混凝土攪拌運(yùn)輸車設(shè)計(jì)要點(diǎn)

《設(shè)計(jì)開發(fā)》 · 2007-05-08 00:00

  砼攪拌運(yùn)輸車是攪拌與運(yùn)輸砼的專用車。每次可運(yùn)輸公稱攪動(dòng)容量預(yù)拌砼;也可與配料站配套進(jìn)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(yùn)輸車大多數(shù)是用于運(yùn)輸攪拌站預(yù)拌好的砼。

  砼攪拌運(yùn)輸車主要由二類底盤、傳動(dòng)系、液壓系統(tǒng)、機(jī)架、攪拌罐、進(jìn)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(jī)聯(lián)接安裝在機(jī)架前臺(tái)上,后端通過滾道由安裝在機(jī)架后臺(tái)的兩個(gè)托輪支撐。其工作原理:動(dòng)力由二類底盤全功率取力器輸出通過傳動(dòng)軸把動(dòng)力傳給液壓泵,液壓泵產(chǎn)生液壓能通過油管傳到液壓馬達(dá),液壓馬達(dá)把液壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能并通過減速機(jī)減速增扭傳遞到攪拌罐,通過調(diào)節(jié)(雙作用變量)液壓泵的伺服手柄角度從而實(shí)現(xiàn)攪拌罐正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速的大小,以實(shí)現(xiàn)砼裝料、攪拌、攪動(dòng)、出料等作業(yè)。

1 砼攪拌運(yùn)輸車設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  1)整車設(shè)計(jì)軸荷分布合理 整車設(shè)計(jì)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(yùn)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(shí)是一致的,軸荷分布較容易設(shè)計(jì)計(jì)算,而攪拌車運(yùn)輸?shù)捻攀强闪鲃?dòng)的,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(jì)過程中,首先用三維軟件分別計(jì)算上坡和下坡時(shí)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(dòng)系統(tǒng)性能可靠 攪拌運(yùn)輸車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵、液壓馬達(dá)、減速機(jī)、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(dāng)預(yù)拌砼裝入攪拌罐內(nèi)以后,須按規(guī)定時(shí)間內(nèi)卸到工作面上,在此期間必須不停地?cái)噭?dòng),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(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障致使攪拌罐不能轉(zhuǎn)動(dòng),攪拌罐內(nèi)的砼就會(huì)凝固,甚至?xí)饠嚢韫迗?bào)廢。因此,對攪拌運(yùn)輸車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)須十分可靠,液壓泵和液壓馬達(dá)壓力、排量、扭矩須做認(rèn)真匹配計(jì)算,并設(shè)計(jì)較高安全系數(shù);減速機(jī)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(jì)溫開關(guān)保護(hù)電路以延長其壽命;液壓泵、液壓馬達(dá)、減速機(jī)須選擇性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的進(jìn)口件,從而確保零故障液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)品推出。

  3)攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dāng)攪拌罐按正方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),預(yù)拌砼從后錐進(jìn)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(dòng);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(shí),砼被帶著傾斜一個(gè)角度,當(dāng)砼傾斜角度大到一定程度時(shí),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(dòng)軸向流動(dòng)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(dāng)攪拌罐按反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),砼順著葉片逐漸被推到出口而進(jìn)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(gè)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(diǎn)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(jìn)一步提高攪拌罐性能,據(jù)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn),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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并且進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)試車試驗(yàn),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(jì)出結(jié)構(gòu)合理的攪拌罐。

  4)攪拌罐及其葉片和進(jìn)出料斗的材料要耐磨 砼與攪拌罐及其葉片和進(jìn)出料斗直接接觸并不斷在其表面進(jìn)行摩擦運(yùn)動(dòng),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(jìn)出料斗磨損嚴(yán)重。因此,攪拌罐及其葉片和進(jìn)出料斗的材料不能使用常規(guī)A3 鋼,而須采用高強(qiáng)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(jì)要達(dá)到運(yùn)輸6~8 萬m3 砼的壽命。

  5)攪拌罐滾道相對于托輪面后移5~10mm大多數(shù)攪拌運(yùn)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(shí),這樣裝配是不科學(xué)的,當(dāng)攪拌運(yùn)輸車滿載砼時(shí),由于底盤大梁是兩處(機(jī)架前后臺(tái)處)集中受力致使大梁變形,裝配在機(jī)架后臺(tái)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(shí)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(shí)保證攪拌罐滾道相對于托輪面后移5~10mm,重載時(shí)剛好在最佳受力點(diǎn)位置。

  6)攪拌運(yùn)輸車須設(shè)計(jì)必要的標(biāo)識(shí) 攪拌運(yùn)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(jī)掌握專用設(shè)備的使用方法和注意事項(xiàng),在操作桿、注油口、液壓油箱旁須設(shè)計(jì)貼有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)牌。標(biāo)識(shí)牌指導(dǎo)司機(jī)操作及警示各設(shè)備保養(yǎng)等,以延長整車的使用壽命。

  按以上要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),并要符合《混凝土攪拌運(yùn)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(yàn),設(shè)計(jì)出理想的砼攪拌運(yùn)輸車。

 
原作者: 莫慶煌 

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