防溢料設(shè)計在混凝土攪拌運輸車中的應(yīng)用

息樹辛，王會會，魏雪玲，饒偉強(qiáng)，蔡克強(qiáng)

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221000）

防溢料設(shè)計在混凝土攪拌運輸車中的應(yīng)用

息樹辛，王會會，魏雪玲，饒偉強(qiáng)，蔡克強(qiáng)

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221000）

本文介紹了混凝土攪拌車罐體的參數(shù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對溢料問題進(jìn)行了分析論證，指出當(dāng)前罐體結(jié)構(gòu)在使用過程中的不足之處，尋找解決問題的對策與方案。通過分析，將攪拌筒后錐段葉片高度增加，使其兩相對的葉片徑向距離減小，起到封料的作用，以解決攪拌車爬坡時漏料的問題。防溢料設(shè)計在攪拌車中的應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

混凝土攪拌車；攪拌筒；螺旋葉片；后錐段；防溢料設(shè)計

0 引言

混凝土攪拌運輸車的螺旋葉片（如圖 1）是實現(xiàn)攪拌和運輸混凝土的關(guān)鍵部件，由兩組旋向相同、互錯 180°的對數(shù)螺旋葉片組成。前錐螺旋葉片主要實現(xiàn)攪拌功能，圓柱段是實現(xiàn)攪拌和出料的過渡段，后錐螺旋葉片主要是實現(xiàn)快速卸料，并起到一定的攪拌作用，避免出料時出現(xiàn)離析[1-3]。混凝土攪拌運輸車在工作過程中要適應(yīng)各種工況，比如爬坡、轉(zhuǎn)彎等。目前，部分?jǐn)嚢柢囋谂榔聲r出現(xiàn)溢料現(xiàn)象。顯然，出現(xiàn)這種情況的危害是不言而喻的。

圖 1 螺旋葉片

1 解決溢料問題的方案分析

要解決溢料問題，就必須了解攪拌筒的相關(guān)參數(shù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖 2）。影響攪拌筒裝料能力的主要參數(shù)有罐體的幾何容積，罐體的傾斜角度等；攪拌筒主要由封頭總成、前錐段、圓柱段、后錐段及滾道等幾部分組成[4-5]。通過分析發(fā)現(xiàn)，要解決攪拌筒爬坡時筒體溢料問題，有以下三種方案：

圖 2 攪拌筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)

方案一，抬高攪拌筒的傾斜角度 α。若同樣幾何容積的罐體、同樣的葉片高度，則攪拌筒的傾斜角度 α 越大，裝載額定的混凝土越不容易發(fā)生溢料現(xiàn)象。但是因相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定混凝土攪拌車最大高度不得高于 4m，角度過大直接導(dǎo)致整車超高，下滑角增大，且導(dǎo)致減速機(jī)承載力矩較大，所以抬高攪拌筒角度是不改變整車結(jié)構(gòu)前提下的解決攪拌筒溢料問題的方案，但不是最佳方案。

方案二，增大攪拌筒幾何容積。若攪拌筒的傾斜角度相同、葉片的高度相同，則攪拌筒的幾何容積越大，裝載額定的混凝土越不容易發(fā)生溢料現(xiàn)象。此種方案不但需要增加罐體的鼠籠工裝，而且由于罐體容積的增加，相應(yīng)的副車架等結(jié)構(gòu)需一并增強(qiáng)改變，增加了整車的整備重量，用料成本較高。

方案三，增加攪拌葉片的高度。現(xiàn)有攪拌筒后錐螺旋葉片的尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，后錐段葉片高度大致在 460mm左右（見圖 3），此種結(jié)構(gòu)適用于坡度小、距離短、溢料不嚴(yán)重的情況。在對現(xiàn)有混凝土攪拌車進(jìn)行裝料試驗，通過試驗研究溢料過程發(fā)現(xiàn)，車輛在爬坡時，若加快攪拌筒的轉(zhuǎn)動速度，讓漏在葉片最外圈一側(cè)的混凝土快速回流，可減少混凝土的灑落量。受此現(xiàn)象啟發(fā)，在不改變攪拌筒傾斜角度、不增大攪拌筒幾何容積的前提下，可以通過增加攪拌葉片高度來解決溢料的問題。

