東風(fēng)EQ1168背罐車改裝車設(shè)計
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東風(fēng)EQ1168背罐車改裝車設(shè)計開題報告.doc
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摘 要
本文對東風(fēng)EQ1168背罐車總體布置設(shè)計，進行了運輸儲料罐的專用車得研究，根據(jù)本課題題目選用東風(fēng)公司EQ1168KJ2重型載貨車地盤，并對其車輛進行的總體設(shè)計和上裝設(shè)計。
本文對EQ1168背罐車底盤各主要部件及參數(shù)（包括尺寸參數(shù)和性能參數(shù)）進行了選取和計算，完成總體布置設(shè)計。在這部分內(nèi)容中，首先進行了汽車底盤布置形式的選擇，然后，根據(jù)所確定的底盤布置形式，考慮汽車主要尺寸參數(shù)和性能參數(shù)的選取和計算，在此基礎(chǔ)上確定液壓系統(tǒng)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的各部件。
參照國家標準根據(jù)背罐車的經(jīng)濟性和可靠性，確定了上裝結(jié)構(gòu)的運動方案，并根據(jù)運動方案，進行液壓系統(tǒng)設(shè)計，對翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進行設(shè)計使液壓系統(tǒng)的最大壓力最小，同時要考慮各部件的工藝性?！ ?/p>
關(guān)鍵詞：系統(tǒng)；背罐車；改裝；設(shè)計；布置
ABSTRACT
This paper EQ1168 back east, overall layout design tank reservoir of the transport research material tank car, according to this topic title selection EQ1168kJ2 heavy truck dongfeng company on its site, and the overall design and jacket vehicle design.
This paper EQ1168 back tanker chassis major parts and parameters (including size parameters and performance parameter selection and calculation), completed the overall layout design. In this section, the first on the automobile chassis layout forms of choice, then, according to certain chassis layout forms, consider mainly size parameters and performance car the parameter selection and calculation, and on this basis to determine the hydraulic system and flip institutions components.
Refer to state standard according to the economy and reliability back tanker, determined the jacket structure, and according to the motion scheme, kinematic scheme, hydraulic system design for flip institutions designed to make the maximum pressure hydraulic system, at the same time to consider the smallest components of technology.
Keywords: Back tanker ; Refit; Desig；Layout
目 錄
摘 要I
AbstractII
第一章 緒 論1
1.1本課題的研究背景和意義1
1.2國內(nèi)外專用汽車發(fā)展狀況和趨勢1
1.3本課題的研究目的2
1.4本課題的研究內(nèi)容3
第二章 背罐車的總體設(shè)計4
2.1背罐車改裝設(shè)計的基本原則4
2.2總體布置設(shè)計4
2.3背罐車底盤的選擇6
2.3.1 二類底盤裝載質(zhì)量的初步校核8
2.4整車總體參數(shù)的選取和確定9
2.4.1 主要尺寸參數(shù)9
2.4.2質(zhì)量參數(shù)11
2.5 粉罐外形尺寸設(shè)計13
2.5.1 初步確定罐體尺寸及材料13
2.5.2 罐體總?cè)莘e14
2.6本章小結(jié)15
第三章 背罐車舉升與液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析16
3．1液壓系統(tǒng)概述16
3．2背罐車液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則17
