HGC5112YYG油罐车改装设计论文

黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘 要1ABSTRACT2第1章 绪论31.1 设计改装油罐车的目的和意义31.2 油罐车在国内外发展的历史及现状41.3 油罐车改装设计的主要内容及拟解决的主要问题71.3.1基本内容71.3.2拟解决的主要问题71.4本章小结7第2章 整车方案设计分析与参数的确定82.1方案设计与分析82.1.1尺寸参数的确定82.2质量参数的确定112.3车型的初步选定122.3.1罐体的设计方案分析122.3.2 罐体方案的选定132.4防波板的设计162.5 本章小结16第3章油罐及罐体配件的选用173.1油罐外形尺寸设计173.1.1 初步确定罐体尺寸及材料173.1.2 罐体总容积173.2人孔的设计计算183.3油气回收阀的选用183.3.1油气回收阀使用说明183.3.2油气回收阀功能和特点183.4呼吸阀183.5测量装置的选取193.5.1液位指示器203.5.2油、水装满报警器213.5.3油流量计213.6消静电管223.7本章小结23第4章泵及取力器的的选用244.1泵的选用244.1.1齿轮油泵特点244.1.2齿轮油泵的工作原理244.1.3齿轮泵的选用24 4.2 取力器的选择254.2.1 取力器布置方案选择254.2.2 取力器基本参数选择264.3 本章小结27第5章副车架的设计计算285.1副车架的外形设计计算285.1.1副车架的截面形状设计计算285.1.2副车架的前端形状选型285.2副车架与主车架的连接方式285.3 副车架主要尺寸设计295.4副车架强度刚度弯曲适应性校核305.4.1. 额定装载时整车重心作用点的求解305.4.2副车架剪力及弯矩的求解305.4.3副车架强度刚度校核325.4.4 副车架弯曲变形校核345.5本章小结35第6章整车性能分析366.1 发动机的动力性366.1.1 汽车的行驶方程式376.1.2 汽车最高车速的确定396.2 燃油经济性计算436.3 油罐汽车稳定性计算436.4 空载质心高度的计算446.5空载侧倾角的计算44结 论46参考文献47致谢48摘 要汽车工业的发展是经济社会发展的必然，而经济社会的发展，又对汽车的使用功能不断提出新的要求，使汽车在社会商品、信息、人员三种流通中起着重要的作用。汽车的经济效益不只在于汽车生产的本身，而是更集中体现在汽车使用和流通的全过程。油罐车是专用汽车的一种，而专用汽车是一种高科技产品，它将机械、电子、液压、化工、环保等各领域的先进技术模块化地集成在一个专用车底盘上，从而实现一定的特定功能所以专用车的生产特点是技术要求高、品种多、批量小、市场需求变化快。目前，罐车已经在运输上得到了广泛的应用。在北美，罐车主要负责液体货物的散装运输。北美铁道车辆中罐车占七分之一。在美国、加拿大和墨西哥，每年有220000辆车运送300万的装车量的货物。尽管通常罐车与危险品的运输有关，但50的货物是非管制的食品和工业产品。在我国，罐车也得到了充分的应用，有高度专用化的运输酸的酸罐车、经过优化的用于运输乙二醇的乙二醇罐车、专门设计成运输液化石油气的液化石油气罐车、用于运输氯乙烯的氯乙烯罐车、运输谷物浆的谷物浆罐车等等。罐车运输已经影响到我们生活的每一部分，对国民经济的发展有着重要的意义。本次设计的油罐车主要用于装运柴油、汽油等易燃、易爆的液体，也可以运送食品油等其它油品。按罐体与汽车或挂车的连接方式分为半承载式罐车和承载式罐车；油罐汽车一般由二类汽车底盘、油罐、安全阀、输油管道等主要部件组成。关键词：专用汽车；油罐；副车架；油泵；取力器；设计ABSTRACTAuto 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 an 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, chemical, 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 transportation 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. Although 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 transport 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 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 pipelines and other major parts. Keywords: special car; Tank; Deputy frame; Oil pump; Take force device；design 第1章 绪论1.1 设计改装油罐车的目的和意义从某种意义上讲，基本车型只能简单的满足数量上的要求，而专用汽车才能更好地满足用户的使用要求，更有效地发挥汽车的经济效益。