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哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，奶制品、食用油、飲料等行業(yè)對(duì)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)囊笤絹?lái)越大，大型液罐車(chē)的需求量日益增加，特別是保溫型液罐車(chē)。
本文以罐體為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，介紹牛奶罐車(chē)主要結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用設(shè)備的設(shè)計(jì)及工作原理。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中將參考其他液罐汽車(chē)罐體截面的基本形狀，選擇簡(jiǎn)單、誤差小的“四段圓弧擬合橢圓”方法設(shè)計(jì)罐體的截面。為了保證像奶制品、飲料等液體的口味，需要低溫運(yùn)輸，參照隔熱保溫車(chē)的隔熱保溫原理，設(shè)計(jì)有隔熱保溫層。隔熱保溫結(jié)構(gòu)是將罐體設(shè)計(jì)成雙層罐，并在兩層罐體之間填充隔熱材料，防止外界的溫度對(duì)罐內(nèi)液體溫度的影響。為確保在冬季遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時(shí)牛奶溫度不會(huì)下降，在此次設(shè)計(jì)中采用了蒸汽加熱器。并對(duì)整車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了計(jì)算
關(guān)鍵詞：罐式汽車(chē)；奶罐車(chē)；罐體；隔熱層；保溫
ABSTRACT
With China's economic development, dairy products, edible oil, beverage, and other industries to transport products of growing demand, Large liquid tank semi-trailer of increasing demand, especially by tractor-semitrailer tanker.
Based tank for the design focus，Liquid food tanker on the main structure, and special equipment to the design and working principle. Throughout the design process will make reference to other tank car tank sections of the basic shape, Choose simple, small error "recording elliptical arc fitting" designed tank section. And taking into account some of edible oil in winter when handling difficulties, In the inner tank wall surrounding the tank design of the heating pipes. To ensure that as dairy products, beverages and other liquid tastes, needs cold，Insulation light trucks thermal insulation theory, the design of thermal insulation layer.Thermal insulation to the tank structure is designed as a double LP， And in between the two tanks filled with insulation material, Prevent the outside temperature on relations within the liquid temperature. Finally, according to the entire tank assembly and the quality of the semi-trailer chassis , axle linked to a distribution，and vehicle performance, fuel economy for the calculation.
Key words: Tank car；Liquid food cans；Tank；Insulation layer；Insulation
II
哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第1章 緒 論
1.1 概述
奶罐車(chē)是一種保溫型食品液罐汽車(chē)，是專(zhuān)用罐車(chē)的一種，其使用方便，節(jié)約運(yùn)輸成本，運(yùn)輸效率高，使用奶罐車(chē)還可以節(jié)約運(yùn)輸包裝成本；保證牛奶在運(yùn)輸中的食品質(zhì)量。本文講述了保溫型食品罐車(chē)的改裝設(shè)計(jì)的過(guò)程和計(jì)算。在設(shè)計(jì)中將主要以罐體的設(shè)計(jì)為主，其中還包括二類(lèi)底盤(pán)的選配和整車(chē)的的性能分析計(jì)算。本文將參考其它罐式車(chē)輛罐體的結(jié)構(gòu)和有關(guān)罐體的設(shè)計(jì)資料，設(shè)計(jì)一種用于運(yùn)輸液態(tài)食品的專(zhuān)用汽車(chē)。在罐體的截面的選擇、人孔的設(shè)計(jì)、封頭的設(shè)計(jì)等的設(shè)計(jì)中采用和其它罐車(chē)相同的結(jié)構(gòu)。但在罐體截面設(shè)計(jì)中，會(huì)用到制造工藝簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，誤差小的“四段圓弧擬合橢圓”的方法?？紤]到該罐車(chē)在氣溫高時(shí)，避免外界溫度對(duì)牛奶質(zhì)量的影響。在罐體外設(shè)計(jì)一層隔熱保溫層，該隔熱保溫層將參考一般保溫車(chē)輛的保溫隔熱原理。結(jié)合罐體的形狀，創(chuàng)造性的將罐體設(shè)計(jì)成雙層罐，并采用木塊進(jìn)行支承，然后在形成的空間內(nèi)填充聚氨酯泡沫。在設(shè)計(jì)完罐體后，對(duì)整車(chē)的性能進(jìn)行分析計(jì)算。
1.2 目的和意義
改裝設(shè)計(jì)一種保溫型牛奶罐車(chē)，現(xiàn)在人們對(duì)液態(tài)食品的需求量越來(lái)越大，食品罐車(chē)將成為一種重要的運(yùn)輸工具。罐式汽車(chē)在交通運(yùn)輸中發(fā)揮了非常重要和不可替代的作用。罐式汽車(chē)具有運(yùn)輸效率高、保證運(yùn)輸途中物料不變質(zhì)、可實(shí)現(xiàn)裝卸機(jī)械化、運(yùn)輸成本低、安全、環(huán)保等特點(diǎn)。國(guó)外的罐車(chē)發(fā)展較早，品種多，設(shè)備的現(xiàn)代化程度較高。我國(guó)罐車(chē)的起步發(fā)展較晚，與國(guó)外的罐車(chē)存在較大差距。液態(tài)食品罐車(chē)近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量越來(lái)越大，市場(chǎng)前景十分廣闊。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，罐車(chē)呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化，多極化發(fā)展的趨勢(shì)。