3.3 舉升角度的設(shè)計18
3.4 舉升油缸的選取18
3.5 舉升能力的校核18
3.5.1 初始位置狀態(tài)時的校核19
3.5.2 第二和第三級油缸舉升狀態(tài)時的校核19
3.6液壓泵及液壓控制閥的選擇20
3.6.1 液壓泵流量及排量的確定20
3.6.2 液壓原理及液壓控制閥的確定21
3.7本章小結(jié)22
第4章 輔助系統(tǒng)設(shè)計23
4.1 取力機構(gòu)的設(shè)計與選型23
4.2本章小結(jié)24
第五章 副車架的設(shè)計25
5.1車架的設(shè)計25
5.2副車架的截面形狀及尺寸25
5.3加強板的布置26
5.4副車架的前端形狀及安裝位置27
5.5縱梁與橫梁的連接設(shè)計28
5.6副車架與主車架的連接設(shè)計29
5.7副車架尺寸的確定31
5.8副車架的強度剛度彎曲適應(yīng)性校核31
5.8.1額定裝載時整車重心作用點的求解31
5.8.2副車架剪力及彎矩的求解31
5.8.3副車架強度剛度校核34
5.8.4副車架彎曲變形校核35
5.9本章小結(jié)36
結(jié) 論37
1.1本課題的研究背景和意義
背罐車作為專用汽車的一種，用于建材行業(yè)各種儲料罐的自裝卸和運輸。在沒有背罐車的情況下，各種儲料罐的裝卸和運輸必須同時有吊車和載貨汽車兩種作業(yè)工具才能完成，即由吊車將
儲料罐吊起，安放在載貨車上，載貨車將罐運送到目的地，再由吊車將其吊下安放到
位，整個過程明顯耗時太長，效率低下且作業(yè)成本太高。
罐車屬于專用汽車的一種，其開發(fā)和應(yīng)用目前國內(nèi)尚處于起步階段。研究本課題的理論意義和應(yīng)用價值在于將現(xiàn)代設(shè)計方法應(yīng)用到工程實踐中，提高和擴大國產(chǎn)專用汽車的質(zhì)量水平和應(yīng)用領(lǐng)域。本課題的研究結(jié)果將直接應(yīng)用到生產(chǎn)中，并推向市場應(yīng)用，填補國內(nèi)用于移動立式罐體的專用汽車的一項空白。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，背罐車的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅鸩酵茝V，最終必然會形成專用汽車的一個重要種類。
本課題屬于建筑工程類專用汽車領(lǐng)域，目前，國內(nèi)還沒有此類型專用汽車的生產(chǎn)
及使用，但根據(jù)目前國內(nèi)各種粉狀建材產(chǎn)品的散裝化要求來分析，此種專用汽車具有
良好的市場推廣前景。
目前在歐美日等發(fā)達國家，專用汽車的擁有量超過載貨汽車總量的80％。其中用于建材領(lǐng)域的背罐車已經(jīng)形成了系列化和通用化，并且與其他設(shè)備形成和諧的配套，完成了整個產(chǎn)品物流鏈的全自動化。而作為運載工具的背罐車，為提高運輸效率，將向著重型化和大噸位方向發(fā)展，并且自動化程度不斷提高。由于國外專用汽車公司有著很強的專業(yè)分工，并且擁有先進的設(shè)計和分析手段，其專用汽車的可靠性極高。
1.2國內(nèi)外專用汽車發(fā)展狀況和趨勢
(1)國外研究現(xiàn)狀
專用汽車是汽車行業(yè)發(fā)展的一個重要的方向，世界專用汽車起源于上世紀20年代，70年代后期進入快速發(fā)展的時期。目前，發(fā)達國家專用汽車品種已超過6000個，重、中、輕比例大致為3:4:3.發(fā)達國家的專用汽車企業(yè)普遍具有以下特點：a：注重產(chǎn)品研發(fā)，開發(fā)手段先進；b：生產(chǎn)工藝設(shè)備先進；c：配套系統(tǒng)完善、專業(yè)化生產(chǎn)程度高，產(chǎn)品技術(shù)含量高；d：企業(yè)規(guī)模不大，分工與合作明確，市場規(guī)范，競爭有序。而從技術(shù)發(fā)展的角度來看，體現(xiàn)出以下特點：第一，注重汽車的輕量化。同載質(zhì)量的專用車，先進國家均比我國的整備質(zhì)量小；第二：注重環(huán)保與節(jié)能。發(fā)達國家規(guī)定企業(yè)要對自己的產(chǎn)品報廢后造成的污染負責(zé)，必須采用環(huán)保材料制造。而節(jié)能是降低生產(chǎn)和使用成本的必然要求，是商家最求利潤的有效有段。1.4本課題的研究內(nèi)容
(1)背罐車的總體設(shè)計。
根據(jù)背罐車的設(shè)計原則，結(jié)合對市場需求的調(diào)查了解，確定選用的底盤型號，設(shè)計儲料罐以及與各液壓系統(tǒng)和傳動裝置的布局。確定背罐車的各種參數(shù)和運動方案。
(2)背罐車改裝設(shè)計必須滿足以下基本原則
必須保證改裝部分結(jié)構(gòu)及改裝部分與底盤大梁連接的合理性與可靠性,在工藝上必須要考慮對原底盤進行加工的合理性。改裝后，整車總質(zhì)量不得超過原底盤允許的最大總質(zhì)量，各軸載質(zhì)量不得超過允許的最大軸載質(zhì)量，載荷分布左右基本均勻，靜載時最大偏差不得超過3％。重心位置應(yīng)盡可能低，但必須留有車輪彈跳高度所需的空間，改裝后車輛外形尺寸不得超過限值，車輛后懸不得超過標準限值。應(yīng)避免專用裝置引起載荷集中，應(yīng)盡量減少整車的整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量，改裝后車輛必須滿足國家現(xiàn)行的道路、安全、環(huán)保、節(jié)能等法規(guī)要求，選用外購件、標準件必須滿足標準化、系列化、通用化的要求，設(shè)計和試制過程中必須嚴格遵守其他各種行業(yè)標準、技術(shù)及工藝要求。
