摘要：现在市场上使用的混凝土搅拌车大部分为公路型混凝土搅拌运输车，主要的行驶地点在城区或郊区道路上，为普通基建工程运输混凝土的车辆，其体型大、不防爆。而煤矿、隧道施工有着宽度和高度以及作业半径、环境的严格限制，普通路面上使用的混凝土搅拌运输车难以满足需求。
关键词：防爆混凝土；搅拌车；液压驱动；系统设计；分析
引言：矿用防爆混凝土罐车是一种矿用特殊车辆，由于车辆本身要求边行驶边搅动，特别是满载行驶时搅拌筒内的混凝土不停地翻动，造成整车重心位置不断地偏心振动.在拐弯行驶时如果速度过快就有发生翻车事故的危险。由汽车底盘、搅拌筒、传动系统、供水装置、全功率取力器、搅拌筒前后支架、减速机、液压传动系统、进出料系统、操纵机构等部分组成。由于技术瓶颈，国产搅拌车罐体容积3m³-8m³的采用国产四大件，8m³以上容积的采用的四大件大部分为进口部件。搅拌车组成：二类底盘、传动系、液压系统、机架、搅拌罐、进出料装置、供水系统、操纵系、人梯等部分。搅拌罐前端与减速机联接安装在机架前台上，后端通过滚道由安装在机架后台的两个托轮支撑。
1.搅拌车的主要设计参数
设计参数：额定承载能力/kg 8 000；空载重量/kg 9 600；最大牵引力/k N 80；整车外形尺寸/mm 8 460×1 975×2 820；行驶速度（空载、满载）/km•h-1 32、25；最小转弯半径（内、外）/mm 4 400、6 500；制动距离/m≤8；最大爬坡度（纵向、横向）/（°）14、10；最小离地间隙/mm≥280。
2.水泥罐搅拌装置
它主要由搅拌筒及其辅助支撑部件组成。搅拌筒既是搅拌运输车的运输混凝土的装载容器，又是搅拌混凝土的工作装置。所以对它的设计有以下基本要求：在结构上适应运载底盘和运输中搅拌工作特点；要有足够的有效的装载容量：满足规定的搅拌和装卸料性能；具有适当的使用寿命（耐磨性能）。搅拌筒设计分几何设计和金属结构设计两部分，几何设计是金属结构设计的基础。为了能够自动装、卸混凝土，其内壁焊有特殊形状的螺旋叶片。转动时混凝土沿叶片的螺旋方向运动，在不断的提升和翻动过程中受到混合和搅拌。在进料及运输过程中，搅拌筒正转，混凝土沿叶片向里运动，出料时，搅拌筒反转，混凝土沿着叶片向外卸出。搅拌筒的转动则是靠液压驱动装置来保证。装载量为3～6立方。的混凝土搅拌运输车一般采用由汽车发动机通过动力输出轴带动液压泵，再由高压油推动液压马达驱动搅拌筒，装载量为9～12立方的则由车载辅助柴油机带动液压泵驱动液压马达。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。
3 混凝土搅拌车的介绍
3.1混凝土搅拌车工作原理是，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量泵，把机械能转化为液压能传给定量马达，马达再驱动减速机，由减速机驱动搅拌装置，对混凝土进行搅拌。
3.2搅拌运输车多作为混凝土工厂或搅拌站的配套运输机械，通过搅拌运输车将混凝土工厂、搅拌站与许多施工工地联系起来，如与混凝土输送泵配合使用，在施工现场进行“接力”输送，则可以完全不再需要人力的中间周转便可将混凝土连续不断的送到施工浇注点，实现混凝土输送的高效能和全部机械化。
3.3 商品混凝土的发展从根本上改变了传统的工地自制混凝土，用翻斗车或自卸卡车进行输送，建立起一种新的生产方式，即许多施工工地所需要的混凝土，都由专业化的混凝土工厂或大型混凝土搅拌站集中生产供应，形成以混凝土制备地点为中心的供应网。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于混凝土工厂便于应用现代电子技术，使用计算机控制生产，可以得到精确配比和均质拌合的混凝土，使混凝土质量大大提高，所以对于整个施工工程起到良好的促进作用。但是混凝土的商品化生产，势必把混凝土从厂站输送到各个需求工地之间的距离相应加长，有些供应点甚至很远。当混凝土的运输距离（或输送时间）超过某一限度时，使用一般的运输机械进行输送，混凝土就可能在运输途中发生分层离析，甚至初撇现象，严重影响混凝土质量，这是施工所不允许的。因此为了适应商品混凝土的输送，发展了一种运送混凝土的专用机械便是混凝土搅拌运输车。
4.防爆混凝土搅拌车液压驱动系统的设计
本文以3m3防爆柴油机混凝土搅拌车为例，通过对液压驱动系统进行分析计算，从而建立起该车型的液压驱动系统的匹配模型。防爆柴油机混凝土搅拌运输车液压驱动系统采用与转向互锁机制，由一进出料按钮控制，主要由液压泵、液压马达、减速机、多路换向阀、高压油管、进出水管，气压操控箱等组成。其工作原理为：发动机启动后，制动泵提供的液压油由行车制动阀的回流管路供给多路换向器，再供给液压马达，驱动罐体转动，当车辆停止行驶后，按下进出料按钮，罐体开始转动加快，以便实现进料或出料，罐体的正反转由多路换向阀控制；转动发动机的油门控制操纵杆，可进一步加大罐体的运转速度，但最高不能超过12 r/min。从而实现加料、搅拌、搅动、运输和卸料一个工作循环。其工作路径为：防爆柴油发动机→变速箱→液压泵→液压马达→减速机→搅拌筒。采用液压与机械结合的传动方式结合了液压和机械的双重优点，既保证了液压的控制方便和无极调速的优点，还具有机械减速器的传动比固定、具有较大的输出扭矩等特点。
5.液压驱动系统元件的计算与选型
5.1搅拌功率计算
满载驱动力矩计算搅拌装置正常工作混凝土的运动状态没有一定的规律，故运用统计学方法对调研数据进行分析与统计，再进行回归计算得到搅拌筒负载扭矩与搅拌装置的容积之间的关系。
5.2液压驱动系统参数设计
一是减速机的选型根据上面计算出的搅拌装置负载扭矩，选取HJ200减速器，其最大输出扭矩为20000Nm，减速比为52∶1。二是液压马达的选型计算根据所选减速机型号，马达输出的最大转速nmmax=12×52=624r/min最大扭矩Tmmax=19000/52=365.38Nm。由于本款车型整车液压系统包括制动回路和工作回路。制动回路具有停车制动、紧急制动和工作制动功能。工作回路用于液压马达、铰链转向。为简化液压系统和安装方便，本款车型采用2个液压泵给整车供油，1个是转向泵，1个是制动泵。
总结：从上面的计算结果可得驱动系统元件的功率和扭矩的数据，可知：无论是功率流程，还是扭矩流程都是依次递减的。因此该系统满足能量守恒定律，符合设计要求。该产品实际应用证明，该系统搅拌能力强、自卸效果（运输效率高）好，能很好地应用在矿井、隧道中。
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论文作者:祝莹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/12
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