HGC5112YYG油罐車改裝設計論文

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1、黑龍江工程學院本科生畢業設計 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 緒論 3 1.1 設計改裝油罐車的目的和意義 3 1.2 油罐車在國內外發展的歷史及現狀 4 1.3 油罐車改裝設計的主要內容及擬解決的主要問題 7 1.3.1基本內容 7 1.3.2擬解決的主要問題 7 1.4本章小結 7 第2章 整車方案設計分析與參數的確定 8 2.1方案設計與分析 8 2.1.1尺寸參數的確定 8 2.2質量參數的確定 11 2.3車型的初步選定 12 2.3.1罐體的設計方案分析 12 2.3.2 罐體方案的選定 13 2.4防波板的設計

2、16 2.5 本章小結 16 第3章油罐及罐體配件的選用 17 3.1油罐外形尺寸設計 17 3.1.1 初步確定罐體尺寸及材料 17 3.1.2 罐體總容積 17 3.2人孔的設計計算 18 3.3油氣回收閥的選用 18 3.3.1油氣回收閥使用說明 18 3.3.2油氣回收閥功能和特點 18 3.4呼吸閥 18 3.5測量裝置的選取 19 3.5.1液位指示器 20 3.5.2油、水裝滿報警器 21 3.5.3油流量計 21 3.6消靜電管 22 3.7本章小結 23 第4章泵及取力器的的選用 24 4.1泵的選用 24 4.1.1齒輪油泵特點 24

3、 4.1.2齒輪油泵的工作原理 24 4.1.3齒輪泵的選用 24 4.2 取力器的選擇 25 4.2.1 取力器布置方案選擇 25 4.2.2 取力器基本參數選擇 26 4.3 本章小結 27 第5章副車架的設計計算 28 5.1副車架的外形設計計算 28 5.1.1副車架的截面形狀設計計算 28 5.1.2副車架的前端形狀選型 28 5.2副車架與主車架的連接方式 28 5.3 副車架主要尺寸設計 29 5.4副車架強度剛度彎曲適應性校核 30 5.4.1. 額定裝載時整車重心作用點的求解 30 5.4.2副車架剪力及彎矩的求解 30 5.4.3副車架強度剛

4、度校核 32 5.4.4 副車架彎曲變形校核 34 5.5本章小結 35 第6章整車性能分析 36 6.1 發動機的動力性 36 6.1.1 汽車的行駛方程式 37 6.1.2 汽車最高車速的確定 39 6.2 燃油經濟性計算 43 6.3 油罐汽車穩定性計算 43 6.4 空載質心高度的計算 44 6.5空載側傾角的計算 44 結 論 46 參考文獻 47 致謝 48 摘 要 汽車工業的發展是經濟社會發展的必然，而經濟社會的發展，又對汽車的使用功能不斷提出新的要求，使汽車

5、在社會商品、信息、人員三種流通中起著重要的作用。汽車的經濟效益不只在于汽車生產的本身，而是更集中體現在汽車使用和流通的全過程。油罐車是專用汽車的一種，而專用汽車是一種高科技產品，它將機械、電子、液壓、化工、環保等各領域的先進技術模塊化地集成在一個專用車底盤上，從而實現一定的特定功能所以專用車的生產特點是技術要求高、品種多、批量小、市場需求變化快。目前，罐車已經在運輸上得到了廣泛的應用。在北美，罐車主要負責液體貨物的散裝運輸。北美鐵道車輛中罐車占七分之一。在美國、加拿大和墨西哥，每年有220000輛車運送300萬的裝車量的貨物。盡管通常罐車與危險品的運輸有關，但50％的貨物是非管制的食品和工業產

6、品。在我國，罐車也得到了充分的應用，有高度專用化的運輸酸的酸罐車、經過優化的用于運輸乙二醇的乙二醇罐車、專門設計成運輸液化石油氣的液化石油氣罐車、用于運輸氯乙烯的氯乙烯罐車、運輸谷物漿的谷物漿罐車等等。罐車運輸已經影響到我們生活的每一部分，對國民經濟的發展有著重要的意義。本次設計的油罐車主要用于裝運柴油、汽油等易燃、易爆的液體，也可以運送食品油等其它油品。按罐體與汽車或掛車的連接方式分為半承載式罐車和承載式罐車；油罐汽車一般由二類汽車底盤、油罐、安全閥、輸油管道等主要部件組成。 關鍵詞：專用汽車；油罐；副車架；油泵；取力器；設計

7、ABSTRACT Auto industry development is the necessity of the development of economy and society, and the development of economy and society, and for the automobile use function continuously put forward new requirements, make cars in social commodity, information, personnel three circulation plays a

8、n important role. The economic benefits of car lies not just in automobile production itself, but the more embodied in the whole process of car use and circulation. A tanker is a kind of special automobile, and special vehicle is a high-tech product, it will machinery, electronics, hydraulic, chemic

9、al, environmental protection etc advanced technology modular integration in a special automobile chassis, thus achieve certain specific functions so special automobile production features are high technical requirements variety, small batch, market demand change quickly. At present, in transportatio

10、n tank has been widely used. In North America, tanker is mainly responsible for the goods in bulk liquid transportation. North American railway vehicles accounted for one in seven points tank. In the U.S., Canada and Mexico, each year 220,000 car shipping 300 million loading quantity of goods. Altho

11、ugh usually tanker and dangerous goods transport related, but 50% of the goods are controlled food and industrial products. In our country, the tanker also got fully used, height of the following SuanGuan car transport acid, the optimized used to transport glycol glycol vehicles, designed to transpo

12、rt liquefied petroleum gas liquefied petroleum gas (LPG) vehicles, used to transport vinyl chloride tanker, transportation grain pulp grain pulp tanker, etc. Truck has affected every part of our lives for the development of national economy, has an important significance. This design is mainly used

13、for shipment tanker diesel, gasoline, etc inflammable, explosive liquids, also can carry ShiPinYou and other oils. According to the tank cars or trailers with connections into half an integral tanker and integral tanker; Tank car generally by type automobile chassis, oil tank, the relief valve, oil

