混凝土攪拌運輸車液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　2012屆畢業(yè)設(shè)計說明書</p><p><b>　　題 目</b></p><p>　　混凝土攪拌運輸車液壓系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　系 、 部： 機械工程系 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　

2、　指導(dǎo)教師： 職稱 講師 </p><p>　　專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　班 級： </p><p>　　完成時間： 2012-5-25 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p&

3、gt;　　混凝土攪拌運輸車是專門用來解決商品混凝土運輸?shù)墓ぞ?。它具有裝載運輸和攪拌混凝土的雙重功能，可在運送混凝土的同時進行攪拌或攪動，因而可以在保證輸送的混凝土質(zhì)量的同時還能夠適當(dāng)延長運輸距離或運送時間。所以大力發(fā)展商品混凝土攪拌運輸車有著顯著的社會效益以及適用價值。我國的混凝土攪拌運輸車研究起步較晚，到70年代才開始試生產(chǎn)。就目前而言，攪拌運輸車的理論研究及生產(chǎn)在我國許多地區(qū)基本處于空白階段，因此發(fā)展攪拌車的理論研究和開發(fā)勢在必行。

4、通過綜合分析我國和國外混凝土攪拌輸送車的前沿動態(tài)、發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢，對混凝土攪拌輸送車的分類、運送方式、結(jié)構(gòu)和組成原理以及技術(shù)要求進行了綜合性的論述；通過理論分析和設(shè)計計算，確定了混凝土攪拌輸送車驅(qū)動方案和液壓系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)，對系統(tǒng)各個液壓元件進行了選型計算與校核；液壓系統(tǒng)的日常使用、維護和保養(yǎng)，以及液壓系統(tǒng)常見故障排除。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：混凝土攪拌運輸車；液壓系統(tǒng)；使用維護</p>

5、<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Transit mixing truck is a tool designed to solve the concrete transport of goods. It has the dual function of load transport and mixing of concrete. It can m

6、ix or stir concrete while transporting concrete. So it not only can guarantee the quality of concrete，but also can appropriately protract the transport distance and delivery time. So the development of commercial concret

7、e mixing truck has remarkable social benefit and practical value. The study of concrete stirring transport vehicle was very</p><p>　　Key words transit mixing truck； hydraulic system；use and maintenance</

8、p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論5</b></p><p>　　1.1混凝土攪拌運輸車的結(jié)構(gòu)與特點5</p><p>　　1.2攪拌運輸車的發(fā)展過程及現(xiàn)狀7</p><p>　　1.3液壓傳動的發(fā)展概況9</p&g

9、t;<p>　　2混凝土攪拌運輸車工作原理及技術(shù)要求11</p><p>　　2.1攪拌運輸車分類11</p><p>　　2.2攪拌運輸車技術(shù)要求12</p><p>　　2.3攪拌運輸車組成及工作原理12</p><p>　　3 攪拌運輸車液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計14</p><p>　　

10、3.1液壓系統(tǒng)的原理和要求14</p><p>　　3.2液壓驅(qū)動方案的分析與研究15</p><p>　　3.3恒速控制方案的研究19</p><p>　　3.4攪拌車液壓系統(tǒng)設(shè)計20</p><p><b>　　3.5小結(jié)28</b></p><p>　　4液壓系統(tǒng)使用維

11、護及保養(yǎng)29</p><p>　　4.1安裝使用前檢查調(diào)試29</p><p>　　4.2日常使用、維護和保養(yǎng)29</p><p>　　4.3液壓系統(tǒng)常見故障排除30</p><p><b>　　結(jié) 論32</b></p><p><b>　　致 謝33</b

12、></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　正 文</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　混凝土攪拌運輸車的結(jié)構(gòu)與特點</p><p><b>　　攪拌運輸車的結(jié)構(gòu)

13、</b></p><p>　　依照當(dāng)代施工過程，為了保證混凝土能夠從制備場所運輸至建筑工地及時進行澆灌，必須使用專用設(shè)備進行運輸。以往的施工過程中，都是在建筑工地現(xiàn)場自制混凝土使用，運輸方式使用翻斗卡車或自卸式卡車，隨著商品混凝土的出現(xiàn)，許多建筑工地所使用的混凝土都可以通過專業(yè)混凝土生產(chǎn)廠家或者專業(yè)混凝土攪拌供應(yīng)站來進行提供。形成了一種以混凝土生產(chǎn)廠家為中心的供求形式。由于商品混凝土生產(chǎn)廠家采用現(xiàn)代電

14、子測量設(shè)備和計算機控制技術(shù)，能夠得到配比精確、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)的商品混凝土，使混凝土品質(zhì)得到極大提高，對整個建筑施工起到了良好的促進。但是，有些生產(chǎn)供應(yīng)場所與施工地點距離很遠，會造成混凝土從生產(chǎn)場所輸送到建筑工地的時間加長，當(dāng)混凝土的運輸時間超過一定時限時，仍然使用翻斗卡車或自卸卡車進行運輸，不可避免會發(fā)生分層離析，嚴重時甚至?xí)a(chǎn)生混凝土的初凝，導(dǎo)致混凝土品質(zhì)嚴重下降，這是建筑施工不允許發(fā)生的。因此為了適應(yīng)商品混凝土的輸送，一種混凝土專用運輸機

15、械—混凝土攪拌運輸車應(yīng)運而生。[1,2]混凝土攪拌運輸車的基本結(jié)構(gòu)和外形如圖 1 所示。</p><p>　　圖1 混凝土攪拌運輸車</p><p>　　混凝土攪拌車絕大部分是混凝土生產(chǎn)制備工廠的配套設(shè)施，混凝土攪拌車把混凝土制備工廠、攪拌站與眾多施工地點相互連接，如果能夠和混凝土泵車聯(lián)合使用，緊密配合，在建筑工地實施“配合”輸送，則能夠有效避免人為的中間環(huán)節(jié)而將混凝土源源不斷地輸送到建

16、筑工地的施工面，從而使混凝土輸送發(fā)揮最高的效能和最大的潛力。很大程度上使得勞動的效率以及施工的質(zhì)量得到提高。對于工程建設(shè)、特別是施工條件較差的建筑場地更能顯示其優(yōu)越性。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，混凝土在大型建筑工程的需求不斷加大，商品混凝土以及攪拌運輸車的大力發(fā)展更能顯示出顯著的社會價值和經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　運輸車的工作特點</b></p><p>

17、<b>　?。?） 專業(yè)性強。</b></p><p>　　混凝土攪拌車是用于預(yù)拌混凝土運輸?shù)膶Ｓ眠\輸設(shè)施?；炷翑嚢柢噷儆谔胤N重型運輸車輛，其功能是能夠自動完成裝料和卸料的工作。在運輸過程中必須對攪拌筒內(nèi)的預(yù)拌混凝土不間斷的進行攪拌，來確?；炷恋馁|(zhì)量?；炷翑嚢柢嚦诉\輸預(yù)拌混凝土之外，一般不能用于其他用途。</p><p>　?。?） 服務(wù)性強，均衡性較差。&l

18、t;/p><p>　　運輸行業(yè)是為顧客提供服務(wù)的一種行業(yè)，混凝土的運輸直接為施工單位提供服務(wù)，必須圍繞施工進度來安排一切工作。只要施工單位提出需求，就必須及時將混凝土運送到施工單位指定的工地，要做到隨叫隨到，不可以提前更不可以滯后，否則不僅會造成資源的浪費，更加會使企業(yè)的信譽受到影響。</p><p><b>　?。?） 實踐性強。</b></p><

