气带式散装水泥挂车气带数量的确定计算教程.docx

一种大方量多气带无滑料板式散装水泥挂车气带数量的验证计算 A Large-volume Bulk Cement Trailer Breathability Device to Determine the Number 周晋成， 张世伟， 束海波，张志强 （华菱星马汽车集团技术中心） 摘要： 大方量的散装水泥半挂车的轻量化研究迫在眉睫，本文将主要针对大方量半挂车高剩余率的原因进行理论分析，并提出改进的措施。通过对罐体断面的局部模型建立，从总体上对原结构的不足进行了理论计算，与试验结果进行了对比。从而证明该模型建立的可靠性。然后根据该模型计算出了最合理的气带数量，对以后的技术改进措施提供了指导方法。 关键词：气带；散装水泥挂车；计算； 引言： 多气带无滑料板式散装水泥挂车是一种高效、节能、环保的工程专用运输作业车，具有制作简单，操作方便，价格低廉的特点。由于自身的结构特点，其自重较轻，因而其运输效率较高，运输半径较大，从而受到客户的高度青睐。但是该结构较传统的气带式散装水泥挂车结构，在卸料剩余率方面成绩往往不佳，尤其是在对自身粘度及滑倾角度较大某些粉粒物料进行作业时更加不理想。其中有一部分原因要归结于自身结构的不合理性。 气带指的是某型号散装水泥挂车上所用的一种透气带，气带背面刷漆避免空气从气带底部流出，减少压缩空气的动能损失。气带中间填充金属波纹板，保证气带自身形成气室，便于压缩空气在其中顺畅流动。将筒体做成倾斜形状，气带可与筒体直接固定形成流化床，无需专门的气室，具有比较高的容积效率。因此气带的数量直接影响到流化床的面积，进而会影响到剩余率及打灰速度。 散装水泥半挂车属于重型工程专用运输车辆，为提高专用性能和作业效率很多生产企业都对该产品进行了大胆的创新，主要是通过增加通气带的数量，减少滑料板的尺寸的手段来实现。大部分生产企业采用12气带无滑料板的结构，对于小方量的半挂车取得了一定的成功。但是对于大方量半挂该结构产品的工作效果往往没有令人满意。集中表现在，打灰速度慢，物料剩余率偏高的现象。 1 12气带无滑料板结构高剩余率的原因分析 1.1 大方量12气带无滑料板结构说明 4筒体 3气室 2筒体加强圈 1气带 图一 12气带无滑料板结构示意图 如图一所示，12气带无滑料板结构半挂车较传统的散装水泥半挂车，取消了滑料板结构，主要由4筒体、1气带、3气室、2加强圈组成。粉粒物料随筒体滑落至气带上，然后经通气带构成的流化床流化，最后在压缩空气的作用下被输送至所需要的位置。气带中间填充金属波纹板，保证气带自身形成气室，便于压缩空气在其中顺畅流动。将筒体做成倾斜形状，气带可与筒体直接固定形成流化床，无需专门的气室，具有比较高的容积效率。 1.2建立理想化模型与分析 由于气带与筒体底部紧密接触，其间距相对于筒体直为无穷小量可忽略不计。便于说明下面选取筒体的一个断面圆作为研究对象，气带分布以弧线表示。如下图。 图二 筒体断面模型简图 由图中容易得出： L=πDθ1/180 （1） 式中：L为气带铺设后占用筒体弧长；D为筒体断面直径；θ1=θ2为气带铺设角度 现已知：筒体最大直径选取2490mm（在不超宽的情况下尽量选取最大值） 单根气带宽度为125mm 一般配置12根气带 L=125×12=1500mm 由（1）时可得 θ1=θ2=180*L/（πD）=34.53° 由于该结构车型筒体结构为中间大两端小的肾形，其筒体断面圆直径从中间最大直径处到两端线性减小。如下图： 图三 挂车筒体外形图 由图三可知气带铺设角度随筒体结构成函数变化。 一般筒体直径范围： 1800≤D≤2490，取θ1＞0.可通过matlab软件根据式（1）绘制出如下函数曲线。 图四 筒体断面直径与气带铺设角度关系曲线 由图四可知：该曲线为反比例函数曲线，从图上可筒体直径1910处，其气带铺设角度可达到45°，筒体直径2149处，其气带铺设角度可达到40°。查表得水泥的静态安歇角度为40°—45°。由于正常的打灰作业后期，出灰速度比较慢，且速度不断降低，因此选取水泥的静态安息角度计算。 由此可得出：罐体断面直径小于1910mm时，水泥可完全滑落至气带流化