混凝土攪拌運輸車設(shè)計要點

馬國強

【摘 要】混凝土攪拌運輸車是現(xiàn)代化混凝土施工中不可缺少而且發(fā)展很快的設(shè)備，因為它能靈活機動地完成襖混簇土攪拌站到澆灌現(xiàn)場之間的運輸。本文在分析混凝土攪拌運輸車主要用途以及工作原理的基礎(chǔ)上，對混凝土攪拌運輸車過程當中高的設(shè)計要點進行了詳細分析。在設(shè)計過程當中，只有注重設(shè)計要點，才可以最終設(shè)計出更為理想的混凝土攪拌運輸車。

【關(guān)鍵詞】混凝土攪拌車；工作原理；設(shè)計要點

混凝土攪拌運輸車是現(xiàn)代化混凝土施工中不可缺少而且發(fā)展很快的設(shè)備，因為它能靈活機動地完成襖混簇土攪拌站到澆灌現(xiàn)場之間的運輸。在特定場合能直接承祖攪拌、澆灌任務(wù)，保證滿是士程建設(shè)中的混凝土質(zhì)量要求。有利于減輕勞動強度和降低成本。近年來，混凝土攪拌運輸車在我國應(yīng)用所顯示出豹優(yōu)越性，引起了混雄土施工行業(yè)的興趣，從而準歡了有關(guān)方面對研制混凝土攏拌運輸車的重視。為了使混凝土攪拌運輸車達到最佳技術(shù)狄態(tài)，必須注意混凝本土攪拌運輸車設(shè)計要點。

砼攪拌運輸車是攪拌與運輸砼的專用車。每次可運輸公稱攪動容量預拌砼；也可與配料站配套進行縮拌或攪拌干料生產(chǎn)公稱容量勻質(zhì)砼?，F(xiàn)國內(nèi)砼攪拌運輸車大多數(shù)是用于運輸攪拌站預拌好的砼。

一、混凝土攪拌運輸車的主要用途

混凝土攪拌運輸車是“一站三車”的重要組成設(shè)備之一，承擔著將商品混凝土從攪拌站安全、可靠、高效地運輸?shù)浇ㄔO(shè)工地的任務(wù)。因而具有運輸和攪動的雙重功能，使得各種方量的混凝土攪拌運輸車在一定運輸半徑范圍內(nèi)仍可保證混凝土不離析，從而得到了廣泛的使用。

基于混凝土攪拌運輸車的工作特點，并針對混凝土的運距長短、混凝土配比質(zhì)量和現(xiàn)場施工條件等不同要求，可相應(yīng)地采取預拌混凝土的攪動運輸或混凝土攪和料攪拌運輸2種工作方式，我國通常采用的是預拌混凝土的攪動運輸。

二、混凝土攪拌車構(gòu)成及工作原理

砼攪拌運輸車主要由二類底盤、傳動系、液壓系統(tǒng)、機架、攪拌罐、進出料裝置、供水系統(tǒng)、操縱系、人梯等部分組成。攪拌罐前端與減速機聯(lián)接安裝在機架前臺上，后端通過滾道由安裝在機架后臺的兩個托輪支撐。

混凝土攪拌車工作原理：混凝土攪拌運輸車由汽車底盤和攪拌運輸車的專用裝置組成。其國產(chǎn)底盤多為整車生產(chǎn)廠家提供的二類通用底盤，專用機構(gòu)主要包括取力器、攪拌筒前后支架、減速機、液壓系統(tǒng)、攪拌筒、操縱機構(gòu)、供水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)等。工作原理是通過取力裝置取出汽車底盤的動力，驅(qū)動液壓系統(tǒng)的變量泵，使機械能轉(zhuǎn)化為液壓能傳遞給定量馬達，進而驅(qū)動減速機，再由減速機驅(qū)動攪拌裝置，實現(xiàn)混凝土攪拌。

三、砼攪拌運輸車設(shè)計要點

1.整車設(shè)計軸荷分布合理

整車設(shè)計軸荷分布是否合理直接影響到行車可操作性、穩(wěn)定性、安全性。攪拌運輸車與其他貨車不同，貨車重心位置在平坦路面與上下坡時是一致的，軸荷分布較容易設(shè)計計算，而攪拌車運輸?shù)捻攀强闪鲃拥?，隨著上坡和下坡砼也前移或后移，重心位置在變化。在設(shè)計過程中，首先用三維軟件分別計算上坡和下坡時砼重心位置，然后綜合考慮合理分布前后軸荷，既要保證車輛行駛安全，又滿足法規(guī)要求。

2.液壓傳動系統(tǒng)性能可靠

攪拌運輸車液壓傳動系統(tǒng)由液壓泵、液壓馬達、減速機、油散熱器、油管及接頭等組成，是整車十分關(guān)鍵的系統(tǒng)。當預拌砼裝入攪拌罐內(nèi)以后，須按規(guī)定時間內(nèi)卸到工作面上，在此期間必須不停地攪動，以防砼產(chǎn)生初凝和離析，從而保證砼的勻質(zhì)性。若液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障致使攪拌罐不能轉(zhuǎn)動，攪拌罐內(nèi)的砼就會凝固，甚至會引起攪拌罐報廢。因此，對攪拌運輸車液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計須十分可靠，液壓泵和液壓馬達壓力、排量、扭矩須做認真匹配計算，并設(shè)計較高安全系數(shù)；減速機扭矩須有較大的富余量；油散熱器及其溫控開關(guān)性能須十分穩(wěn)定，并設(shè)計溫開關(guān)保護電路以延長其壽命；液壓泵、液壓馬達、減速機須選擇性能穩(wěn)