1.3 專(zhuān)用車(chē)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 近年專(zhuān)用車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活對(duì)液罐汽車(chē)的需求越來(lái)越來(lái)迫切，使用的覆蓋面越來(lái)越來(lái)廣泛，需求量也越來(lái)越來(lái)大。我國(guó)液罐汽車(chē)的應(yīng)用雖然較早，但全面發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了近30年，但我國(guó)液罐汽車(chē)發(fā)展很快，已成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重要的運(yùn)輸與作業(yè)設(shè)備，并且有著良好的發(fā)展前景。
據(jù)《中國(guó)汽車(chē)工業(yè)年鑒》統(tǒng)計(jì)資料，2006年我國(guó)公告的專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)有551家，其中按產(chǎn)量劃分，100輛規(guī)模以?xún)?nèi)有189家、300輛以?xún)?nèi)有317家、1000輛以上有104家、2000輛以上有59家。2004年，在運(yùn)營(yíng)部門(mén)登記注冊(cè)的貨運(yùn)車(chē)輛為924.6×104輛，平均噸位為3.39t。載貨車(chē)中，普通載貨汽車(chē)占90%以上，其中大于8t的重型車(chē)占了整個(gè)運(yùn)輸車(chē)輛的32%，集裝箱大件運(yùn)輸車(chē)、罐裝車(chē)及冷藏車(chē)等專(zhuān)用車(chē)僅占5%左右，而舊車(chē)占3%。
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的提高，專(zhuān)用汽車(chē)呈現(xiàn)出向廂式化、重型化、智能化、高檔化、多極化發(fā)展的趨勢(shì)，其中表現(xiàn)比較明顯的是：普通貨物運(yùn)輸廂式化，專(zhuān)用汽車(chē)運(yùn)輸重型化、列車(chē)化，貨物運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)化，特種車(chē)輛發(fā)展迅速，如以混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)、混凝土泵車(chē)為代表的工程建設(shè)用車(chē)和以清掃車(chē)、壓縮式垃圾車(chē)為代表的城市環(huán)衛(wèi)車(chē)輛發(fā)展很快。
目前，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是缺乏科技含量較高的產(chǎn)品；二是專(zhuān)用車(chē)所占比例不高、專(zhuān)用底盤(pán)（特別是為專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)的）較為缺乏；三是專(zhuān)用裝置的開(kāi)發(fā)能力和制造水平對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)限制較大；四是專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)存在散、亂、差、的現(xiàn)狀，制約了專(zhuān)用汽車(chē)的發(fā)展；五是國(guó)內(nèi)專(zhuān)用汽車(chē)內(nèi)涵較低，與世界先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平差距較大。
1.3.2 專(zhuān)用汽車(chē)的發(fā)展展望
據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，到2015年專(zhuān)用汽車(chē)市場(chǎng)年需求量將達(dá)到70×104輛，而目前國(guó)內(nèi)專(zhuān)用車(chē)的年總產(chǎn)量只有30×104輛。在專(zhuān)用車(chē)品種上，目前國(guó)際上一達(dá)7000多中，而國(guó)內(nèi)僅有1000多種，無(wú)論從市場(chǎng)需求量還是品種數(shù)量上看，專(zhuān)用車(chē)的發(fā)展前景是非常廣闊的。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)分工的進(jìn)一步細(xì)化，市場(chǎng)對(duì)專(zhuān)用車(chē)的需求將更加多元化，對(duì)具有特殊功能的專(zhuān)用車(chē)的需求必將越來(lái)越多，需求高技術(shù)專(zhuān)用車(chē)的呼聲將越來(lái)越高。目前專(zhuān)用汽車(chē)市場(chǎng)的多元化形態(tài)將得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)發(fā)展要求更多的專(zhuān)用汽車(chē)新品種面世。未來(lái)專(zhuān)用汽車(chē)的主流市場(chǎng)將集中在城建、服務(wù)和高等級(jí)公路運(yùn)輸、管理這兩大塊，它包括了專(zhuān)用汽車(chē)的大多數(shù)品種，這些品種根據(jù)各行業(yè)的具體發(fā)展情況，隨時(shí)間、地域的不同會(huì)形成不同品種的市場(chǎng)熱點(diǎn)。我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)的市場(chǎng)前景將十分廣闊。
1.3.3 罐式車(chē)的發(fā)展方向
罐式車(chē)包括常見(jiàn)的油罐車(chē)、散裝水泥車(chē)、混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)，以及使用量較少的液化氣高壓罐車(chē)、化工液罐車(chē)、吸污液罐車(chē)等。西部地區(qū)油氣資源的開(kāi)發(fā)必然會(huì)帶動(dòng)石化煉油業(yè)的發(fā)展，因此大型油罐車(chē)的需求也會(huì)增大，大噸位半掛式油罐車(chē)的增長(zhǎng)速度還將加快。
同時(shí)，我國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)已經(jīng)比較完善，到2007年年底，我國(guó)公路通車(chē)總里程已經(jīng)達(dá)到357．3萬(wàn)公里汽車(chē)保有量已經(jīng)超過(guò)25×104輛，并且每年還有四五百萬(wàn)輛的新車(chē)投入使用，諸多因素促使油品消費(fèi)量猛增，大幅度帶動(dòng)了各種油品運(yùn)輸車(chē)的需求。
1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1） 以罐體為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，所以罐體的設(shè)計(jì)為其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：
