混凝土搅拌车课件

1.混凝土搅拌车的用途一、混凝土搅拌车的用途与分类混凝土搅拌车是一种在运输过程中,或在施工场地上,不断地对所装运的混凝土进行慢慢搅拌的专用汽车。所以,又称混凝土搅拌运输车。1.混凝土搅拌车的用途一、混凝土搅拌车的用途与分类2.混凝土搅拌车的分类按混凝土搅拌车所装运的混凝土含水量来分,有湿料式、干料式和半干料式三种搅拌运输车。

按混凝土搅拌车的搅拌驱动形式及其动力源分,有专用内燃机—机械传动、汽车发动机—液压传动等。2.混凝土搅拌车的分类按混凝土搅拌车所装运二、混凝土搅拌车的结构混凝土搅拌车一般是在基础车型的底盘上改装而成的。图9-1所示为共用汽车发动机—液压传动搅拌装置的混凝土搅拌车。它由汽车底盘2、搅拌筒7、进出料装置9、供水系统6和液压传动系统等组成。二、混凝土搅拌车的结构混凝土搅拌车一般是在基混凝土搅拌车课件1.搅拌筒的结构搅拌筒的主要作用是搅动和搅拌混凝土,安装在汽车车架的后半部,主要由筒体、连接凸缘、滚道及搅拌叶片组成。搅拌筒的外部结构如图9-2所示。1.搅拌筒的结构搅拌筒的主要作用是搅动和搅搅拌筒的内部结构如图9-3所示,从筒口到筒底的内壁对称焊接着两条连续的带状螺旋叶片,当搅拌筒转动时,两条叶片即被带动作围绕搅拌筒轴线的螺旋运动,这是搅拌筒对混凝土搅拌或卸料的根本装置。另外,搅拌筒前端筒口中焊有进料管7,为了加强搅拌效果,在搅拌筒的中下部两条螺旋叶片间加装有辅助搅拌叶片9,以提高进料或出料速度。搅拌筒的内部结构如图9-3所示,从筒口混凝土搅拌车课件2.搅拌叶片叶片是搅拌装置中的主要部件,损坏或严重磨损会导致混凝土搅拌不均匀。另外,叶片的角度如果设计不合理,还会使混凝土出现离析。1)螺旋曲线形式搅拌筒内部的两条连续螺旋叶片直接影响搅拌筒的工作性能,因此必须恰当确定叶片曲线的形式。目前采用两种叶片螺旋曲线形式,即阿基米德螺旋曲线和对数螺旋曲线,如图9-4所示。2.搅拌叶片叶片是搅拌装置中的主要部件,混凝土搅拌车课件2)螺旋叶片的曲线参数螺旋升角螺旋曲线有多种形式,而其主要参数都是螺旋升角。所谓螺旋升角,就是螺旋线的切线与垂直于搅拌筒轴线的平面间的夹角。图9-5中α

即为该处叶片的螺旋升角。2)螺旋叶片的曲线参数螺旋升角螺旋曲线有多3)搅拌叶片常用的螺旋面目前,应用于搅拌运输车的搅拌筒叶片螺旋面的形式有:正螺旋面和斜螺旋面两种。

我国设计制造的搅拌运输车搅拌筒叶片常用的螺旋面为斜圆锥对数螺旋面,按划分工能区段的原则,在搅拌筒的不同工作区段分别选用合适的螺旋升角,以其达到比较理想的工作性能。3)搅拌叶片常用的螺旋面目前,应用于搅拌混凝土搅拌车课件3.供水系统供水系统的主要作用是清洗搅拌筒,有时也用于运输途中进行干料搅拌。供水系统还对液压系统起冷却作用。

混凝土搅拌车的供水系统有两种做法;一种是离心水泵供水系统,一种是压力水箱供水系统,因后者可以不必另设离心水泵,既简化了结构又减少了易损的零件,故以后者应用较为普遍。

