混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

莫慶煌/ MO Qing-huang

(廣西柳州運(yùn)力專(zhuān)用汽車(chē)股份有限公司，廣西柳州 545007)

    砼攪拌運(yùn)輸車(chē)是攪拌與運(yùn)輸砼的專(zhuān)用車(chē)。每次可運(yùn)輸公稱(chēng)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(chēng)容量勻質(zhì)砼?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)砼攪拌運(yùn)輸車(chē)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(chē)主要由二類(lèi)底盤(pán)、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(guò)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(lèi)底盤(pán)全功率取力器輸出通過(guò)傳動(dòng)軸把動(dòng)力傳給液壓泵，液壓泵產(chǎn)生液壓能通過(guò)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(guò)減速機(jī)減速增扭傳遞到攪拌罐，通過(guò)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）整車(chē)設(shè)計(jì)軸荷分布合理
　

    整車(chē)設(shè)計(jì)軸荷分布是否合理直接影響到行車(chē)可操作性、穩(wěn)定性、安全性。攪拌運(yùn)輸車(chē)與其他貨車(chē)不同，貨車(chē)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(chē)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(guò)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(chē)輛行駛安全，又滿(mǎn)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(chē)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(chē)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(duì)攪拌運(yùn)輸車(chē)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(kāi)關(guān)性

能須十分穩(wěn)定，并設(shè)計(jì)溫開(kāi)關(guān)保護(hù)電路以延長(zhǎng)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(guò)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(chē)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(duì)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(duì)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(chē)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(wàn)m3 砼的壽命。

5）攪拌罐滾道相對(duì)于托輪面后移5～10mm　

    大多數(shù)攪拌運(yùn)輸車(chē)生產(chǎn)廠裝配攪拌罐滾道與托輪中心正對(duì)，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(chē)滿(mǎn)載砼時(shí)，由于底盤(pán)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(chē)底盤(pán)和裝載量其后移量是不同的），若與托輪面對(duì)中裝配，則重載時(shí)滾道將前移，受力中心不對(duì)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(duì)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(chē)須設(shè)計(jì)必要的標(biāo)識(shí)　

    攪拌運(yùn)輸車(chē)作為專(zhuān)用車(chē)與一般的載貨車(chē)不同，專(zhuān)用設(shè)備較多，為了便于司機(jī)掌握專(zhuān)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(zhǎng)整車(chē)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(chē)技術(shù)條件》的要求，而且須深入到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、產(chǎn)品用戶(hù)中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出理想的砼攪拌運(yùn)輸車(chē)。