经济社会的发展，把汽车运输工具推向专业化。只有专用汽车，才能更好地适应客货运输现代化、多样化和个性化的要求，满足特定条件下的各种专项作业的需求，更有效地发挥汽车在运输结构中的作用，建设资源节约型和环境友好型社会。油罐车主要用于装运柴油、汽油等易燃、易爆的液体，也可以运送食品油等其它油品。按罐体与汽车或挂车的连接方式分为半承载式罐车和承载式罐车；油罐车（oil tank truck ）根据运输的介质、配置和各个地方叫法的不同，有多种不同的称谓，如：油槽车、槽罐车、运油车、供油车、拉油车、流动加油车等。此次设计的目的在于合性地运用这几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业设计的过程中，通过疏理和运用逐渐将所学得的知识梳理出来，提高自己动手及解决问题的能力同时培养自身解决实际问题的能力。意义：随着这几年我国经济的逐步发展，人民生活水平也随之逐渐提高，汽车保有量迅猛增加。促使近年来城市及城市间加油站点数目迅速增长，促使对油罐车的需求量也随之迅速增长，市场需求量大。该油罐车的设计应适应城市空间狭小、车流量大的特点。同时，也可以完成运送食品油等其它油品的任务。1.2 油罐车在国内外发展的历史及现状汽车工业的发展是经济社会发展的必然，而经济社会的发展，又对汽车的使用功能不断提出新的要求，使汽车在社会商品、信息、人员三种流通中起着重要的作用。汽车的经济效益不只在于汽车生产的本身，而是更集中体现在汽车使用和流通的全过程。经济的发展对汽车运输工具在各种功能和性能方面要求越来越高，对运输服务的品质以及运输服务的多元化、个性化要求越来越强，从而推动着专用车的迅速发展。从某种意义上讲，基本车型只能简单的满足数量上的要求，而专用汽车才能更好地满足用户的使用要求，更有效地发挥汽车的经济效益。经济社会的发展，把汽车运输工具推向专业化。只有专用汽车，才能更好地适应客货运输现代化、多样化和个性化的要求，满足特定条件下的各种专项作业的需求，更有效地发挥汽车在运输结构中的作用，建设资源节约型和环境友好型社会。罐式汽车是指带有罐状的容器，并且通常带有工作泵，用于运输液体、气体或粉粒状物质，以及完成作业任务的专用汽车和专用汽车列车。我国罐式汽车生产始于50年代，到60年代已初具规模进入80年代后，罐式汽车的品种和产量都得到较大提高，在汽车运输中发挥了重大作用，归纳起来有如下优点。（1） 提高了运输效率：罐体是一种特殊的集装型容器，通常都采用集中的装卸方式，缩短了汽车在装卸时的停歇时间，加快了车辆周转。同时，采用罐车进行运输便于实现装卸机械化，运输效率有很大提高。如采用散装水泥罐车装运水泥比用普通货车能提高装卸效率20 倍，用散装粮食罐车运粮比用普通汽车装运袋装粮食提高装卸效率6 倍以上，用罐车搬运去壳鸡蛋比用普通货车装运带壳鸡蛋提高运输效率47 以上。（2） 保证物料在运输途中不变质：由于罐体基本上都是密封式容器，受外界环境及气候条件的影响较小货物在运输途中能受到较好的保护，不易变质和损坏，因而保证了物料的物砌、化学性质不易发生变化。在装运食品（饮料），化工物品或其它需要防潮、保温的物品时，罐车是最理想的运输工真。罐体通常是个密封容器，罐体内物料不受气候条件影响，若物料对温度有要求，还可做成隔热罐体、加热罐体等特殊结构的罐体来保护物料。所以，物料不易变质也不易污染和泄漏。（3） 改善装卸条件，减轻劳动强度：液状、粉状、颖粒状物品大都采用罐、坛、箱、袋等器皿进行包装，从工厂到使用地点，要经过多次装卸，而且几乎都是人工装卸，劳动强度很大。况且有些物品在装卸时粉尘飞扬或故发出某种异味，有碍装卸工人的身体健康。采用罐车进行运输，装卸下人的装卸条件及劳动强度均有明显改善。罐式汽车可实现装、运、卸机械化，并且都在封闭状况下进行，大大地减少了装卸工人人数和减轻了劳动强度，也减少了粉尘飞扬和散发异味。（4） 利于安全运输在装运腐蚀性或有毒物品时，一般都采用陶瓷或玻璃罐做容器，在装卸和运榆过程中，稍有不慎，容器碰破，就会酿成严重事故。使用罐车装运这类物品时，发生意外事故的可能性就大为减少，因而能比较安全地进行运输和装卸。（5） 降低运输成本采用罐式车辆运输，便于实现装、卸，运、存的机械化，不仅节省了劳动力，而且节约了大量的包装材料（罐、坛、袋、箱等），使运输成本大幅度下降。罐式专用汽车存在的运输问题是 (1)由于罐车的罐体是专用容器只能装运规定的物品，不便装运其它物品，所以汽车里程利用率受到了限制。有些罐体经过处理（清洁）虽可以换装其他物品，但与普通货箱相比，仍觉不便。(2)开展罐车运输应在装货点设置必要的装料设施，使物料能从装料口直接入罐，而在卸货点也要设置必须的接收容器、卸料装置或其他特种设施（如粉料的除尘设备等）。