混凝土攪拌運輸車傳動裝置的結構設計

錢利霞，江玲玲

QIAN LI-xia，JIANG Ling-ling

（重慶三峽學院，萬州 404000）

0 引言

隨著我國科學技術的發展和經濟建設的高速增長，基礎建設規模不斷擴大，混凝土的需求量越來越大。為了把混凝土從混凝土攪拌站運送到施工現場，混凝土攪拌運輸車應運而生，且需求量逐年增加，并且逐漸向大型化重載型發展。而目前在國內，小型輕載攪拌運輸車攪拌筒的傳動裝置主要采用定軸輪系和鏈傳動開式減速裝置，結構龐大，輸出扭矩有限，無法滿足快速、高效的大型建筑工地的需求。中大型重載攪拌運輸車攪拌筒（容量不小于7m3）的傳動裝置主要依賴成套進口減速機設備，成本高、維修不方便，制約了攪拌運輸車的發展。為填補國內無中大型重載攪拌運輸車攪拌筒傳動裝置的空白，現設計了一臺高性能的混凝土攪拌車傳動裝置的結構。

1 原理與主要性能參數

混凝土攪拌運輸車采用主車發動機取力方式，液壓系統經取力器取出發動機動力，經泵轉化為液壓能（流量和壓力），再經馬達輸出為機械能（轉速和扭矩），通過YF-F9行星減速機減速后為攪拌筒轉動提供動力。

主要性能參數為：

液壓泵的排量：71cm3/r

液壓馬達排量：80cm3/r

系統額定壓力：40MPa

系統最高壓力：45MPa

減速機最大輸出扭矩：54KNm

減速機輸出轉速范圍：0～18r/min

減速機速比：135.3

液壓馬達最大輸出轉速：2500r/min；

最大攪拌筒攪拌容量：9m3

減速機重量：340Kg（不含油）

加油量：11.5dm3

2 關鍵部件結構設計

2.1 液壓系統原理設計

如圖1所示，液壓系統采用閉式回路，由雙向變量柱塞泵和定量柱塞馬達、冷卻系統等組成，采用雙泵供油，其中雙向變量泵進行容積式無級調速，與之并聯成一體的輔助泵一方面向主回路低壓區補油，另一方面油路進入泵和液壓馬達殼體，經冷卻器回到油箱，對工作中的泵和馬達進行冷卻保護。為完成工作所需的性能，在主回路中設置手動換向閥，并在換向閥操作手柄的面板上相應注明加料攪拌—攪動—停止—卸料四個具體位置，使其調速操作簡單方便，動作靈敏、工作平穩性好。

圖1 液壓系統原理圖

2.2 減速機結構設計

如圖2所示，YF-F9行星減速機是混凝土攪拌運輸車傳動裝置的專用設備，采用兩級行星傳動減速，其中高速級為NW型，由一對內嚙合和一對外嚙合齒輪組成，把行星輪設計成雙聯齒輪，使其為雙排內外嚙合而沒有公用齒輪，實現減速比19.5，NW型傳動大，效率高，結構復雜，加工難度大，但徑向尺寸顯著減小。低速級為NGW型，由內外嚙合和公用行星輪組成，實現減速比6.94，它的結構簡單，工藝性好，然而傳動比小。YF-F9減速機一方面既滿足高性能要求，另一方面具有輸出扭矩大、承載能力高、結構緊湊、重量輕、可靠性高、噪音低、操作安全、易于安裝維護等特點。

圖2 YF-F9行星減速機安裝示意圖

2.2.1 減速機底座①

安裝底座必須穩固可靠，所使用材料的抗拉強度不得小于400N/mm2，采用六套M20的高強度螺栓螺母組件，強度等級10.9，螺栓擰緊扭矩為580Nm。

將攪拌筒和減速機安裝在車架上時，必須確保攪拌筒和輸出法蘭的軸線沿軸線方向和垂直于軸線方向上的偏擺角度不得超過0.5°。

減速機安裝好后要求焊A、B兩個70×20×10mm的擋塊。

2.2.2 輸出法蘭安裝角度②

隨攪拌車攪拌筒容量的不同，須相應調整輸出法蘭和減速機底座間夾角。其中8m3滾筒的最大允許角度為15°，9m3滾筒的最大允許角度為12°

2.2.3 減速機輸出法蘭的聯接③

攪拌筒的安裝法蘭面在螺栓孔周圍的區域與減速機輸出法蘭面必須充分結合。攪拌筒與輸出法蘭安裝聯接面的加工精度及聯接如圖3所示。要求減速機輸出法蘭端面對其旋轉軸線的跳動量不允許超過1mm。在裝配或維修時，可以采用三個自鎖螺栓M16將輸出法蘭與攪拌筒的安裝法蘭面頂開。