14、pipelines and other major parts. Keywords: special car; Tank; Deputy frame; Oil pump; Take force device；design 第1章 緒論 1.1 設計改裝油罐車的目的和意義 從某種意義上講，基本車型只能簡單的滿足數量上的要求，而專用汽車才能更好地滿足用戶的使用要求，更有效地發揮汽車的經濟效益。經濟社會的發展，把汽車運輸工具推向專業化。只有專用汽車，才能更好地適應客貨運輸現代化、多樣化和個性化的要求，滿足特定條件下的各種專項作業的需求，更有效地發揮汽車

15、在運輸結構中的作用，建設資源節約型和環境友好型社會。 油罐車主要用于裝運柴油、汽油等易燃、易爆的液體，也可以運送食品油等其它油品。按罐體與汽車或掛車的連接方式分為半承載式罐車和承載式罐車；油罐車（oil tank truck ）根據運輸的介質、配置和各個地方叫法的不同，有多種不同的稱謂，如：油槽車、槽罐車、運油車、供油車、拉油車、流動加油車等。 此次設計的目的在于合性地運用這幾年內所學知識去分析、解決一個問題，在作畢業設計的過程中，通過疏理和運用逐漸將所學得的知識梳理出來，提高自己動手及解決問題的能力同時培養自身解決實際問題的能力。 意義：隨著這幾年我國經濟的逐步發展，人民生活水平也隨之

16、逐漸提高，汽車保有量迅猛增加。促使近年來城市及城市間加油站點數目迅速增長，促使對油罐車的需求量也隨之迅速增長，市場需求量大。該油罐車的設計應適應城市空間狹小、車流量大的特點。同時，也可以完成運送食品油等其它油品的任務。 1.2 油罐車在國內外發展的歷史及現狀 汽車工業的發展是經濟社會發展的必然，而經濟社會的發展，又對汽車的使用功能不斷提出新的要求，使汽車在社會商品、信息、人員三種流通中起著重要的作用。汽車的經濟效益不只在于汽車生產的本身，而是更集中體現在汽車使用和流通的全過程。經濟的發展對汽車運輸工具在各種功能和性能方面要求越來越高，對運輸服務的品質以及運輸服務的多元化、個性化要求越來越強

17、，從而推動著專用車的迅速發展。從某種意義上講，基本車型只能簡單的滿足數量上的要求，而專用汽車才能更好地滿足用戶的使用要求，更有效地發揮汽車的經濟效益。經濟社會的發展，把汽車運輸工具推向專業化。只有專用汽車，才能更好地適應客貨運輸現代化、多樣化和個性化的要求，滿足特定條件下的各種專項作業的需求，更有效地發揮汽車在運輸結構中的作用，建設資源節約型和環境友好型社會。 罐式汽車是指帶有罐狀的容器，并且通常帶有工作泵，用于運輸液體、氣體或粉粒狀物質，以及完成作業任務的專用汽車和專用汽車列車。 我國罐式汽車生產始于50年代，到60年代已初具規模進入80年代后，罐式汽車的品種和產量都得到較大提高，在汽車

18、運輸中發揮了重大作用，歸納起來有如下優點。 （1） 提高了運輸效率：罐體是一種特殊的集裝型容器，通常都采用集中的裝卸方式，縮短了汽車在裝卸時的停歇時間，加快了車輛周轉。同時，采用罐車進行運輸便于實現裝卸機械化，運輸效率有很大提高。如采用散裝水泥罐車裝運水泥比用普通貨車能提高裝卸效率20 倍，用散裝糧食罐車運糧比用普通汽車裝運袋裝糧食提高裝卸效率6 倍以上，用罐車搬運去殼雞蛋比用普通貨車裝運帶殼雞蛋提高運輸效率47 ％以上。 （2） 保證物料在運輸途中不變質：由于罐體基本上都是密封式容器，受外界環境及氣候條件的影響較小．貨物在運輸途中能受到較好的保護，不易變質和損壞，因而保證了物料的物砌、化

19、學性質不易發生變化。在裝運食品（飲料），化工物品或其它需要防潮、保溫的物品時，罐車是最理想的運輸工真。罐體通常是個密封容器，罐體內物料不受氣候條件影響，若物料對溫度有要求，還可做成隔熱罐體、加熱罐體等特殊結構的罐體來保護物料。所以，物料不易變質也不易污染和泄漏。 （3） 改善裝卸條件，減輕勞動強度：液狀、粉狀、穎粒狀物品大都采用罐、壇、箱、袋等器皿進行包裝，從工廠到使用地點，要經過多次裝卸，而且幾乎都是人工裝卸，勞動強度很大。況且有些物品在裝卸時粉塵飛揚或故發出某種異味，有礙裝卸工人的身體健康。采用罐車進行運輸，裝卸下人的裝卸條件及勞動強度均有明顯改善。罐式汽車可實現裝、運、卸機械化，并且都

20、在封閉狀況下進行，大大地減少了裝卸工人人數和減輕了勞動強度，也減少了粉塵飛揚和散發異味。 （4） 利于安全運輸在裝運腐蝕性或有毒物品時，一般都采用陶瓷或玻璃罐做容器，在裝卸和運榆過程中，稍有不慎，容器碰破，就會釀成嚴重事故。使用罐車裝運這類物品時，發生意外事故的可能性就大為減少，因而能比較安全地進行運輸和裝卸。 （5） 降低運輸成本采用罐式車輛運輸，便于實現裝、卸，運、存的機械化，不僅節省了勞動力，而且節約了大量的包裝材料（罐、壇、袋、箱等），使運輸成本大幅度下降。 罐式專用汽車存在的運輸問題是． (1)由于罐車的罐體是專用容器．只能裝運規定的物品，不便裝運其它物品，所以汽車里