（1）進(jìn)行所設(shè)計(jì)的罐車(chē)二類(lèi)底盤(pán)的選擇，選擇單車(chē)型；
（2）專(zhuān)用車(chē)輛的總體布置，繪制總布置草圖；
（3）液罐裝置的選型，設(shè)計(jì)，確定參數(shù)，計(jì)算；
（4）隔熱保溫裝置的選型，設(shè)計(jì)；
（5）附屬裝置（食品泵、清洗裝置、蒸汽加熱裝置）的選型，設(shè)計(jì)；
（6）整車(chē)的性能分析計(jì)算。
（二）在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題內(nèi)容如下：
（1）整車(chē)尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算；
（2）罐體的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（3）噴淋清洗管路的設(shè)計(jì)；
（4）保溫隔熱裝置的設(shè)計(jì)。
1.5 設(shè)計(jì)方法
（一）設(shè)計(jì)和計(jì)算部分的內(nèi)容如下：
（1）調(diào)研；
（2）確定總體方案，進(jìn)行方案分析；
（3）罐體的設(shè)計(jì)與計(jì)算。其中包括罐體截面的設(shè)計(jì)計(jì)算，罐體厚度的確定，封頭的設(shè)計(jì)，罐體容積的計(jì)算；
（4）保溫隔熱裝置的設(shè)計(jì)；
（5）人孔等部件設(shè)計(jì)；
（6）附屬裝置（食品泵、清洗裝置、蒸汽加熱裝置）的選型，設(shè)計(jì)；
（7）罐車(chē)的尺寸及質(zhì)量參數(shù)確定及整車(chē)性能分析計(jì)算；
（二）圖紙的繪制部分的內(nèi)容如下：
（1）液罐車(chē)總體構(gòu)造圖；
（2）罐體的總體構(gòu)造圖；
（3）車(chē)架、人孔等部件裝配圖。
第2章 液罐汽車(chē)的總體布置
2.1總布置的原則
（1）盡量避免對(duì)選擇的汽車(chē)底盤(pán)各總成位置的變動(dòng)；
（2）應(yīng)滿(mǎn)足專(zhuān)用工作裝置的的性能的要求，使專(zhuān)用功能得到充分發(fā)揮；
（3）裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核；
（4）應(yīng)避免工作裝置的布置對(duì)車(chē)架造成集中載荷；
（5）應(yīng)盡量減少專(zhuān)用汽車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量；
（6）應(yīng)符合法規(guī)的要求。
2.2罐車(chē)的總體布置
罐車(chē)有二類(lèi)底盤(pán)和罐體組成。二類(lèi)底盤(pán)選擇東風(fēng)汽車(chē)公司生產(chǎn)的EQ1126K1，后部為罐體總成。食品液罐汽車(chē)主要有汽車(chē)底盤(pán)、罐體總成、隔熱裝置和放料系統(tǒng)等組成。保溫型牛奶罐車(chē)設(shè)計(jì)成半承載式罐體，橢圓形截面。
2.2.1罐體的結(jié)構(gòu)
(1)罐體
罐體采用橢圓形截面, 兩端裝設(shè)平形整體封頭。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 能夠承受罐體的內(nèi)壓, 工藝性好, 便于組織生產(chǎn), 能較好地適應(yīng)中小批量的生產(chǎn)方式。罐體為環(huán)焊縫拼接式, 罐體材料選用1Gr17不銹鋼材質(zhì), 生產(chǎn)過(guò)程為卷板開(kāi)卷、校平、根據(jù)筒體周長(zhǎng)畫(huà)線(xiàn)。為能有效保證切口質(zhì)量及尺寸精度, 要求采用剪板機(jī)開(kāi)料, 平板拋光并要求達(dá)到Ra0.4粗糙度。拋光后把表面清理干凈, 隨即貼上保護(hù)膠膜,并且在以后的轉(zhuǎn)運(yùn)、加工過(guò)程中, 要求非常小心, 不得使表面掛花、擦傷。卷筒前, 根據(jù)所選擇的焊接方式, 在板料周邊焊縫處開(kāi)坡口, 然后卷板成筒體。卷板機(jī)輥軸要求事先用軟墊纏包保護(hù), 并須徹底清除軟墊中夾雜的金屬屑粒、砂粒等雜物。卷筒成形后, 先焊接縱向焊縫, 并根據(jù)技術(shù)要求對(duì)焊縫作無(wú)損探傷檢驗(yàn)。根據(jù)罐體結(jié)構(gòu), 裝配罐體內(nèi)部橫向防波板及墊板, 裝配時(shí)要求特別注意不得損壞罐體內(nèi)拋光表面。然后焊接罐體環(huán)焊縫, 組焊為整體, 同樣按要求對(duì)罐體環(huán)焊縫作無(wú)損探傷。為保證已拋光表面不被擦傷、掛花, 進(jìn)罐工作人員必須著軟底鞋, 并在每次工作前后要將拋光表面上的金屬屑粒及雜物清除干凈。
（2）封頭
根據(jù)罐體的使用工況及罐體尺寸, 采用冷旋壓或沖壓成形的整體平封頭, 成形后對(duì)拼接焊縫作無(wú)損探傷, 并且拋光至Ra0.4, 根據(jù)焊接方式開(kāi)具坡口。
（3）清洗噴淋裝置
為滿(mǎn)足食品衛(wèi)生法規(guī)要求, 在每次裝運(yùn)液態(tài)食品前后, 對(duì)罐體內(nèi)部及所有同液態(tài)食品接觸的管路, 作徹底的清洗, 不留殘液、殘?jiān)? 并進(jìn)行消毒殺菌。清洗噴淋水要求能夠到達(dá)罐內(nèi)任何部位, 并須保持一定的沖擊力, 所以在罐體每個(gè)隔倉(cāng)內(nèi)均要求設(shè)置噴淋清洗器。清洗器應(yīng)能夠作360°空間噴淋, 安裝連結(jié)緊固, 使用可靠, 有效防止任何零部件脫落入罐中。洗滌管路和液態(tài)食品輸送管路內(nèi)壁焊縫要求成形良好、光潔、無(wú)尖角, 以避免雜物及雜菌附著。罐體內(nèi)部管路外表面要進(jìn)行打磨拋光處理, 拋光要求應(yīng)與罐內(nèi)壁相同。當(dāng)罐外進(jìn)入罐內(nèi)的管路在穿過(guò)罐壁時(shí), 焊縫必須保證在罐內(nèi)施行, 并在施焊完畢后對(duì)焊縫作打磨拋光處理, 保證無(wú)尖角, 圓滑過(guò)渡。凡有食品流通的管道, 均采用食品工業(yè)用不銹鋼管, 要求其內(nèi)、外壁光潔, 焊接時(shí)必須采用有效措施保證內(nèi)壁焊縫成形良好, 并且在設(shè)計(jì)及制作開(kāi)料時(shí), 盡量采用整體結(jié)構(gòu), 減少焊縫。彎制管路時(shí), 要求保證彎曲處不得出現(xiàn)皺折及彎扁現(xiàn)象, 為使管路安裝拆卸方便, 在管路連接處可采用圓螺紋管接配件活接頭, 連接可靠, 便于清潔, 但必須注意管件密封圈均采用符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的食品橡膠材質(zhì), 以確保無(wú)毒無(wú)害, 不污染食品。
（4）安全泄放裝置
食品罐車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中, 始終保持與外界隔離和承壓狀態(tài)。由于溫度升高, 食品液晃動(dòng)及二氧化碳?xì)怏w析出等原因, 會(huì)造成罐內(nèi)壓力增高。為保證車(chē)輛及罐體不致?lián)p壞, 在罐上加裝有安全泄放閥。安全閥要求采用不銹鋼材質(zhì), 安全閥內(nèi)部的密封元件為食品橡膠。為盡量減少液體進(jìn)入閥體內(nèi)部, 或減少殘液積存, 安全閥一般裝設(shè)于人孔蓋板上, 處于氣相空間。
（5）人孔
