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  自动上料搅拌车是一种用于搅拌和运输混凝土的专用设备,由汽车底盘、搅拌筒、搅拌筒驱动系统、供水系统、操作系统以及进出料系统组成,此外,还辅之有副车架、防护装置等。其中搅拌筒横卧在底盘上,其体积庞大,一般由三点定位支承,支承装置由减速机和两个托轮装置组成。减速机为前支承点,两个托轮装置为后支承点。搅拌筒的滚道与托轮装置的滚轮接触,形成滚动支撑。搅拌筒在减速机的带动下转动。为了保证滚道和滚轮相对转动的可靠性.滚道与滚筒之闻的焊缝必须牢固,滚道和托轮之间接触必须良好。根据使用情况来看,搅拌筒滚道和托轮滚轮之间的“运动副”损坏的频率较高,常见现象是:滚道与搅拌筒之间的焊缝开裂、转动异响、滚道与滚轮的表面起皮、出现沟槽或刮伤等。本文针对这些常见的问题,进行原因分析,并提出改善措施,从而提高自动上料搅拌车的质量。

自动上料搅拌车滚道和托轮常见问题 及改善措施

  一、凝土搅拌运输车滚道和托轮的作用
  自动上料搅拌车通过取力装置把汽车底盘发动机的动力输入液压系统,并通过液压系统的变量泵把机械能转化为液压能,再传递给定量马达,由马达驱动减速机,减速机驱动搅拌筒,从而对搅拌筒内的混凝土进行搅拌。搅拌筒前端与减速机连接安装在上装副车架前台上.后端通过滚道由安装在副车架后台上的两个托轮装置支撑。滚道是焊接在搅拌筒后锥上的环形构件.是搅拌筒的后支撑体,通过与之接触的托轮滚轮而转动,能实现搅拌筒内混凝土的转动搅拌、进出料等功能。托轮是搅拌筒后支承体,其中的滚轮与滚道接触组成“运动副”。
  二、滚道和托轮常见问题分析
  1、搅拌筒与滚道焊缝开裂
  工作过程中搅拌筒与滚道之间焊缝开裂可能由下面几种原因造成。
  (1)搅拌筒与滚道分别采用不同材料,造成焊缝开裂。搅拌筒一般采用厚度为6mm的Q345B钢板,滚道采用铸造的ZG310—570或ZG35.通常宽度为80mm、薄处厚度为50mm,因滚道与搅拌筒后锥两种材料的含碳量相差较大,在组焊时容易出现焊接裂纹。
  (2)焊后没有及时采取消除应力的措施,导致使用寿命缩短。焊接后焊缝本身就存在缺陷,如果不采取措施消除内应力,使用时焊缝开裂的问题就会很快显现。
  (3)搅拌筒承载时应力变化复杂,会加速焊缝开裂。搅拌车在使用过程中,由于搅拌筒内混凝土的重量,以及车辆在复杂路面上行驶引起的颠簸使其产生复杂受力,引起搅拌筒旋转抖动,受力不均匀,加速焊缝开裂。
  (4)滚道截面的径向高度(即内外半径差)尺寸小、挠度小,加上搅拌筒的刚度低,在使用过程中易产生弹性变形,这时搅拌筒与滚道会承受连续的交变应力,导致焊缝开裂。
  (5)滚道与搅拌筒厚度相差太大,焊接工艺不恰当,也会导致焊缝开裂。
  2、滚轮转不动、强行转动时发生异晌
  正常情况下.托轮滚轮在滚道的带动下作均匀转动,当发生异常时滚轮转不动,滚道在滚轮上产生滑动摩擦,从而产生异响,其原因分析如下。
  (1)滚轮位于搅拌筒的进出料口下方,混凝土砂、石、水泥极易沿滚轮的端盖与轴间的间隙进入滚轮体内,导致该装置内的轴和轴承损坏。
  (2)没有对搅拌车做正常保养。按保养要求要定期对托轮加注润滑油脂,保证托轮有效润滑,否则会影响滚轮转动。
  3、滚轮和滚道表面起皮或划伤、出现沟槽
  滚道与滚轮这对“运动副”的理想状态是:在使用一周左右时间里,摩擦表面形成光亮表面,由于冷作硬化效果,其表面硬度应大于HB230。但由于对搅拌车使用操作的不规范.加之制造过程留下的缺陷.使得滚道与滚轮这对“运动副”运动过程中总是达不到理想的状态,会出现表面起皮或划伤、或出现沟槽。具体分析如下:
  (1)使用初期未按使用说明书要求涂抹耐磨润滑油脂,导致滚道与滚轮滑动摩擦,产生拉伤。此后,若再不采取补救措施,继续使用就会产生沟槽。
  (2)由于焊接时工装有缺陷,造成搅拌筒和滚道焊接不同心。在滚轮上转动时产生轴向摆动,导致摩擦面拉伤,当摆动偏差大时还会发出“咚咚”声。

