RL5160GNG奶罐车改装设计(2)

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第1章 绪 论

1.1 概述

本文讲述了奶罐车的改装设计的过程和计算。首先对二类底盘进行选型，在以罐体总成为主要设计主体，本文将参考其它罐式车辆罐体的结构和有关罐体的设计资料，设计一种用于运输牛奶的专用汽车。在罐体的截面的选择、液位计的选择、人孔的设计、封头的设计、防波板的设计中采用和其它食品罐车相同的结构。考虑到该罐车在气温高时，避免外界温度对液态食品的影响。在罐体外设计一层隔热保温层，该隔热保温层将参考一般保温车辆的保温隔热原理。结合罐体的形状，创造性的将罐体设计成双层罐，并采用木块进行支承，然后在形成的空间内填充聚氨酯泡沫。在设计完罐体后，对整车的性能进行分析计算[20]。

1.2 目的和意义

由于牛奶是一种能使细菌迅速繁殖的理想营养基质，牛奶等液体食品在使用之后，如果不及时﹑彻底地进行清洗，将会是细菌大量繁殖，从而影响产品的卫生质量，所以奶罐车在制造以及投入运营运输时，常遇到对液态食品清洗效果不够理想的问题，并且牛奶作为食品，在高温的情况下会加速腐败，其保温效果也是不可忽视的问题，因此研制性能优良的奶罐车有着十分重要的意义[20]。

罐式汽车在交通运输中发挥了非常重要和不可替代的作用。罐式汽车具有运输效率高、保证运输途中物料不变质、可实现装卸机械化、运输成本低、安全、环保等特点。国外的罐车发展较早，品种多，设备的现代化程度较高。我国罐车的起步发展较完，与国外的罐车存在较大差距。液态食品罐车近年来国内市场需求量越来越大，市场前景十分广阔。随着经济的发展，罐车呈现出重型化、智能化、高档化，多极化发展的趋势[1]。

1.3 专用车的现状和发展趋势

1.3.1 近年专用车的产销发展现状

随着改革开放的不断深入，经济建设和人民生活对液罐汽车的需求越来越来迫切，使用的覆盖面越来越来广泛，需求量也越来越来大。我国液罐汽车的应用虽然较早，但全面发展始于20世纪80年代，比发达国家晚了近30年，但我国液罐汽车发展很快，已成为经济建设中重要的运输与作业设备，并且有着良好的发展前景。

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据《中国汽车工业年鉴》统计资料，2003年我国公告的专用汽车企业有551家，其中按产量划分，100辆规模以内有189家、300辆以内有317家、1000辆以上有104家、2000辆以上有59家。2004年，在运营部门登记注册的货运车辆为924.6×104辆，平均吨位为3.39t。载货车中，普通载货汽车占90%以上，其中大于8t的重型车占了整个运输车辆的32%，集装箱大件运输车、罐装车及冷藏车等专用车仅占5%左右，而旧车占3%。 随着经济发展的提高，专用汽车呈现出向厢式化、重型化、智能化、高档化、多极化发展的趋势，其中表现比较明显的是：普通货物运输厢式化，专用汽车运输重型化、列车化，货物运输专业化，特种车辆发展迅速，如以混凝土搅拌运输车、混凝土泵车为代表的工程建设用车和以清扫车、压缩式垃圾车为代表的城市环卫车辆发展很快。

目前，我国专用汽车行业与国外先进水平的差距主要表现在以下几个方面：一是缺乏科技含量较高的产品；二是专用车所占比例不高、专用底盘（特别是为专用汽车设计的）较为缺乏；三是专用装置的开发能力和制造水平对专用汽车限制较大；四是专用汽车生产存在散、乱、差、的现状，制约了专用汽车的发展；五是国内专用汽车内涵较低，与世界先进国家的技术水平差距较大[4]。 1.3.2 罐式车的发展方向

罐式车包括常见的油罐车、散装水泥车、混凝土搅拌运输车，以及使用量较少的液化气高压罐车、化工液罐车、吸污液罐车等。西部地区油气资源的开发必然会带动石化炼油业的发展，因此大吨位半挂式油罐车的增长速度还将加快。

