混凝土搅拌运输车总体设计原则

混凝土搅拌运输车总体设计原则

方圆集团刘文涛李洪运

混凝土搅拌车用途：

主要用于预拌混凝土的运输，保证混凝土在运输过程中能够不变质（不离析，不层析的运输到工地。

混凝土搅拌运输车的结构：

专用搅拌车底盘+搅拌上装

是在专用搅拌车底盘上安置一个斜置的并且可以自行转动而且是重心在不断发生变化的搅拌筒的专用汽车，搅拌筒在行驶过程中不断的对预拌好的混凝土进行搅拌，因此它具有运输和搅拌的双重功能。鉴于安全和避免非法改装，改装时应注意下列事项：

一、改装的基本原则

A：对专用搅拌车底盘进行功能性的结构安装，不能更换任何底盘上的总成。

B：底盘与搅拌装置的连接

搅拌装置与底盘应有可靠的连接，搅拌装置的副车架和底盘车架间应根据底盘车架的实际情况进行不同方式的可靠连接。上装部分的结构与搅拌车主车架连接的必须牢固，连接结构合理。

C：严格底盘厂家提供的轴荷数据各轴轴载质量不得超过允许的最大轴载质量。为了保证搅拌车在行驶过程中的侧向稳定性，载荷分布左右应基本均匀，最大偏差不得超过20%，保证改装后轴载质量分配的合理性。

D:如果改装需要在原底盘上进行加工，需要根据底盘厂家提供的改装手册进行合理加工。

E：所有改装项目必须严格按照GB7258《机动车运行技术条件》的国家法规规定执行。

F：改装完成后，进行载荷试验和工业性考核，整车总质量不得超过底盘厂家设计的最大总质量，改装后车辆外形尺寸不得超过限值，车辆后悬不得超过标准限值。工业性考核的各项指标必须满足QC667-2010《混凝土搅拌运输车技术条件和试验方法》的各项考核指标。

G：，为了保证整车的纵向通过性，重心位置应尽可能低，但必须留有车轮弹跳高度所需的空间。

H：改装后的搅拌车应保证底盘和上装各总成的空间，保证维修、保养的方便性

I：改装过程中，绝对不允许随意改变车辆的轴距，对于加长、减短车架纵梁、改变横梁位置等特殊情况，必须要求底盘厂家的技术部门进行确认，并且取得书面确认材料，避免出现改装的质量问题。

二：改装的技术规范

（一）搅动容量的确定

搅拌车装载容量（混凝土的搅动容量）是搅拌车最主要的性能参数，是控制

搅拌筒的几何尺寸和整车高度尺寸，选用选用底盘形式和吨位，确定搅拌筒驱动动力功率，确定减速和液压传动装置动力参数关键数据。一般选择装填比为<55%,即搅动容积与拌筒总容积的比值，根据笔者多年的设计经验和工业性考核经验，发现：拌筒最大圆柱直径与搅拌车整车侧倾稳定性有密切关系，拌筒直径越大，整车越不稳定，也就是所说的“发飘”，所以搅拌筒的直径最大不要超过2350mm。

（二)搅拌筒的叶片设计

拌筒内有两条相互对称的叶片，以保证运输过程中对混凝土的搅拌和出料过程中的反推，所以叶片结构设计的是否合理决定了，决定了混凝土的匀质性和卸料后的残留率。

叶片结构现在一般分成两大流派：欧美系和日系

欧美系叶片结构特点：螺距小，倾角小，同方量拌筒重量大，搅拌均匀，出料速度慢，几乎无残留。

日系叶片结构特点：螺距大，倾角大，同方量拌筒重量轻，搅拌相对均匀，出料速度快，有残留。

拌筒螺旋线的设计：

阿基米德螺栓线的特点：等螺距而不等螺旋升角，能够保证搅拌，不能保证出料。

双对数螺旋线的特点：等螺旋升角而不等螺距，能够保证出料，不能够保证搅拌。

实际设计时，一般采用这两种曲线的折合，采用斜螺旋，在此不加以赘述。（三）搅拌筒的布置形式

一般采用拌筒斜置，与副架成一定的夹角，夹角一般为10-15度。

搅拌筒在汽车底盘上有两种种布置形式：

一种是筒口朝向汽车的后方倾斜放置，混凝土从车尾部装进和卸出；

一种是搅拌筒向前倾斜，在搅拌筒前方装料和卸料；设计很麻烦，一般不予采用。

（四）液压系统的选型

采用反算的原则，首先根据搅拌车拌筒所需扭矩选择搅拌车所需要的行星减速机，同扭矩选择大速比的减速机，优点：减少启动冲击，减少液压系统冲击，减少拐弯提速冲击。根据行星减速机的转速和扭矩及功率，选择液压泵和马达，在此不赘述，以后会撰文加以详细介绍。

