粉罐半掛車提升卸料速度之吸料口工裝改進

郭喜洲 韓永濤 韓月琴

駐馬店中集華駿車輛有限公司 河南駐馬店 463000

粉罐半掛車提升卸料速度之吸料口工裝改進

郭喜洲 韓永濤 韓月琴

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通過對粉罐半掛車提高卸料速度進行研究時發現，當罐體壓力開始下降時，罐體內部水泥呈現前后、左右不均勻的分布狀態。在后續研究過程中，也進行了大量排查性試驗，得出上述問題的關鍵在于出料管道吸料口定位不精準，并分析了水泥分布不均勻問題的原因及解決辦法。

粉罐半掛車 吸料口 卸料速度

1 前言

隨著新GB1589的實施，大多數粉罐半掛車生產企業都將研發重點放到產品輕量化上，而實際上各產品自重相差并不懸殊，為了提高粉罐半掛車的使用性能，考慮將研發重點放在粉罐半掛車卸料速度的提升方面。在粉罐半掛車卸料速度提升的大量裝載試驗過程中，筆者發現罐體壓力從開始下降，直到卸料完成，氣壓下降速度一直達不到預期的快速直線下降要求。為此，在試驗過程中，當罐體壓力下降到0.18 MPa時，將柴油機組關閉，靜置后進入罐體內部排查原因，通過多臺車排查和對比，發現卸料后期，罐體內部水泥呈現前后、左右不對稱、不均勻分布，如圖1所示。這是造成后期卸料時間延長的主要原因，而造成這種分布的共同點就是出料管道吸料口排布左右方向不對稱，出現偏斜，前后方向不逢中，或者吸料口不在同一平面上，一側翹頭等，從而影響到卸料過程中均勻卸料。

圖1 卸料后期罐體內部水泥分布狀態

2 問題產生的原因分析

a.吸料口左右方向不對稱，出現偏斜，前后方向不居中。出現這種情況的主要原因在于出料管道排布前，罐體底部已由手工氣割出一個排污口，吸料口只能以排污口作為基準進行排布，由于排污口手工氣割誤差較大，對稱度無法保證，從而導致吸料口定位不精準。

b.即使調整制作工序，先排布出料管道，再氣割排污口，但吸料口是以中段罐體對接焊縫為基準，吸料口剛好位于對接焊縫正上方，蓋住對接縫，測量不便，導致測量誤差較大，手工定位不夠精準。

c.吸料口不在同一平面上的主要原因是吸料口高度不明確，沒有專業的吸料口對接工裝衡量平面度對卸料速度的具體影響，因此，吸料口對接時平面難以控制，焊接后吸料口也會產生焊接變形，影響吸料口平面度，如圖2所示。

圖2 排污口及簡易對接立板

3 解決措施

3.1 定位基準解決措施

吸料口排布仍以罐體底部排污口作為定位基準。罐體板為氣割件，在罐體氣割時，將排污口直接氣割而成，這樣排污口相對罐體中心的定位基準將十分精確，則以排污口為基準排布的吸料口誤差就會很小，如圖3所示。

圖3 排污口提前氣割

3.2 吸料口平面度解決措施

罐體成型后，在罐體氣割的排污口位置焊接一個錐形法蘭盤，法蘭盤可通過水平儀直接控制平面度。法蘭盤平面度控制好后，可以在錐形法蘭盤內設計一套“可伸縮的吸料口對接工裝”，從而通過對接工裝控制吸料口的平面度。

可伸縮式吸料口對接工裝由鎖緊螺栓、定位盤、旋轉絲杠、絲杠螺母、固定盤等5大部分組成，定位盤和旋轉絲杠是焊接在一起的上部整體，絲杠螺母和固定盤是焊接在一起的下部整體，兩個整體通過旋轉絲杠和絲杠螺母上的梯形螺紋連接在一起，從而組成整套對接工裝，如圖4所示。