21、程利用率受到了限制。有些罐體經過處理（清潔）雖可以換裝其他物品，但與普通貨箱相比，仍覺不便。 (2)開展罐車運輸應在裝貨點設置必要的裝料設施，使物料能從裝料口直接入罐，而在卸貨點也要設置必須的接收容器、卸料裝置或其他特種設施（如粉料的除塵設備等）。 (3)罐體的維修費用較高， 油罐車是專用汽車的一種，而專用汽車是一種高科技產品，它將機械、電子、液壓、化工、環保等各領域的先進技術模塊化地集成在一個專用車底盤上，從而實現一定的特定功能所以專用車的生產特點是技術要求高、品種多、批量小、市場需求變化快。我國專用汽車的生產是20世紀60年代初在軍用改裝車、消防改裝車的基礎上逐漸發展出來的。國內專用

22、汽車經過40余年的發展，目前已經具備100萬輛的年生產能力，企業結構的不斷優化，促使我國出現了一些能夠參與國際競爭的企業。 專用汽車在各國的汽車工業中都占有舉足輕重的地位，其種類也在不斷增長但從各國的保有量來看，各國專用汽車的保有量在逐年增加，國際上各發達國家其專用汽車的保有量約占載貨汽車保有量的50%~70%。我國的專用汽車起步較晚，專用汽車在民用汽車的保有量中僅占5%左右，在載貨汽車保有量中僅占40%。但近十幾年來發展較快，特別是進入21世紀以來增長率達20%~30%，已具有相當規模與水平。專用汽車已成為我國國民經濟中不可缺少的交通運輸和工程作業的主要裝備。 專用汽車的研制、生產和應用

23、不僅在實現門到門的專業化運輸和作業化方面受到社會的廣泛重視和歡迎，而且更直接地在大幅度地提高運輸效率、降低運輸成本、擴大汽車的應用領域等方面都發揮著舉足輕重的作用。 油罐車（oil tank truck ）：根據運輸的介質、配置和各個地方叫法的不同，有多種不同的稱謂，如：油槽車、槽罐車、運油車、供油車、拉油車、流動加油車等。 目前，罐車已經在運輸上得到了廣泛的應用。在北美，罐車主要負責液體貨物的散裝運輸。北美鐵道車輛中罐車占七分之一。在美國、加拿大和墨西哥，每年有220000輛車運送300萬的裝車量的貨物。盡管通常罐車與危險品的運輸有關，但50％的貨物是非管制的食品和工業產品。在我國，罐車

24、也得到了充分的應用，有高度專用化的運輸酸的酸罐車、經過優化的用于運輸乙二醇的乙二醇罐車、專門設計成運輸液化石油氣的液化石油氣罐車、用于運輸氯乙烯的氯乙烯罐車、運輸谷物漿的谷物漿罐車等等。罐車運輸已經影響到我們生活的每一部分，對國民經濟的發展有著重要的意義。 本次設計的油罐車主要用于裝運柴油、汽油等易燃、易爆的液體，也可以運送食品油等其它油品。按罐體與汽車或掛車的連接方式分為半承載式罐車和承載式罐車；油罐汽車一般由二類汽車底盤、油罐、安全閥、輸油管道等主要部件組成。 油罐結構為橢圓柱形或梯形面柱形體，用優質鋼板制成，整個罐體分單倉或多倉，倉內可分室，中間隔板下端有通孔，每倉中間焊有分倉或多倉

25、，倉內可分室，中間隔板下端有通孔，每倉中間焊有分倉加強防波板，以減輕汽車行駛時罐體內油料的沖擊和提高罐體的剛度。為了防止銹蝕，罐體外表涂防銹漆及裝飾漆，油罐側面中間裝有容器指示計，在往油罐加油或向外輸油時，可直接指示出罐內的容積。（選裝）罐口為直徑500mm的孔，以供維修保養之用。大蓋由螺栓緊固在罐口勁板上，由一個支銷和一個耳板將小蓋與大蓋連接在一起，順時針轉動小蓋上手柄，可使小蓋壓緊。反轉，脫開耳板后，小蓋則可打開，大蓋上側安裝有呼吸閥。為了保證加油車正在工作過程中，罐內壓力與大氣壓力基本一致，在罐中大蓋上安裝了呼吸閥，當罐內油料受熱膨脹或當用油泵向罐加油時，罐內油面上升，壓力增大，當罐內壓

26、力高于外界壓力8kPa時，呼吸閥上閥片開啟;當用油泵向外排油或油料受冷收縮時油面下降，壓力降低，當罐內壓力低于外界壓力3kPa時，呼吸閥下閥片開啟。 目前，我國的石油化工安全形勢比較嚴重，各類事故和職業危害頻繁，已成為制約我國石油化學工業健康發展的重要問題，靜電災害的預防已是石油企業現代化安全技術的一個突出問題。為此國內的專家從80年代起就對日益增加的石油工業靜電事故進行了大量的研究，并且翻譯出版了大量的靜電防治的外文出版物。同時在有限的實驗工作環境下作了一些突破性的靜電實驗。取得了一些寶貴的數據。但是由于我國對石油工業靜電方面的防治起步比較晚，再加上有限的實驗條件和石油工業靜電機理復雜，

27、受干擾因素多的特點，因此我國在石油工業特別是在石油運輸這一領域的靜電防治還存在著很多問題，并且留下了很多隱患。 隨著我國經濟發展水平的提高，石油工業也得到了迅猛發展，它為我國工業的發展提供了不可或缺的原材料。但是由于其易燃易爆的特點，因此也給我們的生活帶來了很多不安全安全因素。油品運輸中由于靜電放電引燃油品導致災難發生的重大安全事故越來越多，已經給世界各國造成了巨大的經濟損失。 國內目前常用的消除石油靜電的方法 首先談談靜電災害形成的必要條件，靜電作為火源引起爆炸和燃燒的條件可 歸納為四點，即： (1)有靜電產生的來源； (2)靜電得以積聚，并達到足以引起火花放電的靜電電壓； (

