张展坤 黄振文
东莞市永强汽车制造有限公司 广东 东莞 523407
摘要：粉罐物料运输车为运输散装水泥、粉煤灰、石灰粉等粉粒物料的主要工具。常用的卸料方式是罐体底部安装流化床，物料在流态化状态下，在气流作用下沿封闭的管道，输送至物料仓。目前国家对超载车辆实施严格管控，不允许任何车辆超载，所以在保证车辆性能的前提下，车辆轻量化要求越来越高。作为客户方轻量化车载可带来长期的经济效益，作为车辆生产厂家可以降低成本，提高市场占有率。本着轻量化的原则，对原有的车辆在同等容积的情况下，对流化床进行优化，增加底部流化床的面积，去除左右两侧的导流板，在保证功能、强度的情况下，实现轻量化和降低成本。
关键词：粉罐车 流化床 导流板 改造技术
一、改造原因分析
1 客户提出一批出厂的28立方散装水泥运输粉罐车，怎样降低车辆的整备质量，客户提出，现在国家法规对运输车辆的超载情况严格管控，不允许超载，怎样在原设计上进行优化改造，提高车辆载重而又不影响车辆的原有功能，从而提高客户的经济效益？
2 针对客户提出的问题，我们在原有的设计方案与现有的设计方案两者之间进行了深入的研究和分析对比，区别在于之前的运输车辆存在超载情况，现在的运输车辆不允许超载。在不允许超载的大前提下，提出优化罐体流化床结构、取消罐体内部两侧导流板的方案，并对此方案进行验证，可以解决客户提出的问题。
二、改造优化方案
1原设计：
现有的水泥粉粒物料罐运输车是常用罐底底部铺设气袋，由16条气袋组合成流化床，流化床两侧布置导流板（滑料板），卸料时物料在流态化的状态沿着侧导流板下滑到流化床，物料在气流的作用下，沿着封闭的管道，输送到物料仓，见图一。
图一：28立方水泥罐流化床和侧导流板
2优化后：
罐体底部流化床铺设的气袋，由原来的16条增加至20条，即在原流化床的两侧各增加2条气袋，增大流化床的面积，增加了流态化的速度，同时取消两侧的导流板（滑料板），用增加的4条气袋代替，见图二。
图二：28立方水泥罐改造后的流化床
三、改造可行性分析
1、强度分析，主要针对两侧的导流板进行分析。
侧导流板与罐体组合焊接一起，对罐体能起到加强的作用，此结构通常适用于超载的车辆。取消侧导流板对罐体的强度有所减弱，减少了罐体的重量，此设计适用于不超载的车辆。针对此批车，因为车架的结构未改变，保留足够的强度，因此取消罐内两侧的导流板对车辆的整体强度影响不大。
2、功能分析，主要针对取消侧导流板、增加了流化床面积进行分析。
侧导流板也可称为滑料板，物料在流态化时顺着侧导流板快速地滑到流化床中，使罐内物料不堆积，即罐内无安息角。而取消侧导流板，罐内存在一定的死角，物料在流态化时始终停留在罐内死角处或者内壁上，造成物料堆积无法卸料干净，但是增加流化床的面积可消除罐内存在的死角，可以代替原两侧导流板的作用，同时利用气流的能量，将罐体两侧的物料吹松到流化床，并加快物料流态化的速度。
3、从以上分析可以看出，在国家法律法规对超载车辆严格管控的大环境下，对流化床的优化设计、取消罐内两侧的导流板，可以满足现有车辆的使用要求。
四、经济效益
1、原设计中，罐体左右两侧安装的导流板，单件重87.5kg，前后共4件合计重87.5×4=350kg；16条气袋组合的流化床，单条重12.5kg，合计重12.5×16=200kg。
2、取消罐体两侧的导流板，罐体重量比原设计轻350kg，内部空间增大0.4m3。增加4条气袋，增加重量为12.5*4=50kg。另一方面，侧导流板的制作工时为2天/2人，而增加4条气袋的制作工时为0.5天/2人。
3、对比可见，优化后罐体整体质量减轻300kg，增加罐内空间0.4m3；降低运输成本、增加了运输量。
从客户的利益来看，车辆整备质量减少300kg，而空间增大0.4 m3可以多装载300kg的物料，根据中国汽车工业协会和物流企业实际测算，每减轻1kg，车辆每行驶1万公里，能有效节省燃油约0.6L，由表1可看出，每年每台车可以给客户带来收益41400元。表中柴油按6.5元/L计算，多装运收入按0.3元/吨/公里计算。
表1：车辆轻量化带来的收益
从制造厂家的利益来看，每台车原材料可以节省300kg，合计1500元，人工成本900元，增加4条气袋成本264元，每台车可节省2136元。而且优化后的制造工艺更加简单。
注：以上数据是按单台车计算，如用户每年有n台车在运营或车辆生产厂家每年生产n台车，其计算优化后的年收益=单台收益×n台
五、结束语
水泥粉罐车流化床优化改造后，不但结构、功能上可以满足客户的使用要求，而且还给客户带来可观的收益。这种优化流化床的改造方案，也给制造厂家提供了一个新思路，此方案不但可以降低材料成本和人工成本，而且制造工艺更加简单、方便，也更符合当前的国家法规、国家标准。
参考文献
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[2]王海虹.GF_4型氧化铝粉罐车流化吹送装置的改进设计[J].机械管理开发,2005(05):3-5.
[3]齐超,王莹,王光荣.氧化铝粉罐车流化床的改造及效益[J].有色冶金节能,2002(06):44-46.
论文作者:张展坤,黄振文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/29
标签：流化床论文; 物料论文; 气袋论文; 车辆论文; 罐车论文; 罐体论文; 台车论文; 《防护工程》2018年第10期论文;