HD5120GNG奶罐車改裝設計【全套CAD圖紙和畢業答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業資料 答辯優秀 摘 要 隨著我國經濟的發展，奶制品、食用油、飲料等行業對產品運輸的要求越來越大，大型液罐車的需求量日益增加，特別是保溫型液罐車。 本文以罐體為設計重點，介紹牛奶罐車主要結構和專用設備的設計及工作原理。在整個設計過程中將參考其他液罐汽車罐體截面的基本形狀，選擇簡單、誤差小的 “四段圓弧擬合橢圓 ”方法設計罐體的截面。為了保證像奶制品、飲料等液體的口味，需要低溫運輸，參照隔熱保溫車的隔熱保溫原理，設計有隔熱保溫層。隔熱保溫結構是將罐體設計成雙層罐，并在兩層罐體之間填充隔熱材料，防止外界的溫度對罐內液體溫度的影 響。為確保在冬季遠距離運輸時牛奶溫度不會下降，在此次設計中采用了 蒸汽 加熱器。并對整車動力性、燃油經濟性進行了計算 關鍵詞： 罐式汽車；奶罐車；罐體；隔熱層；保溫 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業資料 答辯優秀 s to of of by on to to of of in In of To as of to is as a P， in on to of to a 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 1 章 緒 論 述 奶罐車是一種保溫型食品液罐汽車，是專用罐車的一種，其使用方便，節約運輸成本，運輸效率高，使用奶罐車還可以節約運輸包裝成本；保證牛奶在運輸中的食品質量。本文講述了保溫型食品罐車的改裝設計的過程和計算。在設計中將主要以罐體的設計為 主，其中還包括二類底盤的選配和整車的的性能分析計算。本文將參考其它罐式車輛罐體的結構和有關罐體的設計資料，設計一種用于運輸液態食品的專用汽車。在罐體的截面的選擇、人孔的設計、封頭的設計等的設計中采用和其它罐車相同的結構。但在罐體截面設計中，會用到制造工藝簡單，計算方便，誤差小的 “四段圓弧擬合橢圓 ”的方法。考慮到該罐車在氣溫高時，避免外界溫度對牛奶質量的影響。在罐體外設計一層隔熱保溫層，該隔熱保溫層將參考一般保溫車輛的保溫隔熱原理。結合罐體的形狀，創造性的將罐體設計成雙層罐，并采用木塊進行支承，然后在形成的空 間內填充聚氨酯泡沫。在設計完罐體后，對整車的性能進行分析計算。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 的和意義 改裝設計一種保溫型牛奶罐車，現在人們對液態食品的需求量越來越大，食品罐車將成為一種重要的運輸工具。罐式汽車在交通運輸中發揮了非常重要和不可替代的作用。罐式汽車具有運輸效率高、保證運輸途中物料不變質、可實現裝卸機械化、運輸成本低、安全、環保等特點。國外的罐車發展較早，品種多，設備的現代化程度較高。我國罐車的起步發展較 晚 ，與國外的罐車存在較大差距。液態食品罐車近年來國內市場需求量越來越大，市場前景十分廣闊。隨著經濟的發 展，罐車呈現出重型化、智能化、高檔化，多極化發展的趨勢 。 用車的現狀和發展趨勢 年專用車的產銷發展現狀 隨著改革開放的不斷深入，經濟建設和人民生活對液罐汽車的需求越來越來迫切，使用的覆蓋面越來越來廣泛，需求量也越來越來大。我國液罐汽車的應用雖然較早，但全面發展始于 20世紀 80年代，比發達國家晚了近 30年，但我國液罐汽車發展很快，已成為經濟建設中重要的運輸與作業設備，并且有著良好的發展前景。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 中國汽車工業年鑒統計資料， 2006年我國公告的專用汽車企業有551家，其中按產量劃分， 100輛規模以內有 189家、 300輛以內有 317家、 1000輛以上有 104家、 2000輛以上有 59家。 2004年，在運營部門登記注冊的貨運車輛為 04輛，平均噸位為 貨車中，普通載貨汽車占 90%以上，其中大于 82%，集裝箱大件運輸車、罐裝車及冷藏車等專用車僅占 5%左右，而舊車占 3%。 隨著經濟發展的提高，專用汽車呈現出向廂式化、重型化、智能化、高檔化、多極化發展的趨勢，其中表現比較明顯的是：普通貨物運輸廂式化，專用汽車運輸重型化、列車化，貨物運輸專業化 ，特種車輛發展迅速，如以混凝土攪拌運輸車、混凝土泵車為代表的工程建設用車和以清掃車、壓縮式垃圾車為代表的城市環衛車輛發展很快。 