28、3)靜電放電的火花能量達到爆炸性混合物的最小引燃能量； (4)在火花間隙有可燃的蒸汽，即空間混合物； 防止靜電災害只要消除形成靜電災害的條件中的任何一個或幾個就可以了。在實際生產過程中，要完全消除靜電是不可能的，而且也沒有這個必要，國內外防止石油靜電災害的措施主要歸納以下幾個方面： ①防靜電設計②工藝控制法③靜電中和法④抗靜電添加劑⑤選擇合適的靜置時間⑥接地裝置的設置⑦消除火花放電促發物 1.3 油罐車改裝設計的主要內容及擬解決的主要問題 1.3.1基本內容 （1）緒論部分內容的確定及書寫； （2）研究油罐汽車的組成結構并進行設計與計算； （3）對油罐汽車的總體結構進行布置；

29、 （4）進行二類底盤選擇要求滿足設計要求； （5）主要零件選擇及其設計部分； （6）油罐的設計及計算 （7）整車性能計算分析。 1.3.2擬解決的主要問題 （1）能夠確實的運送所需要運送的油品 （2）運送過程安全可靠，以運送人員安全為主 （3）二類底盤在加載油罐后有什么變化，是否對底盤的強度和壽命有影響，以及怎樣做才能保證強度及壽命滿足要求。 （4）油罐上各附件的選用與計算 （5）盡量提升油罐車的經濟性 1.4本章小結 本章重點介紹了設計油罐車汽的目的和意義，油罐汽車在國內外發展的歷史以及油罐汽車改裝設計的主要內容及擬解決的主要問題。為接下來的改裝設計提供了理論依

30、據。 第2章 整車方案設計分析與參數的確定 2.1方案設計與分析 整車參數的確定 2.1.1尺寸參數的確定 根據設計題目的要求選用底盤：設計總質量為11t的油罐汽車，考慮選用國產的二類汽車底盤進行改裝設計。在國產二類底盤中東風的底盤質量較好。所以根據設計要求選用東風汽車的EQ1118GAY的底盤進行改裝設計，其具體數據如下： 表2.1 二類底盤參數 質量參數 空載整備質量 5600kg 前軸軸載質量 2700kg 后軸軸載質量 1900kg 額定軸載質量分配 允許最大總質量 14100kg 允許前軸最大

31、載質量 4600kg 允許后軸最大載質量 9500kg 準拖掛車總質量 6000kg 性能參數 最高車速 98km/h 最大爬坡度 35% 油箱容積 160L 限定工況百公里油耗 24L 最小轉彎直徑 16m 最大駐坡度 20% 最小離地間隙(GC) mm 248 外形尺寸 尺寸參數(mm) 總長OL 7038 總寬OW 2470 高OH 2790 軸距WB 3950 前懸FOH 1250 后懸ROH 2020 前輪中心到車架上平面距離（空載/ 滿載

32、）K1 475/430 后輪中心到車架上平面距離（空載/ 滿載）K2 514/442 牽引鉤離地高度（空載/ 滿載） CH1/CH2 892/810 輪胎靜力半徑Rc 502 輪距前輪N1 1940 后輪N2 1860 后輪胎最外尺寸N3 2465 車架外寬N4 860 車架可用長度M0 4746 駕駛室后圍位置M1 700 蓄電池位置M2 1227 儲氣筒位置M3 2262 油箱位置M4 1913 固定式工具箱位置M5 2623.5 接近角α 30 離去角β 18

33、 注意： 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. 表格中尺寸參數的代號請參見插圖中相應的代號。 總成結構 發動機 發動機系統 進氣系統：裝雙級紙濾芯空氣濾清器一個，由駕駛室后部進氣。 供油系統：裝160 升燃油箱一個，同側帶80 升副油箱，管路中設有油水分離器。 排氣系統：膨脹共振式消聲器一個

34、。 冷卻系統：管帶式散熱器一個，后置高位膨脹水箱一個。 懸置系統：四點懸置。 油門操縱系統：電子油門踏板。 型式：直列六缸、水冷、增壓中冷、電控柴油發動機 表2.2 發動機主要參數 型號 ISBe185 30 ISDe185 30 最大空車允許轉速(r/min) 2850 額定功率(kW/r/min) 136/2500 136/2500 最大扭矩(N·m/r/min) 700/1500 700/1200~1700 缸徑×沖程(mm × mm) 102 × 120 107 × 124 排量(L) 5.9 6.7 壓縮比

35、17.3:1 離合器：離合器為單片干式膜片彈簧式，摩擦片外徑?395mm，液壓遠距縱，帶氣壓伺服助力器。離合器踏板自由行程10mm-20mm。 變速箱裝大同六檔機械式變速器，采用遠距離雙桿操縱。變速器速比如下： 表2.3 變速器主要參數 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 倒檔 8.015 4.513 2.633 1.66 1.00 0.853 8.025 開式傳動軸，十字軸式萬向節, 帶有十字軸滾針軸承。 前軸轉向前軸，端拳式工字梁結構。 后橋驅動后橋，單級雙曲線齒輪主減速器，全浮式半軸。主減速比為5.1

36、43。 車輪及輪胎每車裝有輪胎總成七個，其中備胎一個。輪胎花紋建議采用縱向綜合花紋。 輪輞型式：7.50V-20 平底寬輪輞 輪胎規格： 10.00R20 輪胎 輪胎氣壓 : 10.00R20 輪胎充氣氣壓為: 氣壓( 前)840kPa , 氣壓( 后)770kPa 子午胎車速適用范圍0~100km/h 注意： 最高車速: 在一級路面上, 重型載重斜交胎為70km/h, 重型載重子午胎為80km/h; 中型載重斜交胎為90km/h, 中型載重子午胎為100km/h。最高速度為持續行駛速度, 不是平均速度, 持續行駛最長時間為1h 懸架 前鋼板彈簧和后鋼板彈簧( 主、副) 均為