罐體上開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔。人孔蓋與法蘭之間采用銷(xiāo)軸連接, 人孔密封結(jié)構(gòu)采用O形圈形式, 并將O形圈設(shè)置于人孔蓋上, 減少雜物積存, 同時(shí)便于固定槽的清洗與消毒。密封圈固定槽所有內(nèi)外圓角半徑不小于R1.6mm , 人孔蓋下表面、人孔筒節(jié)都要求拋光至Ra0.4光潔無(wú)刻痕, 無(wú)尖角。安全閥布置在人孔蓋上, 閥體與人孔蓋采用螺紋連接, 閥體在安裝完畢后, 閥體底面應(yīng)與人孔蓋下表面相平齊, 以便于清洗及消毒。人孔護(hù)罩采用D2不銹鋼板制作成形。護(hù)罩蓋用彈性栓鉤固定在護(hù)罩筒身上, 以保證車(chē)輛在運(yùn)行中無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象, 并能有效防止外界雜物的侵入。護(hù)罩蓋不得影響安全閥的起跳動(dòng)作。在此應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)不得損傷護(hù)罩外表面而破壞美觀。
（6）保溫隔熱裝置
在液態(tài)食品運(yùn)輸過(guò)程中為有效抑制其腐敗變質(zhì), 一定要保持液態(tài)食品處于較低溫度。裝車(chē)時(shí)一般在1～ 3℃,在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中溫升不應(yīng)超過(guò)5℃, 所以加裝隔熱保溫層是非常必要的。保溫材料選用聚氨脂現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡, 此材料具有容重小, 導(dǎo)熱系數(shù)低, 便于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡施工, 不易老化的優(yōu)點(diǎn)。
（7）液態(tài)食品充放管料
由于液態(tài)食品直接供人飲用, 而且車(chē)輛在公路上行駛距離遠(yuǎn), 運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng), 所以凡是食品液的進(jìn)出口及閥門(mén), 都要有可靠的鎖固裝置和防塵防污染裝置。另外充放料管路閥門(mén)要盡量靠近保溫層, 要求所有管路絕不能同車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)相干涉。
（8）防波板
為保證罐體自身強(qiáng)度、剛度, 并有效地衰減汽車(chē)運(yùn)行中液態(tài)食品對(duì)車(chē)輛的涌動(dòng)與沖擊, 罐體內(nèi)應(yīng)設(shè)置橫向防波板, 且使每個(gè)隔倉(cāng)的容積一般不超過(guò)5m3。從增加防波板剛性、減少自重考慮, 防波板設(shè)計(jì)成球冠形, 并在防波板上開(kāi)液態(tài)食品流通孔及供檢修人員通過(guò)的人孔。所有開(kāi)孔周邊均要求修磨圓滑, 無(wú)尖角, 防波板兩側(cè)面均須作拋光處理, 并要求達(dá)到Ra0.4粗糙度。防波板在裝配過(guò)程中, 務(wù)必保護(hù)已拋光后的表面, 不得掛花及擦傷。另外, 裝配防波板時(shí)要注意相鄰兩塊防波板上的人孔交錯(cuò)布置, 以增加防波能力。為消除罐體內(nèi)部存在的無(wú)法清潔的死角及夾層, 對(duì)于防波板與墊板、墊板與罐體內(nèi)壁之間的連接, 均需采用全焊結(jié)構(gòu), 并將各零部件的尖角徹底修磨光潔圓滑。為減少焊接變形, 根據(jù)受力情況, 可適當(dāng)減少墊板與筒體, 防波板與墊板之間焊角高度, 并對(duì)焊角處拋光。防波板墊板在罐體最低位置處, 要求有不小200 mm 間距, 以保證液態(tài)食品能夠順利通暢地排出罐外, 減少殘液的積存。
（9）液位、溫度及壓力顯示裝置
在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中, 要求能夠及時(shí)了解液態(tài)食品溫度、壓力等變化, 在該車(chē)上設(shè)有液位計(jì)、溫度計(jì)和壓力表等幾種儀表。其中液位計(jì)采用浮球式不銹鋼結(jié)構(gòu), 溫度計(jì)采用雙金屬式, 壓力表則要求能夠顯示真空度及正壓力。 其目的是能夠便于及時(shí)觀察和控制罐內(nèi)壓力。上述幾種測(cè)量裝置, 要裝設(shè)于噴淋清洗裝置的工作范圍之中, 從而保證清潔無(wú)菌。
2.2.2罐體與副車(chē)架的連接
半承載式罐體，罐體與副車(chē)架的連接結(jié)構(gòu)有兩種：一種是罐腳式；一種是底架式。
罐腳式連接能減少自重，但采用這種結(jié)構(gòu)，需要的罐腳較多，每個(gè)罐腳都要與罐體焊接，對(duì)這些罐腳的焊接位置要求較嚴(yán)格，因此制造工藝復(fù)雜。
底架式是有兩根縱梁和若干根橫梁焊接而成的底架總成與罐體焊接并與底架連接的一種方式。這種方式可使罐體受力均勻合理，考慮各方面的影響因素，因此選擇底架式。
2.2.3罐體總成與底盤(pán)的聯(lián)結(jié)
罐體總成與底盤(pán)的聯(lián)結(jié)可分為剛性聯(lián)綁和撓性聯(lián)結(jié)。
剛性聯(lián)結(jié)是指罐體上的罐腳或底斶與車(chē)架通過(guò)U形螺栓或連接角板直接連接，該聯(lián)結(jié)方式車(chē)架的戭曲變形和?力直接傳遞到罐體上，較易造成罐?的損壞，所以這種聯(lián)結(jié)形式很少使甠
撓性聯(lián)結(jié)是挅罐體上的罐腳或底架與車(chē)架之間加裝撓性墊塊或墊板，這種結(jié)構(gòu)主要用來(lái)消除車(chē)架變形而造成的附加應(yīng)創(chuàng)。
罐體總成與車(chē)架之間采用橡膠緩沖墊來(lái)消除車(chē)架變形而造成的附加應(yīng)力。
2.3整車(chē)重心
罐式汽車(chē)一般的重心較高，而重心的高度是影響整車(chē)橫向穩(wěn)定性的主要因素，因此在罐車(chē)的布置同設(shè)計(jì)中，?何降低整車(chē)重心應(yīng)是考慮的主要問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō)降低整車(chē)重心只能從罐體上著手，通常應(yīng)從三個(gè)方面來(lái)考慮：第一，從罐體本身著手，減小罐體高度方向上的尺寸，在容積一定的情況下，減小高度方向上的尺寸，就要增加寬度和長(zhǎng)度方向的尺寸，因此受到外廓尺寸的限制。第二，從罐體與車(chē)架的聯(lián)結(jié)部分著手，罐體與車(chē)架不能直接連接，中間必須有連接件。所以罐體與車(chē)架之間采用連接支架連接，連接方式為焊接。
2.4本章小結(jié)
本章主要根據(jù)所設(shè)計(jì)的罐式汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)罐體截面的形式進(jìn)行了分析，以及罐體與車(chē)架的聯(lián)結(jié)型式的各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，并對(duì)其它各部分專(zhuān)用設(shè)備做整體的布置。
第3章 二類(lèi)底盤(pán)的選擇
3.1 車(chē)型介紹