目前，我國專用汽車行業與國外先進水平的差距主要表現在以下幾個方面：一是缺乏科技含量較高的產品；二是專用車所占比例不高、專用底盤（特別是為專用汽車設計的）較為缺乏；三是專用裝置的開發能力和制造水平對專用汽車限制較大；四是專用汽車生產存在散、亂、差、的現狀，制約了專用汽車的發展；五是國內專用汽車內涵較低，與世界先進國家的技術水平差距較大。 用汽車的發展展望 據有關部門預 測，到 2015年專用汽車市場年需求量將達到 70104輛，而目前國內專用車的年總產量只有 30104輛。在專用車品種上，目前國際上一達 7000多中，而國內僅有 1000多種，無論從市場需求量還是品種數量上看，專用車的發展前景是非常廣闊的。 隨著我國國民經濟的發展，社會分工的進一步細化，市場對專用車的需求將更加多元化，對具有特殊功能的專用車的需求必將越來越多，需求高技術專用車的呼聲將越來越高。目前專用汽車市場的多元化形態將得到進一步的加強，經濟與科學技術發發展要求更多的專用汽車新品種面世。未來專用汽車的主流市場 將集中在城建、服務和高等級公路運輸、管理這兩大塊，它包括了專用汽車的大多數品種，這些品種根據各行業的具體發展情況，隨時間、地域的不同會形成不同品種的市場熱點。我國專用汽車的市場前景將十分廣闊。 式車的發展方向 罐式車包括常見的油罐車、散裝水泥車、混凝土攪拌運輸車，以及使用量較少的液化氣高壓罐車、化工液罐車、吸污液罐車等。西部地區油氣資源 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 開發必然會帶動石化煉油業的發展，因此大型油罐車的需求也會增大，大噸位半掛式油罐車的增長速度還將加快。 同時，我國公路網絡體系的建設已經比較完善， 到 2007年年 底，我國公路通車總里程已經達到 357 3萬公里 汽車保有量已經超過 25104輛，并且每年還有四五百萬輛的新車投入使用，諸多因素促使油品消費量猛增，大幅度帶動了各種油品運輸車的需求。 計內容 （一） 以罐體為設計重點，所以罐體的設計為其主要設計內容，設計內容如 下： （ 1）進行所設計的 罐 車 二類底盤 的選擇 ，選擇單車型 ； （ 2）專用車輛的總體布置，繪制總布置草圖； （ 3）液罐裝置的選型，設計， 確定參數， 計算； （ 4）隔熱保溫裝置的選型，設計； （ 5） 附屬裝置（食品泵 、 清洗 裝 置 、 蒸汽 加熱裝置）的 選型，設計； （ 6）整車的性能分析計算。 （二） 在設計的過程中，需要設計的主要問題內容如下： （ 1） 整車尺寸的設計和計算； （ 2） 罐體的設計計算； （ 3） 噴淋清洗管路的設計； （ 4） 保溫隔熱裝置的設計。 計方法 （一） 設計 和計算 部分的內容 如 下： （ 1）調研 ； （ 2）確定總體方案，進行方案分析 ； （ 3） 罐體的設計與計算。其中包括罐體截面的設計計算，罐體厚度的確定，封頭的設計，罐體容積的計算； （ 4） 保溫隔熱裝置的設計； （ 5） 人孔 等 部件設計； （ 6）附屬裝置（食品泵 、 清洗 裝置 、 蒸汽加熱裝置）的 選型，設計； （ 7）罐 車的尺寸及質量參數確定及整車性能分析計算； （二） 圖紙的繪制部分的內容 如 下： （ 1） 液罐車總體構造圖； （ 2） 罐體的總體構造圖； （ 3） 車架、人孔 等 部件裝配圖。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 2 章 液罐汽車的總體布置 布置的原則 （ 1）盡量避免對選擇的汽車底盤各總成位置的變動； （ 2）應滿足專用工作裝置的的性能的要求，使專用功能得到充分發揮； （ 3）裝載質量、軸載質量分配等參數的估算和校核； （ 4）應避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷； （ 5）應盡量減少專用汽車的整車整備質 量，提高裝載質量； （ 6）應符合法規的要求。 車的總體布置 罐車有二類底盤和罐體組成。二類底盤選擇 東風汽車公司生產的部為罐體總成。 食品液罐汽車主要有汽車底盤、罐體總成、隔熱裝置和放料系統等組成。保溫型牛奶罐車設計成半承載式罐體，橢圓形截面。 體的結構 (1)罐體 罐體采用橢圓形截面 , 兩端裝設平形整體封頭。此結構簡單 , 能夠承受罐體的內壓 , 工藝性好 , 便于組織生產 , 能較好地適應中小批量的生產方式。罐體為環焊縫拼接式 , 罐體材料選用 1 生產過程 為卷板開卷、校平、根據筒體周長畫線。為能有效保證切口質量及尺寸精度 , 要求采用剪板機開料 , 平板拋光并要求達到 光后把表面清理干凈 , 隨即貼上保護膠膜 ,并且在以后的轉運、加工過程中 , 要求非常小心 , 不得使表面掛花、擦傷。卷筒前 , 根據所選擇的焊接方式 , 在板料周邊焊縫處開坡口 , 然后卷板成筒體。