19、p>　　一般要求預(yù)拌混凝土必須在自生產(chǎn)出來之后的 2h 之內(nèi)使用到工作面上（時間要求與混凝土的型號的差別會略有不同，一些特殊預(yù)拌混凝土須在 20min 內(nèi)使用），在這個時間范圍內(nèi)攪拌不能停；一個施工面完成之前混凝土的供應(yīng)不可中斷。</p><p>　　（4） 運輸距離短。</p><p>　　一般混凝土攪拌車合理的運輸距離應(yīng)在 20Km 之內(nèi)。</p><p>

20、;　　攪拌車的結(jié)構(gòu)是在載重卡車上加裝混凝土攪拌裝置構(gòu)成的專用運輸車輛，它既能完成運輸任務(wù)又具有對混凝土進行攪拌的功能，能夠在運輸混凝土的過程中對攪拌筒內(nèi)的預(yù)拌混凝土進行攪拌，使得所輸送的混凝土品質(zhì)得到保障。也可以根據(jù)具體情況適當(dāng)增加運輸?shù)木嚯x和時間。根據(jù)混凝土攪拌車的特點，以及對混凝土運輸距離、施工工地的工作條件和對混凝土質(zhì)量的要求等，可以分為以下的幾種作業(yè)方式：</p><p>　　1）對預(yù)拌混凝土進行攪動運輸

21、的方式</p><p>　　這種方式是把已經(jīng)初步攪拌好的混凝土從混凝土制備地點裝進攪拌車，在去施工場所的過程中，攪拌筒以 1~3r/min 的轉(zhuǎn)速低速轉(zhuǎn)動，對筒內(nèi)的混凝土進行持續(xù)地攪動，來防止導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降的各種現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而保障運到施工地點的混凝土質(zhì)量要求。此方式的運輸距離和運輸時間不能太長，運輸距離和時間應(yīng)根據(jù)混凝土的配制比例以及天氣因素、基礎(chǔ)設(shè)施狀況等條件進行確定。</p><p&

22、gt;　　2）對混凝土拌合料攪拌運輸?shù)姆绞?lt;/p><p>　　這種運輸方式同時能夠分為濕料攪拌運輸與干料的攪拌運輸兩種情況：</p><p>　　混凝土濕料的攪拌運輸是指攪拌車在混凝土制備工廠按照混凝土的配制比例在攪拌筒內(nèi)同時裝入水泥，砂石等拌合料和水，在運往施工地點過程中攪拌筒以 8~12r/min 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，來完成混凝土拌合料的攪拌過程。</p><p>　

23、　混凝土干料的攪拌運輸是指攪拌車在制備地點按混凝土配制要求分別在攪拌筒內(nèi)加入水泥、砂石等干料，再給車載內(nèi)水箱注入攪拌用水。在攪拌車開往施工地點過程中的特定時刻向攪拌筒內(nèi)噴水進行攪拌。當(dāng)然也可根據(jù)澆灌要求把料運送到工地后再加水進行攪拌。</p><p>　　這種運輸方式與攪動運輸?shù)姆绞较啾饶軌蛴行а娱L運輸?shù)木嚯x，特別是干料的攪拌運輸更能夠把混凝土運到距制備地點更遠的施工地點。次外，這種方式以攪拌車代替混凝土制備場所

24、的攪拌裝置，可以使效率相對得到提高，相應(yīng)的節(jié)省了投資的成本。然而，這種攪拌作業(yè)常常不能獲得混凝土制備廠家生產(chǎn)出的質(zhì)量高，性能均勻的產(chǎn)品，因此在混凝土的質(zhì)量要求日趨嚴格的施工過程中，攪拌運輸車的主要工作方式仍然以預(yù)拌混凝土的攪動運輸為主。</p><p>　　以上的兩種工作方式可以看出，根據(jù)具體作業(yè)條件的要求靈活使用攪拌車，可以最大限度發(fā)揮它的優(yōu)勢。不僅適應(yīng)了商品混凝土發(fā)展，又促使商品混凝土工藝的進步，使得混凝土從

25、制備場所的“集中攪拌”擴展到眾多攪拌車共同作業(yè)的“分散攪拌”，進而擴大了混凝土制備場所服務(wù)的寬度，和傳統(tǒng)的運輸設(shè)備比較，具有極大的靈活性，相應(yīng)提高了生產(chǎn)效率，成為現(xiàn)代建筑施工中的有效運載設(shè)備。然而混凝土攪拌車的運輸時間也不是沒有限制的，一般情況下，不同容積的混凝土攪拌車都具有其自身的合理運輸距離，很多單位已經(jīng)針對部分的攪拌車的合理運輸距離作了具體標(biāo)準，力求達到最優(yōu)化的效果。根據(jù)一些資料統(tǒng)計，混凝土攪拌車目前的平均合理運輸距離大概在 8~

26、12KM 左右。</p><p>　　攪拌運輸車的發(fā)展過程及現(xiàn)狀</p><p>　　由于商品混凝土的廣泛使用，混凝土的運輸問題成為當(dāng)今建筑施工需要解決的重要方面。美國率先在1926年成功生產(chǎn)出了容積為2m3，水平放置攪拌筒方式的攪拌車，有效的保障了運到施工地點的混凝土的質(zhì)量。到了二十世紀三十年代，又相繼研制成功1.9~2.6m3的混凝土攪拌車。20世紀40年代開始研制容量為4.2m3攪拌

27、筒傾斜安裝方式的混凝土攪拌車。</p><p>　　20世紀40年代中期，使用液壓傳動的混凝土攪拌車研制成功。但當(dāng)時由于生產(chǎn)成本較高，以及系統(tǒng)的壓力過低等因素的影響，并沒有加以推廣和使用。</p><p>　　20世紀50年代末，各種液壓器件得到發(fā)展，這時使用液壓傳動的混凝土攪拌車才大量生產(chǎn)并廣泛被推廣。</p><p>　　20世紀60年代，攪拌車的主要研究方向是

28、力圖減輕整車的重量。其目的就是能夠更多的裝載混凝土。</p><p>　　20世紀70年代之前的混凝土攪拌車，攪拌裝置傳動方式大多都是使用鏈輪和鏈條傳動。這是由于攪拌車在載重運輸過程中，支撐攪拌筒的汽車底盤，會由于路況的高低不平而發(fā)生變形，因此只有是柔性傳動方式的攪拌筒末級傳動結(jié)構(gòu)才能降低底盤變形對末級傳動系統(tǒng)的影響。然而，在正常作業(yè)狀況和在開式傳動狀態(tài)下，鏈條的疲勞壽命大概在 3a 左右，同時還應(yīng)當(dāng)定期對鏈條實

29、施保養(yǎng)以及潤滑。廠家針對此弱點進行了修改，二十世紀八十年代初期通過實驗以及研究，開始采用攪拌筒直接進行驅(qū)動的方法。這種結(jié)構(gòu)采用了球形軸承聯(lián)軸器，使得連接攪拌筒的傳動齒輪之間允許有±5o的偏轉(zhuǎn)間隙，這樣做不僅避免了攪拌車在載重運輸過程中底盤發(fā)生變形對傳動系統(tǒng)的影響，而且還大大減少了其他運動部件的使用。</p><p>　　為了適應(yīng)現(xiàn)代施工工藝對商品混凝土質(zhì)量的要求，以及保證攪拌筒在運輸過程中的轉(zhuǎn)速不受攪拌

