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  自动上料搅拌车使用过程中的大部分时间罐体都在转动,操纵机构直接控制罐体的进料、搅拌、搅动、出料、停转等工作状态。操纵机构卡死或者损坏都有可能导致混凝土的凝固,造成巨大的损失。因此要求操纵机构方便灵活、性能可靠。操纵机构通过连接油泵的斜盘,控制罐体正反转,通过调节发动机的油门来控制罐体转速。

自动上料搅拌车操纵机构设计

  一、操纵机构的形式
  操纵机构根据其连接方式,一般有三种形式:
  1、机械连杆方式
  使用连杆连接到整车后端的两个连动的操纵手柄,可以从车辆的两面操作。此种连接方式可靠,结构比较复杂,易于维护。
  2、软抽方式
  使用软轴连接到整车后端的一个操纵手柄,仅能从车辆的单面操作。此种操纵机构相对简单,比较美观,但软轴一旦损坏就无法修复。因此搅拌车使用这种操纵方式并不多见。
  3、电控方式
  使用电动方式调节油泵转向,线路元件损坏,非专业人员一般难以修复。搅拌车属于工程车辆,运行工况较复杂,在国内很少使用。
  二、操纵机构需要实现的功能
  1、驾驶室内可以控制罐体运转
  驾驶室内的操纵手柄有两个作用,一是防止在运行时罐体停转或者反转,二是方便进排料。注:笔者看到利勃海尔的搅拌车在驾驶室内不安装操纵手柄,原因是担心司机在卸料时无法看到后面的施工人员,可能会产生安全隐患。

  2、在整车后部设置操纵手柄,可对罐体进行控制。

自动上料搅拌车操纵机构设计

  三、设计时应注意的问题
  目前搅拌车主要使用的机械连杆式操作机构。下面主要针对连杆式操纵机构的设计进行分析。
  1、操纵机构的功能性要求
  操纵机构要求从驾驶内和整车后部均可以灵活操纵。操纵机构需要控制上装的油泵和发动机的油门。操纵机构通过控制油泵的斜盘拉杆调节罐体的正反转。由于油泵的斜盘拉杆的角度和作用力不同,这就要求对不同的油泵设计不同的放大机构。笔者接触到的力士乐油泵斜盘拉杆角度为40°,伊顿油泵为30°,萨奥油泵为30°,KYB油泵11°。
  如对于11°转角的KYB油泵,仍用为40°转角的油泵力士乐的放大机构,则放大倍数就明显偏小,造成操纵费力,油泵转向过快,对液压传动系统的冲击力过大,甚至在换向时会产生整车抖动现象。罐体最快转速一般不超过14r/min,否则对液压系统的冲击力就过大,将严重影响驱动系统的寿命。这就要求在整车出厂时需调整罐体的最高转速,同时对油门拉杆限位。
  2、操纵机构的可靠性要求
  搅拌车在运行过程中需要保证罐体的正向运转,但搅拌车运行的工况一般较差,操纵手柄的振动容易导致油泵的斜盘拉杆复位,罐体可能会出现停转或者反转卸料现象。司机在行车时往往注意不到罐体的运转情况,可设计驾驶室内的操纵手柄锁紧机构来确保罐体的正常转动。
  3、操纵机构的可维护性
  操纵机构难免损坏,要方便维护,及时排除故障。
  四、对一种典型的连杆操纵机构的设计分析

  在驾驶内通过控制手柄可以改变罐体转向,油门踏板可以调节罐体转速,锁死机构确保罐体在运输过程中不发生反转;后部手柄往外拉可以调节转速,上下拉可以控制罐体转向。图示手柄处于水平位置,油泵处于零位状态,手柄下拉罐体正转(处于进料状态),这样就确保了手柄靠自身重力就能保证罐体的正转。油泵斜盘拉杆上安装了一个转盘,转盘前端的开槽油泵制定多种档位,方便了对罐体各种运转状态的控制。通过对后部放大机构的局部调节就可以实现多种油泵使用同一套操纵机构,符合设计的通用性需求。

自动上料搅拌车操纵机构设计

  对混凝土搅拌车罐体的操作有多种方式,但原理基本相同。由于搅拌车工作环境比较恶劣,在实现功能性的同时,关键要提高操纵机构的可靠性和可维护性。


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