(3)罐体的维修费用较高，油罐车是专用汽车的一种，而专用汽车是一种高科技产品，它将机械、电子、液压、化工、环保等各领域的先进技术模块化地集成在一个专用车底盘上，从而实现一定的特定功能所以专用车的生产特点是技术要求高、品种多、批量小、市场需求变化快。我国专用汽车的生产是20世纪60年代初在军用改装车、消防改装车的基础上逐渐发展出来的。国内专用汽车经过40余年的发展，目前已经具备100万辆的年生产能力，企业结构的不断优化，促使我国出现了一些能够参与国际竞争的企业。专用汽车在各国的汽车工业中都占有举足轻重的地位，其种类也在不断增长但从各国的保有量来看，各国专用汽车的保有量在逐年增加，国际上各发达国家其专用汽车的保有量约占载货汽车保有量的50%70%。我国的专用汽车起步较晚，专用汽车在民用汽车的保有量中仅占5%左右，在载货汽车保有量中仅占40%。但近十几年来发展较快，特别是进入21世纪以来增长率达20%30%，已具有相当规模与水平。专用汽车已成为我国国民经济中不可缺少的交通运输和工程作业的主要装备。专用汽车的研制、生产和应用不仅在实现门到门的专业化运输和作业化方面受到社会的广泛重视和欢迎，而且更直接地在大幅度地提高运输效率、降低运输成本、扩大汽车的应用领域等方面都发挥着举足轻重的作用。油罐车（oil tank truck ）：根据运输的介质、配置和各个地方叫法的不同，有多种不同的称谓，如：油槽车、槽罐车、运油车、供油车、拉油车、流动加油车等。目前，罐车已经在运输上得到了广泛的应用。在北美，罐车主要负责液体货物的散装运输。北美铁道车辆中罐车占七分之一。在美国、加拿大和墨西哥，每年有220000辆车运送300万的装车量的货物。尽管通常罐车与危险品的运输有关，但50的货物是非管制的食品和工业产品。在我国，罐车也得到了充分的应用，有高度专用化的运输酸的酸罐车、经过优化的用于运输乙二醇的乙二醇罐车、专门设计成运输液化石油气的液化石油气罐车、用于运输氯乙烯的氯乙烯罐车、运输谷物浆的谷物浆罐车等等。罐车运输已经影响到我们生活的每一部分，对国民经济的发展有着重要的意义。本次设计的油罐车主要用于装运柴油、汽油等易燃、易爆的液体，也可以运送食品油等其它油品。按罐体与汽车或挂车的连接方式分为半承载式罐车和承载式罐车；油罐汽车一般由二类汽车底盘、油罐、安全阀、输油管道等主要部件组成。油罐结构为椭圆柱形或梯形面柱形体，用优质钢板制成，整个罐体分单仓或多仓，仓内可分室，中间隔板下端有通孔，每仓中间焊有分仓或多仓，仓内可分室，中间隔板下端有通孔，每仓中间焊有分仓加强防波板，以减轻汽车行驶时罐体内油料的冲击和提高罐体的刚度。为了防止锈蚀，罐体外表涂防锈漆及装饰漆，油罐侧面中间装有容器指示计，在往油罐加油或向外输油时，可直接指示出罐内的容积。（选装）罐口为直径500mm的孔，以供维修保养之用。大盖由螺栓紧固在罐口劲板上，由一个支销和一个耳板将小盖与大盖连接在一起，顺时针转动小盖上手柄，可使小盖压紧。反转，脱开耳板后，小盖则可打开，大盖上侧安装有呼吸阀。为了保证加油车正在工作过程中，罐内压力与大气压力基本一致，在罐中大盖上安装了呼吸阀，当罐内油料受热膨胀或当用油泵向罐加油时，罐内油面上升，压力增大，当罐内压力高于外界压力8kPa时，呼吸阀上阀片开启;当用油泵向外排油或油料受冷收缩时油面下降，压力降低，当罐内压力低于外界压力3kPa时，呼吸阀下阀片开启。 目前，我国的石油化工安全形势比较严重，各类事故和职业危害频繁，已成为制约我国石油化学工业健康发展的重要问题，静电灾害的预防已是石油企业现代化安全技术的一个突出问题。为此国内的专家从80年代起就对日益增加的石油工业静电事故进行了大量的研究，并且翻译出版了大量的静电防治的外文出版物。同时在有限的实验工作环境下作了一些突破性的静电实验。取得了一些宝贵的数据。但是由于我国对石油工业静电方面的防治起步比较晚，再加上有限的实验条件和石油工业静电机理复杂，受干扰因素多的特点，因此我国在石油工业特别是在石油运输这一领域的静电防治还存在着很多问题，并且留下了很多隐患。随着我国经济发展水平的提高，石油工业也得到了迅猛发展，它为我国工业的发展提供了不可或缺的原材料。但是由于其易燃易爆的特点，因此也给我们的生活带来了很多不安全安全因素。油品运输中由于静电放电引燃油品导致灾难发生的重大安全事故越来越多，已经给世界各国造成了巨大的经济损失。国内目前常用的消除石油静电的方法首先谈谈静电灾害形成的必要条件，静电作为火源引起爆炸和燃烧的条件可归纳为四点，即：(1)有静电产生的来源；(2)静电得以积聚，并达到足以引起火花放电的静电电压；(3)静电放电的火花能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量；(4)在火花间隙有可燃的蒸汽，即空间混合物；防止静电灾害只要消除形成静电灾害的条件中的任何一个或几个就可以了。