圖4 吸料口對接工裝示意圖

定位工裝具體使用步驟為：

a. 先將定位工裝放置在排污口錐形法蘭盤上，使定位盤上的卡槽卡到法蘭盤凹陷的臺階中，保證對接工裝和排污口法蘭同軸，從而確保了對接工裝與罐體中心線的定位精度，如圖5所示。

圖5 對接工裝放置到法蘭盤中

b. 將吸料口放到上部的定位盤中，并用周邊的鎖緊螺栓鎖緊，如圖6所示。定位盤銑有內凹的臺階，臺階分度圓直經比吸料口直徑大5 mm，從而可以確保吸料口與對接工裝以及罐體中心之間的定位精度。

圖6 定位盤及吸料口鎖緊到定位盤照片

c. 旋轉定位盤，使吸料口與罐體之間的高度達到技術要求的范圍，由于旋轉絲杠采用梯形螺紋，梯形螺紋之間曠動量很小，從而保證了定位盤平面度和定位精度，如圖7所示。

圖7 調整吸料口高度

d. 從罐體內部依次將出料管道排布好并焊接到位，管道與罐體之間加裝好拉撐，吸料口通過鎖緊螺栓鎖緊，在焊接過程中吸料口相對罐體中心的定位精度及平面度不會發生變化，如圖8所示。

圖8 排布出料管道

e. 等出料管道全部排布完成后，松開吸料口鎖緊螺栓，將工裝反向旋轉收縮，此時可以從罐體內部直接將對接工裝取掉，如圖9所示。此方法使用便捷，定位精度較高，徹底地解決了試車過程中所發現的吸料口排布左右方向不對稱、前后方向不逢中、吸料口不在同一平面上等一系列影響水泥分布不均的技術難題。

圖9 取出對接工裝

4 試驗結論

后續又對使用吸料口對接工裝排布的車輛進行多臺車平均卸料速度對比求證，驗證結構表明：

a.使用工裝排布的車輛，卸料后期罐體壓力下降速度均能夠控制到5 min以內，且大多數車輛下降速度都在2 min以內，達到預期卸料后期氣壓快速下降這一目的；

b.為了檢驗罐體水泥流化均勻情況，所有車輛卸料時，當罐體壓力達到0.18 MPa時，均停止卸料檢查水泥流化情況。通過對臺車實際觀察得知，吸料口前后、左右的水泥流動基本同步，且罐體內部水泥殘留相對均勻；

c.通過對同一立方數的10臺車輛進行卸料速度統計，得出該立方車型的平均卸料速度為1.525 t/min，如圖10所示，而其他立方數的車型平均卸料速度也都能維持在1.5 t/min左右，從而達到提升粉罐車卸料速度的最終目的。

圖10 平均卸料速度、罐體內部殘留水泥及其中一臺車的卸料曲線圖

5 結語

通過對粉罐半掛車吸料口進行深入研究，僅利用一套專業的吸料口對接工裝，徹底解決了在實際實驗過程中所發現的問題，達到提升粉罐半掛車卸料速度的最終目的。可見，設計人員不僅要在產品輕量化上大做文章，更要在產品使用性能上加大研究力度，只有提升了產品使用性能，才能在市場中展現出產品獨特的營銷亮點，為客戶、為企業創造更高的效益。

Enhance Discharge Speed of Powder Tank Semi - trailer by Suction Port Tooling Improvement

GUO Xi-zhou et al

When the tank pressure is starting to decrease, the cement inside the tank shows the distribution of the front, the left and the right unevenly. In the follow-up study,a large number of troubleshooting experiments were carried out, and the key to the above problems was the discharge pipe, especially the suction port. Therefore, problems and solutions was analyzed in this article.

powder tank semi-trailer; suction port; unloading speed

U463.83+4.02

A

1004-0226(2017)11-0099-03

郭喜洲，男，1968年生，工程師，現從事專用汽車產品研發管理工作。

2017-09-30