卷板機輥軸要求事先用軟墊纏包保護 , 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 , 并根據技術要求對焊縫作無損探傷檢驗。根據罐體結構 , 裝配罐體內部橫向防波板及墊板 , 裝配時要求特別注意不得損壞罐體內拋光表面。然后焊接罐體環焊縫 , 組焊為整體 , 同樣按要求對罐體環焊縫作無損探傷。為保證已拋光表面不被擦傷、掛花 , 進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 , 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 形后對拼接焊縫作無損探傷 , 并且拋光至 根據焊接方式開具坡口。 （ 3）清洗噴淋裝置 為滿足食品衛生法規要求 , 在每次裝運液態食品前后 , 對罐體內部及所有同液態食品接觸的管路 , 作徹底的 清洗 , 不留殘液、殘渣 , 并進行消毒殺菌。清洗噴淋水要求能夠到達罐內任何部位 , 并須保持一定的沖擊力 , 所以在罐體每個隔倉內均要求設置噴淋清洗器。清洗器應能夠作 360空間噴淋 , 安裝連結緊固 , 使用可靠 , 有效防止任何零部件脫落入罐中。洗滌管路和液態食品輸送管路內壁焊縫要求成形良好、光潔、無尖角 , 以避免雜物及雜菌附著。罐體內部管路外表面要進行打磨拋光處理 , 拋光要求應與罐內壁相同。當罐外進入罐內的管路在穿過罐壁時 , 焊縫必須保證在罐內施行 , 并在施焊完畢后對焊縫作打磨拋光處理 , 保證無尖角 , 圓滑過渡。 凡有食品流通的管道 , 均采用食品工業用不銹鋼管 , 要求其內、外壁光潔 , 焊接時必須采用有效措施保證內壁焊縫成形良好 , 并且在設計及制作開料時 , 盡量采用整體結構 , 減少焊縫。彎制管路時 , 要求保證彎曲處不得出現皺折及彎扁現象 , 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生標準的食品橡膠材質 , 以確保無毒無害 , 不污染食品。 （ 4）安全泄放裝置 食品罐車在運輸過程中 , 始終保持與外界隔離和承壓狀態。由于溫度升高 , 食品 液晃動及二氧化碳氣體析出等原因 , 會造成罐內壓力增高。為保證車輛及罐體不致損壞 , 在罐上加裝有安全泄放閥。安全閥要求采用不銹鋼材質 , 安全閥內部的密封元件為食品橡膠。為盡量減少液體進入閥體內部 , 或減少殘液積存 , 安全閥一般裝設于人孔蓋板上 , 處于氣相空間。 （ 5）人孔 罐體上開設一個人孔。人孔蓋與法蘭之間采用銷軸連接 , 人孔密封結構采用 并將 減少雜物積存 , 同時便于固定槽的清洗與消毒。密封圈固定槽所有內外圓角半徑不小于 人孔蓋下表面、人孔筒節 都要求拋光至 無尖角。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 , 閥體底面應與人孔蓋下表面相平齊 , 以便于清洗及消毒。人孔護罩采用 罩蓋用彈性栓鉤固定在護罩筒身上 , 以保證車輛在運行中無松動現象 , 并能有效防止外界雜物的侵入。護罩蓋不得影響安全閥的起跳動作。在此應特別強調不得損傷護罩外表面而破壞美觀。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 6）保溫隔熱裝置 在液態食品運輸過程中為有效抑制其腐敗變質 , 一定要保持液態食品處于較低溫度。裝車時一般在 1 3 ,在整個運輸過程中 溫升不應超過 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場發泡 , 此材料具有容重小 , 導熱系數低 , 便于現場發泡施工 , 不易老化的優點。 （ 7）液態食品充放管料 由于液態食品直接供人飲用 , 而且車輛在公路上行駛距離遠 , 運行時間長 , 所以凡是食品液的進出口及閥門 , 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要盡量靠近保溫層 , 要求所有管路絕不能同車輛的運動相干涉。 （ 8） 防波板 為保證罐體自身強度、剛度 , 并有效地衰減汽車運行中液態食品對車輛的涌動與沖擊 , 罐體內應設置橫 向防波板 , 且使每個隔倉的容積一般不超過5增加防波板剛性、減少自重考慮 , 防波板設計成球冠形 , 并在防波板上開液態食品流通孔及供檢修人員通過的人孔。所有開孔周邊均要求修磨圓滑 , 無尖角 , 防波板兩側面均須作拋光處理 , 并要求達到 波板在裝配過程中 , 務必保護已拋光后的表面 , 不得掛花及擦傷。