李耀龍 袁曉琪 郭云剛

摘 要：灑水車又稱為噴灑車、多功能灑水車、園林綠化灑水車、水罐車、運水車。灑水車適合于各種路面沖洗，樹木、綠化帶、草坪綠化，道路、廠礦企業(yè)施工建設(shè)，高空建筑沖洗等。其具有灑水、壓塵、高、低位噴灑，農(nóng)藥噴灑、護欄沖洗等功能?？梢哉f，灑水車在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。通過理論分析，選用某商用車底盤用作灑水車，根據(jù)所選擇的二類底盤，設(shè)計罐體尺寸，水路系統(tǒng)的布局等。并進行罐體尺寸的計算等。關(guān)鍵詞：灑水車;罐體;水路系統(tǒng)中圖分類號：U418.3+24 ?文獻標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2019）01-97-03

Sprinkler tank body and waterway design

Li Yaolong， Yuan Xiaoqi， Guo Yungang

（Shaanxi Automobile Group Commercial Vehicle Co.，?Ltd.，?Shaanxi Baoji 721013?）

Abstract：?Water truck is also known as spray vehicles， Multifunction Water truck， landscaping sprinklers， water tankers. Water truck is suitable for all kinds of road washing， trees， green belts， green lawns， roads， factories， mines and construction companies building high-altitude construction flushing. It has the functions of water spraying， dust pressing， high and low spraying， pesticide spraying， guardrail washing， etc. It can be said water truck in our life plays an increasingly important role.Through theoretical analysis， the chassis of a commercial vehicle was selected as the sprinkler， and the tank size and layout of the waterway system were designed according to the selected two types of chassis. And carry on the calculation of tank size， etc.Keywords： Water truck; tank; water systemCLC NO.： U418.3+24 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2019）01-97-03

前言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市建設(shè)的增長，人們對環(huán)境的要求越來越高，灑水車的需求也逐年增加。在城中村及老舊小區(qū)大型車無法駛?cè)氡仨氂尚⌒蜑⑺噥硗瓿勺鳂I(yè)。相比而言小型灑水車更方便、靈活，所以3噸灑水車是我設(shè)計的選擇。

1 灑水車的簡介

1.1 灑水車的分類

灑水車的標(biāo)配一般有前沖、后灑、側(cè)噴、灑水平臺及灑水高炮，按底盤可分為：汽車式、半掛式和拖掛式灑水車。按出水方式可分為：普通噴灑、高壓沖洗、噴灑-沖洗一體灑水車。按外型：平頭灑水車、長頭灑水車。

1.2 原理

灑水車的基本原理是使用發(fā)動機動力通過連接在變速箱上的動力輸出裝置驅(qū)動車載噴水泵。噴頭主要由汽車底盤，動力輸出，離心水泵，水管系統(tǒng)，罐體，閥門和控制系統(tǒng)組成。

1.3 結(jié)構(gòu)組成

1.3.1 汽車底盤

在不影響整車性能的基礎(chǔ)上進行改裝，改裝后其整車性能與原車相同，必須嚴格按底盤改裝手冊進行操作。

1.3.2 取力器

裝于變速箱上，根據(jù)空間位置可分為左置和右置，其主要功能是將發(fā)動機動力通過變速箱輸出，再通過傳動軸傳遞給車載水泵，為水泵提供動力。本設(shè)計選用i=1.167取力器，潤滑方式選擇飛濺潤滑。

1.3.3 水泵

一般情況下，會選擇自吸式灑水泵或離心泵，本車選用離心水泵。

1.3.4 水路系統(tǒng)

灑水車噴淋管道包括進出口，前沖，后沖，側(cè)噴，高壓槍，氣動四位三通球閥，濾水器三通等。

1.3.5 罐體

水箱的結(jié)構(gòu)可以是橢圓柱或梯形體。根據(jù)設(shè)計要求，采用橢圓柱進行設(shè)計，罐體的主體材料為碳素結(jié)構(gòu)Q235-B，罐內(nèi)設(shè)置3塊防波板。

1.3.6 罐口設(shè)計

罐口設(shè)計為直徑Φ600mm的孔以便維修保養(yǎng)進出罐體之用。大蓋由卡箍及螺栓緊固在罐口頸上，小蓋板由支銷和耳板將其與大蓋板連接，順時針轉(zhuǎn)動小蓋上手柄，使小蓋板壓緊。反轉(zhuǎn)，脫開耳板后，小蓋板可打開用于加水。

2 灑水車的罐體

2.1 罐體

罐體是灑水車的重要組成部分，也是主要的載體和工作部件。噴水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要意義在于確保結(jié)構(gòu)尺寸和技術(shù)參數(shù)符合規(guī)定要求，加強噴水器的承載能力，合理分配軸重，減輕重量，減少重心，并提高動態(tài)性能。

2.2 灑水車的水路系統(tǒng)