在实际生产过程中，要完全消除静电是不可能的，而且也没有这个必要，国内外防止石油静电灾害的措施主要归纳以下几个方面：防静电设计工艺控制法静电中和法抗静电添加剂选择合适的静置时间接地装置的设置消除火花放电促发物1.3 油罐车改装设计的主要内容及拟解决的主要问题1.3.1基本内容（1）绪论部分内容的确定及书写；（2）研究油罐汽车的组成结构并进行设计与计算；（3）对油罐汽车的总体结构进行布置；（4）进行二类底盘选择要求满足设计要求；（5）主要零件选择及其设计部分；（6）油罐的设计及计算（7）整车性能计算分析。1.3.2拟解决的主要问题（1）能够确实的运送所需要运送的油品（2）运送过程安全可靠，以运送人员安全为主（3）二类底盘在加载油罐后有什么变化，是否对底盘的强度和寿命有影响，以及怎样做才能保证强度及寿命满足要求。（4）油罐上各附件的选用与计算（5）尽量提升油罐车的经济性1.4本章小结 本章重点介绍了设计油罐车汽的目的和意义，油罐汽车在国内外发展的历史以及油罐汽车改装设计的主要内容及拟解决的主要问题。为接下来的改装设计提供了理论依据。第2章 整车方案设计分析与参数的确定2.1方案设计与分析整车参数的确定2.1.1尺寸参数的确定根据设计题目的要求选用底盘：设计总质量为11t的油罐汽车，考虑选用国产的二类汽车底盘进行改装设计。在国产二类底盘中东风的底盘质量较好。所以根据设计要求选用东风汽车的EQ1118GAY的底盘进行改装设计，其具体数据如下：表2.1 二类底盘参数 质量参数空载整备质量5600kg 前轴轴载质量2700kg后轴轴载质量1900kg额定轴载质量分配允许最大总质量14100kg允许前轴最大载质量4600kg 允许后轴最大载质量9500kg准拖挂车总质量6000kg 性能参数最高车速98km/h最大爬坡度35%油箱容积160L限定工况百公里油耗24L最小转弯直径16m最大驻坡度20%最小离地间隙(GC) mm248外形尺寸尺寸参数(mm)总长OL7038总宽OW2470高OH2790轴距WB3950前悬FOH1250后悬ROH2020前轮中心到车架上平面距离（空载/ 满载）K1475/430后轮中心到车架上平面距离（空载/ 满载）K2514/442牵引钩离地高度（空载/ 满载） CH1/CH2892/810轮胎静力半径Rc502轮距前轮N11940后轮N21860后轮胎最外尺寸N32465车架外宽N4860车架可用长度M04746驾驶室后围位置M1700蓄电池位置M21227储气筒位置M32262油箱位置M41913固定式工具箱位置M52623.5接近角30离去角18注意：1. 汽车整备质量包括润滑油、冷却液、燃油、备胎及随车工具。2. 汽车最小转弯直径是以前外轮轮迹中心测算。3. 前轮轮距按前轮接地中心计算，后轮轮距按双胎中心计算。4. 最小离地间隙指满载状态下，后桥离地面间隙。5. 总高尺寸是在空载条件下，按驾驶室顶计算。6. 最大爬坡度是指单车满载时的爬坡能力。7. 表格中尺寸参数的代号请参见插图中相应的代号。总成结构发动机发动机系统进气系统：装双级纸滤芯空气滤清器一个，由驾驶室后部进气。供油系统：装160 升燃油箱一个，同侧带80 升副油箱，管路中设有油水分离器。排气系统：膨胀共振式消声器一个。冷却系统：管带式散热器一个，后置高位膨胀水箱一个。悬置系统：四点悬置。油门操纵系统：电子油门踏板。型式：直列六缸、水冷、增压中冷、电控柴油发动机表2.2 发动机主要参数型号ISBe185 30ISDe185 30最大空车允许转速(r/min)2850额定功率(kW/r/min)136/2500136/2500最大扭矩(Nm/r/min)700/1500700/12001700缸径冲程(mm mm)102 120107 124排量(L)5.96.7压缩比17.3:1离合器：离合器为单片干式膜片弹簧式，摩擦片外径395mm，液压远距纵，带气压伺服助力器。离合器踏板自由行程10mm-20mm。变速箱装大同六档机械式变速器，采用远距离双杆操纵。变速器速比如下：表2.3 变速器主要参数一档二档三档四档五档六档倒档8.0154.5132.6331.661.000.8538.025开式传动轴，十字轴式万向节, 带有十字轴滚针轴承。前轴转向前轴，端拳式工字梁结构。后桥驱动后桥，单级双曲线齿轮主减速器，全浮式半轴。主减速比为5.143。车轮及轮胎每车装有轮胎总成七个，其中备胎一个。轮胎花纹建议采用纵向综合花纹。轮辋型式：7.50V-20 平底宽轮辋轮胎规格： 10.00R20 轮胎轮胎气压 : 10.00R20 轮胎充气气压为: 气压( 前)840kPa , 气压( 后)770kPa子午胎车速适用范围0100km/h注意：最高车速: 在一级路面上, 重型载重斜交胎为70km/h, 重型载重子午胎为80km/h; 中型载重斜交胎为90km/h, 中型载重子午胎为100km/h。最高速度为持续行驶速度, 不是平均速度, 持续行驶最长时间为1h悬架前钢板弹簧和后钢板弹簧( 主、副) 均为多片簧，前、后悬架为吊耳结构。前悬架带有双向作用筒式减震器。前簧为8 片，后簧为10+8 片。车架冲压铆接结构。