另外 , 裝配防波板時要注意相鄰兩塊防波板上的人孔交錯布置 , 以增加防波能力。為消除罐體內部存在的無法清潔的死角及夾層 , 對于防波板與墊板、墊板與罐體內壁之間的連接 , 均需采用全焊結構 , 并將各零 部件的尖角徹底修磨光潔圓滑。為減少焊接變形 , 根據受力情況 , 可適當減少墊板與筒體 , 防波板與墊板之間焊角高度 , 并對焊角處拋光。防波板墊板在罐體最低位置處 , 要求有不小200 距 , 以保證液態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 在車輛運行過程中 , 要求能夠及時了解液態食品溫度、壓力等變化 , 在該車上設有液位計、溫度計和壓力表等幾種儀表。其中液位計采用浮球式不銹鋼結構 , 溫度計采用雙金屬式 , 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觀察 和控制罐內壓力。上述幾種測量裝置 , 要裝設于噴淋清洗裝置的工作范圍之中 , 從而保證清潔無菌。 體與副車架的連接 半承載式罐體，罐體與副車架的連接結構有 兩 種：一種是罐腳式；一種是底架式 。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 腳式連接能減少自重，但采用這種結構，需要的罐腳較多，每個罐腳都要與罐體焊接，對這些罐腳的焊接位置要求較嚴格，因此制造工藝復雜。 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 。 體總成與底盤的聯結 罐體總成與底盤的聯結可分為剛性聯綁和撓性聯結。 剛性聯結是指罐體上的罐腳或底斶與車架通過 聯結方式車架的戭曲變形和力直接傳遞到罐體上，較易造成罐的損壞，所以這種聯結形式很少使甠 撓性聯結是挅罐體上的罐腳或底架與車架之間加裝撓性墊塊或墊板，這種結構主要用來消除車架變形而造成的附加應創。 罐體總成與車架之間采用橡膠緩沖墊來消除車架變形而造成的附加應力。 車 重 心 罐式汽車一般的重心較高，而重心的高度是影響整車橫向穩定性的主要因素，因此在罐車的布置同設計中，何降低整車重心應 是考慮的主要問題 。 一般來說降低整車重心只能從罐體上著手，通常應從三個方面來考慮：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，就要增加寬度和長度方向的尺寸，因此受到外廓尺寸的限制。第二，從罐體與車架的聯結部分著手，罐體與車架不能直接連接，中間必須有連接件。所以罐體與車架之間采用連接支架連接，連接方式為焊接。 章小結 本章主要根據所設計的罐式汽車的結構特點 ,對罐體截面的形式進行了分析，以及罐體與車架的聯結型式的各種結構進行了比較，并對其它各部分專用設備做整 體的布置。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 3 章 二類底盤的選擇 型介紹 東風汽車公司生產的 駛室采用日產柴技術，底盤經過優化配置，性能優越，動力強勁，最大功率達到 181高時速 90 km/h,具有 “專用化、科技化、精品化、油耗低 ”等特點，完全符合國家 43項法規要求。 33 表 3寸參數 外型尺 寸 總長 / 7955 總寬 / 2462 高 / 2690 軸距 / 4700 前懸 / 1250 后懸 / 2005 車架前高 / 車架后高 / 輪距 前輪 / 1900 后輪 / 1800 后輪胎最外尺寸 / 2470 車架外寬 / 863 駕駛室后圍位置 / 2402 蓄電池位置 / 2433 車架可用長度 / 儲氣筒位置 / 2198 油箱位置 / 2016 接近角 / 28 離去角 / 19 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 3底盤型號 載 整備質量 / 4550 前軸軸載質量 / 3600 后軸軸載質量 / 9000 額定軸載 質量分配 允許前軸最大軸載質量/許后軸最大軸載質量/ 3能參數 最高車速 /Km/h 90 最大爬坡度 / % 30 油箱容積 / L 400 百公里油耗 / L 19 最小轉彎直徑 /m 16 駐車坡度 /% 20 最小離地間隙 /C 250 （ 1） 汽車整備質量包括潤滑油、冷卻液、燃油、備胎及隨車工具； （ 2） 汽車最小轉彎直徑是以前外輪輪跡中心測算； （ 3） 前輪輪距按前輪接地中心計算，后輪輪距按雙胎中心計算； （ 4） 最小離地間隙指滿載狀態下，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算； （ 6） 最大爬坡度是指單車滿載時的爬坡 能力； (7) 燃油經濟性的計算； （ 8） 最高車速的計算。