图9-7所示为压力喷水系统原理图。3.供水系统供水系统的主要作用是清洗搅拌筒混凝土搅拌车课件为了防止压力喷水导致汽车制动系储气筒内的气压下降过低,影响汽车的制动性能,在压力喷水系统中设有一个顺序阀。当储气筒中的压缩空气的压力低于0.6MPa时,顺序阀便自动关闭,待汽车的空气压缩机对储气筒加压到额定压力时,顺序阀重新开启,向压力水箱充气,喷水系统重新喷水。

图9-8所示为QDZ5320CJBS8混凝土搅拌车供水系统。为了防止压力喷水导致汽车制动系储气筒内的气压混凝土搅拌车课件4.进出料装置进出料装置的主要作用是向搅拌筒内供料和把混凝土卸到相应的位置。它装在混凝土搅拌车的尾部。其结构如图9-9所示。4.进出料装置进出料装置的主要作用是向搅拌三、搅拌筒的驱动形式混凝土搅拌车的搅拌筒,为完成加料、搅拌(或搅动)和卸料等不同工况时,将作不同速度和不同方向的转动,都需要动力供给,并由驱动装置(传动系统)引取动力,按工况而控制动力的传递。由于混凝土搅拌车的搅拌装置是安装在汽车底盘上,并在运输途中工作,因此,其动力的供给、动力设备的配制以及驱动装置的结构都有其相应的特点。三、搅拌筒的驱动形式混凝土搅拌车的搅拌筒,1.搅拌筒的动力供给和动力引出形式1)以载货汽车发动机为动力源,由汽车发动机前端取力

2)以载货汽车发动机为动力源,但由发动机后方飞轮轴端取力

3)以载货汽车发动机为动力源,由发动机后端取力

4)以专用发动机为动力源1.搅拌筒的动力供给和动力引出形式1)以载货汽车发动机为2.搅拌筒的驱动装置由于液压传动技术的飞速发展,大多数混凝土搅拌车都已经采用了液压传动。一种是通过发动机驱动液压泵、液压马达,然后直接驱动搅拌筒,而不需要机械的减速机构的全液压驱动方式;另一种所不同的是液压马达必须通过机械的减速机构(一般通过行星减速原理减速)驱动搅拌筒,把这种方式成为液压—机械传动。2.搅拌筒的驱动装置由于液压传动技术的飞速目前我国生产的混凝土搅拌车中普遍应用液压—机械混合式驱动装置。液压—机械方式,由以下几部分组成:目前我国生产的混凝土搅拌车中普遍应用液压—机混凝土搅拌车课件混凝土搅拌车课件3.搅拌筒转速的控制1)混凝土搅拌车行驶条件对转速的影响混凝土搅拌车在运送混凝土时,为了保持混凝土的品质,在运送的过程中需要对其进行搅拌,搅拌筒始终保持恒速转动最好。这样既保持了混凝土的质量,又可减少搅拌系统的磨损和功率消耗。

必须设有搅拌筒的转速控制装置(又称恒速装置),使搅拌筒的转速在发动机工作转速范围内保持已调定的转速基本不变。3.搅拌筒转速的控制1)混凝土搅拌车行驶条件对转速的影响2)搅拌筒转速的选择(1)装料时:搅拌筒以15r/min正转,转矩随着混凝土的装入量而增大,最大功率为51kW左右。装料率为3m3/min。

(2)运输时:搅拌筒以4r/min正转,在整个运输过程中,搅拌筒的转矩基本不变,要求其转速基本恒定,功率约为11kW。运输时间视运距而定。

(3)搅拌筒换向时:即由搅拌状态转入卸料状态时,搅拌筒转入15r/min的反转,转矩陡然增大,瞬间功率消耗最大可达58kW,而后迅速跌落。2)搅拌筒转速的选择(1)装料时:搅拌筒以15r/m(4)卸料时:搅拌筒以15r/min反转,驱动转矩随着混凝土的卸出而降低,功率消耗约为46kW,卸料率为1.2m3/min。

