1、1混凝土搅拌运输车一、绪言一、绪言 混凝土搅拌运输车是专用车的一类产品，也隶混凝土搅拌运输车是专用车的一类产品，也隶属于混凝土机械。混凝土搅拌运输车（以下简称属于混凝土机械。混凝土搅拌运输车（以下简称搅拌车）二十世纪初在西方发达国家就已开始推搅拌车）二十世纪初在西方发达国家就已开始推广使用，而在我国自广使用，而在我国自1966年上海华东建筑机械厂年上海华东建筑机械厂与长沙建筑机械研究所合作试制成功与长沙建筑机械研究所合作试制成功JC2型型3m3搅拌车后，搅拌车后，1983年引进日本萱场株式会社技术生年引进日本萱场株式会社技术生产产MR45型型6m3搅拌车。直至搅拌车。直至1987年山东建筑机年
2、山东建筑机械厂、中建二局洛阳建筑工程机械厂、浦元建机械厂、中建二局洛阳建筑工程机械厂、浦元建机厂、浦西四四厂等五生产厂与长沙建筑机械研究厂、浦西四四厂等五生产厂与长沙建筑机械研究所合作试制成功所合作试制成功JC6型型6m3搅拌车后，进入批量搅拌车后，进入批量生产。随着我国基础投资建设的发展，此类产品生产。随着我国基础投资建设的发展，此类产品的市场需求量也在逐年增加，产品也逐渐形成系的市场需求量也在逐年增加，产品也逐渐形成系列化。因此，大部分原汽车改装厂纷纷开发生产列化。因此，大部分原汽车改装厂纷纷开发生产搅拌车，抢占这份市场，希望分得一杯羹。搅拌车，抢占这份市场，希望分得一杯羹。2007年年8
3、月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂2混凝土搅拌运输车一、绪言一、绪言 目前，搅拌车实际使用功能逐渐固定下来：目前，搅拌车实际使用功能逐渐固定下来：即主要用于运输混凝土，并保证运送的混凝土即主要用于运输混凝土，并保证运送的混凝土不出现离析。以前为搅拌车设计的搅拌功能只不出现离析。以前为搅拌车设计的搅拌功能只有在很少的场合，使用特殊的搅拌筒（如在搅有在很少的场合，使用特殊的搅拌筒（如在搅拌筒中设计搅拌装置，而搅拌筒实际上不旋转，拌筒中设计搅拌装置，而搅拌筒实际上不旋转，通过液压油缸举升搅拌筒卸料）来实现。下面通过液压油缸举升搅拌筒卸料）来实现。下面主要介绍常用搅拌车的
4、设计及生产。主要介绍常用搅拌车的设计及生产。常用搅拌车也即批量最大，用途集中的罐式常用搅拌车也即批量最大，用途集中的罐式搅拌车，使用中主要是用来运送预拌混凝土，并搅拌车，使用中主要是用来运送预拌混凝土，并使运送的混凝土不出现初凝和离析，下面对搅拌使运送的混凝土不出现初凝和离析，下面对搅拌车的型式、结构进行介绍。车的型式、结构进行介绍。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂3混凝土搅拌运输车二、搅拌车的基本结构二、搅拌车的基本结构 搅拌车安装载容量的大小形成系列，是由运搅拌车安装载容量的大小形成系列，是由运载底盘和相对独立的混凝土搅拌装置即上车两大载底盘和
5、相对独立的混凝土搅拌装置即上车两大部份组成。底盘通常采用二类搅拌车专用底盘，部份组成。底盘通常采用二类搅拌车专用底盘，直接由汽车制造厂生产。根据驱动上车动力源的直接由汽车制造厂生产。根据驱动上车动力源的不同，可分为三种取力形式。不同，可分为三种取力形式。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂4混凝土搅拌运输车二、搅拌车的基本结构二、搅拌车的基本结构1、发动机前端取力（、发动机前端取力（FEPTO）它是在发动机前端风扇皮带盘位置加装万向节它是在发动机前端风扇皮带盘位置加装万向节（通常采用传动轴）与液压油泵联结，压力油通过高（通常采用传动轴）与液压油泵联结，
6、压力油通过高压胶管及辅助装置与液压马达接通，使搅拌筒获得动压胶管及辅助装置与液压马达接通，使搅拌筒获得动力。这种装置价格较便宜，但液压胶管较长，布置较力。这种装置价格较便宜，但液压胶管较长，布置较为繁琐，且前端安装液压泵处前伸，影响整车美观。为繁琐，且前端安装液压泵处前伸，影响整车美观。另外，因液压泵安装在驾驶室前方，操纵软轴较长，另外，因液压泵安装在驾驶室前方，操纵软轴较长，软轴容易损坏，造成操作不便。软轴容易损坏，造成操作不便。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂5混凝土搅拌运输车二、搅拌车的基本结构二、搅拌车的基本结构2、发动机后端取力、发动机后
7、端取力(FWPTO)它是在发动机后端飞轮处加装专门的取力器，通过它是在发动机后端飞轮处加装专门的取力器，通过传动轴与液压泵联结，这种方式的液压系统在驾驶室传动轴与液压泵联结，这种方式的液压系统在驾驶室后部，液压胶管及操纵杆布置较为简单方便，整车更后部，液压胶管及操纵杆布置较为简单方便，整车更加美观协调。以上两种取力方式属发动机取力，动力加美观协调。以上两种取力方式属发动机取力，动力来自于底盘发动机，输出功率较大，在发动机质量比来自于底盘发动机，输出功率较大，在发动机质量比较稳定的情况下，动力输出可以得到可靠保证。随着较稳定的情况下，动力输出可以得到可靠保证。随着发动机后端取力技术的成熟及制作成