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 成結構 動機 動機參數如表 3示。 表 3動機參數 型式 直列四缸、四沖程水冷柴油增壓中冷發動機 型號 0 額定轉速 / r 2200 額定功率 / r/m） 118 (2200) 最大轉矩 / NM（ r/ 600 最低燃油消耗率 / g/(KWh) 200 缸徑 沖程 / mm 107124 排量 / L 縮比 工作順序 1 變速器 陜齒六檔變速器，采用桿式操縱，速比如表 3 表 3速器變速比 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 倒檔 車架 壓鉚接結構。縱梁 為槽形斷面。 縱梁斷面尺寸： 250 80（ 8）； 車架寬為 863 章小結 本章主要介紹了所選車型的整車參數，為后面的設計提供依據，使后面的設計能夠參照二類底盤的參數進行設計，保證設計的車型在行使時能夠符合罐車的要求。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 4 章 罐體的設計 體的材料選擇及要求 液態食品罐車材料一般采用奧氏體不銹鋼，用于裝運牛奶、酒及飲料等液態食品，其必須符合食品衛生方面的有關標準。其要求如下： (1)缸體內壁的所有轉角均應圓弧過渡，其中小于 135 的拐角的圓弧半徑應不小于 25體內壁上焊接的零件，焊縫圓弧半徑不小于 6 (2) 不允許有液體殘留現象，與液體接觸的金屬表面應平整、光滑，無重皮和皺紋，焊縫要求打磨；不同介質，對罐體內表面的粗糙度要求也不一樣，一般 食品罐的罐體內金屬表面的粗糙度必須大于 m,焊縫表面的粗糙度不大于 16 m，以保證清洗干凈。 (3)食品罐車裝運的介質如牛奶、糖漿等，很容易變質， 細菌超標，每次裝運后都需沖洗，因此食品罐車大多帶有清洗管道。清洗應能承受 100 洗作業后，管路內不得積存清洗介質，以防污染食品。 體的截面的設計 罐體選擇什么樣的型式，應從受力情況，制造工藝以及布置等方面考慮，由于罐體不允許滿載液體，所以車輛在振動時，液體在罐體內晃動，對罐體內壁產生沖擊力。 罐體是橢圓形截面，振動產生時的沖擊力（圖 4沿著罐體圓周方向均衡地分布在罐體上，不會產生應力集中的現象而使罐體破裂。 如果采用矩形截面（ 圖 4車輛在振動時產生的液體沖擊力容易造成應力集中使罐體某個部位（如棱角處）由于承受應力過大，容易產生破裂。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 4圓截面 圖 4矩形截面 在罐體橫截面的設計上 ,考慮到保證汽車的抗側傾翻等行駛安全性大多數制造廠將罐體截面設計成橢圓形狀 簡化工藝 ,降低成本 ,則采用近似方法生成橢圓 如何用一組普通曲線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計和制造的一個重要問題。 面橢圓的基本性質 罐體截面如下圖 圖 4圓的形狀 在橢圓形狀中，其中長軸 a ，短軸 b。則橢圓的標準方程為： 221（ 4 橢圓頂點處的曲率半徑為： （ 4 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） （ 4 橢圓的面積為： tS 4 橢圓的周長為： 1 . 5 ( ) a b a b （ 4 在一般的生產過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 ,但由于現場工作條件和繪圖手段的限制，各制造廠 一般不直接采用此方法。用焦點法，壓縮法和圓弧法作出的橢圓均近似圖形，其面積和周長的計算復雜。并都存在著較大的幾何誤差，將直接影響到罐體容積的設計和制造精度。為了提高橢圓近似畫法的精確度，簡化和方便設計制造。使用 “計算法作橢圓 ”。其約束條件有： （ 1） 原橢圓四個頂點的坐標位置不變。 （ 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有公共切線 。 （ 3） 近似橢圓的面積和周長與理論值的誤差為最小。 算法 在擬合的橢圓圖中令 a b R r 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 4合的橢圓 面的計算過程 在設計的罐體橢圓的截面中，其中長軸 860軸 60橢圓頂點的曲率半徑為： = 248 （ 4 = 1802 （ 4 則橢圓面積為： tS （ 4 橢圓周長為： 1 . 