混凝土攪拌運輸車設(shè)計要點

莫慶煌/ MO Qing-huang

(廣西柳州運力專用汽車股份有限公司，廣西柳州 545007)

    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(yù)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。現(xiàn)國內(nèi)砼攪拌運輸車大多數(shù)是用于運輸攪拌站預(yù)拌好的砼。

    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。其工作原理：動力由二類底盤全功率取力器輸出通過傳動軸把動力傳給液壓泵，液壓泵產(chǎn)生液壓能通過油管傳到液壓馬達，液壓馬達把液壓能轉(zhuǎn)化為動能并通過減速機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現(xiàn)攪拌罐正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速的大小，以實現(xiàn)砼裝料、攪拌、攪動、出料等作業(yè)。

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(dāng)預(yù)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?xí)饠嚢韫迗髲U。

    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(rèn)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(dāng)攪拌罐按正方向轉(zhuǎn)動時，預(yù)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(dāng)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(dāng)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(yán)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(xué)的，當(dāng)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。

6）攪拌運輸車須設(shè)計必要的標(biāo)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(biāo)識牌。標(biāo)識牌指導(dǎo)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。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。