  (3)滚道与滚轮的硬度匹配不合适,无论哪一个先磨损,都会对滚道与滚轮运动副产生影响。

自动上料搅拌车滚道和托轮常见问题 及改善措施

  三、改善措施
  1、搅拌筒与滚道焊缝开裂的改善措施
  一般来说,钢材含碳量越低其焊接性越好。滚道原来采用的铸钢属中碳钢。中碳钢虽具有较高的强度、塑性和韧性。但因其含碳量较高,焊接性差,焊接后易出现焊接冷裂纹。当时不易察觉,用户使用后有可能出现延迟焊接裂纹。而滚道材料采用Q345B低碳合金结构钢时,由于Q345B的含碳量较低.具有良好的焊接性能,与搅拌筒为相同材质,配焊性好。
  铸件是液态金属在型腔里凝固形成的零件,不可避免存在偏析、缩孔、砂眼、疏松等铸造缺陷,加之铸件本身的综合机械性能较低.无法满足大方量搅拌车的要求。锻件是把钢铁加热到奥氏体状态下,利用模具将其锻打成形的零件。不仅杜绝了气孔、疏松等缺陷.而且锻造是塑性变形过程,能够改变金属材料的内部组织。提高其塑性、韧性等综合性能。搅拌筒上滚道为关键零件,焊接在搅拌筒上后,一旦发生质量问题,不容易维修或更换。基于上述原因,将滚道的制造工艺由铸造改为锻造更为合理。
  2、改进滚道的结构
  滚道内锥面理论上与搅拌筒后锥外表面应该是完全贴合焊接.但现实中搅拌筒在成型过程中因厚度薄、直径大,失圆现象不可避免,滚道与滚筒在组焊时贴合往往不尽人意。有时采用人为外力强制贴合而焊接,也存在着内预应力的隐患;再者因为搅拌筒和滚道厚度相差很大,截面突变处会产生相当大的应力集中。
  3、滚道结构尺寸系列化
  不同方量搅拌车滚道尺寸不同,但结构可相近。滚道截面尺寸应呈系列变化。尤其是径向高度应随方量的增大而增大,否则会因径向挠度不足而影响搅拌筒的整体强度,而轴向尺寸(即宽度)大小与滚道的疲劳强度有关,一般变化不需要很大。
  4、搅拌筒与滚道焊缝开裂的修补
  清理开裂待焊部位的铁锈、油漆、油污等,打磨待焊区域,直至露出金属光泽。将滚道与滚筒后锥开裂侧的焊缝打磨平整。
  按加强环宽度打磨平滚筒后锥上的纵焊缝,将加强环长边修割成450坡口,短边修割成30。坡口,每两个加强环对接焊缝与滚筒后锥的纵焊缝须间隔200mm以上。
  使用气体保护焊丝ER50-6φ1.2GB8110进行焊接,焊接部位及周边母材预热至100℃~150oC.焊接层温度大于150℃,电流为120-150A,电弧电压为18—22V。

  焊接时尽可能保持较大熔深。同时趁焊缝呈红热状态时边焊接边锤击。焊完后还应加热至1500℃~2000℃,并保温10min,然后缓冷,以消除应力。

自动上料搅拌车滚道和托轮常见问题 及改善措施

  四、托轮异响、起皮、表面沟槽的改善措施
  滚轮的两端采用带骨架油封的密封结构密封,并加密封罩。
  规范滚轮装配过程中的调试工序,防止托轮运转不灵活。托轮是承重部件,按8ms的运输车计算,前台和托轮要承受约19.6t的重量,再加上搅拌筒自重,所以托轮旋转的灵活性非常重要。增加托轮装配后的调试工序,有利于及时发现问题并解决。
  强化滚道和托轮的硬度检查,保证运动副硬度合理匹配。自动上料搅拌车的工作离不开搅拌筒的旋转,而且滚道和托轮时常处于运动状态,因此,其表面要有一定硬度。Q345B的含碳量较低,正火后其硬度合理范围是HBl40~170,因搅拌筒上滚道旋转1圈,托轮滚轮约旋转8圈。所以滚轮的硬度要比滚道的硬度稍高一些.一般为HBl80~210。
  改进副车架和搅拌筒的焊接工艺,减少装配偏差。搅拌筒横卧在副车架的前后台上,理论上讲副车架的中心和搅拌筒的中心应在同一个竖直平面内.但在现实生产中,副车架在焊接过程中变形较大,前后台中心线之间易出现偏差。搅拌筒后锥在转圆过程中的失圆会导致搅拌筒前端封头中心和滚道中心出现偏差。总装配时累计偏差将造成滚道转动的不平稳.产生抖动、异响,损坏运动副。
  对驾驶员进行培训,严格设备保养的操作规程。
  自动上料搅拌车,由于装重较大,搅拌筒不可避免会出现一定的变形和向前小幅偏移的情况.导致滚道和托轮在运输途中出现偏移,造成滚轮和托轮的相对运动不一致。搅拌筒转动不平稳,会产生抖动、表面滑动的现象。容易在滚道路表面产生划痕及拉伤,同时造成托轮不均匀磨损,异Ⅱ向,所以要求驾驶员按操作规程进行保养,延长运动副的使用寿命。
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