(3)背罐車液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析
從背罐車的運動方案和液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則出發(fā)，進行背罐車各液壓元件的分析、計算和選型，并對選型后的液壓系統(tǒng)的壓力損失和壓力沖擊進行驗算，最終根據(jù)試驗情況進行改進，確定了經(jīng)濟實用的液壓系統(tǒng)。背罐車主要運用于運輸物料，與其它載貨車相比背罐車可以達到自動化的裝卸、運輸?shù)冗\輸作業(yè)，作為專用車，背罐車大大的提高運輸效率，減少人工裝卸的時間與人力，在建筑運輸方面背罐車是十分重要而有效的專用車。
根據(jù)目前國內(nèi)情況，背罐車應(yīng)滿足目前使用最大儲料罐，同時向下兼容體積更小的儲料罐。根據(jù)所選底盤的最大總質(zhì)量和整備質(zhì)量來確定罐體可裝載的物料質(zhì)量，同時要滿足底盤的最大總質(zhì)量的要求。
2.1背罐車改裝設(shè)計的基本原則
1.車改裝設(shè)計必須滿足以下基本原則
(1)必須保證改裝部分結(jié)構(gòu)及改裝部分與底盤大梁連接的合理性與可靠性
(2)在工藝上必須要考慮對原底盤進行加工的合理性
(3)改裝后，整車總質(zhì)量不得超過原底盤允許的最大總質(zhì)量，各軸載質(zhì)量不得超過允許的最大軸載質(zhì)量；
(4)載荷分布左右基本均勻，靜載時最大偏差不得超過3％；
(5)重心位置應(yīng)盡可能低，但必須留有車輪彈跳高度所需的空間；
(6)改裝后車輛外形尺寸不得超過限值，車輛后懸不得超過標準限值；
(7)應(yīng)避免專用裝置引起載荷集中：
(8)應(yīng)盡量減少整車的整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量；
(9)改裝后車輛必須滿足國家現(xiàn)行的道路、安全、環(huán)保、節(jié)能等法規(guī)要求；
(10用外購件、標準件必須滿足標準化、系列化、通用化的要求；
(11試制過程中必須嚴格遵守其他各種行業(yè)標準、技術(shù)及工藝要求。
2.2總體布置設(shè)計
專用汽車總體布置原則
專用汽車總體布置的任務(wù)是正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件。使取力裝置、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達到設(shè)計任務(wù)書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。在進行總體布置時應(yīng)按照以下原則：
(1)盡量避免對汽車底盤各總成位置的變動
因為一些總成部件位置的變動，不僅會增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時為了滿足專用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動，如截短原汽車底盤的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車性能。
(2)應(yīng)滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮
例如氣卸散裝水泥罐式汽車的專用功能是利用壓縮空氣使水泥流態(tài)化后，通過管道將水泥輸送到具有一定高度和水平距離的水泥庫中。氣卸水泥的主要性能指標是水泥剩余率或剩灰率，為了降低這一指標，可將罐體布置成與水平線成一定角度，如圖2-1所示。但這樣布置會使整車質(zhì)心提高，減少了側(cè)傾穩(wěn)定角，因此也可以水平布置。所以在進行總布置時，要從多方面綜合考慮。1-裝料口；2-排氣閥；3-空氣壓縮機；4-慮氣器；5-安全閥；6-進氣閥；7-二次噴嘴閥；8-壓力表；9-卸料口；10-調(diào)速器操縱桿；11-卸料軟管；12-進氣管道
(3)裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核
為適應(yīng)汽車底盤或總成件的承載能力和整車性能要求，在總布置初步完成后應(yīng)對某些參數(shù)其中最主要涉及的是裝載質(zhì)量的確定和軸載質(zhì)量的分配進行估算和校核，這些參數(shù)對整車性能有很大影響。若不滿足要求．應(yīng)修改總體布置方案。
(4)應(yīng)避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷
例如在圖2-2混凝土攪拌運輸車的布置方案中，圖(a)的布置形成了明顯的集中載荷，而在圖(b)的布置中、由于采用了具有足夠剛性的副車架，因而可將這種集中載荷轉(zhuǎn)化成均布載荷，有利于改善主車架縱梁的強度和壽命?！ ∧壳案难b專用汽車選用的底盤主要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設(shè)計的專用底盤。汽車底盤的選擇或設(shè)計專用底盤主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動力匹配等來決定。
目前我國對于常規(guī)的廂式車、罐式車、自卸車等通常是采用二類汽車底盤改裝設(shè)汁。這是目前專用汽車設(shè)計中選用底盤型式最多的一種。所謂二類汽車底盤，即在基本型整車的基礎(chǔ)上。去掉貨箱。在改裝設(shè)計的總布置時，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需的工作裝置或特種車身。采用二類汽車底盤進行改裝設(shè)計工作的重點是整車總體布置和工作裝置設(shè)計。在設(shè)計時若嚴格控制了整車總質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配、質(zhì)心高度位置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能分析和計算。
客車、客貨兩用車、廂式貨車等則通常采用三類汽車底盤改裝設(shè)計。所謂三類汽車底盤，—般是在基本型車的基礎(chǔ)上，去掉貨箱和駕駛室。近年來，我國乘用車發(fā)展很快，對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來的三類汽車底盤改裝的客車已越來越不受歡迎。因此，各類專用客車底盤應(yīng)運而生。這些專用客車底盤的基本特點是利用基本型總成，按客車性能要求更新進行整車布置，更新設(shè)計懸架系統(tǒng)。這種底盤不僅在質(zhì)心位置、整車性能特別是平順性方面有很大的變化，而且在傳動系統(tǒng)和動力匹配、以及制動系統(tǒng)等總成方面也有較大的改裝設(shè)計。
目前在用普通汽車底盤作改裝設(shè)計時．把更換了發(fā)動機的底盤，如將汽油發(fā)動機改換成柴油發(fā)動機．亦當(dāng)作三類底盤處理。
選用二類或三類汽車底盤，很難完全滿足某些專用汽車的性能要求。例如用普通汽車底盤改裝廂式貨車、存在質(zhì)心過高，軸荷分配不合理的問題；改裝消防車，首先是底盤車速就達不到要求；改裝客廂式專用車，存在平順性差的問題。因此，可以這樣說，若要使我國的專用汽車上質(zhì)量、上檔次，一定要開發(fā)出一些具有特點的專用汽車底盤。
在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求：
(1)適用性
對貨運車用的總成應(yīng)適應(yīng)貨運要求，保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應(yīng)適于乘客的需要．達到乘座安全舒適；對各種專用改裝車的總成應(yīng)適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝選型設(shè)計，例如各種取力器的輸出接口等。
(2)可靠性
所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡。
(3)先進性
所選用的底盤或總成．應(yīng)使整車在動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求。
(4)方便性
所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。在選用專用汽車底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個很重要的方面：一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本小很大約部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨要有來源，要同生產(chǎn)汽車底盤的主機廠有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時將底盤供貨。
本文設(shè)計的東風(fēng)EQ1168背罐車是在EQ1168的基礎(chǔ)上改裝而成，故其底盤選用EQ1168的底盤，根據(jù)底盤的型號及企業(yè)的標準該背罐車的型號為HLJ516ZBG型。
表2.1 東風(fēng)EQ1168底盤參數(shù)
底盤型號EQ1168KJ2
發(fā)動機型號C26020
外形尺寸(mm)9250×2 510×3000
總質(zhì)量(kg)16000
整備質(zhì)量(kg)7805
額定載質(zhì)量(kg)8000
駕駛室準乘人數(shù)3
最高車速(km/h)90
接近角/離去角(°)32/18
前懸/后懸(mm)1 150/2260
軸數(shù)2
軸距(mm)5830
前輪距(mm)1940
后輪距(mm)1860
輪胎數(shù)6
輪胎規(guī)格10.00R20
排量(ml)5900
功率(kw)191
軸荷6000/10000
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