30、車行駛速度變化的影響，20世紀80年代中期又開發(fā)出了拌筒恒速控制裝置，使得攪拌車進一步得到發(fā)展。</p><p>　　當(dāng)前，世界各國家的混凝土攪拌車，90%左右都使用液壓方式進行傳動，并且使用攪拌筒直接驅(qū)動方式以及配備恒速控制裝置。通常使用的恒速控制系統(tǒng)分為液壓恒速控制和電子恒速控制兩種。目前，常規(guī)的混凝土攪拌車攪拌筒都傾斜放置，8m3成為世界各國混凝土攪拌車的標(biāo)準裝載容量。</p><p&g

31、t;　　我國在這個領(lǐng)域的研究過程起步較晚，20世紀70年代開始起步，1978年冶金部第一冶金建設(shè)公司成功研制出裝載容量為 3m3機械傳動車型。之后，北京建筑機械廠生產(chǎn)出了容量 1.5m3液壓傳動式車型。到20世紀80年代以后，通過消化吸收國外的先進技術(shù)經(jīng)驗，華東建筑機械廠與日本某公司合作生產(chǎn)了 MR—45型混凝土攪拌車，韶關(guān)挖掘機廠又與國外合作開發(fā)了 EA05-61A 混凝土攪拌車。隨著我國商品混凝土行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對混凝土攪拌車的研制

32、起到很大的推動作用，生產(chǎn)廠家以及產(chǎn)品的產(chǎn)量都迅速的提高，目前，我國生產(chǎn)混凝土攪拌運輸車的主要廠家有：馬鞍山新馬專用汽車有限公司，華東建筑機械廠，遼寧建設(shè)機械集團有限公司，華東建設(shè)機械廠，徐州利勃海爾混凝土機械有限公司，三一重工業(yè)集團有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司，山東建設(shè)機械股份有限公司，山東方圓集團等企業(yè)。按照中國工程機械協(xié)會混凝土機械分會 2002年的統(tǒng)計資料，中國10多家企業(yè)混凝土攪拌車年產(chǎn)量已經(jīng)超過2000臺。<

33、;/p><p>　　伴隨國民經(jīng)濟進一步發(fā)展，大型建筑施工工程對現(xiàn)澆混凝土的需求量有所增</p><p>　　加，使得發(fā)展商品混凝土以及混凝土攪拌車具有了顯著的社會應(yīng)用價值?；炷翑嚢柢囌诔簤合到y(tǒng)集成化、攪拌裝置系列化的方向進一步發(fā)展。</p><p><b>　　1、液壓系統(tǒng)集成化</b></p><p>　　混凝土攪拌

34、車的工作特點決定了液壓傳動方式比機械傳動具有更高的適應(yīng)性，比如能夠減輕攪拌車自身重量，能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速等，方便實現(xiàn)自動控制。因此目前的拌筒驅(qū)動系統(tǒng)大多使用液壓傳動的方式。由于攪拌車液壓驅(qū)動系統(tǒng)相比其它混凝土機械，如混凝土泵的液壓控制系統(tǒng)更加簡單，因此要求系統(tǒng)向集成化方向發(fā)展，使得液壓系統(tǒng)的可靠性、節(jié)能性、環(huán)保等方面的性能都得到提升，更滿足了現(xiàn)代施工工藝對混凝土質(zhì)量的要求。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，全液壓式傳動系統(tǒng)已經(jīng)處在研制過程中。</

35、p><p><b>　　2、攪拌裝置系列化</b></p><p>　　伴隨我國改革大潮，為了適應(yīng)日益發(fā)展的城市建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐，作為混凝土輸送的主要工具的混凝土攪拌車，不僅適應(yīng)了商品混凝土的發(fā)展，反過來又促進了商品混凝土的生產(chǎn)工藝，同時與傳統(tǒng)的運輸裝置比較，更有極大的適應(yīng)性、靈活性，和很高的生產(chǎn)效率。施工地點和制備點可以根據(jù)施工進程及施工量的差別使用容量不同的混凝

36、土攪拌車，對應(yīng)于不同容積的運輸車，攪拌裝置的結(jié)構(gòu)以及攪拌葉片的結(jié)構(gòu)都略有差別，這就勢必對生產(chǎn)廠家將產(chǎn)品規(guī)格系列化提出更高的要求。因此，攪拌裝置系列化必將成為混凝土攪拌車未來的趨勢。</p><p><b>　　液壓傳動的發(fā)展概況</b></p><p>　　從17世紀中葉帕斯卡提出靜壓傳動原理， 18世紀末英國制成第一臺水壓機算起，液壓傳動已有200～300的歷史，只

37、是由于早期技術(shù)水平和生產(chǎn)需求的不足，液壓傳動技術(shù)沒有得到普遍地應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對傳動技術(shù)的要求越來越高，液壓傳動技術(shù)自身也在不斷發(fā)展，特別是在 第二次世界大戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后，由于軍事及建設(shè)需求的刺激，液壓技術(shù)日趨成熟。第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用機床到本世紀30年代才用上了液壓傳動。 第二次世界大戰(zhàn)期間，在兵器上采用了功率大、反應(yīng)快、動作準的液壓傳動和控制裝

38、置，它大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準的不斷制訂和完善及各類元件的標(biāo)準化、規(guī)格化、系列化而在機械制造，工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來。近30年來，由于原子能技術(shù)、航空航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，再次將液壓技術(shù)推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，在國民經(jīng)濟的各個部門都得到了應(yīng)用，如工程機械、數(shù)控加工中心、冶

39、金自動線</p><p>　　混凝土攪拌運輸車工作原理及技術(shù)要求</p><p>　　作為長距離運輸商品預(yù)拌混凝土的專用運輸設(shè)備，混凝土攪拌車是在汽車運載底盤上加裝了專門的攪拌裝置，這樣使它具備了運輸和攪拌混凝土的雙重功能，能夠在向施工地點運輸混凝土的同時對拌筒內(nèi)的混凝土實施攪拌或攪動作業(yè)，確保混凝土在長距離運輸過程中，不會產(chǎn)生混凝土質(zhì)量下降的問題，保證施工質(zhì)量。通常的混凝土攪拌車能夠?qū)崿F(xiàn)

40、對筒內(nèi)混凝土的攪動以及對筒內(nèi)混凝土拌合料進行攪拌兩種運輸方式。而一般施工地點都設(shè)有專門的攪拌場，所以混凝土的攪動運輸是其主要方式，這時攪拌筒以 1~3r/min 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，運輸?shù)暮侠砭嚯x在 8~12Km左右，如果運輸距離太長，會造成筒內(nèi)混凝土質(zhì)量降低，發(fā)生浪費現(xiàn)象。</p><p><b>　　攪拌運輸車分類</b></p><p>　　按照混凝土攪拌車的裝載容量以

41、及攪拌桶的公稱容積的不同劃分，可以分為</p><p>　　2m3、2.5m3、4m3、5m3、6m3、7m3、8m3、9m3、10m3、12m3等 10 個檔次；按照攪拌車的攪拌筒幾何容積講，混凝土物料的裝載率大約為攪拌筒容積的 55%~60%。一般情況下，根據(jù)攪拌筒容積的不同可以分為三種類型：</p><p>　　（1） 輕型，拌筒容積在 2m3左右，用普通運載卡車的底盤加裝攪拌裝置改

42、裝而成；</p><p>　?。?） 中型，拌筒容積為 3~8m3，由重型汽車的運載底盤加裝攪拌裝置改裝而成；</p><p>　?。?） 重型，拌筒容積在 8m3以上，為大功率三軸式重型卡車底盤加裝攪拌裝置。</p><p>　　盡管車型的區(qū)別會造成結(jié)構(gòu)的不同，但從其構(gòu)造看來，它們都是由運載底盤加裝專門的混凝土攪拌裝置而成的，因此，以這兩種基本組成部分為主要特征，

