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  混凝土自动上料搅拌车及其安全使用

  1 混凝土自动上料搅拌车结构特点

  混凝土自动上料搅拌车广泛用于城建、公路、铁道、水电等部门,是一种理想的、现代化的、无道路污染的混凝土搅拌输送设备,是机械化施工不可缺少的重要设备之一。

  本文以东风随州专汽 DFZ5251GJB 型混凝土搅拌运输车(以下简称搅拌车)为例,具体谈谈其结构组成、性能特点及安全使用。整车由底盘和上装部分两大总成组成。底盘采用东风 EQ3251GJB- DZ36 专用车底盘改装。上装部分由搅拌筒、副车架、进出料装置、操纵系统、液压系统、电气系统、供水系统及护栏等组成。拌筒的大容积设计,使其具有较大的装料空间和搅拌空间;较低的重心,使得整车行驶时具有更高的稳定性;紧凑的闭式液压回路系统,提高了工作效率;温控开关能保证液压系统的温度始终不高于65℃;副车架采用箱形结构,增加了整车的抗扭性能;进料斗与摆动出料溜槽均加有耐磨衬板,提高了使用寿命;搅拌叶片均装有耐磨护条;搅拌筒的滚圈采用整体锻造而成;对叶片的形状、布局及其在拌筒内的位置进行了专门的设计;使用放油管可以方便的更换液压系统中的油液,不会污染环境;左、右侧及驾驶室内均装有拌筒操纵手柄,操作轻松灵便;防跳箍带,使搅拌车空载行驶在凹凸不平的路面上也不会起跳;采用特殊材料制作的搅拌筒壳体及叶片,具有更高的耐磨性。
混凝土自动上料搅拌车及其安全使用
  2 混凝土自动上料搅拌车主要部件性能

  搅拌筒是整个自动上料搅拌车的关键部件,作为存储混凝土的容器,对防止其固化、离析起着决定性的作用。它由拌筒体、托轮等组成。筒体由前锥段、后锥段、圆柱段、封头、叶片、进料小锥、滚道等组焊而成。前端与减速机连接在一起,后部通过托轮支撑在副车架上。托轮起支撑滚筒体的作用,由支座、轴承座、轴、轴承等组成。搅拌筒的壳体及叶片都由高强度钢板制作而成,具有更高的耐磨性。封头整体一次旋压成形,与加强板焊接后具有足够的刚度与强度。进料小锥直接影响到整车的进料速度,速度太快,会产生离析现象,而进料速度太慢,又影响工作效率。因此,进料小锥设计呈漏斗状,大口径,进料速度保持在 3.2 m3/min,可确保顺利进料,防止混凝土溢出。滚道为锻件,整体锻造而成。在整个筒体焊完后,再加工外圈,以保证同轴度要求。经过优化设计的搅拌筒,具有可靠的结构刚度,良好的耐磨性能,流畅地进出料,极低的残留量,既可搅拌混凝土,又可搅动输送预拌混凝土,决无出料离析现象,确保了混凝土的匀质性能。