8、本的下降，这种发动机后端取力技术的成熟及制作成本的下降，这种取方式在国内外已被广泛采用。取方式在国内外已被广泛采用。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂6混凝土搅拌运输车二、搅拌车的基本结构二、搅拌车的基本结构3、单独发动机取力、单独发动机取力 这种取力属搅拌车的上车部分内容。即在搅拌车这种取力属搅拌车的上车部分内容。即在搅拌车的上车部分增加独立的发动机，液压泵直接与发动机的上车部分增加独立的发动机，液压泵直接与发动机联结。它的特点是整个上车可直接吊装在汽车底盘上联结。它的特点是整个上车可直接吊装在汽车底盘上固定联结即可使用，汽车底盘无需专用底盘。也可
9、固固定联结即可使用，汽车底盘无需专用底盘。也可固定在拖车底盘上单独使用。但因增加了独立发动机，定在拖车底盘上单独使用。但因增加了独立发动机，整车的油耗、维修、保养费用会增加，使用并不普及。整车的油耗、维修、保养费用会增加，使用并不普及。只是在一些非专用底盘上增加搅拌车上车以及国外大只是在一些非专用底盘上增加搅拌车上车以及国外大方量半拖挂式搅拌车上方量半拖挂式搅拌车上使用。使用。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂7混凝土搅拌运输车二、搅拌车的基本结构二、搅拌车的基本结构4、变速箱取力、变速箱取力 汽车变速箱有动力输出。如果把液压泵通过传动汽车变速箱有动
10、力输出。如果把液压泵通过传动轴和此处联结，则汽车在运行加速过程等情况就改变轴和此处联结，则汽车在运行加速过程等情况就改变了搅拌筒的转速，对混凝土的搅拌不利，对底盘的操了搅拌筒的转速，对混凝土的搅拌不利，对底盘的操纵变档也不利。一般极少使用。纵变档也不利。一般极少使用。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂8混凝土搅拌运输车三、混凝土搅拌运输车的基本组成三、混凝土搅拌运输车的基本组成 混凝土搅拌运输车是由汽车底盘、搅拌筒、混凝土搅拌运输车是由汽车底盘、搅拌筒、液压传动系统、供水系统、机架、进出料装置、液压传动系统、供水系统、机架、进出料装置、人梯、托轮、操
11、作系统、防护、尾灯等组成。人梯、托轮、操作系统、防护、尾灯等组成。具体见下图。具体见下图。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂9 混凝土搅拌运输车2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂10 混凝土搅拌运输车2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂11混凝土搅拌运输车1 1：汽车底盘：汽车底盘 汽车底盘可根据用户的需要进行选择，目汽车底盘可根据用户的需要进行选择，目前在国内较为常见和使用的底盘（二类底盘）前在国内较为常见和使用的底盘（二类底盘）主要有进口底盘：五十铃、日野、东风
12、日产、主要有进口底盘：五十铃、日野、东风日产、三菱、沃尔沃、奔驰等；国产底盘斯太尔、东三菱、沃尔沃、奔驰等；国产底盘斯太尔、东风、解放、北汽福田、华凌等。在较大城市多风、解放、北汽福田、华凌等。在较大城市多用进口底盘，中小城市一般选国产底盘。同等用进口底盘，中小城市一般选国产底盘。同等方量情况下，国产底盘价格一般是进口底盘的方量情况下，国产底盘价格一般是进口底盘的二分之一。二分之一。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂12混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒 1、连接法兰、连接法兰 2、搅拌筒体、搅拌筒体 3、检查孔、检查孔 4、滚道、滚道 2007
13、年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂13混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒 搅拌筒体内有两条螺旋叶片，搅拌筒体和螺搅拌筒体内有两条螺旋叶片，搅拌筒体和螺旋叶片都是由具有高强度、高耐磨性的钢板制旋叶片都是由具有高强度、高耐磨性的钢板制成。搅拌筒液压马达的驱动下旋转，螺旋叶片成。搅拌筒液压马达的驱动下旋转，螺旋叶片带动混凝土进行进料、搅动、搅拌或出料。经带动混凝土进行进料、搅动、搅拌或出料。经多年的实验、研究、和应用，目前采用的搅拌多年的实验、研究、和应用，目前采用的搅拌筒和螺旋叶片保证了拌合混凝土的良好质筒和螺旋叶片保证了拌合混凝土的良好质量，量，并具有优越