43、又能夠把混凝土攪拌輸送車分為以下幾類：</p><p>　?。?） 以運載底盤的結(jié)構(gòu)不同劃分</p><p>　　分為一般載重汽車底盤和專用底盤兩大類。</p><p>　?。?） 以攪拌裝置傳動形式不同劃分</p><p>　　分為機械傳動式混凝土攪拌輸送車、液壓傳動式混凝土攪拌輸送車和機械—液</p><p>　　

44、壓混合傳動式混凝土攪拌運輸車三種類型。</p><p>　　目前國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，中輕型容量（3~8m3）的攪拌運輸車都采用了重型</p><p>　　載重汽車底盤、機械—液壓式傳動形式，采用機械傳動的只有 3m3以下的攪拌運輸車，而采用專用底盤的是 12m3以上的大容量混凝土攪拌車。</p><p><b>　　攪拌運輸車技術(shù)要求</b>&

45、lt;/p><p>　　混凝土攪拌車區(qū)別于其他運輸設(shè)備的主要特征是：在其整個混凝土運送過程中裝載混凝土的攪拌筒必須保持轉(zhuǎn)動，攪拌筒的轉(zhuǎn)動用以完成裝料，卸料和運輸過程中的攪拌或攪動作業(yè)。在運送混凝土料的過程中對攪拌車的恒速控制提出了相應(yīng)的要求，要求其達到“一轉(zhuǎn)二慢三恒速”的標(biāo)準。</p><p>　　轉(zhuǎn)，是指在混凝土運送途中，拌筒必須保持轉(zhuǎn)動狀態(tài)。如果停止轉(zhuǎn)動 10min 甚至更短的時間，混凝土

46、就會開始出現(xiàn)凝結(jié)狀況的發(fā)生，如果處理不及時，那么就會使得筒內(nèi)的混凝土無法使用，造成浪費。</p><p>　　慢，也就是拌筒攪動轉(zhuǎn)速要慢。按照《混凝土攪拌輸送車技術(shù)條件》的要求：</p><p>　　攪拌運輸由裝料到卸料完成的過程，最長不能超過 90min，拌筒連續(xù)轉(zhuǎn)動量應(yīng)不能超過 300r。攪拌運輸過程，車速應(yīng)低于 50km/h。在此 300r 是指一個運送過程中拌筒轉(zhuǎn)動的總數(shù)。也就是裝

47、料、運輸途中的攪動、卸料等工況下攪拌筒的轉(zhuǎn)數(shù)之和。由于快速裝料和卸料方法的采用，使得運輸過程中攪動工況下拌筒轉(zhuǎn)速變低。各攪拌車生產(chǎn)廠都把成品車的此指標(biāo)限定在 1~3r/min 左右。不僅能夠預(yù)防運載的混凝土攪拌過熟，坍塌度過大；還能夠防止運輸過程中由于攪拌筒高速旋轉(zhuǎn)而造成的攪拌車其它零件的破壞，同時使得此過程中的驅(qū)動功率較低，達到節(jié)能的目的，更益于發(fā)動機功率偏小的攪拌運輸車運輸效率。</p><p>　　恒速，攪

48、拌車攪動作業(yè)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持恒定，不能因汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動而受到干擾，即和汽車行駛速度沒有關(guān)系，從而避免行駛途中出現(xiàn)因公路條件變化、汽車行駛速度發(fā)生改變導(dǎo)致的拌筒攪動轉(zhuǎn)速的變化，使筒內(nèi)物料攪拌不均，混凝土質(zhì)量下降的現(xiàn)象。國家標(biāo)準對混凝土均質(zhì)性能有明確的規(guī)定：攪拌車裝入預(yù)拌混凝土，在規(guī)定的攪動轉(zhuǎn)速和輸送距離運輸?shù)绞┕鏊?，混凝土中砂漿密度的相對誤差值不能超過允許范圍的 0.8%；單位體積粗料質(zhì)量的相對誤差值應(yīng)小于 5%；攪拌桶內(nèi)混凝土的坍塌

49、度不大于 20mm。</p><p>　　攪拌運輸車組成及工作原理</p><p>　　混凝土攪拌車是在普通載重汽車底盤之上加裝專用混凝土攪拌設(shè)備而構(gòu)成的，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的攪拌車底盤一般是由整車生產(chǎn)廠家直接提供。攪拌車的主要組成部分為：底盤、取力裝置、攪拌筒、發(fā)動機、減速機、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、進料出料裝置、卸料溜槽、卸料振搗器、操作平臺、等設(shè)備組成。如圖 2 所示：</p>

50、<p>　　攪拌車工作原理：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)。</p><p>　　圖2 混凝土攪拌運輸車結(jié)構(gòu)</p><p>　　3 攪

51、拌運輸車液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　液壓系統(tǒng)的原理和要求</p><p>　　攪拌車液壓系統(tǒng)按照油液循環(huán)方式的不同一般劃分為開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式，開式循環(huán)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是能耗大，液壓油中容易混入空氣，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)振動，目前這種方式的液壓系統(tǒng)已經(jīng)落伍。本次設(shè)計中，綜合攪拌筒的功率性能，充分考慮到節(jié)能、控制性能的相關(guān)因素，決定采用閉式循環(huán)方式，它優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊、能

52、耗較小、控制性能出色，能夠很容易對系統(tǒng)工作的可靠性進行保證。</p><p><b>　　液壓驅(qū)動系統(tǒng)原理</b></p><p>　　液壓驅(qū)動系統(tǒng)是經(jīng)取力裝置把發(fā)動機動力取出，轉(zhuǎn)化為液壓能，再經(jīng)馬達輸出為機械能，為攪拌筒轉(zhuǎn)動提供動力。系統(tǒng)中液壓驅(qū)動系統(tǒng)起到調(diào)速的作用，機械系統(tǒng)起減速作用。減速器的輸出軸和攪拌裝置底端的法蘭盤直接相連，目的是為了使減速器與攪拌裝置拂動連

53、接的弱點得到有效解決，這種浮動結(jié)構(gòu)的支承方式，保證了攪拌裝置的驅(qū)動部件在限定范圍內(nèi)能夠偏轉(zhuǎn)。這樣，即使攪拌車在行駛過程中由于道路情況使得底盤發(fā)生變形，其攪拌裝置也不會受到影響。圖 3 是攪拌運車液壓驅(qū)動系統(tǒng)。由伺服變量泵和斜盤伺服液壓缸以及單向閥，安全閥等元件組成的閉式循環(huán)液壓系統(tǒng)，具備容積式無級調(diào)速的功能。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主回路，在液壓馬達的部分，設(shè)置了由兩個安全閥以及單向閥構(gòu)成的閥塊，有效保證

54、閉式傳動的正常工作。兩個安全閥的作用是防止系統(tǒng)超載時損壞液壓元器件，還可以達到制動的效果。單向閥的主要作用是為正常工作過程中主回路的低壓部分進行補油。</p><p>　　輔助泵分為兩路，其中一路經(jīng)過溢流閥使系統(tǒng)壓力得到保證；另一路經(jīng)過控制閥與的伺服液壓缸相通，構(gòu)成液壓回路的伺服變量機構(gòu)。為了保證性能的要求，將控制閥設(shè)置成手動方式，與伺服液壓缸協(xié)同配合控制主泵排量。工作時，根據(jù)不同工況對控制閥的手柄進行操作，來實