東風(fēng)汽車(chē)公司生產(chǎn)的EQ1126K1是平頭車(chē)，駕駛室采用日產(chǎn)柴技術(shù)，底盤(pán)經(jīng)過(guò)優(yōu)化配置，性能優(yōu)越，動(dòng)力強(qiáng)勁，最大功率達(dá)到181kw，最高時(shí)速90 km/h,具有“專(zhuān)用化、科技化、精品化、油耗低”等特點(diǎn)，完全符合國(guó)家43項(xiàng)法規(guī)要求。EQ1126K1底盤(pán)參數(shù)如表3-1、3-2、3-3所示。
表3-1尺寸參數(shù)
外型尺
寸
總長(zhǎng)/mm
7955
總寬/mm
2462
高/mm
2690
軸距/mm
4700
前懸/mm
1250
后懸/mm
2005
車(chē)架前高/mm
—
車(chē)架后高/mm
—
輪距
前輪/mm
1900
后輪/mm
1800
后輪胎最外尺寸/mm
2470
車(chē)架外寬/mm
863
駕駛室后圍位置/mm
2402
蓄電池位置/mm
2433
車(chē)架可用長(zhǎng)度/mm
—
儲(chǔ)氣筒位置/mm
2198
油箱位置/mm
2016
接近角/mm
28
離去角/mm
19
表 3-2質(zhì)量參數(shù)
底盤(pán)型號(hào)
EQ1126K1
空載
整備質(zhì)量/kg
4550
前軸軸載質(zhì)量/kg
3600
后軸軸載質(zhì)量/kg
9000
額定軸載
質(zhì)量分配
允許前軸最大軸載質(zhì)量/kg
允許后軸最大軸載質(zhì)量/kg
表3-3性能參數(shù)
最高車(chē)速 /Km/h
90
最大爬坡度/ %
30
油箱容積 / L
400
百公里油耗/ L
19
最小轉(zhuǎn)彎直徑/m
16
駐車(chē)坡度/%
20
最小離地間隙/mm/GC
250
EQ1126K1改裝時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
（1） 汽車(chē)整備質(zhì)量包括潤(rùn)滑油、冷卻液、燃油、備胎及隨車(chē)工具；
（2） 汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎直徑是以前外輪輪跡中心測(cè)算；
（3） 前輪輪距按前輪接地中心計(jì)算，后輪輪距按雙胎中心計(jì)算；
（4） 最小離地間隙指滿(mǎn)載狀態(tài)下，后橋離地面間隙；
（5） 總高尺寸是在空載條件下按駕駛室頂計(jì)算；
（6） 最大爬坡度是指單車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的爬坡能力；
(7) 燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算；
（8） 最高車(chē)速的計(jì)算。
3.2 總成結(jié)構(gòu)
3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)
EQ1126K1發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)如表3-4所示。
表3-4 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)
型式
直列四缸、四沖程水冷柴油增壓中冷發(fā)動(dòng)機(jī)
型號(hào)
ISDe163 30
額定轉(zhuǎn)速/ r·min-1
2200
額定功率/ KW（r/m）
118 (2200)
最大轉(zhuǎn)矩/ N·M（r/min）
600
最低燃油消耗率/ g/(KW·h)
200
缸徑×沖程/ mm×mm
107×124
排量/ L
4.2
壓縮比
17.3:1
工作順序
1-2-4-3
3.2.2變速器
EQ1126K1裝陜齒六檔變速器，采用桿式操縱，速比如表3-5。
表3-5變速器變速比
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
倒檔
5.606
3.627
2.313
1.478
1.00
0.789
5.054
3.2.3車(chē)架
EQ1126K1車(chē)架的型式為：沖壓鉚接結(jié)構(gòu)?？v梁為槽形斷面。
縱梁斷面尺寸：250× 80×（8）；
車(chē)架寬為863mm。
3.3本章小結(jié)
本章主要介紹了所選車(chē)型的整車(chē)參數(shù)，為后面的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，使后面的設(shè)計(jì)能夠參照二類(lèi)底盤(pán)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的車(chē)型在行使時(shí)能夠符合罐車(chē)的要求。
第4章 罐體的設(shè)計(jì)
4.1 罐體的材料選擇及要求
液態(tài)食品罐車(chē)材料一般采用奧氏體不銹鋼，用于裝運(yùn)牛奶、酒及飲料等液態(tài)食品，其必須符合食品衛(wèi)生方面的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其要求如下：
(1)缸體內(nèi)壁的所有轉(zhuǎn)角均應(yīng)圓弧過(guò)渡，其中小于135的拐角的圓弧半徑應(yīng)不小于25mm,罐體內(nèi)壁上焊接的零件，焊縫圓弧半徑不小于6mm。
(2) 不允許有液體殘留現(xiàn)象，與液體接觸的金屬表面應(yīng)平整、光滑，無(wú)重皮和皺紋，焊縫要求打磨；不同介質(zhì)，對(duì)罐體內(nèi)表面的粗糙度要求也不一樣，一般 食品罐的罐體內(nèi)金屬表面的粗糙度必須大于1.6m,焊縫表面的粗糙度不大于16m，以保證清洗干凈。
(3)食品罐車(chē)裝運(yùn)的介質(zhì)如牛奶、糖漿等，很容易變質(zhì)，細(xì)菌超標(biāo)，每次裝運(yùn)后都需沖洗，因此食品罐車(chē)大多帶有清洗管道。清洗應(yīng)能承受100C的工作溫度，清洗作業(yè)后，管路內(nèi)不得積存清洗介質(zhì)，以防污染食品。
4.2 罐體的截面的設(shè)計(jì)
罐體選擇什么樣的型式，應(yīng)從受力情況，制造工藝以及布置等方面考慮，由于罐體不允許滿(mǎn)載液體，所以車(chē)輛在振動(dòng)時(shí)，液體在罐體內(nèi)晃動(dòng)，對(duì)罐體內(nèi)壁產(chǎn)生沖擊力。
罐體是橢圓形截面，振動(dòng)產(chǎn)生時(shí)的沖擊力（圖4-1所示）會(huì)沿著罐體圓周方向均衡地分布在罐體上，不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象而使罐體破裂。
如果采用矩形截面（圖4-2所示）。車(chē)輛在振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的液體沖擊力容易造成應(yīng)力集中使罐體某個(gè)部位（如棱角處）由于承受應(yīng)力過(guò)大，容易產(chǎn)生破裂。
圖 4-1 橢圓截面 圖 4-2 矩形截面
在罐體橫截面的設(shè)計(jì)上,考慮到保證汽車(chē)的抗側(cè)傾翻等行駛安全性大多數(shù)制造廠(chǎng)將罐體截面設(shè)計(jì)成橢圓形狀.為了方便制造,簡(jiǎn)化工藝,降低成本,則采用近似方法生成橢圓.因此,如何用一組普通曲線(xiàn)的擬合近似代替橢圓,并確保其面積的大小的誤差最小,就成為罐體橢圓截面近似設(shè)計(jì)和制造的一個(gè)重要問(wèn)題。
4.2.1 截面橢圓的基本性質(zhì)
罐體截面如下圖4.3所示。
圖4-3 橢圓的形狀
在橢圓形狀中，其中長(zhǎng)軸AB=2a ，短軸CD=2b。則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為： （4-1）