14、的进出料性能。并具有优越的进出料性能。连结法兰用于和减速机连结，可以使减速机连结法兰用于和减速机连结，可以使减速机驱动搅拌筒旋转，同时是搅拌筒的一个重要支驱动搅拌筒旋转，同时是搅拌筒的一个重要支撑点，连结法兰与滚道将搅拌筒和与搅拌混凝撑点，连结法兰与滚道将搅拌筒和与搅拌混凝土的重量分别经前、后台传递到汽车车架上。土的重量分别经前、后台传递到汽车车架上。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂14混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒 搅拌筒是上车的核心部件，其结构设计和制作工艺搅拌筒是上车的核心部件，其结构设计和制作工艺也是搅拌车的关键内容。搅拌筒倾斜安装
15、在机架上，也是搅拌车的关键内容。搅拌筒倾斜安装在机架上，与液压传动系统、减速机、机加及进出料装置等组成与液压传动系统、减速机、机加及进出料装置等组成上车的工作装置工作。上车的工作装置工作。搅拌筒结构见图搅拌筒结构见图 1、夹卡套；、夹卡套；2、辅助叶片；、辅助叶片；3、进料导管；、进料导管；4、滚道；、滚道；5、托轮；、托轮；6、人孔；人孔；7、筒体；、筒体；8、叶片；、叶片；9、辅助搅拌叶片；、辅助搅拌叶片；10、连接法兰、连接法兰 2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂15混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒 1、5号件非其本身组成部分，辅助叶片可
16、使出料均号件非其本身组成部分，辅助叶片可使出料均匀，辅助搅拌叶片起辅助搅拌作用。其前锥、圆柱叶匀，辅助搅拌叶片起辅助搅拌作用。其前锥、圆柱叶片为直纹结构，后锥叶片为非直纹结构。这种结构在片为直纹结构，后锥叶片为非直纹结构。这种结构在日本、韩国及我国一半以上的生产厂家普遍采用。日本、韩国及我国一半以上的生产厂家普遍采用。2.1进料导管的作用是：进料导管的作用是：na)使导管口与进料斗的出料口紧密吻合，防止加料使导管口与进料斗的出料口紧密吻合，防止加料时混凝土外溢，并引导混凝土迅速进入搅拌筒内部；时混凝土外溢，并引导混凝土迅速进入搅拌筒内部；nb)保护筒口部分的筒壁和叶片，使之在加料时不受保护筒口
17、部分的筒壁和叶片，使之在加料时不受混凝土骨料的直接冲击，以延长使用寿命，同时防止混凝土骨料的直接冲击，以延长使用寿命，同时防止这种冲击造成叶片的变形而影响卸料性能；这种冲击造成叶片的变形而影响卸料性能；nc)导管与筒壁和叶片形成卸料通道，他可使卸料更加导管与筒壁和叶片形成卸料通道，他可使卸料更加均匀连续；均匀连续；2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂16混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒 d)导管口与进料斗的出料口紧密吻合，并与叶片形成导管口与进料斗的出料口紧密吻合，并与叶片形成相对封闭区域，可提高搅拌筒有效容积，即装填率相对封闭区域，可提高搅拌筒
18、有效容积，即装填率f（后面有解释）较大，最大可达（后面有解释）较大，最大可达0.67。这样设计时也。这样设计时也可适当减小搅拌筒几何容积，降低上车重量。可适当减小搅拌筒几何容积，降低上车重量。n但也有一些不足之处：但也有一些不足之处：na)因进料斗的出料口与导管口紧密吻合，导料管较因进料斗的出料口与导管口紧密吻合，导料管较长，在装坍落度较低的混凝土时容易积料；长，在装坍落度较低的混凝土时容易积料；nb)卸坍落度较低的混凝土料时，增加了导料管实际卸坍落度较低的混凝土料时，增加了导料管实际上时增加了摩擦面积，料容易粘在导料管上，降低了上时增加了摩擦面积，料容易粘在导料管上，降低了卸料速度和加大了出
19、了残余率。卸料速度和加大了出了残余率。nc)导管与筒壁和叶片形成卸料通道，也形成了一相对导管与筒壁和叶片形成卸料通道，也形成了一相对封闭空间，搅拌筒清洗比较困难；封闭空间，搅拌筒清洗比较困难；2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂17混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒d)进料导管要与进料斗的出料口同心，制作要求较高，进料导管要与进料斗的出料口同心，制作要求较高，同时其后锥叶片为非直纹结构，也增加了制作难度。同时其后锥叶片为非直纹结构，也增加了制作难度。n搅拌筒的另一种结构如图，相对简单，与有进料导管搅拌筒的另一种结构如图，相对简单，与有进料导管的搅拌
