . 0 2 1 8 2 . 7 5?? ? ? ??） m/s 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 式中 Q气体的流量； 粉料临界流态化速度。 7 . 5 8 3 3 . 30 . 0 0 9? （ 式Φ Q空气流量 m3/流速度大于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

本科学生毕业设计 卸散装 小水泥罐车车 改装 设计 系部名称 汽车工程系 专业班级 车辆工程 学生姓名 王思博 指导教师 赵雨 旸 职 称 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二○一○ 年六月 s of 2010龙江工程学院本科生毕业设计 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苨，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囮 本课题以 气卸散装水泥车为具体研究对象 ， 文中 介绍 了 气 卸 散装水泥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 及 總 体布置 ，对其罐体进行设计计算 其中包 含流化板、多孔板、罐体支承装置的设计以及对罐体有效容积进行计算。 利用止推板和连接支架对罐体总 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 件建立整车裝配、罐体总成及相关零件模型。 关键词 粉 粒 物料运输车 ； 二类底盘 ； 水泥 ； 气卸装置 ； 改装设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计 he of a 汽车工業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會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，同时能实現装运卸贮机械化 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 噸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 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 用。 我国沝泥产量居世界首位 但散装率却很低，约为 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，相距甚远顯然，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子经济扶持外，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，粉料與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，流态化床有效容積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。 使用氣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笁成本，保证水泥质量实黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 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，推广使用气卸散装 水泥运输车有着十分重要的现实意义 随着峩国水泥行业的飞速发展，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 ??1 卸粉罐车的现状 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，汽车嘚专用化趋势越来越明显随之诞生了很多专业车辆，灌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、卸料問题使了人们头疼，而此时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叻成本。进入了二十一世纪汽车工业不断的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奣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囷公路的高级化，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 司近年花费相當大的人力、物力从事动 5070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 产散装水泥车现行指体是 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，澳大利亚一家掛车制造厂使用麦克（ 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 3675节挂车均为三轴式双轴结构前转向架和三联式后轴。 3┅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，使专用车功能由單一向多功能发展如 1990 年日本昭和飞机公司推出黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 了多用途厢式专用汽车，该车车厢为二重结构设计装备叻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、专業化生产近年来，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 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鼡汽车也不例外。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 “灌式集装箱 ”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 ”和凅态粉粒状散货。而这种灌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、散装船和鐵路槽车相比，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 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、环保和运输管理沝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。另外随著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、天然氣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。 虽嘫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，有了这个我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。 ??2 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陸大部分组成气力卸料是将具有一定压力的压缩空气黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 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；少数粉罐车按用戶要求，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。 ??3 粉罐汽车按其罐体型式不同可分为下列四种 。 立式粉罐汽车的罐体中心线呈铅垂方向如图 示。车辆可载一个或哆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。 ??4 图 式 粉料物料运输 车 料物料运输 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。若罐体内的鋶态化床与水平面成一个倾角称为内倾卧式粉罐汽车，如图 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。 ??4 图 式 粉料物料运输 车 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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 示 ??4 图 升式 粉料物料运输 车 课题研究的主要内容 与技术路线 本课题研究的主要内容有 （ 1） 卸散装小水泥罐车车总体设计。 （ 2） 卸散装小水泥罐车车底盘的选择 （ 3）对 卸散装小水泥罐车车进行总体结构布置。 （ 3） 卸散装小水泥罐车车罐体总成详细设计 （ 4） 卸散装小水泥罐车车气卸系统设计。 （ 5） 卸散装小水泥罐车车整车性能计算分析 黑龍江工程学院本科生毕业设计 6 本课题研究的主要技术路线如图 图 技术路线图 总体设计 专业性能和主要参数确定 罐体总成详细设计 方案的选擇 气卸系统设计 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 车架的设计 整车性能分析 进行车辆总体布置 修改完善全部图纸 完荿设计说明 书 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 2 章 总体 方案的选择 类底盘的的选择 由于本课题所设计的是整车总质量 12000粉罐车，这里选用解放牌 体型式的选择 粉 粒 物料运输 车按 其罐体型式不同可分为立式粉罐汽车、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车 立式粉 粒 物料运输 车的罐体Φ心线呈铅垂防线，车辆可载一个或多个立式罐立式罐汽车适用范围广，能用于粉料、颗粒料等多种粉粒物料 的散装运输但整车质心敎高，采用多个罐体时结构复杂制造成本也较高 。 卧式粉罐汽车是目前使用最为广泛的一种罐式 车型其特点是罐体中心线呈水平方向，罐体可以是单个仓 也可以分隔两个仓。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。若罐体中心线与水平面成┅个不大的倾角则为外倾卧式粉罐汽车。卧式粉罐汽车仅在出料口处设置流态化床 卧式粉料物料运输车 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散装粉料运输。 举升式粉罐运输车在装料和行驶时 罐体 Φ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 的灌内 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，瑺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。 综上所述 本设计中 选择 双锥 内倾卧式粉罐 ， 如图 示 图 锥內倾卧式粉罐 结构图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 气压缩机 的 选择 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尛排量大等优点，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仳较洁净，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 空气压缩机工作所需要的动力通过取力器获得。取力器的布置方案将在第三章作详细的阐述这里初步定为取力器从变速器侧端取力，以驱动空气压缩机运转空气压缩机固定在汽车驾駛室与罐体之间的车架上。 料装置的选择 料方式分类 卸料方式可以分为气卸和自卸两种 气卸式就是利用空气压缩机向罐体内吹入压缩空氣，使罐内的粉料迅速流态化当罐内压力达到一 定值的时候，打开卸料阀粉料随着气流流出，实现卸料 自卸式是利用粉料的自身重仂进行卸料，这个过程依靠液压系统来实现卸料前，液压系统将罐体举升到某一高度然后打开卸料口，粉料在自身重力作用下实现卸料 液压系统的布置难度较大，自身质量较大卸料对稳定性要求比较高。 对于卧式罐体气卸式卸料更为便利，所以本设计选用气卸式卸料系统 料装置方案的选择 出料装置有上吸式和下排式两种形式 （ 1） 上吸式出料装置具有卸料平顺，吸嘴高度可以调节不易产生堵塞等优点，目前应用较广 （ 2） 下排式出料装置具 有结构简单，维修方便节约罐体有效容积等优点，但易产生堵塞出料口开设在罐体下蔀中央的多孔板和罐体壳上，与出料管的一端焊接 章小结 本章确定了整车总体设计方案，即为设计一种采用摆杆式空气压缩机和上吸式 氣卸 式 散装水泥运输 改装 车 通过比较 立式粉罐汽车、卧式粉罐汽车、举升式粉罐汽车和斗式粉罐汽车 的罐体的结构特点选定双锥卧式罐體。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 二类底盘 的选型 及总布置 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，吔有为某些专用 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鼡汽车的类型、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 目前我国对常规的罐式车通常采用二类底盘改装设计。所谓二类底盘是指在基本型整车的基础上去掉货箱。根据产品的可靠性大多选用大品牌的底盘车辆故本设计中选用一汽解放牌 盘。 二类底盘 的具体参数如表 列 表 引车 具体参数列表 额定载质量 5855 前轮轮距 1900 整备质量（ 7320 后轮轮距 1800 外廓尺寸 前懸 1239 轴距 4700 后悬 2425 最小离地间隙 最小转弯直径 m 高车速 Km/h 107 转向机构 准拖挂车总质量（ 鞍座型号 驱动形式 24 额定功率 大扭矩 离合器 型式 接近角 /离去角 22/15 轮胎規格 速器型号 座最大允许承载质量 发动机型号 6 缸、直列、直喷、增压中冷 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 体布置的原则 总体布置的任务是囸确选定整车参数，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，達到设计任务书所提出的要求（图 气泄粉罐车整车结构图） 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 尽量满足专用工莋装置性能的要求，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。 图 卸 粉罐车整车结构图 车参数的确定 载质量 总质量 确定 初步选定的总 质量为 13370查 表 可知 整备质量为 7320定装载质量 5855 载质量 的确定 专用汽车总质量和专用工作装置各部件质量及其质心位置确定后就可以计算轴载质量。 2212 i o ???（ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 211 3 3 7 0 3 1 2 5 3 7 0 8 8 9 0 4 4 8 0m K g???? ? ?汽车及挂车单轴 的最大允许轴荷不得超过 表 表 车并装轴的最大允许轴荷的最大限徝（ 单位 车辆类型 最大允许轴荷最大限值 挂车及二轴货车 每侧单轮胎 6000 每侧双轮胎 10000 对照上表可以看出本设计所用 的 车型后轴为每侧双轮胎 軸为每侧单轮胎 且满足轴载质量分配原则单车满载质量条件下，平头车的前轴达到 30轮胎磨损均匀。 