纵梁最大断面尺寸为:280mm 80mm 7mm。纵梁内中段装有加强板，车架外宽860mm，车架第一横梁中部装有拖钩。转向系统转向系统是动力转向系统，转向机缸径101.6mm。方向盘可前、后调整各40mm，上、下调整各25mm。转向机：整体式动力转向机。中间位置传动比为20.4。外廓尺寸在我国GB1589-79汽车外廓尺寸的界线中，明确规定，车辆的高不得超过4m；车辆的宽不得超过2.5m；外开窗后视镜等突出部分距车身不超过250cm；车辆长：货车的长度不得超过12m，半挂汽车列车不得超过20m。选定的油罐汽车总长（OL）为 7038mm总宽（OW）为2470mm总高（OH）为2790轴距 同普通货车相比；自卸汽车要求轴距变短，而轻泡货物运输车则要求轴距加长。设计的油罐汽车选用的底盘轴距（WB）为3950在之后的设计中如此数值不与设计结果冲突的话将以此为基准进行设计。轮距轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性。轮距要与车宽相适应。对汽车列车，要求挂车轮距和牵引车轮距一致。设计的油罐汽车选用的轮距前轮（N1）为1940后轮（N2 ）为1860在之后的设计中如此数值不与设计结果冲突的话将以此为基准进行设计。2.2质量参数的确定1.装载质量东风汽车的EQ1118GAY底盘的质量为5600kg，由于罐体材料Q235-B的密度约为7 900 kg/m3，则罐体直段质量m 。 =471kg初步计算装载质量为6100kg+5000kg=11100kg，东风EQ1118GAY二类底盘满足要求。罐体的分析与选型罐体tank body 指由筒体、封头、人孔、注人口、卸料口等和其他必须设置的附件所构成的装载液体货物的封闭容器总成，其容积大于0.45m3。目前国内的油罐车按罐体与汽车或挂车的连接方式分为半承载式罐车和承载式罐车。1.半承载式罐车罐体刚性固定在汽车或挂车的车架上，载荷主要由车架承受管体只承受部分载荷罐体。罐体容积不太大的罐车多采用半承载式罐车。罐体上部设有人孔、油水装满报警器、呼吸阀、油液注入孔、油气回收阀、扶梯及平台，罐体后部装有浮球式液位计，罐体下部装有油液出孔、油流量计、消静电管、控制阀。2.承载式罐车罐体除作为容器外，还起车架作用，为无车架结构，全部载荷由罐车的罐体承受由于省去了车架部分质量所以在总质量一定的情况下，装载质量要比半承载式罐车多一些这对于提高运载质量是有利的但对罐体设计和制造要求也相应提高。罐体上部设有人孔、油水装满报警器、呼吸阀、油液注入孔、油气回收阀、扶梯及平台，罐体后部装有浮球式液位计，罐体下部装有油液出孔、油流量计、消静电管、控制阀。2.3车型的初步选定根据设计的要求总质量为11吨，分析选择半承载式油罐汽车。2.3.1罐体的设计方案分析1.设计要求罐体的各径向受力均匀，保证有足够的刚度和强度。罐体焊接节数不应过多相邻两节的纵向焊缝不许在同一相位上。2.设计方案（1）截面为圆形的鞍型支座支撑罐体，该结构的优点有罐体制造方便，节省材料；选择合理鞍型支座高度提高罐车的稳定性；罐车受力均匀，结构如题2.1所示。（2）截面为椭圆矩形罐体，该结构的缺点是椭圆矩形罐车转弯时的横向稳定性随着载油量和油液密度的增加而减少。所以椭圆矩形罐车载油量越多，油密度越大，转弯时越不稳定。当截面的宽和高一定时，椭圆矩形液罐车转弯时的横向稳定性稍低于椭圆液罐车。结构如图2.2所示。（3）横截面为椭圆罐体，该结构的优点是罐体具有质心低、横向稳定性好、制造工艺简单。但是整车的装载容积不高，结构如图2.3所示。图2.1鞍型支座支撑罐体的横截面图2.2椭圆矩形罐体的横截面2.3.2 罐体方案的选定 油罐汽车的罐体材料一般选用碳钢或铝合金两种。采用碳钢罐体，制造成本低，易于焊接；但罐自重大装载质量小，罐车运行成本高，碳钢导电能力差。为防止罐体内部生锈污染油品，罐体内部需喷涂导静电防腐蚀耐油底漆，或作喷锌、喷铝处理。选用铝合金罐体，在相同容积时，铝合金罐体比碳钢罐体轻约40%，使得整车的重心更低，不易翻车，行驶安全性好；铝合金导电性能好，静电不易聚集，当车辆发生碰撞或侧翻时不会产生火花，铝合金外表有一层致密的氧化层保护膜，不会生锈，因而不会污染油品，可以保证油品在运输中的品质。但铝合金成本高、材料焊接难度大，对设计、制造的要求高。为节约制造成本与降低制造难度，本设计方案选用编号为Q235-B的碳钢进行设计。油罐的横截面，有圆形、椭圆形和四周大圆角的椭圆矩形等多种形状。椭圆形或椭圆矩形截面应用较多，这种结构钢性尚好它能充分利用底盘车宽，质心位置较低，但制造工艺复杂些。圆形截面质心较高，稳定性方面容易产生问题；但本有关汽车的油罐容积选定为7.35立方米，属于中型油罐汽车，所以选用圆罐。油罐的形状虽有不同，但它们的结构与功能是大致相同的。 图2.3椭圆罐体的横截面油罐车罐体内设多道防波隔板防波板:加强罐体刚性,减轻油料波动对罐体的冲击,提高行驶稳定性。