  搅拌车副车架是主要的承重部分,作业时的载荷几乎都是通过它来支撑,加上在行使中由于路面的颠簸和加、减速形成的冲击载荷,都对副车架的结构提出很高的要求。整个副车架由主梁、前台支撑架、后台支撑架组成。主梁采用整体箱型结构梁,从根本上增强了它的抗扭、抗折、抗拉性能,保证了刚性要求。在副车架主梁下铺设带孔钢板以避开底盘上凸起的铆钉,同时让主梁的方向与底盘车身大梁方向保持一致,尽可能加大副车架与底盘的接触面积。另一方面,在两根主梁之间加装辅助横梁,调整主梁各段的刚性,让载荷在副车架整个长度上更均匀的分布。在行使过程中不可避免会遇到特殊情况而采取紧急制动,由此所带来的惯性力是非常大的,加上搅拌筒本身有一定的倾角,所以副车架前台承受的载荷相对来说要大得多,而这一部分载荷主要加在联接减速机与前支撑座的六个螺栓上,为防止螺栓发生被剪断而酿成事故,在前支撑台加装止推挡块,使螺栓不受到剪切力的影响,确保车辆运行中的安全。同时将主梁剖切,将搅拌筒整体位置降低,即降低了重心高度,提高了行车的稳定性。为满足搅拌车的填充率,搅拌筒还要满足一定的倾角要求。搅拌筒、减速机和前台支撑架在装配后已经固连为一体,由于制造的误差有可能后台支撑架在装配后满足不了倾角的要求,无法对搅拌筒产生有效的支撑。这时整个结构就相当于一个悬臂梁。这对于减速机来说会产生很大的扭转力矩。为防止由此给减速机带来的危害,支重滚轮在后台支撑架上的安装位置可以调节。而且在装配调试完成后,加装固定挡块,防止由于螺栓松动引起支重轮偏移。进出料装置由进料斗、出料斗、主卸料槽、副卸料槽、支架、锁紧架等组成,是搅拌车的重要组成部分,直接影响到进出料的速度和质量。进、出料斗通过支架和副车架的后台支撑架相连。出料斗及主卸料槽内加有衬板,衬板采用高强度细晶粒合金钢,其耐磨能力为 Q345A(原 16Mn)的 1.59 倍,大幅度的提高了耐磨性。主卸料槽能使混凝土朝所要求的方向卸出,副料槽起延长主卸料槽的长度的作用。在副卸料槽接长时,拉下副卸料槽上的锁柄,锁紧。锁紧架在卸料槽不工作时,将主卸料槽锁定。使用方法:卸料槽不工作时,将其向里一推,便会自动锁定,掀下锁柄,即可将卸料槽拉出。卸料槽控制杆起回转支撑卸料槽及调节卸料槽槽口的上下位移的 作 用 ,采用螺旋丝杠传动,定位准确,联接靠,移动时轻巧省力。锁紧杆将转至任意一位置的卸料槽锁定 。
混凝土自动上料搅拌车及其安全使用
  使 用 方 法 :掀 下 手 柄 ,即可解除锁定。操作系统由控制器、联动轴、软轴及连杆机构组成,主要控制搅拌筒的转速及旋转方向。搅拌车后部两侧各布置一套控制器,左右控制器可以实现联动,控制器上只有一根操纵杆,接出端分别通过连杆机构连接到变量泵上,通过改变泵上控制柄的角度来调节油泵的流量,实现控制筒体转动的方向和速度,可以左右移动来控制;同时还有接出端通过软轴连到发动机的油门上,在需要加大转速时可上下操纵来控制此操纵杆来实现筒体转速的提高。

  液压系统是由包括减速器和变量柱塞泵所组成的闭式回路,且变速箱与液压系统采用同一油路。减速器选用德国 ZF 或意大利 PMP 公司生产的混凝土搅拌车专用减速器,柱塞泵、液压马达则选用德国力士乐公司的产品,能提供卓越的输出性能和超长的使用寿命。整个系统所使用的润滑油型号为 SAE15W-40,油品等级不低于下列标准:MILL-46152C/- D/- E。为了满足低的启动温度(低极限温度)要求,必要时请采用预热系统,当环境温度低于- 5℃时,不论采用何种润滑油等级,至少预热 10 min。系统具有温度自动保护装置。在工作温度超过 65℃时,温控开关自动打开,冷却器开始工作,当工作温度低于 60℃时,温控开关自动关闭,冷却器则停止工作。

  搅拌车的电器系统主要是冷却风扇控制部分。冷却风扇的起停由温度开关自动控制,温度高于 65℃时风扇启动,低于 60℃时风扇停止。温度开关位于冷却器上,继电器与保险片在蓄电池旁电源继电器盒内。供水系统由压力水箱、水枪、水管、阀等组成。水箱的容积约为 600 L,采用气压供水。主要作用是在装完料后冲洗料斗及出料完毕后冲洗拌筒、卸料槽,防止混凝土粘结。在温度低于零摄氏度时,冲洗完毕后,应排尽水箱、水管内的存水,防止冻结。护栏包括左、右护栏和追尾护栏,主要起安全保护作用,防止出现意外事故。

