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  浅谈新型大方量混凝土自动上料搅拌车创新设计

  近些年来,我国的城市化建设进程不断推进,不仅将城镇居民的生活条件带到了一个全新的层面,同时也使得混凝土搅拌车的市场明显增加。目前国家对混凝土的搅拌工作有着严格的规定,即不允许施工单位在施工现场对混凝土进行搅拌工作,其混凝土的使用必须有搅拌站统一配制和搅拌。一方面,使用搅拌站统一配制和搅拌的混凝土,在一定程度上能够保证混凝土的质量,从而建筑的质量也将会得以提升;然而另一方面,这无疑提升了混凝土的运输量,其混凝土自动上料搅拌车的使用数量将会出现明显增加的情况。

  1 混凝土自动上料搅拌车

  目前市场上所使用的混凝土自动上料搅拌车通常包括汽车底盘、加出料设备、副车架、搅拌筒以及操作、液压、供水三个系统。在混凝土自动上料搅拌车工作的过程中,其动力源为底盘的发动机,通过液压装置使得油液的压力升高,变为高压油,从而推动马达进行工作,之后运用一个转速较低而转矩较大的减速机驱使搅拌筒转动。在实际搅拌的过程中,操作人员可以通过操作系统对搅拌筒的转速以及转动方向进行控制,从而能够控制搅拌筒的进出料自动化。
浅谈新型大方量混凝土自动上料搅拌车创新设计
  2 目前大方量混凝土自动上料搅拌车存在的问题

  我国大方量混凝土自动上料搅拌车是原有小方量的罐车改良之后产生的,其主要改良的方面集中在增加了自动上料搅拌车的动力,并将搅拌筒安置在副车架上,这就使得大方量混凝土自动上料搅拌车在使用的过程中存在诸多问题。具体包括以下几点。

  ,由于搅拌筒容量的大幅增加,从而使得自动上料搅拌车的高度以及长度出现明显的变化。而我国对运输车辆的高度有着严格的规定,即公路行使的车辆高度不得超过4m,而目前大多数大方量的混凝土自动上料搅拌车高度均超过限定值。

  第二,由于大方量混凝土自动上料搅拌车的容量增加,因而其质心的高度也会出现相应的提升,这就使得自动上料搅拌车在行驶的过程中稳定性降低,对驾驶人员本身以及对沿途车辆、行人均带来较大的安全隐患。

  第三,由于自动上料搅拌车的容量相对较大,其搅拌筒较之过去相对较长,致使在搅拌筒安装的过程中向滚道的后部移动,从而使得搅拌筒与中心距增加,副车架的弯矩增大,因而容易导致副车架出现塑性变形,严重时将出现车架断裂的情况。

  第四,为了能够大程度的避免副车架出现弯曲变形的情况,因而在进行相关设计、制造的过程中,会将部分构件的承载能力大幅提升。然而承载能力的提升就意味着整体重量的增加,从而使得自动上料搅拌车的油耗量相对增加,运输量相对降低。

  3 新型大方量混凝土自动上料搅拌车的创新设计根据上述目前大方量混凝土自动上料搅拌车中存在的问题分析,并结合笔者自身的实践经验,分降低重量和降低质心两个方面对大方量混凝土自动上料搅拌车的创新设计进行阐述。

  1) 降低重量

  ,在对大方量混凝土自动上料搅拌车进行降低重量的设计时,搅拌筒为其中为关键的环节。目前所使用的搅拌筒内均安装有2组曲面的螺旋叶片,从而能够有效的避免混凝土出现固化或者离析的情况。搅拌筒的作用还包括搅拌、运输混凝土,完成装卸料的操作,并保证搅拌筒自身强度不发生变化。在对搅拌筒的生产材料进行选择的过程中,可运用复合材料完成搅拌筒的生产。复合材料搅拌筒的质量相对较低,其耐磨性相对较好,且后续的维护费用相对较低,在搅拌过程中所产生的噪音相对较低,服务寿命相对较长。该类搅拌筒能够完成同等重量混凝土的搅拌工作,然而其自身的质量较之金属搅拌筒约少900 kg左右。