通常选用4mm或5mm优质碳钢板材罐体上应至少设置一个公称直径不小于400mm的人孔，至少设置一根液相管和一根气相管，罐内应设置防波板，每个防波板的有效面积应大于罐体横断面积的40%，防波板的安装位置，应使上部弓形面积小于罐体横断面积的20%。防波板与罐体的联接应采用牢固的结构，防止产生裂纹和脱落。每个防波板容积一般不大于3m3。 防波板安装时，应使上部弓形面积A不大于容器横断面积的20%，且每一防波板的有效面积应大于罐体横断面面积的40%，容积不大于25立方的油罐车，防波板之间的容积一般不应大于3立方，容积大于25立方的大容积油罐车，防波板之间的容积可加大至7立方。罐受压为油的静压力。根据公式 7.84 （2.2）式中：罐受压为水的静压力； 水密度；重力加速度；水罐长。根据公式（2.3）计算。 （2.3）式中：圆筒的计算厚度；罐体内压力取=7.84；圆筒的半径；焊缝强度系数=0.8；设计温度下圆筒材料的许用应力为；1锈蚀的附加厚度。计算得约为1.5根据国标GB18564-2001规定罐体壁厚最少为4mm取用厚度为4mm的钢板。圆罐强度校核：根据GB150-1998设计下圆罐的厚度校核按式（2.4）计算 （2.4）式中：强度校核计算压力； 圆罐内经； 实测最小壁厚； 许用壁厚； 1容器在下一使用周期中预计的壁厚腐蚀减薄量； 计算壁温下材料的许用应力； 焊接接头系数。计算得=2所以。 罐体壁厚4符合标准。根据质量计算公式按式（2.5）计算 （2.5）式中：罐体的质量； 罐体材料的密度7900； 罐的体积7.35。计算得，=471kg，罐体质量与油液质量之和约为5500kg所以选择的东风牌EQ1118GAY车的底盘符合要求。2.4防波板的设计在液罐车上，为了加强罐体的刚性以及减轻车辆在行使过程中罐内液体对罐体的冲击，通常在罐体的内部加装防波板，防波板应带有孔眼并镀锌。防波板的材料应与罐体的材料一致，并且每块防波板的有效面积应大于罐体的横截面积的40%,因此将防波板设计成圆冠形, 并且冲制出若干个大孔以减轻液体对他的冲击。在布置时应使每道防波板上的孔在垂直方向上及水平方向都不同心，否则就会削弱其防波的作用。一般防波板的选择与罐体相同的材料，罐体防波板的厚度可选择4mm。2.5 本章小结油罐汽车的底盘必须选用通过性、稳定性好及发动机功率大的优质汽车底盘;通过以上几点要求选择了东风EQ1118GAY型底盘。本章通过比较分析及计算选择校核了罐体的壁厚，本设计中油罐汽车在特殊时刻还可以为居民生活提供其他油类，综合经济性、实用性和现实条件等因素罐体需选用需用强度不需过高经济的材料Q235-B，计算的罐体厚度为4mm根据压力容器设计标准GB150-1998进行强度校核结果满足要求。第3章油罐及罐体配件的选用3.1油罐外形尺寸设计3.1.1 初步确定罐体尺寸及材料 根据任务书要求，需设计总质量11t的油罐汽车。结合二类底盘中对可用长度及为了防止碰撞，在汽车槽车后部的车架上，应装有与贮罐不相连的缓冲装置（后保险杠），伸出罐体后端的水平距离，应不小于100毫米，后保险杠的宽度，可略小于全车宽度，但不得小于罐体外径的规定。根据可用长度4746初步设计罐体为小于4646mm，直径约为1500mm的圆柱形密封容器。其两端封头为对称的椭圆形设计，设计依据JB-T4737-95椭圆形封头标准及GB150-1998钢制压力容器标准确定封头高330mm。罐体尺寸如图3.1所示。 图3.1 罐体尺寸参数3.1.2 罐体总容积 （1）直段处圆柱罐体容积 (3.1)式中: 圆柱筒体内壁半径（）圆柱筒体长度的1/2（） （2）椭圆封头容积（）椭圆形封头由半个椭圆体壳和一段短圆柱筒体组成，两端封头容积相等。 =2（）总容积V为罐体壳所包容的体积，为圆柱筒体容积V1与封头容积V2之和，即 = + =7.353.2人孔的设计计算人孔的设计计算应根据标准来确定查常压人孔HG/T21515-2005的规定。人孔分为常压人孔，回转式，垂直吊盖式，水平吊盖式等多种形式。本设计的人孔式常压人孔。选择公称直径为550mm，使用耐油石棉橡胶板进行密封的人孔，结构如图3.2所示 图3.2 常压人孔3.3油气回收阀的选用3.3.1油气回收阀使用说明 油气回收阀是将在装卸油料时所产生的油气回收的一种装置，可以直接安装在油罐车顶部罐体上，也可以安装在人孔盖上，控制油气进出油罐。良好的密封性能可防止罐车发生侧翻时油料外泄，阀上设有一个进气口，一个辅助串联口，可串联另外一个油气回收阀或者海底阀，可以通过一个推杆与罐底的海底阀实现机械连动打开，也可以由气源控制起开闭。 油气回收阀可以将装卸时油料挥产生的油气全部收回至库区油罐内,避免了油气外泄,并通过其他油气回收站装置对油气进行冷凝再利用,从而达到节能环保的目的3.3.2油气回收阀功能和特点 1. 槽车油罐充装时,油气回收阀开启,上升的液面将油气向上推,通过一系列的油气回收系统,回到库区油罐。2. 槽车卸油时,回收阀允许回收的气体进入槽车油罐,在没有油气回收设施的系统中,允许空气进入槽车油罐。3. 高密封性,确保了槽车运输的安全。4. 