水泥運輸車焊縫開裂范文

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近幾年，國家城市化進程的加快、城市化改造和城市公共基礎設施建設、房地產業的高速增長、工業企業的大量投資項目、散裝水泥相關政策等導致了對散裝水泥運輸車的大量需求。各汽車企業先后開發散裝水泥運輸車，推向市場。但是各廠家開發的車輛結構大同小異，在車輛使用過程中出現的質量問題也基本相同。其中，罐體開焊為散裝水泥運輸車最易出現的質量問題。下面從工作原理、結構介紹、工況分析、故障分析、解決措施等方面，分析罐體開焊的原因和解決措施。

1工作原理介紹

圖1為散裝水泥運輸車基本結構示意圖。發動機動力經過變速箱、取力器、傳動軸輸入空壓機4，空壓機開始工作，輸出壓縮空氣，壓縮空氣經單向閥3、進氣管1路進入氣室，觀察壓力表6顯示的罐體內壓力，當壓力達到0.19MPa時，氣體穿過流化元件流速到達一定速度，水泥開始懸浮流化，打開卸料蝶閥5，流化狀水泥物料經排料管路排出。當壓力大于0.22MPa時，安全閥2自動開啟，使倉內壓力保持低于0.22MPa。

圖1散裝水泥運輸車基本結構圖圖2罐體內部結構示意圖

1、進氣管2、安全閥3、單向閥

4、空壓機5、蝶閥6、壓力表

2普通散裝水泥運輸車內部結構

如圖2所示，散裝水泥運輸車罐體內部主要由側滑料板、多孔板、流化元件（氣體分布板）組成，并由滑料板、多孔板、流化元件將罐體分為氣室和料室兩個部分。料室用來存儲散裝水泥，氣室存儲壓縮空氣，多孔板和流化元件是讓氣室壓縮空氣能夠進入料室，并同時使空氣達到一定速度。滑料板一般與水平面成42度角，使水泥能夠自然下滑，滑料板一般為5mm鋼板，為整體式。

3工況分析

3.1裝料

將散裝水泥運輸車停于水泥存儲塔下，并使車輛進料口與存儲塔出料口對正，打開車輛進料口進料，隨著罐體內水泥量的增加，水泥對罐體滑料板的壓力漸漸增大，當罐體裝滿水泥，壓力增加到最大，然后壓力保持不變（壓強約為0.14MPa）。如圖3所示（紅線表示側滑板受到壓力，黑線表示側滑板變形量）。罐體滑料板的變形也隨著壓力的增大不斷增大，當壓力達到最大時，變形量也達到最大，并保持不變。

3.2運輸過程

水泥運輸時，汽車車輪與地面間的相互作用力在不斷地變化著，這些變化與路面形狀及其不平度的尺寸、汽車零部件的慣性和彈性特征有關，導致了汽車在行使過程中，發生震動，最終使得罐體中水泥對側滑板的沖擊力不斷變化，如圖4。由于受力變化，引起了側滑板形變的不斷變化，易導致焊縫疲勞失效。

3.3卸料

空壓機工作，向氣室內加入壓縮氣體，氣室壓力不斷增大，當壓力達到一定值時，側滑板、流化床因受到氣體壓力而向上變形。當壓力達到0.19MPa時，打開蝶閥，開始卸料，在此過程，氣體壓力、貨物重力不斷變化，側滑板、流化床變形方向、變形量也不斷發生變化（如圖5），導致側滑板、流化床振動和異響。

圖3壓力、變形隨時間變化圖4壓力、變形隨時間變化圖5壓力隨時間變化

4故障分析

散裝水泥運輸車總是在上述工況中使用，側滑板、流化床變形和抖動會導致滑料板與罐體連接焊縫、滑料板與多孔板連接焊縫發生疲勞失效，焊縫開裂。焊縫材料的疲勞壽命特性曲線（S-N曲線）如圖6所示。

利用UG軟件對該結構進行分析。先對散裝水泥運輸車罐體建模，然后進入UG分析模塊，對罐體及內部各部分材料進行設置，再對罐體及內部各部分進行網格劃分，設置約束及載荷相關參數，最后進行計算分析。圖7為計算分析報告的一部分（滑料板強度分析），可以看出，滑料板與罐體焊接部位，為危險區域，焊縫或滑料板的母材易發生開裂現象。

圖6S-N曲線圖7滑料板強度分析

焊縫開裂會導致氣體不通過多孔板、流化元件而直接進入料室，不能使水泥懸浮流化，水泥輸送困難，出料速度減慢，剩余率增大，情況嚴重的會使車輛失去輸送功能。在散裝水泥運輸車實際使用過程中，罐體內部焊縫開裂也是該類車主要易發生故障之一。

4解決措施

為有效解決焊縫開裂問題，必須消除側滑板、流化床的變形和抖動。從結構設計的角度考慮，側滑板、流化床的變形和抖動是因為在同等壓力情況下，整體式側滑板受力面積過大，易發生變形。要消除變形和抖動，必須減小受力面積。故而，將滑料板設計為分體式，由滑料板1、滑料板2、滑料板3組成，如圖8、圖9所示，滑料板2是“［”形折彎件，先將它定位于罐體內，并焊接，滑料板3是“﹂”形折彎件，將短邊與多孔板配合焊接，另一邊搭焊于滑料板2上，滑料板1是平板，搭焊于滑料板2、罐體之間。這樣，雖然滑料板總受力面積沒有變化，但是單個滑料板零件受力面積減小了，不再發生變形，抖動也就消除了，進而解決了罐體內部焊縫開裂的問題。

同樣利用UG軟件對該結構進行分析。步驟同上。圖10為計算分析報告的一部分，可以看出，整個罐體內部結構是安全的，焊縫或滑料板的母材不會發生開裂。

摘要：針對散裝水泥運輸車罐體內部焊縫開裂的質量問題，從結構原理、工況等角度進行分析，找出出現焊縫開裂根源，提出解決措施。

關鍵詞：散裝水泥運輸車結構焊接