  3 混凝土车在停泵时的混凝土倒流及其防范措施

  混凝土泵送技术发展到今天,混凝土泵(车)已朝高压大排量方向发展,在高层建筑施工中,就必须考虑泵(车)在停泵时的混凝土倒流及其防范措施。所谓“停泵”系指混凝土泵(车)在泵送间歇(不停主机)或完工后清洗工作前停止泵送。在主油缸正常运行停泵时(非起、止点)垂直方向配管里的高塌落度(18~22 mm)混凝土,在其较大的重力作用下通过水平配管及混凝土分配阀倒流返回,返流回压传递到混凝土分配阀倒流返回,返流回压传递到混凝土活塞端面上,而后通过活寒杆又传递到进油推缸运动的主缸活塞上。如无防混凝土倒流结构,则此返流回压将把混凝土活寒倒推至洗涤室的止动限位挡销(或管)上,同时主缸的活塞在它的作用下也产生回流压力,并返回至运动的起始点。
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  泵送停止时,主系统的油泵处于卸荷状态,混凝土倒流时产生于缸的较大的回流压力,对油泵产生较大的有害冲击,同时腔是封闭连通的,当左缸活塞以停泵时的位置返回至起始点时,封闭回路的容积增大,将会发生如下两种情形:一是在因容积增大而产生的较大负压作用下,封闭回路内的油液发生乳化,即油液分子间的距离被拉大,油液中的空气被分离出来聚结成气泡。在乳化的同时,外界回路将向封闭回路内渗漏,直至封闭回路的负压小于接触应力为止。结果是以向内渗漏为主,油液乳化为次,致使封闭回路内油液增加 (极端情况是两主缸均回缩在起始点处)。在再次泵送时,主缸除了要克服混凝土泵送阻力外,还要克服腔内因增多的油液通过闭回路安全阀或单向阀排出所产生的较大背压。若上述两者之和达到主系统的溢流压力时,则主系统将停止泵送。二是若封闭回路的密封效果较佳时,则回路内油液变化情况是液压油乳化为主,向内渗漏为次。即封闭回路的负压很快达到小于所有密封元件小的接触应力的状态 (极端情况仅是原回路内的油液被乳化增固一倍)。在再次泵送时,主缸运行到快换向时的这段时间内,乳化态的油液受压后恢复到原状态,泵送压力不会增大。继续向行程止点运动时;因渗入的极少量多余的油液需完全排出,此时泵送压力突然增大,也会发生泵送压力与背压之和达到主系统的安全溢流压力,主系统泵送失败。

  在已投入使用又无防范倒流结构的混凝土泵(车)中,如遇向垂直方向泵送施工时,可对主系统作特殊的操作来避免发生混凝土的倒流。

  4 混凝土自动上料搅拌车紧急处理方式

  装载混凝土时如搅拌车发生故障时,拌筒不能旋转,应迅速将拌筒内的混凝土排出。连接紧急驱动软管,依靠其它搅拌车的动力,驱动拌筒旋转并将混凝土排出。但是若减速器同时发生故障时,则不可采用此法。

  具体操作步骤如下:准备好一根紧急驱动软管,卸下接管和接头盖。故障车(被驱动车)的操作:将故障车的发动机熄火;将紧固螺母(左右各有一个)朝左旋松;再将旋钮朝右旋转,直到不能再旋为止;将高压软管从马达接头处卸下;将紧急驱动软管接到马达接头上;把紧急驱动软管上的接管与故障车卸下的高压软管相接,以防漏油。救援车(驱动车)的操作:将操作手柄至于空档位置;将发动机熄火;将高压软管从高压油管处卸下;将紧急驱动软管接到高压油管上;用紧急驱动软管上的接头盖将驱动车的高压软管盖起,以防漏油。启动救援车的发动机;将救援车的操作手柄拨至“出料”位置,使故障车内的混凝土排出;紧急驱动完毕后,使两车各自恢复原状。除上述方法外,或者打开拌筒检修孔的孔盖,旋松高压软管的管接头,将混凝土从拌筒检修孔内排出。注意:放松管接头时,拌筒往往会因此做急速运转,可在拌筒的托轮与滚道之间放入木楔,使拌筒停止转动。