20、筒优缺点正好相反，其所有叶片均为直纹结构，的搅拌筒优缺点正好相反，其所有叶片均为直纹结构，这种结构在欧洲及我国的一些生产厂家采用。其装填这种结构在欧洲及我国的一些生产厂家采用。其装填率率f最大不超过最大不超过0.58。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂18混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.2 搅拌筒的工作原理和工作过程搅拌筒的工作原理和工作过程n从搅拌筒的内部结构已知，搅拌筒是依靠回转的筒体从搅拌筒的内部结构已知，搅拌筒是依靠回转的筒体带动其中的两条螺旋叶片，对混凝土进行搅拌和卸了带动其中的两条螺旋叶片，对混凝土进行搅拌和卸了作业的，其搅拌和
21、卸料性能又与搅拌筒的构造，尤其作业的，其搅拌和卸料性能又与搅拌筒的构造，尤其是两条独特的螺旋叶片有什么关系，值得探讨。参看是两条独特的螺旋叶片有什么关系，值得探讨。参看图图24，这是通过搅拌筒轴线的垂直剖面示意图。图，这是通过搅拌筒轴线的垂直剖面示意图。图a，b分别为被剖搅拌筒的两部分，图中斜线表示剖示部分别为被剖搅拌筒的两部分，图中斜线表示剖示部分的螺旋叶片，分的螺旋叶片，为其螺旋升角，为其螺旋升角，为搅拌筒轴线与底为搅拌筒轴线与底盘平面夹角。工作时，搅拌筒绕其自身轴线转动，混盘平面夹角。工作时，搅拌筒绕其自身轴线转动，混凝土因与筒壁和叶片的摩擦力和内在粘着力而被转动凝土因与筒壁和叶片的摩擦
22、力和内在粘着力而被转动的筒壁沿圆周带起来，但在到达一定高度后，在其自的筒壁沿圆周带起来，但在到达一定高度后，在其自重重G作用下，克服上述摩擦力和内聚力而向下翻跌和作用下，克服上述摩擦力和内聚力而向下翻跌和滑移，由于搅拌筒在连续的转动，所以混凝土滑移，由于搅拌筒在连续的转动，所以混凝土 2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂19混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.2 搅拌筒的工作原理和工作过程搅拌筒的工作原理和工作过程n即在不断的被提升而又向下下滑跌的运动中，同时受即在不断的被提升而又向下下滑跌的运动中，同时受筒壁和叶片所确定的螺旋形轨道的引导，产生
23、沿搅拌筒壁和叶片所确定的螺旋形轨道的引导，产生沿搅拌筒切向和轴向的复合运动，使混凝土一直被推到螺旋筒切向和轴向的复合运动，使混凝土一直被推到螺旋叶片的终端。如果搅拌筒是以图叶片的终端。如果搅拌筒是以图(a)所示方向的所示方向的“正正向向”n （a）正转；）正转；(b)反转反转n转动，混凝土就是将被叶片连续不断的推送到搅拌筒转动，混凝土就是将被叶片连续不断的推送到搅拌筒的底部，显然，到达筒底的混凝土势必又被搅拌筒的的底部，显然，到达筒底的混凝土势必又被搅拌筒的 2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂20混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.2 搅拌筒的
24、工作原理和工作过程搅拌筒的工作原理和工作过程n端壁顶锥翻转过来，这样在上述运动的基础上又增加端壁顶锥翻转过来，这样在上述运动的基础上又增加了混凝土上下层的轴向滚翻运动如图所示，混凝土就了混凝土上下层的轴向滚翻运动如图所示，混凝土就是在这样复杂的运动状态下得到搅拌，因混凝土部分是在这样复杂的运动状态下得到搅拌，因混凝土部分受到螺旋叶片的强制推移翻滚，故属于半强制式搅拌受到螺旋叶片的强制推移翻滚，故属于半强制式搅拌。n如果混凝土按图如果混凝土按图(b)所示方向作所示方向作“反向反向”转动，叶片转动，叶片的螺旋运动也就相反，这时混凝土即被叶片引导向搅的螺旋运动也就相反，这时混凝土即被叶片引导向搅拌筒
25、口方向移动，直至从筒口卸出拌筒口方向移动，直至从筒口卸出。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂21混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.2 搅拌筒的工作原理和工作过程搅拌筒的工作原理和工作过程n从上述分析看出，搅拌筒的转动，带动连续从上述分析看出，搅拌筒的转动，带动连续的螺旋叶片所产生的螺旋运动，这时凝土获的螺旋叶片所产生的螺旋运动，这时凝土获得既有得既有“切向切向”又有又有“轴向轴向”的复合运动，的复合运动，从而使搅拌筒具有搅拌或卸料的功能。因此从而使搅拌筒具有搅拌或卸料的功能。因此形成这一螺旋运动的有关因素，诸如螺旋叶形成这一螺旋运动的有关因素