合理的阀设计,确保油气回收的高效率。根据需要选用编号为HC002A-80外形图如图3.3所示。3.4呼吸阀呼吸阀的作用：呼吸阀充分利用油罐本身的承压能力来减少油蒸气排放，其原理是利用阀盘的重量来控制油罐的呼气正压和吸气负压。当罐内气体的压力在机械呼吸阀的控制压力范围之内时，呼吸阀不动作，保持油罐的密闭性；当罐内气体空间的压力升高，达到呼吸阀的控制正压时，压力阀被顶开，气体从罐内逸出，使罐内压力不在继续增高；当罐内气体空间的压力下降，达到呼吸阀的控制负压时，罐外的大气将顶开真空阀而进入罐内，使罐内的压力不在继续下降。图3.3 HC002A-80外形图呼吸阀分为两种：第一种是达到一定压力时，进行呼或吸；另一种是设计成纯粹只呼不吸，可以理解为用两个适当压力的单向阀代替。第二种呼吸阀类似于单向止逆阀，它只能向外呼气，不能向内吸气，当系统内压力升高时，气体便经过呼吸阀向外放空，保证系统的压力恒定。对于存放有毒物质的贮罐，是没有的呼吸阀的，或者加活性碳过滤器等处理装置的。呼吸阀一般用在常压或低压贮罐上，即只有常压和低压贮罐才有罐呼吸排放（在低压罐上常有蒸汽回收系统），高压贮罐没有排放量，无呼吸损失和工作损失。固定顶罐的主要排放量分为呼吸损失（小呼吸排放）和工作损失（大呼吸排放）。呼吸阀外形图如图3.4所示图3.4呼吸阀外形图3.5测量装置的选取油罐车在装、泄油品的过程中，罐内油面高度及油罐出油口处的流量均需进行测量。油罐汽车需要装配的测量装置通常为：液位指示器、油流量计和油水装满报警器三种。3.5.1液位指示器液位指示器能随时测量和显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种形式。 油量标尺（直观式液位指示器）。油量标尺可直接量出罐内油量的多少，其刻度可按需要确定。 浮球式液位计。如图3.6所示，浮球1 随罐内液位高低而升降，浮球杆带动锥齿轮副2 作相应转动，通过轴3 、门形磁铁4 、5 的转动，与磁铁5 同轴的指针6 就在刻度盘上指示出罐内液位的高度。在刻度盘的涂色带中，黑色带表示零位区，绿色带为正常注入量区，黄色带要注意，液量将要到达额定值，红色带是危险区，注液量已超过额定容量。 油蛋表和油量传感器。油t 传感器有浮子杠杆式或干簧管式，装在罐体内，油量指示表装在驾驶室的仪表板上油量传感器可根据需要，反映最大或最小额定油量，并发出信号。图3.6浮球式液位计浮球液位计属纯机械结构故在易燃爆场所工作时，具有本质安全性。为保证安全故选用浮球液位计。根据自身需求本设计选用UQZ 2浮球液位计。UQZ 2浮球液位计是用于现场指示各种敞开或承压容器内液位高度的指针式仪表。该仪表与工业设备上常用的玻璃液位计相比较，它不怕破裂，示值更为清晰，尤其适用于对玻璃管壁有粘滞作用油污类液体介质或者有毒害的介质的现场指示。UQZ 一2 浮球液位计为侧面安装仪表具有较强抗振能力，可以用于移动类型装置，如槽车等的安装使用。该仪表的各项指标均符合一九八一年二月原国家劳动总局颁发的 液化石油汽车槽车安全管理规定 中有关液位计的要求。3.5.2油、水装满报警器当油或水加入罐体内时，罐内气体经排气管2 、双音哨3 排出时，双音哨发出报警声，表示罐内液面还未到达额定夜位，可继续加液；当液面到达额定液面高度4 时，浮球1 随液面升起堵住排气管2 的进气口，哨声停止，表示罐体已装满，应停止装液。报等器安装在人孔盖上。图3.7油、水装满报警器结构示意图3.5.3油流量计油流量计特点：a.压力损失小，叶轮具有防腐功能。b.具有较高的抗电磁干扰和抗震动能力，性能可靠工作寿命长。c.采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强，功耗低，性能优越。具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。修正公式精度优于0.02%。d.仪表系数可由按键在线设置，并可显示在lcd屏上，lcd屏直观清晰，可靠性比较高。e.采用eeprom对累积流量、仪表系数进行掉电保护。保护时间大于10年。为了方便对罐车流量进行控制，选用一款与罐车管路口径一样的油流量计lw-100图3.8为油流量计工作原理图，表3.1为lw-100的有关技术数据。图3.8 油流量计工作原理图表3.1 lw-100流量计数据型号规格公称通径dn(mm)流量范围（m3/h）安装形式孔数（个）Lw-10010020-200法兰（夹装）83.6消静电管在石油化工企业中, 石油库、站的规模不断地扩大, 储运输转、装卸速度不断地提高, 过去不被人们董视的静电问题, 现已被提到安全生产的重要地位。一个小小的静电火花会使储油罐、炼油装置、运输设施毁于一旦, 在国内外飞机加油、轮船装卸时油罐着火事故由静电引起的不计其数。在工艺中限制和消减静电电荷, 及时采取泄漏和中和措施, 防止静电的积聚是很重要的。石油及石油产品在储运、装卸作业过程中, 从管输流速、过滤器选型、过滤面积、结构形式上尽量减少工艺静电产生的因素, 也是非常重要的。