37、多片簧，前、后懸架為吊耳結構。前懸架帶有雙向作用筒式減震器。前簧為8 片，后簧為10+8 片。 車架 沖壓鉚接結構?？v梁最大斷面尺寸為:280mm × 80mm × 7mm?？v梁內中段裝有加強板，車架外寬860mm，車架第一橫梁中部裝有拖鉤。 轉向系統 轉向系統是動力轉向系統，轉向機缸徑101.6mm。方向盤可前、后調整各40mm，上、下調整各25mm。 轉向機：整體式動力轉向機。中間位置傳動比為20.4。 外廓尺寸 在我國GB1589-79《汽車外廓尺寸的界線》中，明確規定，車輛的高不得超過4m；車輛的寬不得超過2.5m；外開窗后視鏡等突出部分距車身不超過250cm；車輛長：貨

38、車的長度不得超過12m，半掛汽車列車不得超過20m。 選定的油罐汽車總長（OL）為 7038mm總寬（OW）為2470mm總高（OH）為2790 軸距 同普通貨車相比；自卸汽車要求軸距變短，而輕泡貨物運輸車則要求軸距加長。設計的油罐汽車選用的底盤軸距（WB）為3950在之后的設計中如此數值不與設計結果沖突的話將以此為基準進行設計。 輪距 輪距影響到車輛總寬、橫向通過半徑、轉向時的通道寬度以及車輛的橫向穩定性。輪距要與車寬相適應。對汽車列車，要求掛車輪距和牽引車輪距一致。設計的油罐汽車選用的輪距前輪（N1）為1940后輪（N2 ）為1860在之后的設計中如此數值不與設計結果沖突

39、的話將以此為基準進行設計。 2.2質量參數的確定 1.裝載質量 東風汽車的EQ1118GAY底盤的質量為5600kg，由于罐體材料Q235-B的密度約為7 900 kg/m3，則罐體直段質量m 。 =471kg 初步計算裝載質量為6100kg+5000kg=11100kg，東風EQ1118GAY二類底盤滿足要求。 罐體的分析與選型 罐體tank body 指由筒體、封頭、人孔、注人口、卸料口等和其他必須設置的附件所構成的裝載液體貨物的封閉容器總成，其容積大于0.45m3。 目前國內的油罐車按罐體與汽車或掛車的連接方式分為半承載式罐車和承載式

40、罐車。 1.半承載式罐車 罐體剛性固定在汽車或掛車的車架上，載荷主要由車架承受管體只承受部分載荷罐體。罐體容積不太大的罐車多采用半承載式罐車。罐體上部設有人孔、油水裝滿報警器、呼吸閥、油液注入孔、油氣回收閥、扶梯及平臺，罐體后部裝有浮球式液位計，罐體下部裝有油液出孔、油流量計、消靜電管、控制閥。 2.承載式罐車 罐體除作為容器外，還起車架作用，為無車架結構，全部載荷由罐車的罐體承受由于省去了車架部分質量所以在總質量一定的情況下，裝載質量要比半承載式罐車多一些這對于提高運載質量是有利的但對罐體設計和制造要求也相應提高。罐體上部設有人孔、油水裝滿報警器、呼吸閥、油液注入孔、油氣回收閥、扶梯

41、及平臺，罐體后部裝有浮球式液位計，罐體下部裝有油液出孔、油流量計、消靜電管、控制閥。 2.3車型的初步選定 根據設計的要求總質量為11噸，分析選擇半承載式油罐汽車。 2.3.1罐體的設計方案分析 1.設計要求 罐體的各徑向受力均勻，保證有足夠的剛度和強度。罐體焊接節數不應過多相鄰兩節的縱向焊縫不許在同一相位上。 2.設計方案 （1）截面為圓形的鞍型支座支撐罐體，該結構的優點有罐體制造方便，節省材料；選擇合理鞍型支座高度提高罐車的穩定性；罐車受力均勻，結構如題2.1所示。 （2）截面為橢圓矩形罐體，該結構的缺點是橢圓矩形罐車轉彎時的橫向穩定性隨著載油量和油液密度的增加而減少。所以

42、橢圓矩形罐車載油量越多，油密度越大，轉彎時越不穩定。當截面的寬和高一定時，橢圓矩形液罐車轉彎時的橫向穩定性稍低于橢圓液罐車。結構如圖2.2所示。 （3）橫截面為橢圓罐體，該結構的優點是罐體具有質心低、橫向穩定性好、制造工藝簡單。但是整車的裝載容積不高，結構如圖2.3所示。 圖2.1鞍型支座支撐罐體的橫截面 圖2.2橢圓矩形罐體的橫截面 2.3.2 罐體方案的選定 油罐汽車的罐體材料一般選用碳鋼或鋁合金兩種。采用碳鋼罐體，制造成本低，易于焊接；但罐自重大裝載質量小，罐車運行成本高，碳鋼導電能力差。為防止罐體內部生銹污染油品，罐體內部需噴涂導靜電防腐蝕耐油底漆，或作

43、噴鋅、噴鋁處理。 選用鋁合金罐體，在相同容積時，鋁合金罐體比碳鋼罐體輕約40%，使得整車的重心更低，不易翻車，行駛安全性好；鋁合金導電性能好，靜電不易聚集，當車輛發生碰撞或側翻時不會產生火花，鋁合金外表有一層致密的氧化層保護膜，不會生銹，因而不會污染油品，，可以保證油品在運輸中的品質。但鋁合金成本高、材料焊接難度大，對設計、制造的要求高。 為節約制造成本與降低制造難度，本設計方案選用編號為Q235-B的碳鋼進行設計。 油罐的橫截面，有圓形、橢圓形和四周大圓角的橢圓矩形等多種形狀。橢圓形或橢圓矩形截面應用較多，這種結構鋼性尚好它能充分利用底盤車寬，質心位置較低，但制造工藝復雜些。圓形截面質

44、心較高，穩定性方面容易產生問題；但本有關汽車的油罐容積選定為7.35立方米，屬于中型油罐汽車，所以選用圓罐。油罐的形狀雖有不同，但它們的結構與功能是大致相同的。 圖2.3橢圓罐體的橫截面 油罐車罐體內設多道防波隔板防波板:加強罐體剛性,減輕油料波動對罐體的沖擊,提高行駛穩定性。通常選用4mm或5mm優質碳鋼板材 罐體上應至少設置一個公稱直徑不小于400mm的人孔，至少設置一根液相管和一根氣相管，罐內應設置防波板，每個防波板的有效面積應大于罐體橫斷面積的40%，防波板的安裝位置，應使上部弓形面積小于罐體橫斷面積的20%。防波板與罐體的聯接應采用牢固的結構，防止產生裂紋和脫落。每個防波板容