  安装新的柱塞泵,使拌筒恢复正常运转,从而将混凝土排出;打开拌筒检修孔孔盖,卸下柱塞泵,将混凝土从拌筒检修孔内排出。注意:放松管接头时,拌筒往往会因此做急速运转,可在拌筒的托轮与滚道之间放入木楔,使拌筒停止转动。

  5 混凝土自动上料搅拌车长期不用时应采取的措施

  混凝土自动上料搅拌车如果长期不用时,应存放于通风、防潮的车库内,不宜露天存放。同时还应将冷却液和燃油放尽,切断电源,锁闭车门、窗。如属短期在露天存放,应用帆布加以遮盖,特别是进料斗,拌筒口一侧。否则在雨天,雨水进入拌筒内会造成大量积水,造成托轮和拌筒滚道压痕,轮胎停车时负荷量的增大以及锈蚀的缺陷。定期发动是重要措施。如长期停车不用,发动机内的机油就会干涸,润滑件、转动和液压驱动部分的转动件亦会因此而断油,从而引起意外损伤。每次发动前必须对整个润滑系统逐一检查,必要时加油或更换。如长期不用,需进行一次整车保养,由于拌筒、进料斗、卸料槽等部件都是磨损件,长期和砂石接触,停用后钢板表面会锈蚀,还需进行油漆类表面加涂。
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  6 混凝土泵泵送作业安全事项

  混凝土泵使用说明书必须随机备用,严格按使用说明书进行操作、保养。操作人员须经过培训,方能上岗。根据混凝土施工的特点,对于混凝土泵的工作可靠性要求较高。混凝土泵往往是在各种复杂环境作业,泵的施工安全特别重要。

  泵送作业的安全事项如下:混凝土泵在使用前要固定好,支起四个支脚使轮胎脱离地面,或者卸掉轮胎。要检查泵上部的料斗及溜槽的支撑情况,保证稳定可靠。要经常检查输送管道的支承和固定情况,随时加以调整和加固。混凝土泵料斗上的筛网不要随便去掉。要保证混凝土泵各润滑点的润滑。水箱无水不得运转,如果水箱无水即使是空载泵送,也会使 Y 型密封圈及混凝土缸活塞迅速损坏。液压系统各安全阀的压力应符合说明书要求,不得变更。在寒冷季节施工要有防冻措施。在炎热季节施工,要防止油温过高。当温度达 70℃时,应停止运转。泵送完毕,要及时把料斗、S 阀、混凝土缸、输送管路清洗干净。泵机清洗后,应将蓄能器压力释放,切断电源,各开关在停止或断开位置。在泵送过程中不得把手伸入料斗和水箱操作。工作人员不得攀登或骑在输送管道上,在高空作业时更应绝对避免。泵送完毕清洗以前,要反泵数个行程以降低输送管内压力。注意混凝土液压油飞溅,硅酸钠或其它化学物质引起的眼伤。注意电缆线的内外保护破损,电气元件绝缘损坏导致的泵机带电,而引起的触电伤亡。有安全和预防事故装置,如:指示及警告标志、栅栏、金属挡板等,在泵机周围设置必须的工作区域(不小于 1 m),非操作人员未经许可不得擅入。定期更换距操作者 3 m 内的输送管路,须紧固并用木板或金属隔板屏护。回油真空表读数不得大于0.04 MPa,电气控制箱使用、安装、接线须由专业人员进行。料斗中的混凝土必须高于搅拌轴,避免由于吸入空气而造成混凝土喷溅。

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