(5)空筒运转时:搅拌筒内加入适量的水,以4r/min正转,清洗搅拌筒,此时功率消耗为4kW左右。

混凝土搅拌车搅拌筒的常用转速:装料为8~10r/min,运输为2~4r/min,卸料为8~12r/min。(4)卸料时:搅拌筒以15r/min反转,驱动转矩3)搅拌筒转速的控制带有转速自动控制的搅拌筒液压系统如图9-13所示。发动机10带动双向变量液压泵1,变量液压泵排出的压力油,经管路及控制阀通至液压马达6,驱动液压马达转动,液压马达经变速机构驱动搅拌筒顺时针或逆时针旋转。

该系统可以使搅拌筒的转速实现自动控制或手动控制。3)搅拌筒转速的控制带有转速自动控制的搅拌混凝土搅拌车课件四、混凝土搅拌车的故障与排除应定期检查各运动件的磨损情况,搅拌叶片、滚道、托轮磨损或失圆时,应及时修理和更换。搅拌筒体上一般设有两个人孔,当人进入搅拌筒内检修时,必须使发动机熄火,确保人身安全。四、混凝土搅拌车的故障与排除应定期检查各运动一、混凝土泵车的用途与分类1.混凝土泵车的用途混凝土泵车是装备有混凝土输送泵和输料管道,利用这些装置对混凝土进行泵送和浇注的专用汽车。也称为混凝土输送泵车。

混凝土泵车可以用其输送泵将混凝土泵送至作业半径650m以内、高度150m以下的使用场地。特别是在高层建筑领域,混凝土泵车以其特有的性能而得到迅速发展和广泛使用。一、混凝土泵车的用途与分类1.混凝土泵车的用途2.混凝土泵车的分类按混凝土搅拌车的整车形式分为车载式和拖挂式两种。

按混凝土搅拌车输送泵形式分,有挤压式和活塞式两种。2.混凝土泵车的分类按混凝土搅拌车的整车形二、混凝土泵车的结构1.挤压式混凝土泵车挤压式混凝土泵车,如图9-14所示。它由挤压式混凝土泵10、臂架混凝土管6、臂架4、转台3、料斗12、支腿13和汽车底盘等组成。二、混凝土泵车的结构1.挤压式混凝土泵车挤混凝土搅拌车课件1)挤压式混凝土泵图9-15所示为挤压式混凝土泵。驱动轴4带动滚轮架和三个橡胶滚轮旋转,由橡胶滚轮3滚动挤压橡胶软管6,使橡胶软管6具有吸入和输出混凝土的能力,完成输送作业。1)挤压式混凝土泵图9-15所示为挤压2)布料装置用混凝土泵车输送混凝土,单位时间输送量大,而且是连续供料。因此,浇注地点要及时把混凝土进行分布和摊铺。完成混凝土输送布料、摊铺工作的装置称为臂架系统,又称布料装置,如图9-16所示。它是一种三节臂式布料装置,主要由回转台、臂架、臂架液压缸、臂架混凝土管和软管等组成。2)布料装置用混凝土泵车输送混凝土,单位混凝土搅拌车课件3)转台及其控制系统图9-17所示为转台及其控制系统。它由回转支承6、回转接头11、制动器10、回转马达5、控制系统等组成。

混凝土在输运过程中,是通过转台回转接头中心的混凝土输运管送出的,并保证布料装置转到任何位置都能正常送料。3)转台及其控制系统图9-17所示为转混凝土搅拌车课件4)搅拌及冷却系统混凝土泵车料斗中都设有搅拌系统,以保证混凝土的质量,防止混凝土的初凝及离析,便于混凝土的输送。图9-18所示为搅拌及冷却系统。搅拌器液压泵7的液压油通过控制阀6推动液压马达5,由液压马达驱动料斗中的搅拌器;液压油通过二通阀3推动液压马达1,由该液压马达驱动液压油冷却系统的风扇2,对液压系统进行冷却。搅拌器叶片与料斗间隙不应大于最大集料尺寸。4)搅拌及冷却系统混凝土泵车料斗中都设有搅混凝土搅拌车课件2.活塞式混凝土泵车图9-19所示为一种活塞混凝土泵车。它是利用液压缸驱动混凝土输送缸的活塞作往复运动,靠其吸入和压送作用而实现混凝土输送的。除此以外,均与挤压式混凝土泵车相同。2.活塞式混凝土泵车图9-19所示为一混凝土搅拌车课件1)混凝土输送管图9-20为活塞式混凝土泵车的混凝土输送管的布置图。它与挤压式混凝土泵车的差别主要是多了一个“丫形管”6。