5 ( ) a b a b = （ 4 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，液體都不會因體積膨脹而溢出，液體不能裝滿，必須留有一定的氣相空間，不同介質要求的最小氣相空間也不一樣，其充裝系數一般不大于 95%；在預留有足 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 的氣相空間的前提下，盡量提高充裝系數，以減小液體在運輸過程中的晃動。根據車輛載重、介質密度和充裝系數確定罐體 容積 )/( 載重量為 w 12450 （ 4 v 6450/(1030 （ 4 罐體長度為 = （ 4 內層罐的罐體的容積的計算。 因為內層罐罐體的容積為內罐體的總容積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 7 假設所裝載的液體的密度為 kg/裝載的液體的質量為： =1030 7= （ 4 因為罐體筒體體積為： )21（筒，罐體外壁截面的面積為： ( ( （ 4 （ 4 所以罐體內筒體的體積為： L=( 5= （ 4 由上面的計算可得整個內層罐體的質量為： 700 （ 4 外層罐罐體質量 的計算 ,內壁所能容納的體積為為： ( ( （ 4 ( ( （ 4 外層罐體的體積為 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 外=（ L= （ 5= （ 4 故外層罐罐體的質量為： 700 （ 4 由于木塊和保溫層的質量小，在此可以忽略不計，所以計算如下： 空載時整個罐體的質量 載時整個罐體的質量 210= 體厚度的確定 罐體材料的厚度取決于罐體結構的設計，例如，罐體的橫截面面積與長度的比、罐體裝配的類型等等。由于該罐裝載的是液態食品，屬于常壓罐，故可以根據罐體的容積選擇罐體材料的厚度。飲料類罐車 ,運送牛奶 ,酒類。為保持清潔、避免污染，均用不銹鋼板焊成，板厚一般 2 4銹鋼材料制造的常壓罐體的厚度如表 4示。 表 4體厚度的選擇 罐公稱容量 （ L） 常壓罐 殼 底部 不銹鋼罐 9000 000 14000 14000 據罐體的容積可以確定罐體的厚度為 罐整體選用不銹鋼材料，橢圓長軸設為 1860 軸為 960受壓為牛奶的靜壓力。 P= 1030 （ 4 式中： P 罐受壓為牛奶的靜壓力（ 牛奶密度（ g 重力加速度（ m/s）； h 水罐高（ 。 根據 4算 。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 2 1 2（ 4 式中： 橢圓筒的計算厚度（ 算壓力取 P=； 1D 橢圓筒的長軸和短軸半徑和（ t 設計溫度下橢圓筒材料的許用應力為 焊接接頭系數，取 取 滿足強度要求，罐體壁厚取 3 溫層的設計 由于要求罐體具有隔熱保溫性 ,將罐體設計成雙層罐 ,內外層之間用木塊隔開 ,其中外層與木塊用鉚釘連接。制作罐體時，先將層 罐做好，外層罐留一個封頭，等將內層罐裝入后，再該封頭焊接。雙層罐體的型式如圖 4示。 2 1 1內層罐體； 2木塊； 3外層罐體 圖 4層罐體的型式 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 隔熱材料的選擇 對隔熱材料的 要求： （ 1）發泡均勻、密度小； （ 2）導熱系數盡可能小，一般要求在 mK)以下； （ 3）對溫度的變化的穩定性要好，在 70C 的使用溫度范圍內，使用性能要滿足規定的要求； （ 4）具有一定的機械強度，能承受汽車在惡劣的道路條件下的振動，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）無毒無味，透氣性小，隔熱材料使用和燃燒時，不得分解出有毒和有害氣體； （ 7）價格低易成形，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 用十分廣泛的優良隔熱材料，其主要物理機械性能為：導熱系數： mk),抗拉強度 2500壓強度 2000 鋼板粘接力 2900 膠合板粘接力 1400 影響聚氨酯隔熱材料導熱系數的主要因素有：泡沫密度、氣泡直徑、氣泡獨立率、濕度和溫度等（圖 4 圖 4溫材料的影響因素 隔熱材料在使用過程中會發生老化，因此隔熱罐體在使用 6 年左右時間就應該按有關規定重新測定總傳熱系數，不符合規定的則應降級使用。 