管线流速应尽量控制在3.5m/s以下,加强静电接地措施, 严格控制接地体电阻不大于100,法兰管道接地电阻不大于10,油罐接地电阻不大于30。, 地下油罐电阻不大于10, 轻质油品油罐电阻不大于5。控制管道中流体与管壁间及流体内部磨擦所产生的静电量, 使流体及管壁的电导率不小于10S/m。1976年测得航煤未加抗静电剂前电导率为7-15S/m, 当加入1ppm抗静电剂后电导率达170-260S/m。1990。年, 采用了在汽车罐车装油管道上加装消静电管的方法, 可以消除静电电荷90%以上。XD-100-1 型消静电管, 是仿美国史密斯公司的技术产品, 属自感应式静电消除单件。利用感应原理, 积聚反极性电荷, 在集流放电针周围建立高压强电场区。由集流放电针向流动液体输注反极性电荷,进行中和已产生的静电电荷, 达到消电目的。XD-100-1 型消静电管, 由外层接地钢管、高绝缘介质内管和中间集流放电针组成。3.7本章小结 本章对油罐车的外形尺寸进行了计算及校核，对罐体需用的各种配件进行了选用以满足油罐汽车的使用及安全要求。第4章泵及取力器的的选用4.1泵的选用适用于油罐车的泵分为：自吸泵、齿轮泵、化工泵、不锈钢泵、离心泵、重油泵 其中以自吸泵、齿轮泵为主。由于齿轮泵能够良好的运输多种油品，故本设计选用齿轮泵作为泵油装置。4.1.1齿轮油泵特点a.结构紧凑，使用和保养方便。b.具有良好的自吸性，故每次开泵前无须灌入液体。c.齿轮油泵的润滑是靠输送的液体而自动达到的，因此在日常工作时无须别加润滑油。齿轮油泵广泛应用于石油、化工、船舶、电力、粮油、食品、医疗、建材、冶金及国防科研等行业。齿轮油泵适用于输送不含固体颗粒和纤维,无腐蚀性、温度不高于150、粘度为51500cst的润滑油或性质类似润滑油的其它液体。试用各类在常温下有凝固性及高寒地区室外安装和工艺过程中要求保温的场合。泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖、轴承套、轴端密封等组成。齿轮经氮化处理有较高的硬度和耐磨性。与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输送介质而自动达到。4.1.2齿轮油泵的工作原理齿轮泵是用两个齿轮互啮转动来工作，对介质要求不高。一般的压力在6MPa以下，流量较大。 齿轮油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。A为吸入腔，B为排出腔。齿轮油泵在运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿轮从啮合到脱开时在吸入侧（A）就形成局部真空，液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧（B），齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵排出口排出泵外。 图4.1 齿轮油泵结构原理图4.1.3齿轮泵的选用 根据实际设计情况选用YHCB系列圆弧齿轮泵。YHCB系列圆弧齿轮泵使用日本先进技术设计生产，它的突出特点是高效节能。与变通齿轮泵相比，等量液体输送，能耗更少。普通齿轮泵在流量58立方/小时，压力2.8kg。而YHCB油泵流量60立方/小时，压力6kg。YHCB系统圆弧齿轮油泵有快速齿轮泵之称，主要适用于输送粘度在5-1500cst,不含固体颗无腐蚀性的各种液体.如:汽油、煤油、柴油及机械润滑油，是油槽汽车和石油部门的理想优选泵种。本型泵采用双圆弧齿轮构成，是适应工业输油泵需求发展的新产品，是一种高效能特殊齿轮泵，具有流量大、扬程高、休积小、噪声低、输入转速低、自吸性能强、安装、维修方便等特点，主要数据见表4.1。表4.1 100YHCB-100主要技术参数泵型号流量Q(m3/h)工作压力p(Mpa)转速n(r/min)效率（%）允许吸上高度功率100YHCB-1001000.4960726.5224.2 取力器的选择各类专用汽车的专用工作装置主要由汽车发动机提供动力源。取力器就是汽车的一种专用动力输出装置。它从发动机取出部分功率，用于驱动各类液压泵、真空泵、离心泵、空压机以及各种专用汽车工作机械12。4.2.1 取力器布置方案选择从发动机前端取力的特点是采用液压传动，适合于远距离输出动力。固此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混泥土搅拌运输车。 从飞轮后端取力的特点是取力器不受主离合器影响，传动系统与发动机直接相连，取力器到工作装置距离短、传动系统简单可靠、取出的功率大、传动效率高。这种方案应用较广，如平头式汽车改装的大、中型混泥土搅拌车等。专用车取力总布置方案决定于取力方式。常见的取力方式可分类如下：从变速器轴取力的布置方案又称变速器上置式方案。此种方案将取力器叠置于变速器之上，用一