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  混凝土自动上料搅拌车的结构及工作原理

  1 混凝土自动上料搅拌车的结构

  混凝土自动上料搅拌车种类较多,不同种类在结构上也有一些差异,但从基本原理来看,大多由混凝土搅拌装置和专用底盘2部分组成。我国市场上的混凝土自动上料搅拌车多采用由生产企业制造的二类通用底盘,上装主要有搅拌筒前后支架、搅拌筒、操纵机构、液压系统、取力器、减速机、清洗系统等。

  (1)取力装置。国产中小型混凝土搅拌运输车一般采用液压-机械传动的取力方式,而大容量自动上料搅拌车则采用独立驱动的取力方式。取力装置把发动机中的动力取出,并将动力经液压系统传给搅拌筒,在运输或进料过程中,搅拌筒须正向旋转(从车尾看顺时针旋转),方便进料和搅拌混凝土;在出料过程中,搅拌筒须反向旋转(从车尾看逆时针旋转),以便快速出料。整个工作完成后,关闭取力装置即可。
混凝土自动上料搅拌车的结构及工作原理
  (2)液压系统。一般搅拌车液压系统只完成一个动作,即搅拌筒旋转。通过控制搅拌筒的转速及转向,来完成进料、搅拌、搅动、出料等操作。考虑到节能、方便等因素,大部分搅拌车制造商都采用闭式系统。液压系统是由变量柱塞泵和柱塞马达组成的闭式回路。底盘柴油机或上装自带柴油机作为动力源,带动变量柱塞泵转动,并将动力传递给柱塞马达,再由柱塞马达带动减速机转动,从而驱动搅拌筒转动。变量柱塞泵可以控制搅拌筒旋转方向和转速,供给液压系统的油量随柴油机转速的变化而变化,从而使搅拌筒的转速发生变化,以起到拌料或出料的作用。

  (3)减速机。由于搅拌筒转速较低,故通常用减速机把马达输出的转速减速后,传递给搅拌筒使其转动。

  (4)操纵机构。操纵系统一般有2种操纵方式:机械式操纵和整体软轴操纵。

  机械式操纵系统由副车架后台上机械操作和驾驶室软轴联合控制,它由操作手柄、旋转体、转轴-摇臂机构、连杆机构、推拉软轴和油门软轴等组成。整体软轴操纵系统是通过副车架后台上安装的软轴控制器,来控制搅拌筒旋转方向和油门,它包括软轴总成、U形卡、调节杆、辅助支座和推拉软轴支座等组成。操纵系统主要控制搅拌筒的旋转方向及转速,可实现5种工作状态:进料、搅动、卸料、高速卸料、停止。

  (5)搅拌装置。搅拌筒和支撑其辅助件构成搅拌装置。搅拌筒是搅拌车最重要的工作部件,绝大部分采用梨形结构。整个搅拌筒的壳体是一个变截面不对称的双锥体,外形似梨。中部直径最大,两端对接一对不等长的截头圆锥,前段锥体较短,端面与一封头焊接在一起;后段锥体较长,端部开口。通过搅拌筒的中心轴线在前端面上安装着法兰,后段锥体上有一环形滚道,它焊接在垂直于搅拌筒轴线的平面圆周上。整个搅拌筒通过中心转轴和环形滚道,倾斜卧置在固定于副车架上的调心轴承和一对支承托轮所组成的三点支承结构上,所以搅拌筒能平稳地绕其轴线转动。搅拌筒的驱动动力来自于液压马达对中心转轴的驱动。

  搅拌筒从筒口到筒内,沿内壁对称地焊接着2条带状的螺旋叶片,当搅拌筒转动时两条螺旋叶片被带动,作围绕搅拌筒轴线的螺旋运动,这是搅拌筒对混凝土进行搅拌或卸料的基本装置。搅拌筒内还装有为提高搅拌效率的搅拌板和扩展翅。

  在搅拌筒筒口处,沿2条螺旋叶片内边缘焊接着一个进料小锥,它将筒口以同心圆的形式分割为内外2部分,中心部分为进料口,混凝土由此装入搅拌筒内;进料小锥与筒壁形成的环形空间为出料口,卸料时,混凝土在叶片反向螺旋运动的推力下,从此流出。

  由上可见螺旋叶片的作用非常重要,工作过程中受到冲击力和磨损比较严重,破损会使混凝土搅拌的不均匀。另外,螺旋叶片的角度设计若不合理,也有可能使混凝土发生离析现象。

  (6)供水系统。供水系统主要用于冲洗搅拌筒、清洗车身。当搅拌筒内混凝土塌落度损失较大时,也可向筒内的混凝土适量供水。
混凝土自动上料搅拌车的结构及工作原理
  目前有2种供水形式:气压式和电动式,其中以气压式为主导。气压式供水系统由压力水箱、各种气压元件、水枪、水管、接头、球阀、水位显示器等组成,压力水箱安装在减速机的顶部。

  (7)散热系统。散热系统采用循环油对液压泵,液压马达所产生的热量通过散热片和风扇散发出去,避免高温造成液压系统损坏和工作失常。

  2 混凝上自动上料搅拌车的工作原理

  本文研究的混凝土自动上料搅拌车工作原理是由汽车底盘提供动力来驱动液压系统的变量泵,把机械能转成液压能传递给定量马达,然后再将通过减速机带动搅拌筒转动,从而对混凝土进行强制搅拌,使它在一定时间内不会凝固。由于其上述的工作特点,一般根据对混凝土运输距离的长短、施工现场条件以及对混凝土质量和配比不同情况的要求,一般采取2种不同的工作方式。

  (l)预拌混凝土的搅动运输。将在搅拌站搅拌好的混凝土直接装入搅拌车中运送,在运输途中,搅拌筒大约以1~3 r/min转速转动,使筒内混凝土不断搅动,预防离析现象,以保证混凝土质量。这种方式运输混凝土的距离不宜过长,一般控制在混凝土初凝以前,根据混凝土配比和路况、天气等条件可定出运距或时间。
混凝土自动上料搅拌车的结构及工作原理
  (2)混凝土拌合料的搅拌运输。一般有2种情况:干料和湿料搅拌运输。

  ①干料注水搅拌运输:在配料站将沙石、水泥等干料按混凝土配比加入搅拌筒内,再将搅拌用水加入车内水箱,在途中适当的距离或时间将水喷入筒内,对混凝土进行搅拌,也可到工地后搅拌。

  ②湿料搅拌运输:在配料站将沙石骨料、水泥和水等拌合料按配比同时装入搅拌筒内,搅拌筒在运输途中以8~12 r/min的转速转动,对拌合料进行搅拌,完成搅拌作业。

  上述2种方式相比,前者更能延长对混凝上的运输时间或距离。第2种方式从某种程度上来说,搅拌车基本替代了搅拌站的作用,为使用者既节省了设备投资,又提高了生产率。但是,在混凝土和易性,均匀等质量上存在着问题,不像搅拌站生产的混凝土那样好。所以,为保证混凝土的质量,满足现代建设施工的要求,第1种工作方式成为了目前自动上料搅拌车的首选工作方式。


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