45、積一般不大于3m3。 防波板安裝時，應使上部弓形面積A不大于容器橫斷面積的20%，且每一防波板的有效面積應大于罐體橫斷面面積的40%，容積不大于25立方的油罐車，防波板之間的容積一般不應大于3立方，容積大于25立方的大容積油罐車，防波板之間的容積可加大至7立方。 罐受壓為油的靜壓力。根據公式 7.84 （2.2） 式中：——罐受壓為水的靜壓力； ——水密度； ——重力加速度； ——水罐長。 根據公式（2.3）計算。 （2.3） 式中：——圓筒

46、的計算厚度； ——罐體內壓力取=7.84； ——圓筒的半徑； ——焊縫強度系數=0.8； ——設計溫度下圓筒材料的許用應力為； 1——銹蝕的附加厚度。 計算得約為1.5根據國標GB18564-2001規定罐體壁厚最少為4mm取用厚度為4mm的鋼板。 圓罐強度校核： 根據GB150-1998設計下圓罐的厚度校核按式（2.4）計算 （2.4） 式中：——強度校核計算壓力； ——圓罐內經； ——實測最小壁厚； ——許用壁厚； 1——容器在下一使用周期中預計的壁厚腐蝕減薄量；

47、 ——計算壁溫下材料的許用應力； ——焊接接頭系數。 計算得=2 所以。 罐體壁厚4符合標準。 根據質量計算公式按式（2.5）計算 （2.5） 式中：——罐體的質量； ——罐體材料的密度7900； ——罐的體積7.35。 計算得，=471kg，，罐體質量與油液質量之和約為5500kg所以選擇的東風牌EQ1118GAY車的底盤符合要求。 2.4防波板的設計 在液罐車上，為了加強罐體的剛性以及減輕車輛在行使過程中罐內液體對罐體的沖

48、擊，通常在罐體的內部加裝防波板，防波板應帶有孔眼并鍍鋅。防波板的材料應與罐體的材料一致，并且每塊防波板的有效面積應大于罐體的橫截面積的40%,因此將防波板設計成圓冠形, 并且沖制出若干個大孔以減輕液體對他的沖擊。在布置時應使每道防波板上的孔在垂直方向上及水平方向都不同心，否則就會削弱其防波的作用。一般防波板的選擇與罐體相同的材料，罐體防波板的厚度可選擇4mm。 2.5 本章小結 油罐汽車的底盤必須選用通過性、穩定性好及發動機功率大的優質汽車底盤;通過以上幾點要求選擇了東風EQ1118GAY型底盤。本章通過比較分析及計算選擇校核了罐體的壁厚，本設計中油罐汽車在特殊時刻還可以為居民生活提供其他

49、油類，綜合經濟性、實用性和現實條件等因素罐體需選用需用強度不需過高經濟的材料Q235-B，計算的罐體厚度為4mm根據壓力容器設計標準GB150-1998進行強度校核結果滿足要求。 第3章油罐及罐體配件的選用 3.1油罐外形尺寸設計 3.1.1 初步確定罐體尺寸及材料 根據任務書要求，需設計總質量11t的油罐汽車。結合二類底盤中對可用長度及為了防止碰撞，在汽車槽車后部的車架上，應裝有與貯罐不相連的緩沖裝置（后保險杠），伸出罐體后端的水平距離，應不小于100毫米，后保險杠的寬度，可略小于全車寬度，但不得小于罐體外徑的規定。根據可用長度4

50、746初步設計罐體為小于4646mm，直徑約為1500mm的圓柱形密封容器。其兩端封頭為對稱的橢圓形設計，設計依據《JB-T4737-95橢圓形封頭標準》及《GB150-1998鋼制壓力容器標準》確定封頭高330mm。罐體尺寸如圖3.1所示。 圖3.1 罐體尺寸參數 3.1.2 罐體總容積 （1）直段處圓柱罐體容積 (3.1) 式中: ——圓柱筒體內壁半徑（） ——圓柱筒體長度的1/2（） （2）橢圓封頭容積（） 橢圓形封頭由半個橢圓

51、體殼和一段短圓柱筒體組成，兩端封頭容積相等。 =2（） 總容積V為罐體殼所包容的體積，為圓柱筒體容積V1與封頭容積V2之和，即 = + =7.35 3.2人孔的設計計算 人孔的設計計算應根據標準來確定查《常壓人孔HG/T21515-2005》的規定。人孔分為常壓人孔，回轉式，垂直吊蓋式，水平吊蓋式等多種形式。本設計的人孔式常壓人孔。選擇公稱直徑為550mm，使用耐油石棉橡膠板進行密封的人

52、孔，結構如圖3.2所示 圖3.2 常壓人孔 3.3油氣回收閥的選用 3.3.1油氣回收閥使用說明 油氣回收閥是將在裝卸油料時所產生的油氣回收的一種裝置，可以直接安裝在油罐車頂部罐體上，也可以安裝在人孔蓋上，控制油氣進出油罐。良好的密封性能可防止罐車發生側翻時油料外泄，閥上設有一個進氣口，一個輔助串聯口，可串聯另外一個油氣回收閥或者海底閥，可以通過一個推桿與罐底的海底閥實現機械連動打開，也可以由氣源控制起開閉。 油氣回收閥可以將裝卸時油料揮產生的油氣全部收回至庫區油罐內,避免了油氣外泄,并通過其他油氣回收站裝