整車水路設(shè)計是決定灑水車性能的重要因素，灑水噴頭前面有鴨嘴形灑水噴頭或圓頭噴嘴，背面有圓柱形灑水噴頭或噴頭噴嘴。由于其型號，車身高度不一樣，對前后噴嘴的位置有很大的要求。噴嘴位置過高，會對路面的除塵和降噪效果產(chǎn)生一定的影響;噴嘴位置低，濺起的污垢會粘在輪胎上。另外，還須考慮噴嘴噴霧的寬度，按QC/T29II4-93“噴頭技術(shù)要求”噴灑寬度應(yīng)≥14米，根據(jù)具體設(shè)計要求，加寬噴涂寬度是未來的發(fā)展趨勢。

2.3 灑水車附件的選擇

高壓水槍，也稱高壓清洗機，使用動力裝置使高壓柱塞泵產(chǎn)生高壓水以沖洗物體表面。高壓水將剝離污垢并沖洗掉以實現(xiàn)清潔。所以高壓力清洗也被認為是世界上最科學(xué)，最經(jīng)濟和最環(huán)保的。清潔方法之一。

高壓水槍通常與高壓水泵和高壓水管一起形成高壓清洗裝置，其材料需具有很強的耐壓性。結(jié)合我設(shè)計的3噸噴水器，需要將高壓水管連接到水泵，動力輸出裝置將發(fā)動機的動力泵傳遞給高壓水槍使用。

2.4 灑水車的噴灑作業(yè)

（1）將四通閥后把手平行拉動地面，打開球閥，啟動發(fā)動機，將變速器放入齒輪，并轉(zhuǎn)動動力-關(guān)閉開關(guān)。拉動齒輪以取力，然后分離離合器，泵開始運轉(zhuǎn)并開始灑水。

（2）罐體內(nèi)的水噴灑用完后，駕駛員應(yīng)提前推動取力器手柄進行脫檔操作，噴水泵停止運轉(zhuǎn)。

3 設(shè)計參數(shù)

3.1 設(shè)計參數(shù)的確定

3.1.1 設(shè)計條件

（1）4×2底盤罐式車輛，裝卸方式為上裝下卸，重力裝、卸料;

（2）運輸介質(zhì)：水。水的物化特性：熔點0℃，沸點100℃;飽和蒸汽壓：0.012MPa（50℃）;密度0.998×103㎏/m3（50℃）。

（3）主要材質(zhì)：

罐體及封頭材質(zhì)：Q235-B

副車架材質(zhì)：Q345-A

（4）底盤前懸1032mm，軸距3300mm，整備質(zhì)量2950㎏，前軸載荷1180㎏，后軸載荷1770㎏，最大允許總質(zhì)量6495㎏。

3.1.2 當(dāng)量內(nèi)直徑

當(dāng)量內(nèi)直徑：

3.1.3 罐體設(shè)計壓力

罐體設(shè)計壓力p=0.030MPa

3.1.4 罐體計算壓力

罐體計算壓力

pc1=p1=2×H×1×10-3×9.8=0.0176MPa

式中：

p1——兩倍靜態(tài)水壓力，MPa

H——罐體內(nèi)高尺寸，H取0.9m

pc2=p2=0.012MPa

式中：

p2——介質(zhì)設(shè)計溫度時飽和蒸汽壓（50℃）

pc3=p3=2×G2×g/（3.14159Di2/4）= 0.0447MPa>0.035 MPa

式中：

p3——等效壓力，等于最大充裝質(zhì)量乘以2倍的重力加速度并除以罐體縱向投影面積的商，并與0.035 MPa比較取較大值

罐體計算壓力pc =pc2+pc3= 0.0567MPa>pc1

3.1.5 單位容積充裝量

Фv=γt×97%=0.998×97%=0.968t/m³

式中：

γt——設(shè)計溫度下介質(zhì)密度，t/m³

3.1.6 罐體最大允許充裝質(zhì)量

罐體最大允許充裝質(zhì)量G2=Фv×V=0.968×3=2.904t= 2904㎏

3.1.7 焊接接頭系數(shù)

焊接接頭系數(shù)φ=0.85（JB/T4735-1997中3.7.1）

3.2 設(shè)計計算

3.2.1 罐體厚度計算

罐體中筒體及封頭的厚度計算見表1

3.2.2 罐體容積校核

罐體容積：

式中：

A——截面面積，A=1m2

L——罐體直線段長度，L=3m

L1、L2——平行封頭深度，L1=L2=0m

V0——罐內(nèi)附件的體積總和，V0=1×0.004×3=0.012m³

V=1×3-0.012=2.988=3m³

4 結(jié)論

設(shè)計選擇3噸灑水車作為研究對象，從技術(shù)數(shù)據(jù)的收集到市場和調(diào)查灑水車的使用，詳細查詢相關(guān)法規(guī)和信息，最終將設(shè)計方案通過技術(shù)評審根據(jù)用戶需求并對3噸灑水車罐體及水路系統(tǒng)加了高壓水槍，用于沖洗路邊小廣告。

參考文獻

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