26、，诸如螺旋叶片的曲线参数，搅拌筒的几何形状和尺寸，片的曲线参数，搅拌筒的几何形状和尺寸，搅拌筒的转速和转动方向等，都是决定搅拌搅拌筒的转速和转动方向等，都是决定搅拌筒工作性能的重要因素，因而是搅拌筒需要筒工作性能的重要因素，因而是搅拌筒需要控制的重要技术数据，这些问题将在设计中控制的重要技术数据，这些问题将在设计中加以叙述。加以叙述。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂22混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.2 搅拌筒的工作原理和工作过程搅拌筒的工作原理和工作过程n根据搅拌筒的构造和工作原理，可以对搅拌车的各工况作根据搅拌筒的构造和工作原理，可以
27、对搅拌车的各工况作如下描述：如下描述：n装料装料 搅拌筒在驱动装置带动下，作大约搅拌筒在驱动装置带动下，作大约10-14r/min的的“正向正向”转动，混凝土或拌合料经进料斗进入搅拌筒，并转动，混凝土或拌合料经进料斗进入搅拌筒，并在螺旋叶片引导下流入搅拌筒的中下部；在螺旋叶片引导下流入搅拌筒的中下部；n搅拌搅拌 对加入搅拌筒的混凝土拌合料，在搅拌车运送途中或对加入搅拌筒的混凝土拌合料，在搅拌车运送途中或现场，使搅拌筒在现场，使搅拌筒在10-14r/min的转速下的转速下“正向正向”转动，转动，拌合料在转动的筒壁和叶片带动下翻跌推移进行搅拌；拌合料在转动的筒壁和叶片带动下翻跌推移进行搅拌；n搅动
28、搅动 对加入搅拌筒的预拌混凝土，只需搅拌筒在运送途中对加入搅拌筒的预拌混凝土，只需搅拌筒在运送途中作作1-3r/min的低速的低速“正向正向”转动，此时，混凝土受缓慢转动，此时，混凝土受缓慢的推移和扰动，以防止离析，保持混凝土的匀质；的推移和扰动，以防止离析，保持混凝土的匀质；n出料出料 改变搅拌筒的转动方式，并使之获得改变搅拌筒的转动方式，并使之获得10-14r/min的的“反向反向”转动。混凝土在叶片螺旋的顶推下向筒口方向移转动。混凝土在叶片螺旋的顶推下向筒口方向移动，最后流出筒口，通过固定的卸料槽和活动溜槽，将混动，最后流出筒口，通过固定的卸料槽和活动溜槽，将混凝土卸入混凝土泵或其它转运
29、容器。凝土卸入混凝土泵或其它转运容器。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂23混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒既是搅拌车运送混凝土的装载容器，又是搅拌筒既是搅拌车运送混凝土的装载容器，又是搅拌混凝土的工作装置。所以对它的设计有以下搅拌混凝土的工作装置。所以对它的设计有以下基本要求：基本要求：na)有足够的有效容积；有足够的有效容积；nb)满足规定的搅拌和装、卸料性能；满足规定的搅拌和装、卸料性能；nc)在结构上适应运载底盘和运输中进行搅拌工作在结构上适应运载底盘和运输中进行搅拌工作的特点；的特点；nd
30、)要有适当的使用寿命（耐磨损性能）；要有适当的使用寿命（耐磨损性能）；n搅拌筒的设计分几何设计和金属结构设计两部分搅拌筒的设计分几何设计和金属结构设计两部分内容，几何设计是金属结构设计的基础。本节介内容，几何设计是金属结构设计的基础。本节介绍广泛采用的梨形卧式搅拌筒的设计。绍广泛采用的梨形卧式搅拌筒的设计。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂24混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒的几何设计搅拌筒的几何设计 包括搅拌筒壳体的几何容积计算包括搅拌筒壳体的几何容积计算外形控制尺寸（最大直径和长度）的确定和搅拌
31、筒内外形控制尺寸（最大直径和长度）的确定和搅拌筒内螺旋叶片曲线参数的选择。螺旋叶片曲线参数的选择。2.3.1搅拌筒的几何容积搅拌筒的几何容积 搅拌车的梨形搅拌筒几何容积，搅拌车的梨形搅拌筒几何容积，通常与其设计的最大装载容积存在如下关系，用装填通常与其设计的最大装载容积存在如下关系，用装填率率f表示：表示：n f=V/Vj0.50.67n式中：式中：V对运输预拌混凝土而言，此值为公称搅动对运输预拌混凝土而言，此值为公称搅动容量，即搅拌车能运送的预拌混凝土的最大容积；对容量，即搅拌车能运送的预拌混凝土的最大容积；对混凝土干拌合料搅拌运输，此值为公称搅拌容量，即混凝土干拌合料搅拌运输，此值为公称搅