55、現(xiàn)對攪拌裝置的調(diào)節(jié)?？刂茣r操作手柄處于不同操作位置和不同操作幅度的時候，使得驅(qū)動攪拌裝置的主泵傾斜角度及方位發(fā)生改變，確定主泵排油的方向及流量的大小，經(jīng)液壓馬達轉(zhuǎn)化成機械能控制攪拌裝置進行調(diào)速。但是為了使不同工作狀況下攪拌裝置額定轉(zhuǎn)速得到準確控制，一般把控制手柄操作面板劃分為攪拌、攪動、裝料、卸料、停車這幾個位置，來確定手柄在具體工況下的操作范圍。</p><p>　　系統(tǒng)冷卻回路的主要作用是把工作過程產(chǎn)生的熱量

56、經(jīng)冷卻液散掉，保證系統(tǒng)正常工作。輔助泵負責(zé)提供冷卻油，流經(jīng)工作過程中的發(fā)熱元件，經(jīng)冷卻裝置散</p><p>　　掉其工作產(chǎn)生的熱量。</p><p>　　圖 3 混凝土攪拌輸送車液壓驅(qū)動系統(tǒng)</p><p><b>　　液壓驅(qū)動系統(tǒng)要求</b></p><p>　　為了確保所運送的混凝土質(zhì)量，攪拌裝置必須保持轉(zhuǎn)動狀態(tài)且

57、整個作業(yè)的轉(zhuǎn)速應(yīng)保持恒定，不能因汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動而受到干擾，即和汽車行駛速度沒有關(guān)系，從而避免行駛途中出現(xiàn)因公路條件變化、汽車行駛速度發(fā)生改變導(dǎo)致的拌筒攪動轉(zhuǎn)速的變化，使筒內(nèi)物料攪拌不均，混凝土產(chǎn)生分層離析以及更嚴重的初凝現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量破壞，使施工無法正常完成。況且汽車速度變化的同時會使攪拌裝置速度改變，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗大大增加，使汽車的功率儲備減少[6]。</p><p>　　因此要求系統(tǒng)要確保攪拌

58、裝置不會受到汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的影響，即所謂的攪拌裝置的恒速控制。</p><p>　　液壓驅(qū)動方案的分析與研究</p><p>　　混凝土攪拌車液壓驅(qū)動系統(tǒng)只要保證一個特定的動作即可：攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)。通過對攪拌裝置的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制來完成混凝土攪拌運輸?shù)母鞣N工況。</p><p><b>　　攪拌筒負載過程分析</b></p>

59、<p>　　混凝土攪拌車攪拌裝置所承受的載荷是扭矩。攪拌裝置在不同工作情況所承受</p><p>　　的扭矩與時間的關(guān)系，如圖 4 所示。</p><p>　　圖 4 攪拌筒負載特性</p><p><b>　　圖中：</b></p><p>　　0~1 段：裝料階段。此工序發(fā)生在混凝土制備地點，此時，攪拌車的

60、攪拌裝置以 14r/min 的轉(zhuǎn)速正向轉(zhuǎn)動，裝料過程大概持續(xù) 10min，攪拌裝置的負載隨著裝入混凝土量的增加而逐漸增大，在攪拌筒即將裝滿的時侯，負載會出現(xiàn)下降的趨勢，這是由于筒內(nèi)混凝土慣性所致。</p><p>　　1~2 段：運輸階段。此過程發(fā)生在在混凝土運輸過程，混凝土攪拌車保持行駛狀態(tài)，攪拌裝置以 3r/min 的轉(zhuǎn)速正向轉(zhuǎn)動，在整個運輸過程中，攪拌裝置的負載基本保持恒定；</p><

61、p>　　2~4 段：換向階段。此工序發(fā)生在混凝土澆筑現(xiàn)場，混凝土攪拌車處于停車狀態(tài)，攪拌裝置從運輸攪動工況轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速為 14r/min 的反轉(zhuǎn)卸料狀態(tài)，攪拌裝置的負載在卸料開始的瞬間突然增大，隨后又迅速降低；</p><p>　　4~5 段：卸料階段。攪拌裝置以 14r/min 的轉(zhuǎn)速繼續(xù)反向轉(zhuǎn)動，負載會由于混凝土從攪拌筒內(nèi)的卸出而慢慢降低；</p><p>　　5~6 段：返程階段。

62、卸料完成之后，向攪拌裝置中加入清水，攪拌車處于行駛狀態(tài)，此時攪拌裝置以 3r/min 的轉(zhuǎn)速進行反向轉(zhuǎn)動，對攪拌筒內(nèi)的剩余物質(zhì)進行清洗，回到混凝土制備點后，排出剩余雜物，進入下次重復(fù)作業(yè)。</p><p>　　從圖 4 可以得知，每次的工作過程中，攪拌筒的負載在卸料階段的最初會出現(xiàn)最大值，正是由于攪拌裝置此時滿載驅(qū)動，存在慣性組力矩所導(dǎo)致的。因此，應(yīng)該把運輸階段的過程當(dāng)作計算標(biāo)準，為了消除峰值力矩的影響，在計算驅(qū)

63、動功率的時候可以乘以一個特定的系數(shù)保證計算的準確度。</p><p>　　3.2.2 攪拌筒動力引出形式的確定</p><p>　　有四種方法（如圖 5 所示），其中最后一種方式是配置專用發(fā)動機進行驅(qū)動，</p><p>　　而其它共用發(fā)動機形式，即攪拌裝置利用動力分流，從汽車底盤發(fā)動機引取動[3,8]。</p><p>　　圖 5 攪拌筒取

64、力方式</p><p>　　（1） 從發(fā)動機的前端進行取力驅(qū)動攪拌筒。</p><p>　　此種取力方式特點是出力大，采用機械傳動會導(dǎo)致傳動困難，且機構(gòu)復(fù)雜，因此僅適用于液壓傳動的攪拌運輸車。但是，這會給液壓泵等液壓系統(tǒng)元件的安裝布置帶來困難，因液壓泵要安裝在發(fā)動機曲軸前端，底盤的機架（保險杠）須經(jīng)少許改造。由于系統(tǒng)管路增長而壓力損失增大，且意外機械損傷和內(nèi)部缺陷概率的提高導(dǎo)致可靠性下降。

65、</p><p>　?。?） 從發(fā)動機后方飛輪軸端進行取力驅(qū)動攪拌裝置。</p><p>　　與前面的方法類似，只不過變量柱塞泵是由發(fā)動機后端輸出軸驅(qū)動，從而驅(qū)動定量柱塞馬達經(jīng)行星傳動方式來帶動攪拌裝置進行轉(zhuǎn)動。與前一種取力方法比較，其結(jié)構(gòu)同樣直觀，但布置比上一種方法更為緊湊，效果也好很多。</p><p>　?。?） 由汽車發(fā)動機后端取力經(jīng)分動箱驅(qū)動攪拌裝置。&l

66、t;/p><p>　　汽車通過分動箱、離合器來帶動變量軸向柱塞泵和定量柱塞馬達，再經(jīng)由行星傳動結(jié)構(gòu)來帶動攪拌筒進行轉(zhuǎn)動。這種方法是目前最常用的方法。</p><p>　?。?） 配置專用發(fā)動機對攪拌裝置進行驅(qū)動。</p><p>　　構(gòu)造簡單是其最大優(yōu)點，汽車發(fā)動機不會對其造成任何影響，從而使混凝土在運輸過程中的攪拌質(zhì)量得到有效保障，但缺點同樣明顯：價格昂貴、燃油消耗量