混凝土泵车用的混凝土输送管包括直管、锥管、弯管、软管和管卡等。1)混凝土输送管图9-20为活塞式混凝2)活塞式混凝土泵和料斗图9-21所示为活塞式混凝土泵和料斗。它由主液压缸3、洗涤室5、混凝土输送缸8、滑阀9、滑阀换向液压缸10、料斗11和搅拌装置等组成。2)活塞式混凝土泵和料斗图9-21所示混凝土搅拌车课件主液压缸的作用是利用液压来驱动混凝土缸活塞,做往复运动。图9-22所示为主液压缸结构。液压缸体采用无缝钢管制成,内壁镀铬,提高耐磨性和延长使用寿命。主液压缸活塞和活塞杆分别采用球墨铸铁和碳钢制造。活塞上有两个支撑环装在液压缸的内壁上。为改善活塞杆的耐磨性和耐蚀性,一般在其表面镀有硬铬层。主液压缸的作用是利用液压来驱动混凝土缸活塞,混凝土搅拌车课件混凝土输送活塞的往复运动速度快,承受压力高,易磨损和腐蚀,一般使用寿命为输送7000~10000m3混凝土。因此,在活塞的结构上具有拆卸和更换方便的特点,如图9-23所示。混凝土输送活塞的往复运动速度快,承受压力高三、混凝土泵车的总体设计1.主要技术参数混凝土泵车的主要技术参数归纳为专用性能参数和整车性能参数两方面,专用性能参数主要有:混凝土排出量、混凝土泵送压力、泵送能力指数、布料装置的工作范围、混凝土坍落度的适应范围、料斗工作高度等。三、混凝土泵车的总体设计1.主要技术参数混1)混凝土排出量混凝土排出量Q

是指混凝土泵车在单位工作时间内输送混凝土的量,即混凝土泵车的生产率,用m3/h作为度量的单位。活塞式混凝土输送泵的混凝土理论排出量混凝土输送泵的吸入效率1)混凝土排出量混凝土排出量Q是指混凝2)混凝土泵送压力混凝土泵送压力是指混凝土泵工作时,输送缸出口处的混凝土流出压力。混凝土泵送压力分为三个等级:p<4MPa为低压、4MPa≤p≤7MPa为中压、p>7MPa为高压。一般活塞式混凝土泵车的最小泵送压力不小于2MPa。2)混凝土泵送压力混凝土泵送压力是指混凝土3)泵送能力指数泵送能力指数M

是指混凝土输送泵工作时,输送缸出口处的混凝土泵送压力与实际混凝土排出量乘积的最大值,即3)泵送能力指数泵送能力指数M是指混凝4)布料装置的工作范围图9-24所示的是臂架式混凝土泵车臂架工作范围。臂架工作范围由高度H、水平工作圆半径R

和工作深度D

等参数确定。这些参数都与臂架的长度L

有关。4)布料装置的工作范围图9-24所示的5)混凝土坍落度的适应范围混凝土坍落度的适应范围是指泵车对不同坍落度的混凝土的可泵性。它与混凝土泵车中混凝土分配阀的吸入性能和混凝土输送缸缸径大小等有关。目前混凝土泵车的分配阀基本类型有两种:一是摇摆式管形阀,二是滑式板形阀。它们对混凝土坍落度的适应范围均为5~23cm。5)混凝土坍落度的适应范围混凝土坍落度的适6)料斗工作高度料斗工作高度是指混凝土泵车工作状态下,料斗口与地面间的距离。一般在1.2~1.7m范围内。为便于混凝土搅拌车给混凝土泵车上料,料斗工作高度尽可能设计得低一些。6)料斗工作高度料斗工作高度是指混凝土泵车2.对混凝土泵车底盘的要求混凝土泵车一般是用载货汽车二类底盘或专用底盘改装。选用的汽车底盘应满足下列要求:

(1)发动机的功率应满足混凝土泵车各装置要求的驱动功率。

(2)混凝土泵车的总质量及其轴载质量的分配应在原汽车底盘前、后轴的容许承载质量范围内。

(3)有足够的空间配置动力输出装置。

(4)能合理安装布料装置转台底座和布置混凝土泵装置。2.对混凝土泵车底盘的要求混凝土泵车一般是用载货汽车二类底混凝土泵车各工作装置的动力源一般取自本车发动机。在进行混凝土泵送作业时,汽车发动机动力经变速器和万向传动装置输入分动器,通过分动器操纵杆将动力传递给各液压泵,同时切断通往后桥的动力,汽车处于驻车状态计算和确定各工作装置的驱动功率,合理的进行功率组合是正确选择底盘、发动机功率的依据之一。混凝土泵车动力传递图如图9-25所示。混凝土泵车各工作装置的动力源一般取自本车发动混凝土搅拌车课件1)混凝土泵的驱动功率P11)混凝土泵的驱动功率P12)布料装置的驱动功率P2布料装置臂架变幅、转台回转、支腿伸缩等均由发动机通过臂架液压泵驱动。但支腿的伸缩是在混凝土泵车作业前、后动作,故其驱动功率不计入P2内。2)布料装置的驱动功率P2布料装置臂架变3)搅拌装置的驱动功率P3搅拌装置通过搅拌液压泵驱动。通常情况,搅拌装置有四种工况:

(1)搅拌装置正常工作,这时液压泵的驱动功率是P3,主要用于克服搅拌阻力;

(2)搅拌叶片被集料卡住不转,液压系统油压升高,使反转溢流阀工作,搅拌换向阀换向,叶片反转而排除卡阻,叶片又恢复正常转动,此工况时间短,一般增加功率不计入P3

内;

(3)搅拌叶片被集料卡住而无法反转排除时,油压上升,打开溢流阀,液压泵驱动功率达到最大值P3max,此工况很短;

(4)搅拌装置不工作,液压油经换向阀流回油箱,液压泵空转,驱动功率为最小值。3)搅拌装置的驱动功率P3搅拌装置通过搅拌液压泵驱动。通4)冷却系统的驱动功率P4为使液压油冷却,在液压系统内需设置强制式液压油冷却器。冷却器的驱动功率P4

由两部分组成:一是驱动冷却风扇的功率;二是将油箱中热油泵入冷却器降温后再泵回油箱消耗的功率。4)冷却系统的驱动功率P4为使液压油冷却5)清洗系统的驱动功率P5混凝土泵车作业完毕后,需对车辆和输料管中残余的混凝土进行清洗。清洗系统水泵的压力要大于混凝土在输料管中的压送力,这样才能冲出管中的残余混凝土。由水泵的压力和流量确定清洗系统的驱动功率P5。5)清洗系统的驱动功率P5混凝土泵车作业3.发动机功率选择1)工况Ⅰ混凝土泵车所需的驱动功率为汽车发动机连续运转的最大持续功率3.发动机功率选择1)工况Ⅰ混凝土泵车所需的驱动功率为汽2)工况Ⅱ混凝土泵车短时间内所需的驱动功率为2)工况Ⅱ混凝土泵车短时间内所需的驱动功率为3)工况Ⅲ3)工况Ⅲ4.混凝土泵车总质量和臂架质量混凝土泵车总质量主要由汽车底盘质量、混凝土泵质量、布料装置质量及清洗系统质量等组成。影响混凝土泵车总质量的关键是臂架质量,而混凝土排出量的影响不大。所以在选择底盘和计算泵车总质量时,首先计算臂架的总质量。4.混凝土泵车总质量和臂架质量混凝土泵车总对现有混凝土泵车的统计分析,推荐用下列公式估算臂架质量,即对现有混凝土泵车的统计分析,推荐用下列公式5.混凝土泵车的总体布置混凝土泵车总体布置除动力传送中分动箱的布置外,主要涉及混凝土泵车泵送机构的布置、操纵系统的布置和布料装置的布置。1)取力装置布置取力装置布置中,最重要的是分动器的设计和布置。通常分动器布置在变速器之后,将原传动轴截为两段。由万向轴传动,如图9-26所示。5.混凝土泵车的总体布置混凝土泵车总体布置混凝土搅拌车课件混凝土搅拌车课件2)混凝土泵车泵送机构的布置混凝土泵送机构是混凝土泵车的主要工作机构,通常将其布置于汽车车架纵梁之间,固定在混凝土泵车的车架上。为便于上料应尽量使料斗的工作高度低一些,而使混凝土泵送机构中心线与汽车车架平面成一定角度(一般在10°以内)。