  第二,目前混凝土自动上料搅拌车所使用的进料斗与卸料槽一般选用钢板为生产原材料,与此同时,在钢板的表面还需加设厚度约为4 mm的耐磨钢板,从而达到增加进料斗与卸料槽使用寿命的目的,但是其自身的重量也提升了约40%左右。在生产过程中,可以选用由聚乙烯材料制作而成的板材。其耐磨性能超过钢材的5倍以上,密度却仅为钢材的12.5%,其摩擦系数相对较小,对物料的粘结程度相对较低,同时具有强度大、耐腐蚀、重量轻等优点,符合制作进料斗与卸料槽的要求。除此之外,在该类材料的表面加涂耐磨涂料,从而能够达到提升进料斗与卸料槽耐磨性的目的。
浅谈新型大方量混凝土自动上料搅拌车创新设计
  第三,在混凝土自动上料搅拌车运输以及卸料的过程中,加长槽的使用频率相对较低,因而在能够使其强度达到相关标准的情况下,则尽量降低其总重量。部分施工现场在进行混凝土卸料时,需要多达3块以上的加长槽,当其重量相对较大时,不仅会增加整车的质量,同时也将会大幅增加操作人员的劳动强度。因而在对其进行加工制造的过程中,也可以使用聚乙烯作为原材料,符合耐磨、重量轻的要求。

  第四,根据国家的相关要求,混凝土搅拌车需要安装侧护栏。在实际运输的过程中,其侧护栏应保证拥有一定的刚性,因而在原材料的选择中,一般选择铝材。运用铝材进行加工侧护栏,不仅能够大幅降低侧护栏的质量,同时也可以避免发生锈蚀的情况出现,且其强度等指标均符合国家的相关标准。根据相关测算结果显示,运用铝材加工侧护栏,能够降低将近20 kg的质量。

  第五,在目前市场中流通的大方量混凝土自动上料搅拌车中,均需安装副车架,其作用在于加强底盘与搅拌筒之间的联系,降低车架的变形程度。其所带来的负面影响则是增加了自动上料搅拌车的整体高度以及重量。现阶段底盘、副车架的种类繁多,连接方式复杂多变,不同种类、不同连接方式之间的差异较为显。然而国内部分公司已然开发出不需要安装副车架的底盘,其在结构设计时,将机架、油泵支架等与大梁进行连接。这类底盘的特点在于简化安装工序,其质心相对较低,稳定性相对较强,同时也能增加搅拌筒的容量。在原材料的选择上,部分企业选用铝合金、非金属等材料进行,不仅能够降低质量,而且其强度不受影响。

  2) 降低质心

  降低大方量混凝土自动上料搅拌车质心主要是依靠对副车架的整体结构进行改良,将原有的副车架细化分为两个部分,在车架前半部分的低处局部降低副车架的高度,其可降低量大约在100 mm左右,并可以通过安置加强梁的方式,保持副车架的强度不受到影响。在对加强梁的选用上,可以选用与副车架材料相同的矩形钢管,在进行安装的过程中,需保证加强梁与副车架的低点进行连接,同时加强梁的长度应略大于副车架整体的长度,从而起到增加副车架整体强度的目的。将混凝土自动上料搅拌车的质心下降100 mm之后,其在运输当中的稳定性能得到大幅提升,很大程度上降低了因路况不佳而导致翻车事故的发生几率。
浅谈新型大方量混凝土自动上料搅拌车创新设计
  副车架的两个部分运用U型螺栓与纵梁以及连接座相连接,而用于提升副车架整体强度的加强梁则应使用螺栓与纵梁、连接座进行连接工作。其连接点的数量应保持多,以提升连接质量与强度。在运用该类方式对自动上料搅拌车的质心进行降低之后,其搅拌筒的位置也将会出现一定程度的下降。因而在实际设计的过程中,可在一定范围之内加大搅拌筒的斜率,从而不仅能够增加搅拌筒的容量,同时也能使得搅拌筒的高度达到国家公路规定的要求。根据测算,运用该类方式对混凝土搅拌车的质心进行降低,能够使得其容量增加2立方米,给施工单位带来了一定程度的收益。

  4 运用新材料、新工艺能够有效的降低混凝土自动上料搅拌车的质心以及质量,不仅大大增加了大方量混凝土自动上料搅拌车在行驶等方面的稳定性,同时能够增加其搅拌筒的容量,降低油耗。因而各个企业应根据自身的实际情况,适当增加对新型大方量混凝土搅拌车的设计研发力度,将强度高,质量轻的新型材料加以利用,以获得占领市场的先机。
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