53、置對油氣進行冷凝再利用,從而達到節能環保的目的 3.3.2油氣回收閥功能和特點 1. 槽車油罐充裝時,油氣回收閥開啟,上升的液面將油氣向上推,通過一系列的油氣回收系統,回到庫區油罐。 2. 槽車卸油時,回收閥允許回收的氣體進入槽車油罐,在沒有油氣回收設施的系統中,允許空氣進入槽車油罐。 3. 高密封性,確保了槽車運輸的安全。 4. 合理的閥設計,確保油氣回收的高效率。 根據需要選用編號為HC002A-80外形圖如圖3.3所示。 3.4呼吸閥 呼吸閥的作用：呼吸閥充分利用油罐本身的承壓能力來減少油蒸氣排放，其原理是利用閥盤的重量來控制油罐的呼氣正壓和吸氣負壓。當罐內氣體的壓力在

54、機械呼吸閥的控制壓力范圍之內時，呼吸閥不動作，保持油罐的密閉性；當罐內氣體空間的壓力升高，達到呼吸閥的控制正壓時，壓力閥被頂開，氣體從罐內逸出，使罐內壓力不在繼續增高；當罐內氣體空間的壓力下降，達到呼吸閥的控制負壓時，罐外的大氣將頂開真空閥而進入罐內，使罐內的壓力不在繼續下降。 圖3.3 HC002A-80外形圖 呼吸閥分為兩種：第一種是達到一定壓力時，進行呼或吸；另一種是設計成純粹只呼不吸，可以理解為用兩個適當壓力的單向閥代替。第二種呼吸閥類似于單向止逆閥，它只能向外呼氣，不能向內吸氣，當系統內壓力升高時，氣體便經過呼吸閥向外放空，保證系統的壓力恒定。對于存放有毒物質的貯罐，是沒有的

55、呼吸閥的，或者加活性碳過濾器等處理裝置的。呼吸閥一般用在常壓或低壓貯罐上，即只有常壓和低壓貯罐才有罐呼吸排放（在低壓罐上常有蒸汽回收系統），高壓貯罐沒有排放量，無呼吸損失和工作損失。固定頂罐的主要排放量分為呼吸損失（小呼吸排放）和工作損失（大呼吸排放）。呼吸閥外形圖如圖3.4所示 圖3.4呼吸閥外形圖 3.5測量裝置的選取 油罐車在裝、泄油品的過程中，罐內油面高度及油罐出油口處的流量均需進行測量。油罐汽車需要裝配的測量裝置通常為：液位指示器、油流量計和油水裝滿報警器三種。 3.5.1液位指示器 液位指示器能隨時測量和顯示液位的高度和液量，可防止加液超量。常用的液位指示器有以下三種

56、形式。 ① 油量標尺（直觀式液位指示器）。油量標尺可直接量出罐內油量的多少，其刻度可按需要確定。 ② 浮球式液位計。如圖3.6所示，浮球1 隨罐內液位高低而升降，浮球桿帶動錐齒輪副2 作相應轉動，通過軸3 、門形磁鐵4 、5 的轉動，與磁鐵5 同軸的指針6 就在刻度盤上指示出罐內液位的高度。在刻度盤的涂色帶中，黑色帶表示零位區，綠色帶為正常注入量區，黃色帶要注意，液量將要到達額定值，紅色帶是危險區，注液量已超過額定容量。 ③ 油蛋表和油量傳感器。油t 傳感器有浮子杠桿式或干簧管式，裝在罐體內，油量指示表裝在駕駛室的儀表板上．油量傳感器可根據需要，反映最大或最小額定油量，并發出信號。

57、 圖3.6浮球式液位計 浮球液位計屬純機械結構．故在易燃爆場所工作時，具有本質安全性。為保證安全故選用浮球液位計。 根據自身需求本設計選用UQZ —2浮球液位計。UQZ —2浮球液位計是用于現場指示各種敞開或承壓容器內液位高度的指針式儀表。該儀表與工業設備上常用的玻璃液位計相比較，它不怕破裂，示值更為清晰，尤其適用于對玻璃管壁有粘滯作用油污類液體介質或者有毒害的介質的現場指示。UQZ 一2 浮球液位計為側面安裝儀表具有較強抗振能力，可以用于移動類型裝置，如槽車等的安裝使用。該儀表的各項指標均符合一九八一年二月原國家勞動總局頒發的《 液化石油汽車槽車安全管理規定》 中有關液位計的要求。 3

58、.5.2油、水裝滿報警器 當油或水加入罐體內時，罐內氣體經排氣管2 、雙音哨3 排出時，雙音哨發出報警聲，表示罐內液面還未到達額定夜位，可繼續加液；當液面到達額定液面高度4 時，浮球1 隨液面升起堵住排氣管2 的進氣口，哨聲停止，表示罐體已裝滿，應停止裝液。報等器安裝在人孔蓋上。 圖3.7油、水裝滿報警器結構示意圖 3.5.3油流量計 油流量計特點： a.壓力損失小，葉輪具有防腐功能。 b.具有較高的抗電磁干擾和抗震動能力，性能可靠工作壽命長。 c.采用先進的超低功耗單片微機技術，整機功能強，功耗低，性能優越。具有非線性精度補償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優于±0.02

59、%。 d.儀表系數可由按鍵在線設置，并可顯示在lcd屏上，lcd屏直觀清晰，可靠性比較高。 e.采用eeprom對累積流量、儀表系數進行掉電保護。保護時間大于10年。 為了方便對罐車流量進行控制，選用一款與罐車管路口徑一樣的油流量計lw-100圖3.8為油流量計工作原理圖，表3.1為lw-100的有關技術數據。 圖3.8 油流量計工作原理圖 表3.1 lw-100流量計數據 型號規格 公稱通徑 dn(mm) 流量范圍（m3/h） 安裝形式 孔數（個） Lw-100 100 20-200 法蘭（夾裝） 8 3.6消靜電管 在石油化工企業中, 石油庫、站的規