同时，我国公路网络体系的建设已经比较完善，2004年全国公路通车里程达到了186×104km，其中高速公路近3.4×104km，汽车保有量已经超过2500×104辆，并且每年还有四五百万辆的新车投入使用，诸多因素促使油品消费量猛增，大幅度带动了各种油品运输车的需求。 1.3.3 专用汽车的发展展望

据有关部门预测，到2010年专用汽车市场年需求量将达到70×104辆，而目前国内专用车的年总产量只有30×104辆。在专用车品种上，目前国际上一达7000多中，而国内仅有1000多种，无论从市场需求量还是品种数量上看，专用车的发展前景是非常广阔的。

随着我国国民经济的发展，社会分工的进一步细化，市场对专用车的需求将更加多元化，对具有特殊功能的专用车的需求必将越来越多，需求高技术专用车的呼声将越来越高。目前专用汽车市场的多元化形态将得到进一步的加强，经济与科学技术发发展要求更多的专用汽车新品种面世。未来专用汽车的主流市场将集中在城建、服务

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和高等级公路运输、管理这两大块，它包括了专用汽车的大多数品种，这些品种根据各行业的具体发展情况，随时间、地域的不同会形成不同品种的市场热点。我国专用汽车的市场前景将十分广阔[4]。

1.4 设计内容

本文是以罐体为设计重点，所以罐体的设计为其主要设计内容，设计内容如下： （1）进行二类底盘的选型；

（2）专用车辆的总体布置，绘制总布置草图； （3）液罐装置的选型，设计，计算； （4）排液装置的选型；

（5）隔热保温装置的选型，设计； （6）整车的性能分析计算。

在设计的过程中，需要设计的主要问题内容如下： （1）车辆的总体布置；

（2）副车架设计、副车架和主车架的连接； （3）奶罐车和副车架的连接； （4）排液装置的设计计算想、选型； （5）副车架、主车架、罐体的强度校核， （6）整车性能分析计算。

1.5 设计方法、手段

设计部分的基本内容下： （1） 设计研究内容摘要；

（2） 设计研究题目的意义、技术现状、存在的问题及发展趋势；

（3） 罐体的设计与计算。其中包括罐体截面的设计计算，罐体厚度的确定，封

头的设计，罐体容积的计算； （4） 保温隔热装置的设计；

（5） 所选二类底盘的尺寸及质量参数确定及整车性能分析计算； （6） 设计研究内容问题与分析。

在完成罐体的设计和整车的尺寸参数后，进行图纸的绘制。其中包括： （1） 奶罐车总体构造图； （2） 罐体的总体构造图；

（3） 人孔、防波板的部件装配图。

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第2章 罐车的总体布置

2.1总布置的原则

（1）尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动；

（2）应满足专用工作装置的的性能的要求，使专用功能得到充分发挥； （3）装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核； （4）应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷；

（5）应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量； （6）应符合法规的要求。

2.2奶罐车的总体布置

奶罐车所选的二类底盘为一汽所生产的J5K 4×2车平头柴油载货汽车（六缸）。奶罐车主要有汽车底盘﹑罐体总成和进﹑排系统等组成。罐体为双层保温罐体，上部有人孔和放﹑注奶装置 ，内部有清洗装置等部件。人孔盖上装有呼吸阀。副车架与罐体焊在一起，用U形螺栓紧固在汽车车架上，并用定位连接板定位。罐内设有防波板。操作箱应能保证管路系统的控制和显示部分的合理布置，并能安置吸排装置的出﹑入口及与奶直接接触的操作工具﹑附件等。排料系统有奶泵﹑四通球阀﹑流量计﹑总阀和连接管道组成。奶泵由电机驱动，与四通球阀一起完成液奶的吸入﹑排放﹑自流﹑关闭四个功能。