67、大、成本相應(yīng)提高等，初期攪拌車的發(fā)展曾出現(xiàn)過這種方式，這是由于起初沒有一種有效的全功率取力方法，隨著取力器被發(fā)明，此取力方式已經(jīng)不適合當(dāng)今的趨勢。但是，這種取力方法在某種情況下對大容量車型還是能夠適用的。</p><p>　　通過對以上四種方案的對比，由于本次設(shè)計的容量較小，不必配置專用發(fā)動</p><p>　　機，況且第三種方案能夠滿足市場的要求以及考慮性價比等因素，確定采用由發(fā)動機后端

68、取力通過分動箱、離合器來驅(qū)動的方案。這種方案符合設(shè)計的要求，并且有一定的適用價值和市場效益。</p><p>　　3.2.3 攪拌筒驅(qū)動方案的確定</p><p>　　隨著液壓驅(qū)動基礎(chǔ)研究以及液壓元件生產(chǎn)工藝的迅速發(fā)展，如今的混凝土攪拌車基本上都使用液壓驅(qū)動方案。如今的產(chǎn)品面臨兩種選擇：其一，是由汽車底盤發(fā)動機經(jīng)液壓驅(qū)動系統(tǒng)直接驅(qū)動攪拌車的攪拌裝置的全液壓驅(qū)動方案，這種方案不考慮機械減速機

69、構(gòu)；另一種也是通過汽車底盤發(fā)動機經(jīng)液壓驅(qū)動系統(tǒng)進行驅(qū)動，所不同的是驅(qū)動系統(tǒng)通過機械式減速機構(gòu)即通過變速箱的變速來驅(qū)動攪拌裝置，這種方式就是通常所說的液壓—機械混合驅(qū)動方式。</p><p>　　從攪拌運輸車的實際應(yīng)用情況看來，由于液壓傳動比機械傳動能更好地適應(yīng)攪拌運輸車的工作特點，如可減輕整車重量；安裝和操縱簡便；能無級調(diào)速；噪聲小等，而且便于自動控制，故目前攪拌運輸車的攪拌筒驅(qū)動裝置都盡量采用液壓傳動系統(tǒng)。全液

70、壓式驅(qū)動正在研制中，暫時還沒有辦法應(yīng)用。與全機械式傳動系統(tǒng)相比液壓—機械傳動系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)性能上更合理一些。</p><p>　　由于液壓—機械混合驅(qū)動方式相比全機械式驅(qū)動方式具有自身特定的優(yōu)點，也是目前最常用的驅(qū)動方式，因此，本次設(shè)計確定拌筒驅(qū)動裝置采用液壓—機械方式，由圖 6 所示的幾部分組成：</p><p>　　圖 6 攪拌筒驅(qū)動裝置組成 </p><p>　

71、　在這個驅(qū)動方式中：液壓傳動部分起到調(diào)速的作用，機械傳動部分起減速作</p><p>　　用。整個機械傳動部分中，再攪拌裝置的驅(qū)動結(jié)構(gòu)的前端，也就是在混合傳動系統(tǒng)當(dāng)中，一般機械減速的傳動機構(gòu)，全都是利用閉式減速箱、液壓馬達以及一些傳動部件組合與攪拌裝置相互連接的，其中，傳動部件一般使用鏈傳動，這種傳動方式屬于撓性傳動，當(dāng)于汽車底盤由于道路情況發(fā)生變形時，攪拌裝置的支承部分會與鏈輪之間能夠產(chǎn)生微小的偏移，也就是說允

72、許汽車底盤與攪拌裝置中心軸的夾角有±5o的變化，眾所周知，鏈傳動方式屬于開式傳動方式，一般壽命比較低通常只有 3a左右，容易磨損，這就要求經(jīng)常要進行維修和保養(yǎng)。這就是這種結(jié)構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)，二十世紀八十年代初進行了多次針對性的改進設(shè)計，開發(fā)出一種直接驅(qū)動攪拌裝置的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)把減速裝置的輸出端與攪拌裝置底部的法蘭盤部分直接相連，有效解決了以前那種浮動連接的弱點，屬于一種浮動支承結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以保證減速裝置的輸出端能夠與攪拌裝

73、置的驅(qū)動端有一定的偏移空間。這種改進，可以確保即使汽車地盤在運輸過程中由于道路狀況發(fā)生變形，也不會影響到攪拌裝置的驅(qū)動，使得傳動效率大大提高。</p><p><b>　　恒速控制方案的研究</b></p><p>　　攪拌車在運送混凝土的過程當(dāng)中，由于道路情況的差異以及交通狀況的不同，行駛速度會隨之發(fā)生改變，也就是說發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化。為了使攪拌筒的轉(zhuǎn)速不受汽車

74、行駛速度變化的影響，近年來己研制出能保持拌筒轉(zhuǎn)速不變的自動控制系統(tǒng)，叫作恒速控制系統(tǒng)，即當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，通過自動調(diào)整液壓泵斜盤角度，使其輸出流量保持不變，從而使攪拌筒的轉(zhuǎn)速及驅(qū)動功率保持恒定[9]。</p><p>　　為了解決攪拌裝置的恒速轉(zhuǎn)動問題，必須對攪拌裝置的控制方案進行研究。目前，大致有以下三種方式實現(xiàn)攪拌車的恒速轉(zhuǎn)動控制：</p><p>　　3.3.1 專用發(fā)動機方

75、式</p><p>　　也就是配置兩臺發(fā)動機，其中一臺專門用于攪拌裝置的驅(qū)動，另一臺是混凝土攪拌車自身的動力系統(tǒng)部分。</p><p>　　這種方式也就是設(shè)置專用攪拌發(fā)動機方式，保證了行駛和攪拌的動力供給各自獨立，能夠確保在任何行車狀況下保持攪拌筒的始終恒速，混凝土攪拌車發(fā)展的初期經(jīng)常出現(xiàn)這種配置方式，這種動力配置，也使攪拌裝置與承載底盤之間沒有動力和驅(qū)動裝置上的聯(lián)系，因而對底盤的選擇和改

76、裝要求條件較少，也有利于充分發(fā)揮底盤的牽引能力，而專用發(fā)動機設(shè)置對大容量攪拌運輸車的上車增加的重量，成本較高，噪音也較大，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。但在大攪拌容量的場合下還應(yīng)用較多[4]。</p><p>　　3.3.2 電子恒速方式</p><p>　　這種控制方式實際上是在傳統(tǒng)液壓手動控制基礎(chǔ)上結(jié)合電液控制，其功能是即使發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化也能使攪拌裝置保持恒定。</p><

77、p>　　這種控制方式是通過控制安裝在泵的比例電磁鐵電流的大小，改變泵的斜盤擺角來實現(xiàn)的。即根據(jù)柴油機的實際轉(zhuǎn)速與預(yù)選攪拌筒轉(zhuǎn)速的關(guān)系，電子裝置根據(jù)這兩個參數(shù)不斷的計算出必要的控制電流，并改變泵斜盤的擺角，使泵的排量按照預(yù)定值保持不變。攪拌筒轉(zhuǎn)速可通過司機室內(nèi)的電位計和安裝在車輛后部出料槽附近的電位計預(yù)選，檢測轉(zhuǎn)速的檢測點必須與泵的轉(zhuǎn)速成一定的比例關(guān)系，這可以從車輛發(fā)動機上的飛輪齒圈或其它位置處的轉(zhuǎn)速傳感器進行檢測[10]。<