32、拌容量，即搅拌车置于水平位置，搅拌筒能容纳全部未经搅拌的搅拌车置于水平位置，搅拌筒能容纳全部未经搅拌的配料（包括水）要在充分搅拌时不产生外溢，并能产配料（包括水）要在充分搅拌时不产生外溢，并能产生匀质混凝土经捣实后的最大容积；生匀质混凝土经捣实后的最大容积；n Vj搅拌筒的几何容积。搅拌筒的几何容积。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂25混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n 装载容量是搅拌车最主要的技术参数，是控制搅拌筒装载容量是搅拌车最主要的技术参数，是控制搅拌筒的几何尺寸，底盘选择吨位，确定驱动功率及液压
33、传的几何尺寸，底盘选择吨位，确定驱动功率及液压传动系统的原始数据。动系统的原始数据。2.3.2 搅拌筒壳体的控制尺寸。梨形搅拌筒的外形比较搅拌筒壳体的控制尺寸。梨形搅拌筒的外形比较复杂，沿轴线方向的断面直径是变化的。中部直径最复杂，沿轴线方向的断面直径是变化的。中部直径最大，两端逐步收缩。小容积的搅拌筒壳体，通常仅用大，两端逐步收缩。小容积的搅拌筒壳体，通常仅用两个不对称的截圆锥体对接而成，而较大容量的搅拌两个不对称的截圆锥体对接而成，而较大容量的搅拌筒则在两段截锥体之间加接一段圆柱筒体，有时还在筒则在两段截锥体之间加接一段圆柱筒体，有时还在圆柱体的同一侧再增加一锥体，以扩大装载容积，同圆柱体
34、的同一侧再增加一锥体，以扩大装载容积，同时避免搅拌筒中部尺寸过大。时避免搅拌筒中部尺寸过大。在满足几何容积的条件下，搅拌筒壳体中部的最在满足几何容积的条件下，搅拌筒壳体中部的最大直径，沿轴线方向的长度搅拌筒筒口的直径，截锥大直径，沿轴线方向的长度搅拌筒筒口的直径，截锥体的锥顶角以及与之有关的搅拌筒斜置角度，是搅拌体的锥顶角以及与之有关的搅拌筒斜置角度，是搅拌筒壳体设计时应适当控制的几何参数筒壳体设计时应适当控制的几何参数。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂26混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒的斜置角
35、度搅拌筒的斜置角度 搅拌筒的斜置角度虽然不是搅拌搅拌筒的斜置角度虽然不是搅拌筒壳体本身的几何参数，但它影响着搅拌筒的有效装筒壳体本身的几何参数，但它影响着搅拌筒的有效装载量、工作性能（搅拌、卸料）、支承性能（对底盘载量、工作性能（搅拌、卸料）、支承性能（对底盘的载荷分布），搅拌车的进出料高度等，因而也对搅的载荷分布），搅拌车的进出料高度等，因而也对搅拌筒的几何参数起制约作用，在设计时必须将搅拌筒拌筒的几何参数起制约作用，在设计时必须将搅拌筒的几何参数与其斜置角度联系起来考虑，选择适度。的几何参数与其斜置角度联系起来考虑，选择适度。一般在搅拌筒倾角较小时，搅拌筒的有效装载容量即一般在搅拌筒倾角较
36、小时，搅拌筒的有效装载容量即会下降，搅拌性能变差，但有利于卸料，搅拌筒支承会下降，搅拌性能变差，但有利于卸料，搅拌筒支承点的载荷比较均匀，进、出料高度低，这时为满足设点的载荷比较均匀，进、出料高度低，这时为满足设计要求装载容量，往往需要增加搅拌筒的长度或直径。计要求装载容量，往往需要增加搅拌筒的长度或直径。当搅拌筒的倾角较大时，上述情况相反。目前一般搅当搅拌筒的倾角较大时，上述情况相反。目前一般搅拌筒轴线与底盘平面的斜置夹角在拌筒轴线与底盘平面的斜置夹角在8.5 18之间，之间，视搅拌筒的装载容量和上述因素以及所选底盘长度而视搅拌筒的装载容量和上述因素以及所选底盘长度而定，装载容量愈小此角愈大
37、，而装载容量愈大，此角定，装载容量愈小此角愈大，而装载容量愈大，此角愈小。如大容量搅拌筒采用半拖挂式专用底盘，此角愈小。如大容量搅拌筒采用半拖挂式专用底盘，此角可减小到可减小到8.5。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂27混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n为保证搅拌筒在斜置时上部有平直的高度和一定的卸为保证搅拌筒在斜置时上部有平直的高度和一定的卸料性能力，搅拌筒底部截锥体（即前锥）的半锥顶角料性能力，搅拌筒底部截锥体（即前锥）的半锥顶角常控制在常控制在1125之间，上部截锥体（即后锥）之间，上部截锥体（即后