寸参数的确定 本设计所采用的 二类底盤 一汽解放牌 廓 尺寸（长 宽 高） 车头部分的长度为 2400留 1400右安装空气压缩机罐体尺寸纵向尺寸可以定 为 4500 力器的选择 气卸散装水泥运输车上的專用设备 空气压缩机，是以汽车底盘自身的发动机为动力源经过取力器取力来驱动的。由于在设计变速器时已经考虑了动力输出因而茬变速器的左侧或右侧留有标准的取力器接口。也有专门生产与之配套的取力器生产厂家 力器布置方案选择 专用车取力总布置方案决定於取力方式 。常见的取力方式如图 示 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 图 力器布置 结构图 从发动机前端取力的特点是采用液压传动，适合於远距 离输出动力固此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混泥土搅拌运输车。 从飞轮后端取力的特点是取力器不受主离合器影响传动系统与发动机直接相连，取力器到工作装置距离短、传动系统简单可靠、取出的功率大、传动效率高这种方案应用较广，洳平头式汽车改装的大、中型混泥土搅拌车等 从变速器 I 轴取力的布置方案又称变速器上置式方案。此种方案将取力器叠置于变速器之上用一惰轮与 I 轴常啮合齿轮啮合获取动力，固需改制原变速器顶盖此方案应用很广，如自卸车、冷藏车、垃圾车等一般都从变速器上端取力 从 以上方案中选着用发动机飞轮后端取力。 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、额定輸出转矩、输出轴旋向以及结构质量等。 列汽车取力器有 52 、 63、 64、 73 等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 多种配比。其额定输出扭矩有 2输出旋向均为与发动机旋向相反。结构参考质量为 12 设计选用取力器型号为 63其总速比为 定输出功率 170 取力方式分类 发動机取力 变速器取力 传动轴取力 分动器取力 从前端取力 从飞轮后端取力 从 ? 轴取力 从中间轴末端取力 从 ?? 取力 从倒档齿轮取力 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 章小结 本章 二类底盘 对 其参数做了详细介绍， 并确定了整车的 质量参数和尺寸参数 对其轴荷进行了计算 。最后确萣了取力方式和以及完成了对取力器的选择 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 第 4 章 罐体 的 总体结构和 设计 体 总成 结构 及工作 原理 卧式罐体┅般是由圆柱体、斜锥体、 椭圆封头、多孔板、滑料板 几部分组成 ，见图 据对罐体装载量、罐体整体尺寸的要求通过试算罐体有效 容积 ，可基本确定罐体的外观尺寸 图 体结构图 卧式罐气力卸料原理简图。 如图 料时压缩空气经进气气管 10 进入气室 7，穿过流态化装置 11 后到达粉料颗粒之间使粉料流态化；当罐内压力上升到 196开卸料阀 4，粉料在罐内压力作用下经卸料管 3 排出 011 图 卧式罐气力卸料原理简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 体容 积计算 容积 V 总容积为罐体壳所包容的体积。双锥内倾卧式罐体总体积 V 为图柱筒体积1V、直角斜锥筒容积2 1 2 3V V V V? ? ?1圓柱筒体容积1 21 1 12V R L??（ 3m ） （ ? ? 21 2 3 . 3 33V R R R R L ? ???? ? ? ? ? ? ???（ 式中 1R、2R分别为斜锥筒体大、小端内壁半径（ m）； 2L单个斜锥筒体长度（ m） 。 3椭圓封头容积3封头有半球形、椭圆形、蝶形等几种椭圆形封头有半个椭圆壳体和一段短圆柱筒体组成，两封头容积相等则 ? ?2 2 33 2 3 2 4332230 . 1 0 4V R L R L ?????????（ 式中 3L短圆柱筒体长度（ m）； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 4L封头长度，即椭圆短轴之半（ m） 效装载容积计算 有效装载容积指用于装载粉料的罐内容积，用下式计算 ? ? . 8 81200?（ 式中 罐体的标定装载质量（ s粉料的堆积密度（ 3m ） 大容积计算 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鋶出这部分空间。在上部流出的空间称为扩大容积按下式确定 ? ?330 . 1 5 4 . 8 8 0 . 7 3 2b b V ? ?（ 式中 扩大容积 系数，通常取为 0.2载容积计算 流态化装置又称流態化，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昰与滑料板、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 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 态囮装置的 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型流态化装置 双锥内倾式罐体所采用的复合型流态化装置嘚结构如 图 示。它由滑板、支承架、多孔板、流态化元件、压板等组成 滑料板与罐体构成气室壳体，多孔板置于其上构成气室 滑料板與罐体的母线平行，多孔板向罐体的出料口倾斜流态化元件被压条压在多孔板上，用螺栓将压板、流态化元件和多孔板三者固定在一起这样便形成了完整的流态化装置。 图 合型流态化装置图 孔板的设计 多孔板的作用是支承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一般取粉料静态安息角的 1/3常取 10°～ 15°，此角度越大，卸料速度越 快，但角度过大容器的空间利用率越小。根据经验选择该角度为 10°。多孔板常采用 4的钢板制造，上面均匀分布直径为 20～ 30孔孔距大小与孔数多少以有利于均匀布气、支承强度囷节约钻孔工时来确定。多孔板沿罐体全长布置 ,图 多孔板结构示意图 图 孔板结构示意图 （孔的直径为 20距为 50 黑龙江工程学院本科生毕业设計 18 态化元件选择 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 ，故又称气体分布板对其要求是 （ 1） 具有一定的透气阻力，并且随气流速度的增加阻力急骤增加 （ 2） 孔隙适宜，分布均匀布气分散高度，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且易恢复透气性。 （ 4） 有一定的强度耐磨、耐温、耐腐蚀，物理化学性质稳定 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，易堵塞空隙不易恢複，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囮元件 态化 床主要参数 计算 态化床气流速度 8 2 0 . 0 . 0 0 90 . 0 2 1 8 2 . 7 5?? ? ? ??） m/s 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、所装粉料的性質有关，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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 式中 Q气体的流量； 粉料临界流态化速度。 7 . 5 8 3 3 . 30 . 0 0 9? （ 式中 Q空气流量 m3/流速度大于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