专用车结构研究报告
根据?福田北车技计字[2021]238号?方案要求,针对事业部确定的专用车核心业务产品的结构进行学习研究,现将学习的内容进行总结。本次学习的内容共三局部:第一局部搅拌叶片的设计思路及设计要点研究、第二局部运油车结构研究、第三局部吸污车结构研究。
一、搅拌筒叶片的设计思路及设计要点
混凝土搅拌运输车的搅拌筒所以具有搅拌和卸料等工作性能,主要是因为其内部特有的两条连续螺旋叶片推动混凝土沿搅拌筒轴向和切向产生复合运动的结果。因此这两条叶片的螺旋曲线直接影响搅拌筒的工作性能,在其机械设计中,鉴于我国车辆在道路右侧行驶的规定,搅拌运输车搅拌筒旋转方向为,面向车尾看,顺时针旋转为进料,搅拌或搅动;逆时针旋转时为出料,所以搅拌桶的两条螺旋叶片应为互错180°的左旋螺旋叶片。
目前在搅拌运输车的搅拌桶中采用两种实用叶片螺旋曲线形式:阿基米德螺旋曲线和对数螺旋曲线。
阿基米德螺旋曲线,即等螺距螺旋曲线。这种曲线叶片的特点是:螺旋环绕筒壁的叶片在搅拌筒轴线方向上的间距保持不变,但叶片的螺旋升角却随着搅拌筒横断面的直径成反比的变化。如果叶片曲线的升角按搅拌区段工作要求选定,那么叶片进入卸料区段其螺旋升角将随搅拌筒断面的收缩而愈来愈大,可
能造成卸料性能变坏;如果按卸料区段的工作要求选择叶片螺旋升角,那么搅拌区段叶片螺旋升角将失之过小,可能无法保证搅拌质量。因而在采用阿基米德螺旋曲线为叶片曲线时易出现顾此失彼难以兼顾搅拌、卸料性能的局面。
对数螺旋曲线,即等升角的螺旋曲线,这种叶片的螺旋升角始终不变,螺距却随搅拌筒直径正比变化,虽然卸料区段的叶片间距较搅拌区段为小,但设计适当并不影响卸料性能。采用这种螺旋曲线的叶片,选择适中的螺旋升角,比拟容易兼顾搅拌和卸料的性能要求。
为了进一步改善搅拌车进料、搅拌、卸料性能,搅拌运输车通常前锥和后锥采用对数螺旋曲线,中筒采用阿基米德螺旋曲线。叶片设计的主要内容有以下几个方面。
1〕叶片轨迹线公式
圆锥段叶片根部迹线采用对数螺旋曲线,
x=ρ0exp((sinα/tgβ)*θ) sinαcosθ
y=ρ0exp((sinα/tgβ)*θ) sinαsinθ
汽车取力器
z=ρ0exp((sinα/tgβ)*θ) cosα
ρ0 -- 圆锥顶到圆台小头的母线长
α-- 圆锥顶角的一半
β-- 螺旋角,动点轨迹切线与母线的夹角
θ-- 动点转过的角度(用弧度表示)
β=90-叶片升角
圆柱段叶片根部迹线采用阿基米德螺旋曲线,
该方程如下:
x= R*cosθ
y= R*sinθ
z= R*θ*ctgβ
R - 圆柱半径
β- 螺旋角,动点轨迹切线与母线的夹角
θ- 动点转过的角度(用弧度表示)
2〕叶片安装角度和截面形状
叶片截面高度H ---- 410-450mm,最高可以取500mm。
叶片材质:B520JJ、16Mn。
叶片厚度:4mm。
θ1=90°θ2=90-前锥半角
截面形状-A形、B形、C形
搅拌筒及其内部螺旋叶片的材料选择。搅拌运输车的搅拌装置和运载底盘在使用寿命上应该相一致,即与正常的大修更新期要相适应,尤其是对于易于磨损的搅拌筒体和叶片等应事先有寿命规定和更换期限,必须在结构设计和材料选用上加以保证。
叶片是搅拌装置中的主要部件,损坏或严重磨损会导致混凝土搅拌不均匀。搅拌筒和叶片在工作时,
其各局部的搅拌工况不同,因而他们的磨损也不相同。为了使搅拌筒的结构更为合理,根据等寿命的设计原那么以及一些公司生产混凝土搅拌运输车的经验,它们的搅拌筒和叶片是用不同厚度的耐磨钢板焊接而成的。
二、运油车结构研究
通常所说的运油车是指主要是运输燃油、原油、食用油的专用车辆,它的结构和种类按照运输介质、装卸油方式、动力形式、罐体结构等有所不同。
按运输介质分为普通轻质燃油运输车、原油运输车、食用油运输车。按装卸油方式分为泵加速装卸油和重力卸油。按动力形式方式分为安装在底盘上的单车运油车、需要挂在牵引车上的半挂运油车。按罐体结构可分为单仓运油车、双仓运油车、三仓运油车等。
通常在设计上先按动力形式分为大类,再按其他方式细分。
单车运油车的结构主要分为汽车底盘、罐体装置、车架装置、泵动力装置、装卸油管路装置,顶部平安装置、管箱装置、防护装置、导静电装置。半挂运油车的结构主要分为行走装置、罐体装置、车架装置、泵动力装置、装卸油管路装置,顶部平安装置、管箱装置、防护装置、导静电装置。无论是自行驶运油车还是半挂运油车从平安考虑都需要底盘或牵引车排气管前移并加装防火帽。另外运油车的面漆图案也很重要,它起到非常重要的警示作用,需要保温的罐体还要加装保温层。
图1 单车运油车
图2 半挂运油车
下面具体介绍一下:
1.罐体装置
主要功能是承装运输介质,其结构包括封头、筒身、分仓板、防波板、上盖、沉淀槽等装置。
图3 双仓罐体结构
封头、筒身材质多为Q235B厚度从3-6毫米,其外形多为椭圆形、方形、梯形等,封头外形为椭圆形时
多为平封头,方形、梯形是弧形封头。
分仓板主要是分隔罐体,将一个单仓罐体分为多仓罐体。防波板减少油料对罐体的冲击。
图4 椭圆形封头及防波板
图5 梯形封头及防波板
上盖主要为装油和检修使用。沉淀槽主要是卸油和去除油渣。
2.车架装置
主要是支撑罐体连接连接底盘或行走装置。
单车运油车的车架装置主要是副车架其结构为两根L形纵梁之间焊接L形横梁,纵梁外侧焊接有加固盒;半挂运油车的车架装置主要为两根T形纵梁中间焊接有槽钢形横梁,前部安装有牵引装置,纵梁外侧焊接有加固盒。
图6 运油车副车架
图7 半挂运油车车架
3.泵动力装置
并不是运油车的标准配置,一般只有对卸油速度有严格要求是才安装,半挂运油车通常不安装泵动力装置,如果客户一定要通常安装在牵引车上
泵动力装置主要组成是变速箱取力器、传动轴、油泵、泵架。油泵的选折要根据