38、锥）的半锥顶角常控制在的半锥顶角常控制在1416之间，在设计搅拌之间，在设计搅拌筒主要控制尺寸时应参考。例如，对装载容量小的搅筒主要控制尺寸时应参考。例如，对装载容量小的搅拌筒，为适应小吨位底盘的有限长度，搅拌筒的斜置拌筒，为适应小吨位底盘的有限长度，搅拌筒的斜置角度通常都选的较大，因而配合选择较大的锥顶角，角度通常都选的较大，因而配合选择较大的锥顶角，这样可以使搅拌筒的长度减小。这样可以使搅拌筒的长度减小。n搅拌筒中部的最大直径搅拌筒中部的最大直径 搅拌运输车梨形搅拌筒壳体搅拌运输车梨形搅拌筒壳体各部分的尺寸比例和形状怎样最好，是一直在研究的各部分的尺寸比例和形状怎样最好，是一直在研究的问题
39、。问题。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂28混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n据有关试验资料认为：梨形搅拌筒壳体中部具有较大据有关试验资料认为：梨形搅拌筒壳体中部具有较大直径，而底部截锥较短，使搅拌筒中下部的外形接近直径，而底部截锥较短，使搅拌筒中下部的外形接近球体形状为最佳，这时，不仅搅拌效果好，搅拌效率球体形状为最佳，这时，不仅搅拌效果好，搅拌效率高，而且也因搅拌筒中心适当前移，对合理分配运载高，而且也因搅拌筒中心适当前移，对合理分配运载底盘前后桥负荷，提高搅拌车装载能力是有利的。但底盘前后桥负荷，提
40、高搅拌车装载能力是有利的。但是，我们知道搅拌筒中部最大直径首先受运载底盘的是，我们知道搅拌筒中部最大直径首先受运载底盘的宽度的局限，也受搅拌筒重心高度对整车稳定性影响宽度的局限，也受搅拌筒重心高度对整车稳定性影响的限制，当然，还要考虑到国家交通和运输法规对车的限制，当然，还要考虑到国家交通和运输法规对车辆通过性的有关规定。另外，这一尺寸还与搅拌筒两辆通过性的有关规定。另外，这一尺寸还与搅拌筒两端锥体的锥顶角有关，直接涉及搅拌筒的工作性能和端锥体的锥顶角有关，直接涉及搅拌筒的工作性能和装载量，因此在确定这一最大直径时，必须综合考虑装载量，因此在确定这一最大直径时，必须综合考虑上述因素。据统计，使
41、用普通载重汽车底盘的搅拌车，上述因素。据统计，使用普通载重汽车底盘的搅拌车，其梨形搅拌筒的中部最大直径一般都在其梨形搅拌筒的中部最大直径一般都在21002400mm之间，小容量（之间，小容量（4m3及以下）的搅及以下）的搅拌筒可低于最小值。拌筒可低于最小值。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂29混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒沿轴线方向的长度搅拌筒沿轴线方向的长度 搅拌筒沿轴线的长度应参搅拌筒沿轴线的长度应参考装载量，已确定的中部最大直径，锥顶角，斜置角考装载量，已确定的中部最大直径，锥顶角，斜置角
42、等几何参数用计算或绘图方法求得，但这一尺寸受选等几何参数用计算或绘图方法求得，但这一尺寸受选定汽车底盘长度的限制，应根据搅拌装置各组成部分定汽车底盘长度的限制，应根据搅拌装置各组成部分在上车的布局情况和支承点进行调整。必要时也可调在上车的布局情况和支承点进行调整。必要时也可调整搅拌筒的其他几个参数，以适应之。整搅拌筒的其他几个参数，以适应之。n这里还应指出，对后倾布置的搅拌筒，汽车底盘行使这里还应指出，对后倾布置的搅拌筒，汽车底盘行使的爬坡角度，直接影响上述几何参数对装载容量的保的爬坡角度，直接影响上述几何参数对装载容量的保证，设计时，搅拌筒的几何容积应按能装载公称搅动证，设计时，搅拌筒的几何
43、容积应按能装载公称搅动容量的混凝土，并在爬上坡度为容量的混凝土，并在爬上坡度为14%的坡道时不产的坡道时不产生外溢为设计原则进行计算。生外溢为设计原则进行计算。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂30混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒的筒口直径搅拌筒的筒口直径 它关系着对混凝土的吞吐速度，它关系着对混凝土的吞吐速度，应根据搅拌筒的装载容量和要求的卸料速度而定。搅应根据搅拌筒的装载容量和要求的卸料速度而定。搅拌筒要求的卸料速度是考虑配套使用的混凝土泵等一拌筒要求的卸料速度是考虑配套使用的混凝土泵等一些现场
44、输送浇灌机械的生产率或自身的生产等因素而些现场输送浇灌机械的生产率或自身的生产等因素而制定的。而搅拌筒的实际卸料速度又取决于搅拌筒的制定的。而搅拌筒的实际卸料速度又取决于搅拌筒的反转速度和混凝土的坍落度。在正常条件下，搅拌筒反转速度和混凝土的坍落度。在正常条件下，搅拌筒反转速度愈高，混凝土坍落度愈大，则卸料速度愈快。反转速度愈高，混凝土坍落度愈大，则卸料速度愈快。目前搅拌车的卸料速度可参考下列数据。目前搅拌车的卸料速度可参考下列数据。n在额定卸料转速下，当混凝土的坍落度为在额定卸料转速下，当混凝土的坍落度为50mm时，时，卸料速度可控制在卸料速度可控制在90180s/m3之间；当坍落度为之间；
