RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计开题报告.docx

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RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

系部

汽车与交通工程学院

专业、班级

指导教师姓名

职称

副教授

从事

专业

车辆工程

是否外聘

□是■否

题目名称

RL5250GSN举升式气卸粉罐汽车改装设计

一、课题研究现状、选题目的和意义

1.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。

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。

2.研究现状

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，汽车的专用化趋势越来越明显。

随之诞生了很多专业车辆，罐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、卸料问题使人们头疼，而此时举升式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，又降低了成本。

进入二十一世纪，汽车工业不断发展前行，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（MOL）公司近年花费相当大的人力、物力从事动50~70t的大型挂车用牵引车的研究和生产。

比利时的大型粉罐车也已进行系列化生产，装载容积为30~60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1.5~1.8t/rnin（国产散装水泥车现行指体是1.0~1.3t/min），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，澳大利亚一家挂车制造厂使用麦克（Mack）8×4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3675kw，每节挂车均为三轴式，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，使专用车功能由单一向多功能发展，如1990年日本昭和飞机公司推出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GRP（玻璃纤维增强塑料）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，专用汽车也不例外。

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“罐式集装箱”。

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”和固态粉粒状散货。

而这种罐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、散装船和铁路槽车相比，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15年，尚属起步阶段，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，但是我们有着无比巨大的市场，有了这个巨大的市场，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。

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，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。

粉罐汽车按其罐体型式不同可分为下列四种：

（1）.立式粉粒物料运输车。

立式粉罐汽车的罐体中心线呈铅垂方向，如图1.1所示。

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。

图1.1立式粉料物料运输车

（2）.卧式粉粒物料运输车。

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1.2所示。

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。

图1.2卧式粉料物料运输车

（3）.举升式粉粒物料运输车。

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1.3所示。

图1.3举升式粉料物料运输车

二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题

1.基本内容

改装设计一种举升式气卸粉罐汽车。

总质量25000Kg，满足专用汽车相关设计要求。

要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；

要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；

要求进行举升粉罐的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；

要求进行气卸装置设计计算选型；

完成总装配图，清楚表达设计。

要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。

针对性能分析结构如有必要进行设计改进。

2.拟解决的主要问题

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，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。

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压缩机。

因此选择摆杆式空气压缩机。

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、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。

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，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。

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；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。

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化元件。

其他一些问题将会在设计中进一步解决！

三、技术路线（研究方法）

本课题研究的主要技术路线如图：

举升装置设计

四、进度安排

1、调研、资料收集，完成开题报告1、2周

2、方案设计与分析、二类底盘选型（调研与分析）第3、4周

3、总布置；第5周

4、粉罐装置设计计算选型第6周

5、举升装置设计计算；第7周

6、气卸装置设计计算选型第8周

7、辅助系统设计第9周

8、完成设计图纸第10、11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第13、

11、指导教师评阅、设计修正第14周

12、设计审核、修改第15周、第16周

13、毕业设计答辩准备及答辩第17周

五、参考文献

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六、备注

指导教师意见：

签字：

年月日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目:

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07-10班

学生姓名:

李鹏导师姓名:

李涵武

开题时间:

2011年2月28日

指导委员会审查意见：

签字：

年月日