泵送机构布置时易与后桥制动气室发生干涉,所以最好选用轮边制动形式的汽车底盘。另外,由于泵送机构斜后置,要保证车辆的最小离地间隙、离去角和后悬尺寸等应符合有关规定。2)混凝土泵车泵送机构的布置混凝土泵送机构3)操纵系统的布置混凝土泵车的操纵系统要求布置在靠近料斗和混凝土分配阀附近,便于观察混凝土泵送机构的工作状况和供料情况,根据操作台上压力表指示的泵送混凝土压力变化,随时调整混凝土排出量。

布料杆的操纵装置应布置在操作人员站在地面上可以操作的位置,一般设在混凝土泵车前部。同时还应设有不少于20m导线相接的线控开关盒或无线电控制开关盒,用以控制混凝土输送泵和臂架,以便操作者可以在最佳视线位置上进行布料作业。3)操纵系统的布置混凝土泵车的操纵系统要求4)布料装置的布置布料装置包括旋转台、折叠臂、驱动液压缸、液压马达、减速器、回转支承以及混凝土输送管等。

旋转台的布置主要有两种形式:一种是前置式,即转台布置在靠近前桥处,布料杆向后倾置,这种布置的最大优点是混凝土泵车臂架的净工作幅度大;另一种是转台后置式(即转台布置在靠近后桥处),由于后部布置有泵送机构,工作时振动冲击较大,故目前基本上不采用后置布置形式。4)布料装置的布置布料装置包括旋转台、折叠折叠臂架有多种折叠形式,如图9-27所示。图9-27a)为上折叠S形,这种形式的中、上段臂可以做得较长,折叠后可悬置于驾驶室上;图9-27b)和d)分别为下卷O形和下折叠Z形,具有折叠后重心低等优点;图9-27c)为上卷O形,具有S形折叠的优点,中、上段臂可做得较长,折叠后可悬置于驾驶室上,但上卷O形折叠臂架质心较高,对混凝土泵车的行驶稳定性不利。折叠臂架有多种折叠形式,如图9-27所混凝土搅拌车课件四、泵送机构的设计泵送机构包括主液压缸、混凝土输送缸、混凝土分配阀、料斗和搅拌装置等。

目前应用的混凝土分配阀有许多种,阀的运动形式有摆动式和滑动式等两类。图9-28和图9-21分别表示出了摆动阀和滑动阀的工作原理图。四、泵送机构的设计泵送机构包括主液压缸、混凝混凝土搅拌车课件1.泵送机构推力的确定泵送机构推力由主液压缸产生,用来克服混凝土在管道中的流动阻力(即混凝土输送缸出口处的压力),同时需要克服推送机构的摩擦力、惯性力和吸料阻力。1.泵送机构推力的确定泵送机构推力由主液压1)摩擦力Fm2)惯性力Fg3)吸料阻力Fb1)摩擦