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，對于冷藏汽車，其厚度在 50 120間；對于保溫汽車，其厚度在 30 70間。 熱橋結構設計 設計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外層罐體傳 到 內層罐體。 “斷熱橋 ”的型式如圖 4計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 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） ，然后再把制造好的內層罐裝入，靠木塊支承起來，并在兩層罐體之間形成的空間內填充聚氨酯隔熱材料。 1 2 3451外層罐； 2 鉚釘； 3 隔熱材料； 4 木塊； 5 內層罐 圖 4溫層的連接形式 品液罐的傳熱系數和熱負荷計算 品液罐傳熱系數的計算 在使用過程中，引起罐內介質溫度變化 的因素主要是熱傳導，即罐內介質熱量通過罐體內壁、保溫材料、外蒙板傳至罐外空氣中，熱傳導速率 q 應用傅立葉定律計算。保溫罐車的保溫效果計算如下： =10+6 （ 4 式中 外蒙板表面放熱系數（ J/h ） ； v外蒙板表面空氣流動速度（ m/h） v 取 40小時 =0+6 40000 =q=（ 3） / 1 /（ 1 + 2 /（ 2 +3/（3+1/（ （ 4 q熱傳導速率（ J/h）； 境溫度（ ）； 0 質溫度（ ）； 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 罐體壁厚（ m）； 1 = 保溫層厚度（ m）； 2 =外蒙板厚度（ m）；3 = 罐體材料導熱系數（ J/h ） ；1 =10 3 2 保溫層材料導熱系數（ J/h ） ；2 =10 6 3外蒙板材料導熱系數（ J/h ） ；3=10 3 體表面積（ L= 1 . 5 ( ) a b a b 2 保溫層表面積 （ 3外蒙板表面積（ q=(20(10 3 10 6 10 3 q=) t=q/式中 t每小時溫度變化（ /h） M介質質量（ M=6450 p介質的比熱容（ J/ ）； 103 t=450 103 t=“四段圓弧擬合法 ”設計了罐體的截面，并參考其他型式的罐車及其附件，設計了該罐車的罐體保溫層及熱橋，并參考保溫隔熱汽車有所創新的設計出了雙層罐體結構的隔熱保溫型式。 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 5 章 罐體總成與底盤連接 體結構 在專用汽車設計時，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時也為了 不破壞主車架的結構，一般多采用副車架（副梁）過渡 。 在增加副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置與主車架的連接方式都有一定的要求。 撐座的截面尺寸及形狀 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 5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。 撐座 與主車架的連接設計 副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。 1止推連接板 圖 5斯泰爾重型專用汽車所采用的止推連接板的結構形狀及其安裝方式。連接板上端通過焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優點在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產生相對水平位移。相鄰兩個推止推連接板之間的距離在 800 1200 圍內。 2連接支架 連接支架由相互獨立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相 連接，見圖 5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推接板的結構 圖 5接支架 1- 副車架； 23 123 螺栓 3 U 型 夾緊螺栓 當選用其它連接裝置有困難時，可采用 U 型夾緊螺栓。但在車架受扭轉載荷最大的范圍內不允許采用 U 型螺栓。當采用 U 型螺栓固定時，為防止主車架 哈爾濱工業大學華德應用 技術學院畢業設計（論文） 梁翼面變形，應在其內側襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內