78、/p><p>　　從目前統(tǒng)計資料來看，攪拌裝置的恒速控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了攪拌車一項不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)的發(fā)展不僅在很大程度上適應(yīng)了專用運輸工具向電子化方向發(fā)展的潮流，更適應(yīng)了現(xiàn)代工程機械向機、電、液一體化發(fā)展的趨勢。</p><p>　　3.3.3 液壓恒速方案</p><p>　　液壓恒速方案也就是通常所說的 CSV 方式，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，通過自動調(diào)整

79、液壓泵斜盤角度，使其輸出流量保持不變，從而使攪拌筒的轉(zhuǎn)速及驅(qū)動功率保持恒定。</p><p>　　相比電子恒速控制方式液壓恒速控制方式的出現(xiàn)要早很多，其生產(chǎn)成本也比較低。</p><p>　　其基本原理是：通過在系統(tǒng)中加設(shè)了一只可變節(jié)流閥，靠節(jié)流閥前后產(chǎn)生的壓差作用控制自動閥。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，液壓泵輸出的流量也隨之加大，此時節(jié)流閥前后產(chǎn)生的壓力差也加大，因而推動了自動閥的閥桿，閥桿的移

80、動使油泵的伺服油缸進油，減少了變量柱塞液壓泵斜盤的傾角，也就是減少了液壓泵輸出的流量；反之，當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速接近怠速時，節(jié)流閥前后的壓差也減少，自動閥閥桿向反方向移動，這樣液壓泵的伺服油缸的另一腔進油，從而加大了液壓泵斜盤的傾角，也就是增大了液壓泵的輸出流量。如果攪拌裝置不需要進行恒速自動控制時，要切換換向閥，同樣還能對拌筒實現(xiàn)手動控制。</p><p>　　簡單的說，液壓恒速控制就是當(dāng)攪拌車在運送混凝土過程中，如

81、果發(fā)動機的轉(zhuǎn)速因為各種情況發(fā)生升高或降級的時候，與之連接的液壓泵的轉(zhuǎn)速就會發(fā)生相應(yīng)的變化，此時，系統(tǒng)中的恒速裝置啟動，自動調(diào)節(jié)液壓泵斜盤傾角，保證液壓泵的輸出流量恒定，從而確保攪拌裝置的轉(zhuǎn)速以及驅(qū)動功率不變。</p><p>　　以上三種恒速控制方案各有自己的優(yōu)缺點。當(dāng)攪拌容積較大的時候，一般采用配置專用發(fā)動機的方式，能夠很好保證恒速控制的效果，但成本相應(yīng)較高；液壓恒速控制方案通過壓力反饋實現(xiàn)控制效果，結(jié)構(gòu)緊湊，

82、適用性能高，但是控制的精度不是很高，且容易受到溫度因素的干擾，其成本較低；電子恒速控制具有很高的控制效果和適用性能，但其生產(chǎn)成本也比較高。當(dāng)然還有一些其他方法在各種文獻中也有論述，這些方法已經(jīng)不適合現(xiàn)代混凝土施工工藝的要求，不能夠滿足專用運輸設(shè)備的發(fā)展趨勢，逐漸被淘汰。</p><p>　　與其他工程機械相比，混凝土攪拌車對液壓驅(qū)動系統(tǒng)的控制精度的要求不算太高，而且綜合考慮生產(chǎn)成本和市場效益等諸多因素，在目前條件

83、下實現(xiàn)攪拌裝置的恒速控制，還是應(yīng)該采取液壓恒速控制的方式，在系統(tǒng)中設(shè)置可變節(jié)流閥，靠節(jié)流閥前后產(chǎn)生的壓差作用控制自動閥的配置方式比較適宜。完全能夠滿足現(xiàn)代混凝土施工工藝的要求，并在很大程度上對經(jīng)濟效益有所提高。</p><p><b>　　攪拌車液壓系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　3.4.1 攪拌功率計算</p><p>　?。?） 滿載

84、驅(qū)動力矩的計算</p><p>　　攪拌裝置正常工作混凝土的運動狀態(tài)沒有一定的規(guī)律，因此不可能找到一個準確的計算公式表達，本文運用統(tǒng)計學(xué)方法對調(diào)研數(shù)據(jù)進行分析與統(tǒng)計，最后再進行回歸計算得到攪拌筒負載扭矩與攪拌裝置的容積之間的關(guān)系。</p><p>　　攪拌裝置負載扭矩與攪拌筒容量的調(diào)研數(shù)據(jù)見表 1 與圖 6。其中攪拌裝置的負載扭矩值是其工作時的最大扭矩[5]。</p><

85、;p>　　表1 攪拌筒阻力矩與攪拌容量數(shù)據(jù)表</p><p>　　圖 7 攪拌筒容量與驅(qū)動扭矩曲線</p><p>　　從圖 7 可以看出曲線近似為一條直線，所以用以下公式進行計算：</p><p>　　M =C0+C1×V</p><p><b>　　式中：</b></p><p&

86、gt;　　M—攪拌裝置負載扭矩；</p><p><b>　　V—攪拌裝置容積；</b></p><p>　　其最小二乘擬合式為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　求解得：</b></p><p><b>

87、;　　即：</b></p><p>　　M=2764.64+336.36V</p><p>　　將設(shè)計參數(shù)——攪拌容積（V=8）帶入上式，得</p><p>　　M=45454.52 N·m</p><p>　　根據(jù)前面所述，這個數(shù)值是攪拌裝置負載扭矩的最大值，是在滿載情況下攪拌裝置轉(zhuǎn)向發(fā)生變化時出現(xiàn)的。根據(jù)以前的設(shè)計經(jīng)

88、驗，是穩(wěn)定工作狀態(tài)下負載扭矩的1.5 倍左右，那么在穩(wěn)定工況下，扭矩約為：37900N.m。</p><p>　?。?） 滿載攪拌功率計算</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N滿載 —攪拌裝置在滿負荷情況下的最大功率，KW；</p><p>　　n1 —攪拌裝置的最高轉(zhuǎn)速，14r/m；&

89、lt;/p><p>　　M —攪拌裝置的負載扭矩，N·m；</p><p>　?。?） 攪動功率的確定</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N攪動—攪拌裝置攪動工況的功率，KW；</p><p>　　n2 —攪拌裝置攪動工況的轉(zhuǎn)速，3r/m；</p&g

90、t;<p>　　3.4.2 系統(tǒng)參數(shù)計算</p><p>　　(1） 減速機的選型</p><p>　　按照上面所計算出的攪拌裝置負載扭矩，并充分考慮安全行為攪拌裝置提供一定扭矩裕度，因此選取天津市祥嘉減速機械有限公司生產(chǎn)的 RS137 減速機，其最大驅(qū)動扭矩為 60000N.m，減速比為 100：1。</p><p>　　(2） 初定系統(tǒng)壓力范圍&l

91、t;/p><p>　　系統(tǒng)壓力的大小與攪拌車工況要求、液壓元件的選型及液壓系統(tǒng)可靠性有關(guān)，綜合以上因素，可以參考有關(guān)手冊查閱液壓系統(tǒng)的壓力推薦值或用類比法計算。系統(tǒng)壓力確定后，就可以確定回路中溢流閥的調(diào)定液壓力。初步選定液壓系統(tǒng)最高持續(xù)工作壓力為 30MPa。</p><p>　　(3） 馬達型號的確定及功率、扭矩校核</p><p>　　根據(jù)減速機選型可以知道：<

92、;/p><p>　　nm max=14×100=1400rpm</p><p>　　Mm max=37878.77/100=378.88 N·m</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　n