橢圓頂點(diǎn)處的曲率半徑為：
（4-2）
（4-3）
橢圓的面積為：
（4-4）
橢圓的周長(zhǎng)為：
（4-5）
在一般的生產(chǎn)過(guò)程中都選擇用近似法作橢圓，到目前為止,橢圓的作圖方法已有軌跡法，焦點(diǎn)法，壓縮法和圓弧法四種，其中軌跡法作出的橢圓最精確,但由于現(xiàn)場(chǎng)工作條件和繪圖手段的限制，各制造廠(chǎng)一般不直接采用此方法。用焦點(diǎn)法，壓縮法和圓弧法作出的橢圓均近似圖形，其面積和周長(zhǎng)的計(jì)算復(fù)雜。并都存在著較大的幾何誤差，將直接影響到罐體容積的設(shè)計(jì)和制造精度。為了提高橢圓近似畫(huà)法的精確度，簡(jiǎn)化和方便設(shè)計(jì)制造。使用“計(jì)算法作橢圓”。其約束條件有：
（1）原橢圓四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)位置不變。
（2）用兩種半徑（R,r）的四段圓弧分段擬合橢圓，并使相鄰兩段的連接點(diǎn)有公共切線(xiàn)。
（3）近似橢圓的面積和周長(zhǎng)與理論值的誤差為最小。
4.2.2 計(jì)算法
在擬合的橢圓圖中令
AG = BG = a
CG = DG = b
DC = OM = ON = R
AE = ME = NF = BF = r
圖4-4 擬合的橢圓
4.2.3 截面的計(jì)算過(guò)程
在設(shè)計(jì)的罐體橢圓的截面中，其中長(zhǎng)軸1860mm,短軸960mm,則橢圓頂點(diǎn)的曲率半徑為：
= 248mm （4-6）
= 1802mm （4-7）
則橢圓面積為：
= 1.401696mm2 （4-8）
橢圓周長(zhǎng)為：
= 4543.58 mm （4-9）
4.2.4罐體容積確定
液體的體積隨著溫度的變化而熱脹冷縮，為保證在任何情況下，液體都不會(huì)因體積膨脹而溢出，液體不能裝滿(mǎn)，必須留有一定的氣相空間，不同介質(zhì)要求的最小氣相空間也不一樣，其充裝系數(shù)一般不大于95%；在預(yù)留有足夠的氣相空間的前提下，盡量提高充裝系數(shù)，以減小液體在運(yùn)輸過(guò)程中的晃動(dòng)。根據(jù)車(chē)輛載重、介質(zhì)密度和充裝系數(shù)確定罐體容積
載重量為 12450-4500-1500=Kg （4-10）
6450/(1030×9.8×0.95)=7.09m3 （4-11）
罐體長(zhǎng)度為 =7.09/1.4=5.06m （4-12）
內(nèi)層罐的罐體的容積的計(jì)算。
因?yàn)閮?nèi)層罐罐體的容積為內(nèi)罐體的總?cè)莘e減去其他附屬裝置的所占的容積，所以罐體的容積初步估算為7m3。
假設(shè)所裝載的液體的密度為kg/m3，既裝載的液體的質(zhì)量為：
M==10307=kg （4-13）
因?yàn)楣摅w筒體體積為：，罐體外壁截面的面積為：
S=ab=3.14(0.93+0.003)(0.48+0.03)=1.4150 m3 （4-14）
S=ab=3.140.930.48=1.401696m3 （4-15）
所以罐體內(nèi)筒體的體積為：
V=（S-S）L=(1.415-1.401696)5=0.06652m3 （4-16）
由上面的計(jì)算可得整個(gè)內(nèi)層罐體的質(zhì)量為：
M =7700 0.06652=512.204 kg （4-17）
外層罐罐體質(zhì)量的計(jì)算,內(nèi)壁所能容納的體積為為：
S=ab=3.14 (0.93+0.063) (0.48+0.063)=1.6930 m3 （4-18）
S=ab=3.14(0.93+0.60) (0.48+0.60)=1.678644m3 （4-19）
外層罐體的體積為
V=（S-S）L= （1.6930-1.678644）5=0.07178 m3 （4-20）
故外層罐罐體的質(zhì)量為：
M=7700 0.07178=552.7kg （4-21）
由于木塊和保溫層的質(zhì)量小，在此可以忽略不計(jì)，所以計(jì)算如下：
空載時(shí)整個(gè)罐體的質(zhì)量M=512.2+552.7=1064.9kg
滿(mǎn)載時(shí)整個(gè)罐體的質(zhì)量M=1064.9+7210=8274.9kg
4.3 罐體厚度的確定
罐體材料的厚度取決于罐體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，例如，罐體的橫截面面積與長(zhǎng)度的比、罐體裝配的類(lèi)型等等。由于該罐裝載的是液態(tài)食品，屬于常壓罐，故可以根據(jù)罐體的容積選擇罐體材料的厚度。飲料類(lèi)罐車(chē),運(yùn)送牛奶,酒類(lèi)。為保持清潔、避免污染，均用不銹鋼板焊成，板厚一般2～4mm。不銹鋼材料制造的常壓罐體的厚度如表4-1所示。
表 4-1 罐體厚度的選擇
罐公稱(chēng)容量
（L）
常壓罐
殼
底部
不銹鋼罐
mm
mm
﹤9000
2.50
2.50
9000~ 14000
2.50
3.00
﹥14000
3.00
3.00
根據(jù)罐體的容積可以確定罐體的厚度為3.00mm。
罐整體選用不銹鋼材料，橢圓長(zhǎng)軸設(shè)為1860mm,短軸為960mm，罐受壓為牛奶的靜壓力。
P=gh =1030 ×9.8×0.96=9.69 （4-22）
式中：—罐受壓為牛奶的靜壓力（Kpa）；
—牛奶密度（Kg）；
—重力加速度（m/s）；
—水罐高（mm）。
根據(jù)GB150-1998設(shè)計(jì)溫度下橢圓罐的計(jì)算厚度按式（4-24）計(jì)算。
（4-23）
式中：—橢圓筒的計(jì)算厚度（mm）；
—計(jì)算壓力取P=9.69（）；
—橢圓筒的長(zhǎng)軸和短軸半徑和（mm）；
—設(shè)計(jì)溫度下橢圓筒材料的許用應(yīng)力為；
—焊接接頭系數(shù)，取1.0。
取滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，罐體壁厚取3mm。
4.4 保溫層的設(shè)計(jì)
由于要求罐體具有隔熱保溫性,將罐體設(shè)計(jì)成雙層罐,內(nèi)外層之間用木塊隔開(kāi),其中外層與木塊用鉚釘連接。制作罐體時(shí)，先將層罐做好，外層罐留一個(gè)封頭，等將內(nèi)層罐裝入后，再該封頭焊接。雙層罐體的型式如圖4-5所示。
2
1
1—內(nèi)層罐體；2—木塊；3—外層罐體
圖4-5 雙層罐體的型式
4.4.1隔熱材料的選擇
對(duì)隔熱材料的要求：
（1）發(fā)泡均勻、密度小；
（2）導(dǎo)熱系數(shù)盡可能小，一般要求在0.045W/(m·K)以下；
（3）對(duì)溫度的變化的穩(wěn)定性要好，在-40°～70°C的使用溫度范圍內(nèi)，使用性能要滿(mǎn)足規(guī)定的要求；
（4）具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能承受汽車(chē)在惡劣的道路條件下的振動(dòng)，沖擊而不受損或變形
（5）吸水性和吸濕性低，耐腐蝕，抗凍性能好；
（6）無(wú)毒無(wú)味，透氣性小，隔熱材料使用和燃燒時(shí)，不得分解出有毒和有害氣體；
（7）價(jià)格低易成形，可采用充填澆注，噴涂等工藝形成罐體隔熱層。
隔熱材料選擇聚氨酯，聚氨酯泡沫隔熱材料是目前應(yīng)用十分廣泛的優(yōu)良隔熱材料，其主要物理機(jī)械性能為：導(dǎo)熱系數(shù)：0.03W/(m·k),抗拉強(qiáng)度2500MPa,抗壓強(qiáng)度2000
MPa，與鋼板粘接力2900 MPa，與膠合板粘接力1400 MPa。