液压系统分为恒速液压系统和变速液压系统：恒速液压系统的优点：搅拌车的纵向通过性和侧倾稳定性好，能够充分的保证混凝土的匀质性。但是价格相对较高，变速液压系统反之。

（五）底盘的选型

1.根据已经确定好搅拌筒形状；在搅拌车底盘上进行搅拌装置整体布置；

2.计算搅拌装置（含混凝土）和附件的重量，确定搅拌车上装空载和满载的重心位置

3.计算数据与底盘厂家提供的重心位置进行比对，计算各轴载荷，以保证载荷的百分比在允许数据范围内。

4.确定比功率和比扭矩，比如专用汽车的比功率必须大于5Kw/吨。

5.选择发动机的功率：专用发动机配置，要考虑发动机功率的匹配，发动机布置；共用发动机配置：发动机要有足够的功率被借用，可根据上面的经验值进行校核其符合性，提供取力器的相对位置和接口尺寸。

（六）底盘行驶稳定性校核

1.根据已经计算和确定的数据在布置搅拌车上装时，尽可能降低上装的重心，根据多年的工业性考核经验，拌筒的最低点和上装副架平面的距离为25-45mm即可；

2.搅拌上装进行搅拌或卸料工作时，由于搅拌筒的回转带动混凝土使其重心向转动方向偏移，对底盘造成偏心载荷，使底盘纵轴一侧的前后桥和轮胎载荷加重，造成一侧轮胎严重磨损，这一重心的偏移将影响到搅拌车的行驶稳定性，这是底盘选型、上装设计时必须考虑的问题。

（七）搅拌上装的取力

上装液压系统的取力方式一般三种：发动机飞轮取力（全功率取力），发动机主轴取力，底盘变速箱取力。

发动机飞轮取力：属于全功率取力，完全能够满足底盘行驶和搅拌拌筒所需需要的动力。

发动机主轴取力：属于全功率取力，但是安装和维修麻烦，一般用于2-3方小方量搅拌车。

底盘变速箱取力：不属于全功率取力，安装维修麻烦，成本增加。

（八)搅拌上装与底盘的连接传动轴的选择。

根据底盘取力器的出口位置布置油泵的安装位置，确定传动轴的长度。传动轴的长度不宜太长，一般控制在280-600mm之间，安装时注意调整传动轴的平行度，并且要把传动轴的弹跳伸缩量控制在10mm-20mm之间。

（九）操纵拌筒旋转的机构：

一般分为三种：机械式手动，推拉软轴手动，电控

上装的搅拌装置进行搅拌和进出料的工作状况，应在底盘的驾驶室内得到有效控制。

（十）电器控制设计

进行电器改装设计时，要正确理解整车电器系统原理图，以免造成差错，要注意：

1．如需直接从底盘电路中连接电源，应校核底盘采用的发电机功率和蓄电池的容量是否满足上装用电要求；

2．附加用电设备应单独布置线束，不允许随便破坏底盘已有的线束。

3．如需延长和减短线束时应整根线束更换，布置时应采取保护措施和管卡牢固固定，固定间距应在1000mm之间。

（十一）供水系统的设计

供水系统分为三种：减速机自带水泵，单独安装水泵，气压供水

前两者由于不能解决水箱的生锈问题，一般不予采纳。

供水系统采用气压式方式时，气源取自底盘的备用储气筒，采用的水箱压力应该小于0.4MPa，并且安装溢流阀，保证水箱内的压力始终稳定在0.4MP以下，水箱与储气筒的管路连接牢固，切不可漏气，以免造成搅拌车整车事故，属于安全问题，设计和检验时必须着重考虑

（十二）附属系统的设计

根据原始规定的指标，对照国家标准和相关法规，对附属装置各系统的结构形式进行选择和组合，要注意：

1．结构应简单、紧凑、轻便，以尽量降低整车自重，这有利于提高搅拌车对混凝土的有效装载容量和相对减少整车的功率消耗；