45、当坍落度为200mm时，卸料速度可以达到时，卸料速度可以达到4060s/m3。在以。在以上数据中，装载容量较大的搅拌筒，卸料速度要快一上数据中，装载容量较大的搅拌筒，卸料速度要快一些，选值高，反之，则选低值。些，选值高，反之，则选低值。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂31混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n搅拌筒几何形状的最后确定搅拌筒几何形状的最后确定 参照以上原则，初步选参照以上原则，初步选定各控制尺寸，在进行搅拌筒的有效容积计算和满载定各控制尺寸，在进行搅拌筒的有效容积计算和满载时混凝土的重心位置计算
46、即可确定，然后计进行装载时混凝土的重心位置计算即可确定，然后计进行装载量和整机稳定性的校核，以对其几何参数进行必要的量和整机稳定性的校核，以对其几何参数进行必要的修正。修正。2.3.3搅拌筒几何容积和有效容积的设计计算搅拌筒几何容积和有效容积的设计计算n 搅拌筒外形图如图，搅拌筒外形图如图，D1为前锥小径；为前锥小径；D2为前锥大为前锥大径，圆柱直径；径，圆柱直径；D3为后锥小径。为后锥小径。L2为前锥长度；为前锥长度；L3为圆柱长度；为圆柱长度；L4为后锥长度，为后锥长度，1为前锥半锥角，为前锥半锥角，2为后锥半锥角。这些数据是设计要选取的重要参数。为后锥半锥角。这些数据是设计要选取的重要参
47、数。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂32混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算 2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂33混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算2.3.3.1搅拌筒几何容积计算搅拌筒几何容积计算 2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂34混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算2.3.3.1搅拌筒几何容积计算搅拌筒几何容积计算 搅拌筒的几何容积
48、搅拌筒的几何容积V=V1+V2+V3+V4搅拌筒壁厚度：前锥搅拌筒壁厚度：前锥t=t1；圆柱；圆柱t=t2；后锥；后锥t=t3；封头壁厚封头壁厚 t=t4；R1=(D1-t1)/2,R2=(D2-t2)/2,R3=(D3-t3)/2 封头球半径封头球半径R4前锥前锥V2=1/3L2（R12+R22+R1R2）圆柱圆柱V3=R22L3后锥后锥V4=1/3L4（R22+R32+R2R3）封头封头V1=1/3L12（3R4-L1）2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂35混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算2.3.3.2
49、搅拌筒有效容积计算搅拌筒有效容积计算 n搅拌车运载的混凝土的坍落度一般为搅拌车运载的混凝土的坍落度一般为40210mm，如前图所示，如前图所示，EF为混凝土的计算高度，取值为为混凝土的计算高度，取值为y1。因混凝土在运输过程中，不可能到达后锥出料口，计因混凝土在运输过程中，不可能到达后锥出料口，计算时，取混凝土最末端算时，取混凝土最末端EF距后锥出料口为距后锥出料口为L5。假设。假设混凝土为理想流体则过混凝土为理想流体则过F点作水平线，那么水平线以点作水平线，那么水平线以下为有效容积。下为有效容积。为搅拌筒斜置角。因为封头很小且为搅拌筒斜置角。因为封头很小且有一内锥，其有效容积可以忽略不计，这
50、样可以把搅有一内锥，其有效容积可以忽略不计，这样可以把搅拌筒分为三部分拌筒分为三部分V1，V2，V3；V=V1+V2+V3。2007年年8月月中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂36混凝土搅拌运输车2 2：搅拌筒：搅拌筒2.3搅拌筒的设计计算搅拌筒的设计计算n后锥有效容积的计算（后锥有效容积的计算（V3）n实际设计中叶片最低高度为实际设计中叶片最低高度为250300mm，而计算，而计算时考虑到搅拌车有一定的爬坡能力，而取时考虑到搅拌车有一定的爬坡能力，而取y1=200300 mm,搅拌筒上装有进料导管的，取搅拌筒上装有进料导管的，取大值，没有装进料导管的，取小值。大值，