定、質(zhì)量可靠的進口件，從而確保零故障液壓傳動系統(tǒng)的產(chǎn)品推出。

3.攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計合理

攪拌罐外殼主要由封頭、前錐、中筒、后錐（含滾道）組成，罐內(nèi)焊有兩條螺旋葉片。當攪拌罐按正方向轉(zhuǎn)動時，預拌砼從后錐進料口流入攪拌罐，被螺旋葉片向罐底方向推去并順著球形底板被翻起向前流動；另一方面由于葉片、攪拌罐與砼之間的摩擦阻力，在攪拌罐旋轉(zhuǎn)時，砼被帶著傾斜一個角度，當砼傾斜角度大到一定程度時，重力產(chǎn)生向下滑移的力超過砼的極限剪應(yīng)力，砼自行坍塌，并與螺旋葉片推動軸向流動的砼攪混在一起；這樣，罐內(nèi)的砼在汽車行駛中始終被均勻攪拌。當攪拌罐按反方向轉(zhuǎn)動時，砼順著葉片逐漸被推到出口而進行卸料。

攪拌罐內(nèi)的兩條螺旋葉片成形參數(shù)直接決定攪拌罐的攪拌性能，以前的攪拌罐采用的是阿基米德螺線，它的下滑角（葉片與攪拌罐軸線的夾角）是一個變數(shù)，隨著中筒到后端的直徑逐漸變小，下滑角也逐漸變小，這樣在后端出口處的下滑力也變小，這樣容量易發(fā)生堵塞現(xiàn)象；現(xiàn)在攪拌罐葉片改成對數(shù)螺旋線，它的特點是下滑角不隨攪拌罐直徑變化而變化，以便出料暢通；為了進一步提高攪拌罐性能，據(jù)設(shè)計積累經(jīng)驗，螺旋葉片采用對數(shù)螺旋線加修正系數(shù)或變參數(shù)螺旋線等方法進行優(yōu)化設(shè)計，并且進行實戰(zhàn)試車試驗，然后多觀察、多分析研究各種結(jié)構(gòu)螺旋線，從而可設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的攪拌罐。

4.攪拌罐及其葉片和進出料斗的材料要耐磨

砼與攪拌罐及其葉片和進出料斗直接接觸并不斷在其表面進行摩擦運動，而沙和礫石是砼的主要組成成分，它們使攪拌罐及其葉片和進出料斗磨損嚴重。因此，攪拌罐及其葉片和進出料斗的材料不能使用常規(guī)A3鋼，而須采用高強度高耐磨性低合金結(jié)構(gòu)鋼，關(guān)鍵部位處（如攪拌罐葉片頂端）還須焊上耐磨襯條加固，設(shè)計要達到運輸6～8萬m3砼的壽命。

5.攪拌運輸車須設(shè)計必要的標識

攪拌運輸車作為專用車與一般的載貨車不同，專用設(shè)備較多，為了便于司機掌握專用設(shè)備的使用方法和注意事項，在操作桿、注油口、液壓油箱旁須設(shè)計貼有相應(yīng)的標識牌。標識牌指導司機操作及警示各設(shè)備保養(yǎng)等，以延長整車的使用壽命。

6.攪拌罐滾道相對于托輪面后移5～10mm

大多數(shù)攪拌運輸車生產(chǎn)廠裝配攪拌罐滾道與托輪中心正對，以為是較合理的裝配。其實，這樣裝配是不科學的，當攪拌運輸車滿載砼時，由于底盤大梁是兩處（機架前后臺處）集中受力致使大梁變形，裝配在機架后臺上的托輪總成通常后移5～10mm（不同汽車底盤和裝載量其后移量是不同的），若與托輪面對中裝配，則重載時滾道將前移，受力中心不對托輪面中心，從而影響托輪壽命。因此，裝配時保證攪拌罐滾道相對于托輪面后移5～10mm，重載時剛好在最佳受力點位置。

四、結(jié)論

按以上要點進行設(shè)計，并要符合《混凝土攪拌運輸車技術(shù)條件》的要求，而且須深入到生產(chǎn)現(xiàn)場、產(chǎn)品用戶中，不斷積累經(jīng)驗，設(shè)計出理想的砼攪拌運輸車。

【參考文獻】

[1]莫慶煌.混凝土攪拌運輸車設(shè)計要點[J].建筑機械化，2017，3.

[2]于世旭.混凝土攪拌車攪拌總成建模與仿真[J].機械工程及自動化，2017，1.

[3]謝開泉.我國混凝土攪拌運輸車市場情況分析及預測[J].專用汽車.2015（04）：22-24.

[4] 王安麟；姜濤；善盈盈等.基于流固兩相流的混凝土攪拌運輸車攪拌筒葉片設(shè)計方法[P]. 專利號：CN101551830.

[5]邵萌，王安麟，朱燈林等.混凝土攪拌運輸車攪拌筒內(nèi)攪和料流固兩 相 流的建模方法[P]. 專利號：CN1579726.