圖 3 現(xiàn)有攪拌筒后錐葉片結(jié)構(gòu)

2 防溢料葉片設(shè)計

通過前面的分析，提出一種不增加攪拌筒成本，不影響進(jìn)出料速度，能有效解決攪拌車爬坡漏料問題的新型攪拌筒葉片技術(shù)。其特征在于：① 將攪拌筒后錐段部分葉片高度增加，使其兩相對的葉片徑向距離減小，見圖 4 序號 1、2、3、4、5。② 若坡度較大，爬坡時間較長時，料位高于加高葉片時，第二組加高葉片可以將溢料反送回第一組加高葉片中，見圖 5。③ 由于螺距未變，筒體口部葉片結(jié)構(gòu)未變，下滑角未變，攪拌筒的進(jìn)、出料速度不受影響[6-7]。

圖 4 防溢料技術(shù)攪拌筒后錐葉片結(jié)構(gòu)

圖 5 防溢料葉片現(xiàn)場施工回轉(zhuǎn)示意圖

經(jīng)上述分析可知，防溢料技術(shù)混凝土攪拌運輸車有效地解決了爬坡漏料問題，如圖 6 所示。其主要優(yōu)點有：① 防漏料效果明顯，可實現(xiàn)多次封料；② 成本較低，無需增加罐體工裝、增加筒體幾何容積和傾斜角度等。③ 操作簡單，不改變工藝過程。

圖 6 混凝土攪拌車爬坡

3 結(jié)論

本文討論了混凝土攪拌運輸車爬坡溢料的問題，介紹了一種新型防溢料技術(shù)混凝土攪拌車，全面保證極致方量產(chǎn)品的裝料性能，有效地解決了爬坡漏料的問題。與傳統(tǒng)混凝土攪拌車相比，防溢料技術(shù)混凝土攪拌車實用性、安全性和可靠性更高。該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于筆者公司的混凝土攪拌運輸車，經(jīng)過市場的檢驗，得到了廣大用戶的認(rèn)可。

[1] 張國忠，王福良，周淑文，趙宇明．現(xiàn)代混凝土攪拌輸送車及應(yīng)用[M]．北京:中國建材工業(yè)出版社，2006.

[2] 謝開泉，我國混凝土攪拌運輸車市場情況分析及預(yù)測[J]．專用汽車．2007(04)：22-24.

[3] 羅引輝，我國混凝土攪拌運輸車技術(shù)分析及趨勢預(yù)測[J]．專用汽車．2007(09)：24-26．

[4] 王安麟，姜濤，善盈盈，等．基于流固兩相流的混凝土攪拌運輸車攪拌筒葉片設(shè)計方法[P]．

[5] 柳建文，我國混凝土攪拌運輸車技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].商用汽車，2011(11)：14-18．

[6] 李冬梅．低坍落度混凝土攪拌運輸車罐體及葉片設(shè)計與研究[D]．天津大學(xué)，2005．

[7] 唐志林．混凝土攪拌運輸車攪拌筒 CAD/CAM 技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2007．

[通訊地址]徐州徐工施維英機(jī)械有限公司（221000）

Anti spilling design application in the concrete mixer truck

Xi Shuxin, Wang Huihui, Wei Xueling, Rao Weiqiang, Cai Keqiang
(Xuzhou XCMG SCHWING Machinery Co., Ltd., Xuzhou Jiangsu 221000)

The concrete mixer tube parameters and internal structure was introduced in this paper, and the overflow problem was analyzed, the current body structure in the use process def i ciencies, looking for the measures and solutions to the problems. Through the analysis, this technology increases the blade height of the later cone section, achieving the effect of sealing, to solve the overf l ow problem of concrete mixer. The anti spilling design in the concrete mixer has achieved good economic and social benef i ts.

concrete mixer truck; mixing drum; spiral fi n; later cone section; anti spilling design

息樹辛，男，工程師。