60、模不斷地擴大, 儲運輸轉、裝卸速度不斷地提高, 過去不被人們董視的靜電問題, 現已被提到安全生產的重要地位。一個小小的靜電火花會使儲油罐、煉油裝置、運輸設施毀于一旦, 在國內外飛機加油、輪船裝卸時油罐著火事故由靜電引起的不計其數。 在工藝中限制和消減靜電電荷, 及時采取泄漏和中和措施, 防止靜電的積聚是很重要的。石油及石油產品在儲運、裝卸作業過程中, 從管輸流速、過濾器選型、過濾面積、結構形式上盡量減少工藝靜電產生的因素, 也是非常重要的。 管線流速應盡量控制在3.5m/s以下,加強靜電接地措施, 嚴格控制接地體電阻不大于100Ω,法蘭管道接地電阻不大于10Ω,油罐接地電阻不大于30Ω。,

61、 地下油罐電阻不大于10Ω, 輕質油品油罐電阻不大于5Ω?？刂乒艿乐辛黧w與管壁間及流體內部磨擦所產生的靜電量, 使流體及管壁的電導率不小于10S/m。1976年測得航煤未加抗靜電劑前電導率為7-15S/m, 當加入1ppm抗靜電劑后電導率達170-260S/m。1990。年, 采用了在汽車罐車裝油管道上加裝消靜電管的方法, 可以消除靜電電荷90%以上。 XD-100-1 型消靜電管, 是仿美國史密斯公司的技術產品, 屬自感應式靜電消除單件。利用感應原理, 積聚反極性電荷, 在集流放電針周圍建立高壓強電場區。由集流放電針向流動液體輸注反極性電荷,進行中和已產生的靜電電荷, 達到消電目的。XD-

62、100-1 型消靜電管, 由外層接地鋼管、高絕緣介質內管和中間集流放電針組成。 3.7本章小結 本章對油罐車的外形尺寸進行了計算及校核，對罐體需用的各種配件進行了選用以滿足油罐汽車的使用及安全要求。 第4章泵及取力器的的選用 4.1泵的選用 適用于油罐車的泵分為：自吸泵、齒輪泵、化工泵、不銹鋼泵、離心泵、重油泵 其中以自吸泵、齒輪泵為主。由于齒輪泵能夠良好的運輸多種油品，故本設計選用齒輪泵作為泵油裝置。 4.1.1齒輪油泵特點 a.結構緊湊，

63、使用和保養方便。 b.具有良好的自吸性，故每次開泵前無須灌入液體。 c.齒輪油泵的潤滑是靠輸送的液體而自動達到的，因此在日常工作時無須別加潤滑油。 齒輪油泵廣泛應用于石油、化工、船舶、電力、糧油、食品、醫療、建材、冶金及國防科研等行業。齒輪油泵適用于輸送不含固體顆粒和纖維,無腐蝕性、溫度不高于150℃、粘度為5～1500cst的潤滑油或性質類似潤滑油的其它液體。試用各類在常溫下有凝固性及高寒地區室外安裝和工藝過程中要求保溫的場合。 泵主要有齒輪、軸、泵體、泵蓋、軸承套、軸端密封等組成。齒輪經氮化處理有較高的硬度和耐磨性。與軸一同安裝在可更換的軸套內運轉。泵內全部零件的潤滑均在泵工作時利

64、用輸送介質而自動達到。 4.1.2齒輪油泵的工作原理 齒輪泵是用兩個齒輪互嚙轉動來工作，對介質要求不高。一般的壓力在6MPa以下，流量較大。 齒輪油泵在泵體中裝有一對回轉齒輪，一個主動，一個被動，依靠兩齒輪的相互嚙合，把泵內的整個工作腔分兩個獨立的部分。A為吸入腔，B為排出腔。齒輪油泵在運轉時主動齒輪帶動被動齒輪旋轉，當齒輪從嚙合到脫開時在吸入側（A）就形成局部真空，液體被吸入。被吸入的液體充滿齒輪的各個齒谷而帶到排出側（B），齒輪進入嚙合時液體被擠出，形成高壓液體并經泵排出口排出泵外。 圖4.1 齒輪油泵結構原理圖 4.1.3齒輪泵的選用 根據實際設計情況選用YHCB系列圓

65、弧齒輪泵。 YHCB系列圓弧齒輪泵使用日本先進技術設計生產，它的突出特點是高效節能。與變通齒輪泵相比，等量液體輸送，能耗更少。普通齒輪泵在流量58立方/小時，壓力2.8kg。而YHCB油泵流量60立方/小時，壓力6kg。YHCB系統圓弧齒輪油泵有快速齒輪泵之稱，主要適用于輸送粘度在5-1500cst,不含固體顆無腐蝕性的各種液體.如:汽油、煤油、柴油及機械潤滑油，是油槽汽車和石油部門的理想優選泵種。本型泵采用雙圓弧齒輪構成，是適應工業輸油泵需求發展的新產品，是一種高效能特殊齒輪泵，具有流量大、揚程高、休積小、噪聲低、輸入轉速低、自吸性能強、安裝、維修方便等特點，主要數據見表4.1。 表4.

66、1 100YHCB-100主要技術參數 泵型號 流量Q(m3/h) 工作壓力p(Mpa) 轉速n(r/min) 效率 η（%） 允許吸上高度 功率 100YHCB-100 100 0.4 960 72 6.5 22 4.2 取力器的選擇 各類專用汽車的專用工作裝置主要由汽車發動機提供動力源。取力器就是汽車的一種專用動力輸出裝置。它從發動機取出部分功率，用于驅動各類液壓泵、真空泵、離心泵、空壓機以及各種專用汽車工作機械[12]。 4.2.1 取力器布置方案選擇 從發動機前端取力的特點是采用液壓傳動，適合于遠距離輸出動力。固此種取力方式常用于由長頭式汽車底盤改裝的大型混泥土攪拌運輸車。 從飛輪后端取力的特點是取力器不受主離合器影響，傳動系統與發動機直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳動系統簡單可靠、取出的功率大、傳動效率高。這種方案應用較廣，如平頭式汽車改裝的大、中型混泥土攪拌車等。 專用車取力總布置方案決定于取力方式。常見的取力方式可分類如下： 從變速器軸取力的布置方案又稱變速器上置式方案。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一