影響聚氨酯隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素有：泡沫密度、氣泡直徑、氣泡獨(dú)立率、濕度和溫度等（圖 4 -6）。
圖 4-6保溫材料的影響因素
隔熱材料在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生老化，因此隔熱罐體在使用6年左右時(shí)間就應(yīng)該按有關(guān)規(guī)定重新測(cè)定總傳熱系數(shù)，不符合規(guī)定的則應(yīng)降級(jí)使用。
隔熱層厚度。隔熱層厚度有罐體的使用要求和選用的隔熱材料而定。若選用聚氨酯泡沫隔熱材料，對(duì)于冷藏汽車(chē)，其厚度在50～120mm之間；對(duì)于保溫汽車(chē)，其厚度在30～70mm之間。
4.4.2斷熱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)斷熱橋的目的就是阻斷熱橋、排除罐體和罐體直接與金屬零件相連。阻止外界溫度的的熱量通過(guò)外層罐體傳到內(nèi)層罐體?！皵酂針颉钡男褪饺鐖D4-7所示，設(shè)計(jì)的罐體為相同材料的雙層罐，其中外層罐與木塊采用鉚釘連接的型式，然后再把制造好的內(nèi)層罐裝入，靠木塊支承起來(lái)，并在兩層罐體之間形成的空間內(nèi)填充聚氨酯隔熱材料。
1—外層罐；2 — 鉚釘；3 — 隔熱材料；4 — 木塊；5 — 內(nèi)層罐
圖4-7保溫層的連接形式
4.5 食品液罐的傳熱系數(shù)和熱負(fù)荷計(jì)算
4.5.1食品液罐傳熱系數(shù)的計(jì)算
在使用過(guò)程中，引起罐內(nèi)介質(zhì)溫度變化 的因素主要是熱傳導(dǎo)，即罐內(nèi)介質(zhì)熱量通過(guò)罐體內(nèi)壁、保溫材料、外蒙板傳至罐外空氣中，熱傳導(dǎo)速率q應(yīng)用傅立葉定律計(jì)算。保溫罐車(chē)的保溫效果計(jì)算如下：
α=1.63（10+6 v0.5） （4-24）
式中α—外蒙板表面放熱系數(shù)（J/h·m2·℃） ；
v—外蒙板表面空氣流動(dòng)速度（m/h）v取40Km每小時(shí)
α=1.63(10+640000)=1407.23
q=（T- T）/[/（ S）+/（ S）+/（ S）+1/（αS）] （4-25）
q—熱傳導(dǎo)速率（J/h）；
T—環(huán)境溫度（℃）；T=20℃
T—介質(zhì)溫度（℃）；T=4℃
—罐體壁厚（m）；=0.003m
—保溫層厚度（m）；=0.06m
—外蒙板厚度（m）；=0.003m
—罐體材料導(dǎo)熱系數(shù)（J/h·m2·℃） ；=5.5610
—保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)（J/h·m2·℃） ；=5.5610
—外蒙板材料導(dǎo)熱系數(shù)（J/h·m2·℃） ；=5.5610
S—罐體表面積（m2）；
S= Lt L= 5.04=32.61
S—保溫層表面積 （m2）；
S= 35.17
S—外蒙板表面積（m2）。
S=36.44
q=(20-4)/(0.003/5.561032.61+0.06/5.561035.17+0.003/5.56 1036.44+1/1407.2336.44)
q=786763.86(J/h)
t=q/MC
式中t—每小時(shí)溫度變化（℃/h）
M—介質(zhì)質(zhì)量（kg）；M=6450 kg
C—介質(zhì)的比熱容（J/kg·℃）；C=2.510
t=786763.86/64502.510
t=0.05℃/h
4.6本章小結(jié)
本章主要通過(guò)“四段圓弧擬合法”設(shè)計(jì)了罐體的截面，并參考其他型式的罐車(chē)及其附件，設(shè)計(jì)了該罐車(chē)的罐體保溫層及熱橋，并參考保溫隔熱汽車(chē)有所創(chuàng)新的設(shè)計(jì)出了雙層罐體結(jié)構(gòu)的隔熱保溫型式。
第5章 罐體總成與底盤(pán)連接
5.1總體結(jié)構(gòu)
在專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車(chē)架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車(chē)架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車(chē)架（副梁）過(guò)渡 。
在增加副車(chē)架剛度的急劇變化而引起主車(chē)架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車(chē)架的形狀、安裝位置與主車(chē)架的連接方式都有一定的要求。
5.1.1支撐座的截面尺寸及形狀
圖5-1支承座的形狀
其中底座板厚度為8毫米，支撐板厚度為12毫米。
5.1.2支撐座與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)
副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。
1．止推連接板
圖5-5是斯泰爾重型專(zhuān)用汽車(chē)所采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車(chē)架固定，而下端則利用螺栓與主車(chē)架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在800～1200 mm范圍內(nèi)。
2．連接支架
連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車(chē)架和主車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖5-6所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。
圖5-5止推接板的結(jié)構(gòu) 圖5-6 連接支架
1- 副車(chē)架；2-止推連接板；3-主車(chē)架縱梁 1-上托架；2-下托架；3螺栓
3．U型夾緊螺栓
當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用U型夾緊螺栓。但在車(chē)架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí)，為防止主車(chē)架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。
由于支撐座與罐體連成一體，副車(chē)架設(shè)計(jì)成為與主車(chē)架同樣的形狀
因?yàn)楣摅w總成與副車(chē)架連成一體，罐體既要承受較大的水平載荷，又要防止副車(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移，所以本次設(shè)計(jì)中采用止推板與連接支架共用的連接方式 。
5.2本章小結(jié)
本章主要依照罐體總成的形狀和質(zhì)量設(shè)計(jì)了罐車(chē)的車(chē)架以及副車(chē)架與主車(chē)架的聯(lián)接方式及各種副梁前端的形狀特點(diǎn)。
第6章 附屬裝置的選擇設(shè)計(jì)
6.1取力器的選擇布置
6.1.1取力器的布置