圖3 攪拌筒與輸出法蘭安裝聯接面

2.2.4 制動支架④和吊耳⑤

制動支架主要是在減速機運輸和儲存過程中保持輸出法蘭與箱體成一定的角度，以保護輸出法蘭密封圈不受破壞。在減速機安裝到攪拌筒及底座前嚴禁拆下制動支架；一旦減速機被拆下，必須重新裝上制動支架。吊耳僅在單獨運輸起吊減速機時使用。

2.2.5 加油和油位檢查口⑥

減速機每次加油必須加至溢出加油口為止，第一次加油約需要11.5dm3。液壓油型號：重載齒輪油（供參考），可根據用戶所在地的天氣情況對型號進行調整選用。

2.2.6 放油塞⑦和馬達連接口⑧

減速機換油時，舊油從放油塞處放出，放油塞的聯接螺紋為M22×1.5，安裝放油塞的擰緊力矩60Nm。

馬達連接口⑧為安裝凸緣直徑φ127mm，軸端為花鍵，其尺寸為16/32徑節，21齒，螺釘4-M12。

2.2.7 維修保養

1）用戶可以根據車輛不同的自身保養進行調整換油，但必須做到：首次工作500小時后進行換油，工作2000小時后進行第二次換油，以后每工作2000小時或每年一次換油，用戶每次用油必須一致。

2）油更換后在發動機停機時，檢查減速機的油位以確保油位達到要求。

3）每次換油后檢查所有聯接螺栓，確保聯接緊固無松脫。

4）每月檢查油位一次。

5）定期用扭力扳手檢查所有聯接螺栓，確保聯接緊固無松脫。

6）若需拆下減速機，所有的接頭處必須安上堵頭或保護蓋以防止灰塵進入減速機。

3 創新點

1）行星傳動裝置代替普通定軸傳動輪系，具有體積小、重量輕、傳動比大、傳動效率高、傳動功率大等特點，并且運動平穩、抗沖擊和振動的能力較強。

2）行星架通過鼓形齒式聯軸器與輸出法蘭連接而實現浮動，達到均載的目的，使各行星齒輪均勻承受載荷，由于行星架受力較大（2倍圓周力）而有利于浮動，行星架浮動不需支承，簡化結構，尤其有利于多級行星傳動。

3）行星輪軸承采用無內外圈式非標雙排滾針軸承，既節約了有效的空間又提高了軸承的使用壽命。

4）采用空心輸出法蘭軸、調心滾子軸承實現輸出法蘭可以在±6°范圍內擺動，以緩沖車輛在行駛中對減速機的沖擊力。調心滾子軸承作為主要承載軸承，能夠承受來自攪拌筒的巨大載荷。

5）采用碗型骨架密封輸出法蘭，一方面有效防止潤滑油泄漏，另一方面阻止外界粉塵、雜物進入減速機內部。

4 結論

該傳動裝置的研制成功對國內外的混凝土攪拌運輸車行業產生重要的影響。該產品結構緊湊，運轉可靠，輸出扭矩大，噪音低、維修率低。產品投放市場后，經國內多家知名企業試用，其各項技術性能指標優越，部分指標已達國際先進水平，得到了眾多用戶的好評，與國外知名品牌相比，具有明顯的性價比優勢，是取代同類、同級別進口產品的最佳選擇。

[1]陳宜通.混凝土機械[M].北京：中國建材工業出版社,2002.

[2]漸開線齒輪行星傳動的設計與制造[M].北京：機械工業出版社,2002.

[3]雷天覺.新編液壓手冊.北京：理工大學出版社.

[4]成大先.機械設計手冊.化學工業出版社,2004.