2.2.1罐体的结构

（1）罐体

罐体采用圆形截面。此结构刚性好, 能够承受罐体的内压, 工艺性好, 便于组织生产, 能较好地适应中小批量的生产方式。罐体为环焊缝拼接式, 内罐的罐体材料选用304不锈钢材质, 生产过程为卷板开卷、校平、根据筒体周长画线。为能有效保证切口质量及尺寸精度, 要求采用剪板机开料, 平板抛光并要求达到Ra0.4粗糙度。抛光后把表面清理干净, 随即贴上保护胶膜,并且在以后的转运、加工过程中, 要求非常小心, 不得使表面挂花、擦伤。卷筒前, 根据所选择的焊接方式, 在板料周边焊缝处开坡口, 然后卷板成筒体。卷板机辊轴要求事先用软垫缠包保护, 并须彻底清除软垫中夹杂的金属屑粒、砂粒等杂物。卷筒成形后, 先焊接纵向焊缝, 并根据技术要求对焊缝作无损探伤检验。根据罐体结构, 装配罐体内部横向防波板及垫板, 装配时要求特别注意不得损坏罐体内抛光表面。然后焊接罐体环焊缝, 组焊为整体, 同样按要求对罐体环焊缝作无

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损探伤。为保证已抛光表面不被擦伤、挂花, 进罐工作人员必须着软底鞋, 并在每次工作前后要将抛光表面上的金属屑粒及杂物清除干净。 （2）防波板

为保证罐体自身强度、刚度, 并有效地衰减汽车运行中液态食品对车辆的涌动与冲击, 罐体内应设置横向防波板, 且使每个隔仓的容积一般不超过5m3。在设计防波板时要保证相邻两个隔仓板或防波板之间的罐体几何容积不大于7.5m 3，隔仓板或防波板的厚度不小于罐体壁厚；防波板的有效面积应大于罐体横截面积的40％。从增加防波板刚性、减少自重考虑, 防波板设计成球冠形, 并在防波板上开液态食品流通孔及供检修人员通过的人孔。所有开孔周边均要求修磨圆滑, 无尖角, 防波板两侧面均须作抛光处理, 并要求达到Ra0.4粗糙度。防波板在装配过程中, 务必保护已抛光后的表面, 不得挂花及擦伤。另外, 装配防波板时要注意相邻两块防波板上的人孔交错布置, 以增加防波能力。为消除罐体内部存在的无法清洁的死角及夹层, 对于防波板与垫板、垫板与罐体内壁之间的连接, 均需采用全焊结构, 并将各零部件的尖角彻底修磨光洁圆滑。为减少焊接变形, 根据受力情况, 可适当减少垫板与筒体, 防波板与垫板之间焊角高度, 并对焊角处抛光。防波板垫板在罐体最低位置处, 要求有不小200 mm 间距, 以保证液态食品能够顺利通畅地排出罐外, 减少残液的积存。 （3）喷淋清洗管路装置

为满足食品卫生法规要求, 在每次装运液态食品前后, 对罐体内部及所有同液态食品接触的管路, 作彻底的清洗, 不留残液、残渣, 并进行消毒杀菌。清洗喷淋水要求能够到达罐内任何部位, 并须保持一定的冲击力, 所以在罐体每个隔仓内均要求设置喷淋清洗器。清洗器应能够作360°空间喷淋, 安装连结紧固, 使用可靠, 有效防止任何零部件脱落入罐中。洗涤管路和液态食品输送管路内壁焊缝要求成形良好、光洁、无尖角, 以避免杂物及杂菌附着。罐体内部管路外表面要进行打磨抛光处理, 抛光要求应与罐内壁相同。当罐外进入罐内的管路在穿过罐壁时, 焊缝必须保证在罐内施行, 并在施焊完毕后对焊缝作打磨抛光处理, 保证无尖角, 圆滑过渡。对于人孔筒节, 进出料管口, 平衡管口及液位计等管口。凡有食品流通的管道, 均采用食品工业用不锈钢管, 要求其内、外壁光洁, 焊接时必须采用有效措施保证内壁焊缝成形良好, 并且在设计及制作开料时, 尽量采用整体结构, 减少焊缝。弯制管路时, 要求保证弯曲处不得出现皱折及弯扁现象, 为使管路安装拆卸方便, 在管路连接处可采用圆螺纹管接配件活接头, 连接可靠, 便于清洁, 但必须注意管件密封圈均采用符合卫生标准的食品橡胶材质, 以确保无毒无害, 不污染食品。 （4）安全泄放装置

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