除了少量專(zhuān)用汽車(chē)的工作裝置因考慮原因工作可靠和特殊的要求而配備專(zhuān)門(mén)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外，絕大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)上的專(zhuān)用設(shè)備都是以汽車(chē)底盤(pán)自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵等，從而為自卸車(chē)、奶罐車(chē)、垃圾車(chē)、吸污車(chē)、高空作業(yè)車(chē)等諸多專(zhuān)用汽車(chē)配套使用。因此取力器在專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。
根據(jù)取力器相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中置和后置三種基本形式，每一種基本形式又包括若干種具體的結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)用車(chē)取力器總布置方案決定于取力方式。常用的取力方式分類(lèi)如下：
主要分為發(fā)動(dòng)機(jī)取力、變速器取力、傳動(dòng)軸取力和分動(dòng)器取力其中發(fā)動(dòng)機(jī)取力又分為從前端取力和從飛輪取力，變速器取力又分為從I軸取力、從中間軸取力、從中間軸末端取力、叢Ⅱ軸取力和從倒檔齒輪取力。
（1?發(fā)動(dòng)機(jī)前端取力方案
其特點(diǎn)是采用液壓傳動(dòng)，適合于遠(yuǎn)距離輸出動(dòng)力。故此種取力方夏常用于由長(zhǎng)頭式汽車(chē)底盤(pán)改裝的大型混凝土攪拌運(yùn)輓車(chē)。
（2）飛輪后竮取力方案
此方案特點(diǎn)是取力器不受主榻合器影響，傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳劈系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、取出的辦率大、傳動(dòng)效率飄。這種方案應(yīng)用較廣，如由平頭式汽車(chē)改裝的?、中型混僝土攪拌車(chē)等。
（3）變速器Ⅰ軸取力方案（上置式）
圖6-1是從變速器Ⅰ軸取力的布置方案。該方案又稱(chēng)變速器上置式方案，此種方案將取力器跌置于變速器之上，用一惰輪與Ⅰ軸常嚙合齒輪嚙合獲得動(dòng)力，故需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣，如自卸車(chē)、液罐車(chē)、冷藏車(chē)、垃圾車(chē)等一般都從變速器上端取力。
圖6-1 變速器Ⅰ軸取力布置方案
1-齒輪軸；2-離合嚙合；3-花鍵軸；4-蝸桿；5-蝸輪；6-離合手柄；7-輸出凸緣；
8-變速器Ⅰ軸；9-撥叉；10-拉桿；11-取力器殼體；12-惰輪；13-小齒輪
（4）從變速器取力的其它各種方案
從變速器取力還有多種結(jié)構(gòu)形式，圖6-2是從Ⅱ軸取力方案。最常見(jiàn)的是中間軸齒輪取力，稱(chēng)為側(cè)置式取力器，又可分為左側(cè)與右側(cè)布置方案，如CA1091系列汽車(chē)取力器、EQ1126系列汽車(chē)取力器均為側(cè)置取力器。
圖6-2變速器Ⅱ軸取力方案
1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-離合器；3-變速器；4-取力器；5-水泵
6.1.2取力器的選擇
因?yàn)樽兯傧渑c取力器是配對(duì)使用的，根據(jù)變速箱型號(hào)選擇取力器型號(hào)，所以選擇的取力器型號(hào)是4205607-010,其參數(shù)見(jiàn)表6-1
取力器型號(hào)
4205607-010
配對(duì)齒輪
1700k1-053-13
速比
1.21
輸出旋轉(zhuǎn)方式
與發(fā)動(dòng)機(jī)旋向相反
輸出方式
矩形內(nèi)花鍵
最大扭矩（N.m）
168
操縱方式
軟距離電控氣操縱
表6-1 取力器參數(shù)表
取力齒輪
齒數(shù)
法向模數(shù)
壓力角
螺旋角
徑向變位系數(shù)
螺旋方向
齒寬
1700k1-053-13
28
4．25
20
25．25
0
右旋
25．5
6.2食品泵的選擇
牛奶在罐中往出泄放時(shí)，如果讓其在重力的作用下自流，這樣牛奶流出的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，為了節(jié)省時(shí)間，特在罐車(chē)底部加裝一食品泵用以加速泄牛奶的速度。
根據(jù)牛奶的靜壓力選擇食品泵，牛奶的靜壓力P=9.4Mpa,所以選擇食品泵的型號(hào)為CB-100，其技術(shù)參數(shù)如表6-2
表6-2 食品泵技術(shù)參數(shù)
規(guī)格型號(hào)
額定壓力
最高壓力
排量
額定轉(zhuǎn)速
CB-100
10 Mpa
12.5 Mpa
99.5(ml/r)
1500r/min
計(jì)算排完罐車(chē)中的牛奶所需要的時(shí)間
每分鐘可以放出牛奶的體積為V=99.51500=ml
罐車(chē)中的牛奶體積為7m=ml
所放完牛奶所需的時(shí)間為t=/=47min
6.3加熱裝置的選擇
當(dāng)裝運(yùn)的介質(zhì)即牛奶在北方的冬天里長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸時(shí),為??證牛奶的運(yùn)輯過(guò)程,?要加裝加熱裝置。
加熱方式主要有：電加熱、懃燒油加熱、蒸汽加慚3種。
燃燒油加熱：主要由燃燒器、鼓風(fēng)朲、燃燒室、ミ道、溫變傳感器和配電箱組成，罐車(chē)上一般采用燃油燃燒器，燃燒器和鼓風(fēng)機(jī)做成一體，燃燒室和煙道做在罐內(nèi)，直接給罐內(nèi)介質(zhì)加熱，溫變傳感器測(cè)量介質(zhì)溫度，從而根據(jù)介質(zhì)溫度調(diào)節(jié)燃燒器的火力大小或開(kāi)關(guān)，為了保證充分燃燒，在燃燒過(guò)程中，鼓風(fēng)機(jī)不斷地向燃燒室補(bǔ)充空氣。該加熱方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但成本低。
目前最常用的是蒸汽加熱，一種采用無(wú)縫鋼管折彎成盤(pán)管順長(zhǎng)度方向布置在罐內(nèi)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但管道浮于罐內(nèi)，管道下方的介質(zhì)可能加熱不到，為此管道離罐底應(yīng)盡可能地近；另一種是將加熱管道做成槽形沿罐體的長(zhǎng)度方向直接焊接在罐體底部外側(cè)，每根間距200-300mm不等，根據(jù)使用要求，焊接成首尾相連通的通路，這樣罐體成為加熱的一部分，直接對(duì)罐體加熱，本文產(chǎn)用通常使用的蒸汽加熱裝置.，該加熱方式需要有外接蒸汽，否則便不能工作。
加熱管道為的無(wú)縫鋼管,用一寸的的鋼彎連接往復(fù)循環(huán)與罐體外壁四周,用一寸的固定圈把加熱管道固定于罐體外壁上。在加熱管道的外端有外接頭，內(nèi)接頭，彎頭，三通球閥，管接頭等連接好。注意：連接好相關(guān)接頭不可漏氣。加熱管道之間距離可根據(jù)需要而定。
6.4清洗裝置的選擇
在每個(gè)隔倉(cāng)內(nèi)分別設(shè)置一個(gè)清洗器，為滿(mǎn)足食品衛(wèi)生法規(guī)的要求，在每次裝運(yùn)液體前后，對(duì)罐體內(nèi)部幾所有同食品接觸的管路作徹底的清洗，不留殘液，殘?jiān)⑦M(jìn)行消毒殺菌，清洗噴淋水要求能夠達(dá)到罐內(nèi)任何部位，并須保持一定的沖擊力，所以在罐體每個(gè)隔倉(cāng)內(nèi)均要求設(shè)置噴淋清洗器。清洗器應(yīng)能夠作360°空間噴淋。有效防止