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  自动上料搅拌车是将搅拌好的混凝土由搅拌站送往工地。由于搅拌车的容积扩大,加之搅拌车都是在未建设好的公路上行走,导致混凝土搅拌车关键部件的受力加大和复杂化,尤其是搅拌车的副梁和后支撑经常出现断裂事故。因此,得到这些关键部位的动态应力和应变的大小和变化显得尤为重要。掌握动态过程的参数采用理论分析加实验的方法进行,其中理论分析包括借助有限元软件对搅拌运输车的关键零部件进行应力应变分析计算,得到应力和应变的大小;或利用电子测试技术采用实测的方法得到应力和应变的大小和变化。通常理论分析是否合理,还需要进行动态应变测试实验进行验证。由于工况的复杂性,采用理论方法得到的动态应力应变可靠性差,利用实验方法得到的应力和应变变化较为可靠。

自动上料搅拌车关键部位动态应变测试实验研究

  1、自动上料搅拌车工作特点
  随着混凝土生产和施工技术的迅速发展,一些国家逐渐采用了混凝土集中搅拌、商品化供应的方式,混凝土由专门的搅拌站提供,再由搅拌运输车运送到各施工场所。自动上料搅拌车由汽车底盘和混凝土搅拌运输专用装置组成,其工作原理是:通过取力装置将汽车底盘的动力取出,并驱动液压系统的变泵,把机械能转化为液压能传给定量马达,马达再驱动减速器,由减速器驱动搅拌装置,对混凝土进行搅拌。我国生产的自动上料搅拌车的底盘多采用整车生产厂家提供的2类通用底盘,底盘可根据用户不同需要选用欧洲、日本和国内的知名品牌。搅拌车专用机构主要包括取力器、搅拌筒前后支架、副梁、减速器、液压系统、搅拌筒、操纵机构、清洗系统等。混凝土搅拌车搅拌筒前后支架和副梁处在主要的传力路径之中,受力大、易损,是这次应力应变测试的关键部位。
  2、应变测量方法的选择及其基本原理、特点
  自动上料搅拌车搅拌筒前后支架和副梁处应力应变测试使用电测方法,敏感元件采用应变片。由于需要多点应变测试、测试中需要不时地变化测点和布线等原因,采用遥测方法较为适宜。
  (1)应变遥测的基本原理
  目前,随着电子技术、数字技术的不断发展,用遥测进行应变测量方法的研究和应用日趋成熟。这种方法是将超小型发射机安装在运动构件上随构件一起运动,粘贴在运动构件表面上的应变计组成测量电桥与发射机连接,应变信号经发射机调制后,由发射天线以数字信号发射。固定在静止构件或附近地面上的接收机由接收天线接收所发射的数字信号,经解调后复原为与应变信号相关的模拟电信号,由计算机数据采集系统进行记录。
  (2)搅拌车应变遥测选用装置的特点
  搅拌车副梁和支撑部位的应变测试采用美国生产的TorqueTrak9000系列应变遥测系统(以下简称TD000)。该系统包括发射机、接收机。TIgO(O应变遥测系统可进行十几个小时的连续检测,安装简便,适用于各种不易采用导线传输信号的测试。接收机接收到发射机无线电信号后转换成一5V一+5V模拟电压,与发射机选定的应变测量范围相对应。该模拟信号送入振动信号测量记录系统(美国产,ZonicBook618E),后通过电脑屏幕显示传动轴实际扭矩信号的波形、数据,并保存到文件中。该扭矩遥测系统的特点是:(1)安装方便,无需拆卸、修改机械结构;(2)易于使用;(3)无线数字传输,可靠、低噪声;(4)调零拨动开关;(5)满量程调整,允许将输出信号量程调到合适值;(6)“有效数据”指示,确定输出信号的有效性;(7)测试为8通道,多个系统同时工作而互不干扰,7挡增益将应变/扭矩信号放大到合适的电平。

  测试仪器的静态特性、动态特性完全满足搅拌车应变测试的要求,影响测试精度的因素还有应变片粘贴质量,主要选择佳匹配的应变片、粘接剂,找准轴线,粘贴时严格按工艺进行,保证粘贴后的应变片平直无气泡,角度准确、固化时间充分。

自动上料搅拌车关键部位动态应变测试实验研究

  3、变测试结果及分析
  搅拌车应变测试过程如下,在搅拌站装料,然后将满载的搅拌车开到复杂路面上进行测试。应变测试分静态测试和动态测试,测试部位在副梁和支撑部位的应力主方向上。
  不同测点部位及不同变化路面的应变差异较大,道路的不平度越大则测点的应变越激烈,支撑部位的应变总体要小于副梁部位的应变,并且副梁侧面部位测点应变要大于副梁上面部位测点应变。实际中,副梁部位要比支。撑部位更易破坏,从测试的应变大小及变化可见,实际搅拌车的易损部位与测试时的结果一致。
  经过将应变遥测系统Yl9000应用到混凝土搅拌车副梁的动态应变实际测量,得出如下结论:
  (1)不同的测试部位,应变水平分布不同j从这次测试可见,后支撑部位的应变值总体小于副梁部位的应变。由于副梁部位所受的交变应变大,副梁实际也是易断裂部位,与测试结果一致。
  (2)在不同的工况下,这些测点的应变水平不同。在装料和搅拌车驶入平缓的道路时,所测试部位的应力应变主要以静态应力应变为主,且应变值不大;而搅拌车在不平路上行驶时,这些测点以动态应力应变为主。

  (3)动态应变剧烈的部位也是易损部位,测试结果和实际情况较为吻合。因此,故障是由于交变的负载引起。从测试过程可见,搅拌车关键部位的应变和受力以动态应力为主。

自动上料搅拌车关键部位动态应变测试实验研究

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