93、m max — 馬達輸出的最大轉(zhuǎn)速，rpm；</p><p>　　Mm max— 馬達輸出的最大扭矩，N·m；</p><p>　　qm max — 馬達的最大工作排量，cc/rev；</p><p>　　Δp — 初定的系統(tǒng)壓力，30Mpa；</p><p>　　ηm — 馬達效率，ηm =0.9；</p><

94、p>　　選取意大利 CALZONI 公司生產(chǎn)的 MRC-4500 液壓馬達，最大排量為 89cc/rev，最高轉(zhuǎn)速為 2600r/min。</p><p><b>　　馬達功率的校核：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q —系統(tǒng)的最大流量，L/min；</p>&

95、lt;p>　　Dp —馬達進出口最大壓降，取 350bar；</p><p>　　Nt —馬達總效率，取 0.9；</p><p>　　P = (89×1400×350×0.9)/600=65.4KW</p><p><b>　　馬達扭矩校核：</b></p><p><b>

96、;　　式中：</b></p><p>　　Vg — 馬達額定排量，cc/rev；</p><p>　　Dp — 馬達進出口壓降，取 300bar；</p><p>　　Nmh —液壓馬達機械效率，取 0.95；</p><p>　　M= (1.59×89×300×0.95)/100=403.3 N&#

97、183;m</p><p>　　(4） 確定系統(tǒng)實際工作壓力</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p>　　Δp =29.7MPa</p><p>　　(5） 液壓泵的計算與選型</p><p>　　P p max≥P m +∑ΔPm </p><p>

98、;<b>　　式中：</b></p><p>　　pm — 液壓馬達額定工作壓力，取最大值 29.7Mpa；</p><p>　　∑ΔPm— 液壓系統(tǒng)沿程損失與局部損失之和，取 ∑ Pm= 0.5Mpa；</p><p>　　P p max≥P m +∑ΔPm=29.7+0.5=30.2Mpa</p><p>　　液

99、壓泵的流量 Q 的確定：</p><p>　　根據(jù)液壓馬達的額定流量和泄漏量可以確定液壓泵的流量。</p><p>　　Q= (1400×89×0.95)/1000=118.37 L/min</p><p><b>　　QP>KQ</b></p><p><b>　　式中：</b

100、></p><p>　　K —系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取 K=1.1；</p><p>　　Q p>1 .1×118.37=130.21L/min</p><p><b>　　可得：</b></p><p>　　故選取意大利 CALZONI 公司生產(chǎn)的的 TN1574 液壓泵，排量為 92cc/rev，最高轉(zhuǎn)

101、速為 2800r/min。</p><p>　　補油泵流量的計算及扭矩校核：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q' — 補油泵額定流量，L/min；</p><p>　　V' g — 補油泵最大排量，18.03cc/rev；</p><p>　　N

102、'm — 補油泵機械效率，取 0.95；</p><p>　　n' — 補油泵額定轉(zhuǎn)速，1400r/min；</p><p>　　Q'= (1400×18.03×0.95)/1000=24.0 L/min</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P&

103、#39; — 補油泵功率；</p><p>　　D' — 補油泵最大壓降，取 18bar；</p><p>　　N' t— 補油泵機械效率，取 0.9；</p><p>　　P'= (24.0×18) / ( 600×0.9) =0.8KW</p><p>　　按照功率流程的計算，從發(fā)動機到攪拌裝置

104、及間的各種液壓元件中，功率依次遞減，充分滿足了液壓系統(tǒng)對組成元件工作效率的要求；同樣，按照功率流程的計算，發(fā)動機到攪拌裝置之間的各組成元件，他們的負荷扭矩依次遞減，能夠滿足系統(tǒng)安全性的要求[11]。</p><p>　　3.4.3 液壓元件的選型</p><p>　　(1） 液壓泵：軸向柱塞變量泵，型號為TN1574，排量為 92cc/r，最大斜盤傾角為 15o，額定轉(zhuǎn)速為 2800r/m

105、in，連續(xù)工作的最大壓降為 420bar。</p><p>　　(2） 液壓馬達：選取MRC-4500 型液壓馬達，排量為 92cc/rev，理論單位扭矩為1.42N.m/bar，最大轉(zhuǎn)速為 2600rev/min，連續(xù)工作的最大壓降為為 350bar，最大慣性阻力矩為 0.023Kg.m2。</p><p>　　(3） 減速機：型號為 RS137，減速比為 100：1，最大輸入速度為 2

106、500r/m 對裝載容量為 6~10m3 的各種型號的混凝土攪拌車都適用。</p><p>　　(4） 換向閥：換向閥和換向方式主要考慮整車的性能和控制要求，對電控混凝土攪拌運輸車而言，采用比例閥來實現(xiàn)換向[12]。</p><p>　　3.4.4 執(zhí)行元件的選擇</p><p>　　該工作油路（高壓系統(tǒng)）要求正、反旋轉(zhuǎn)運動，因此選用雙向液壓馬達?？刂朴吐罚ǖ蛪合到y(tǒng)

107、）執(zhí)行元件選用活塞液壓缸，其作用是控制發(fā)動機的油門拉桿以及液壓油泵的斜盤角度。</p><p>　　3.4.5 液壓附件的選型與計算</p><p><b>　　(1）冷卻器</b></p><p>　　由于閉式系統(tǒng)都存在著散熱問題，因此在設(shè)計時選用強制風(fēng)冷自動溫控系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)溫度大于等于 65 攝氏度時，強制冷卻系統(tǒng)開始工作。</p&g

108、t;<p>　　綜上所述，電控混凝土攪拌運輸車根據(jù)其功能和效率的分析，借助底盤發(fā)動機</p><p>　　直接取力，采用結(jié)構(gòu)緊湊的閉式液壓系統(tǒng)，和強制風(fēng)冷的冷卻方式。發(fā)動機油門及液壓泵變量由比例閥無級調(diào)節(jié)。</p><p>　　通過考慮本車實際工作環(huán)境并借鑒其他運輸設(shè)備冷卻系統(tǒng)的設(shè)計方法，決定采用借助底盤發(fā)動機直接取力，采用結(jié)構(gòu)緊湊的閉式液壓系統(tǒng)，和強制風(fēng)冷的冷卻方式。<

109、;/p><p>　　我們可以依據(jù)熱交換量計算出冷卻系統(tǒng)散熱面積。</p><p>　　首先系統(tǒng)的發(fā)熱功率進行計算：</p><p>　　H = Pp-Pe=Pp(1-ηpηcηm)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　H — 發(fā)熱功率，W；</p><p

110、>　　Pp — 液壓泵總輸入功率，W；</p><p>　　Pe — 液壓馬達最大輸出功率，W；</p><p>　　ηp — 液壓泵機械效率；</p><p>　　ηc — 液壓回路總效率；</p><p>　　ηm — 液壓馬達機械效率。</p><p>　　H =73. 6(1 0.9×1

111、5;0.95)=10.672KW</p><p>　　液壓系統(tǒng)在長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的時候，系統(tǒng)的溫度會大大提升，必須將系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量使用冷卻系統(tǒng)散掉，即：</p><p><b>　　H2 = H</b></p><p><b>　　散熱面積的計算：</b></p><p><b>　　式中：

112、</b></p><p>　　Δt m — 進出油液的溫差，K</p><p>　　Δt m =(t1+t2)/2=(70+60)/2=65K</p><p>　　H2 — 冷卻器的散熱功率，W；</p><p>　　t1 — 液壓油進口溫度，K；</p><p>　　t2 — 液壓油出口溫度，K；<