液罐车_毕业设计

1、第一章，绪论1.1设计液罐车的目的和意义 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，促使对液灌车的需 求量也随之迅速增长，市场需求量大。该液灌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液罐车在国内外发展的历史和现状 汽车工业的发展是经济社会发展的必然，而经济社会

2、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，

3、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，并且通常带有工作栗，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

4、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。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、

5、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会大为减少，因而能比较安全地进行运输和装卸

6、。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 液灌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

7、、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年代初在军用车、消防车的基础上逐 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。 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

8、，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。 本次设计的液灌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； 液灌汽车一般由二类汽车底盘、液灌、安全阀、输油管道等主要部件组成。 液灌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

9、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，液灌侧面中间装有容器指示计，在往液灌加油或向外输油时，可直接指示出罐内的容积。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

10、受热膨胀或当用油栗向罐加油时，罐内油面上升，压力增大，当罐内压力高于外界压力到一定程度时，呼吸阀上阀片开启;当用油栗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时，呼吸阀下阀片开启。 另外一个需要注意的方面是关于油罐车的静电防治。 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

11、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。 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

12、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此次设计的主要内容和准备解决的问题主要内容：1）研究液灌汽车的组成结构并进行设计与计算2）对液灌汽车的总体结构进行布置3）进行二类底盘选择要求满足设计要求4）液灌的设计及计算5）整车性能计算分析准备解决的问题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）尽量提升液灌车的经济性1.4本章小结 本章重点介绍了设计液灌车汽的目的和意义，液灌汽车在国内外发展的历史 以及液灌汽车设计的主

13、要内容及拟解决的主要问题。为接下来的设计提供了 理论依据。第二章，整车方案设计与参数确定2.1整车方案设计 本次设计将采用以现有二类底盘为基础、油罐罐体设计为主的方式来进行设计。罐体的其他配件尽量使用现有配件以达到简化设计，同时方便平时对车辆的维护和保养。2.2参数确定2.2.1底盘参数确定 根据设计题目的要求选用底盘。设计载重量为711t的液灌汽车，考虑选用国产的二类汽车底盘进行设计。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EQ1250GFJ5的底盘进行设计，其具体数据如下：底盘型号：EQ1250GFJ5底盘类别：二类底盘依据标准：GB11340-2005、GB182

14、85-2005、GB17691-2005国规格：长10900mm 宽2470mm 高2900mm燃油类型：柴油轴数：3轴距：5270mm+1300mm轮胎数：10轮胎规格：10.00-20,10.00R20,11.00-20,11.00R20 16PR轮距：前轮1940mm 后轮1860mm总质量：25000KG整备质量：8500KG接近角：31离去角：11最高车速：90KM/H前悬：1250mm后悬：3350mm 发动机选用和底盘配套的广西玉柴机器股份有限公司生产的YC6L280N-40型柴油发动机，具体参数如下：发动机型号：YC6L280N-40排量：8424功率：206KW注意：1，汽车

15、整备质量包括润滑油、冷却液、燃油、备胎及随车工具。2，总高尺寸是在空载条件下，按驾驶室顶计算。3，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。4，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为1940后轮为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。2.2.2罐体参数的确定2.2.2.1罐体材料的选定 本次

16、设计要求为载重711吨，为了方便计算，取上限11吨为设计要求。柴油的密度为0.8吨/立方米，充装系数为0.85，所以罐体容积要求不小于16176L，为了方便计算，要求罐体容积不小于16500L。此类液罐车分类为大型液罐车，国外大型液罐车的主要技术参数如下： 罐体设计材料通常是普通钢，高强钢，不锈钢，铝合金。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，或镀锌镀铝处理。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

17、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。以下是罐体材料适用范围：2.2.2.2罐体的选型以及尺寸和质量的选定 罐体指由筒体、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。目前国内的液灌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

18、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。 根据设计要求，分析选择半承载式罐车。 液灌的横截面

19、，有圆形、椭圆形和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。 鞍型支座支撑圆形罐体的横截面 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。 椭圆矩形罐体的横截面 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。 椭圆罐

20、体的横截面 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。本次设计采用的是圆形罐体。为了方便计算，要求容积不小于16500L。材料使用16锰钢，根据JB4735-1997许用应力如下图：最后计算结果为：长：6500mm直径：1800mm长度：6500mm容积：16500L根据JB4735-1997标准，罐体厚度计算参照如下公式：其中，设计压力大小为0.6MPa16锰钢的许用应力为235MPa焊接方式使用双面焊。取=1.0算出理论罐体厚度应为2.3mm腐蚀余量取1mm则最后罐体厚度为2.3+1=3.3mm 从国外发展趋势来看，以德国D2N75

21、010-75013标准为例，要求液罐车罐体钢板厚度不小于4mm，所以为了简化计算和强化安全系数，这里钢板厚度取4mm。罐体总质量=1313KG，为简化计算，取1350KG。整备质量+罐体总质量+罐体附件总质量（预估1000KG）+柴油总质量=8500+1350+1000+11000=21850KG<25000KG 所以东风FQ1250GFJ5底盘可以承载。2.3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

22、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板的冲击。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。罐体防波板的厚度可选择4mm。2.4本章小结 液灌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EQ1250GFJ5型底盘。本章通过GB150-1998标准，比较分析及计算选择罐体的壁厚，本设计中液灌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16锰钢，计算的罐体厚度为4mm，满足了设计要求。第三章，罐体配件的选用3.1人孔的设计

23、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450mm，使用耐油石棉橡胶板进行密封的人孔。 常压人孔3.2油气回收阀的选用 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 在液灌车顶部罐体上，也可以安装在人孔盖上，控制油气进出液灌。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

24、以将装卸时油料挥产生的油气全部收回至库区液灌内,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 根据需要选用编号为HC002A-80，如图所示： 3.3呼吸阀的选用 呼吸阀的作用：呼吸阀充分利用液灌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液灌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，保持液灌的密闭性；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

25、罐内压力不再继续下降。 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）。呼吸阀外形图如图所示： 3.4液位指

26、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。1）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。2）浮球式液位计。浮球随罐内液位高低而升降，浮球杆带动锥齿轮作相应转动，通过轴、门形磁铁的转动，与磁铁同轴的指针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。 浮球式液位计3）油蛋表和油量传感器。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

27、，反映最大或最小额定油 量，并发出信号。 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 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

28、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液灌、炼油装置、运输设施毁于一旦，在国内外飞机加油、轮船装卸时液灌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。 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

29、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。3.6本章小结 本章对罐体需用的各种配件进行了选用以满足液灌汽车的使用及安全要求。结论 本次设计主要以GB150钢制压力容器为设计标准。对现有车型进行研究了解设计原理和参数选定，在其基础上具体的设计出了液罐车的罐体总成。 研究的内容和成果如下：1）设计容量711吨的液灌车,首先要参考大量罐车的资料和文献,其次是对满足运载质量要求的二类底盘进行选择，确定二类底盘的参数。2）液灌汽车的罐体设计是按照GB150-19

30、98钢制压力容器的规格要求进行选择 和设计，从整车的安全性能、实用性能、经济性能入手设计了罐体，并对罐体的附件按照设计的罐体规格，进行选择和设计。对液灌汽车的各种配件如油气回收阀等进行合理的选择。3）对罐体壁厚进行计算，及质量计算。按照设计出罐体的总质量以及规格性能参数。4）在此次设计过程中通过理解和运用逐渐将所学得的知识梳理出来，学会了合理性地运用这几年内所学知识去分析、解决一个问题，从而在作毕业设计的过程 中，提高了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。致 谢 历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下渡过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师陆森林老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方