【文章內(nèi)容簡介】 拌筒的驅(qū)動力矩在反轉(zhuǎn)開始的極短時間內(nèi)陡然上升，然后迅速跌落下來； 4~5：卸料工序，攪拌筒繼續(xù)以1418rPm的速度反轉(zhuǎn)，驅(qū)動力矩隨混凝土的卸出而逐漸下降； 5~6：空筒返回，攪拌筒內(nèi)加入適量清水，返程行駛中攪拌筒作3rPm的返向轉(zhuǎn)動，對其進(jìn)行清洗，到達(dá)混凝土工廠，排出污水，準(zhǔn)備下一個循環(huán)。 驅(qū)動阻力矩計算 攪拌筒驅(qū)動阻力矩由拌筒與支承系統(tǒng)的摩擦阻力矩與拌筒攪拌阻力矩共同組成，其以拌筒攪拌阻力矩最難計算。 1） 積分公式計算方法，拌合料與筒壁或與攪拌葉片間的單位摩擦力f 式中，k1——粘著系數(shù)，kN/m2；k2——速度系數(shù)，kN/m2；V——拌合料速度；s——混合料的坍落度。 式中： b..拌合料與攪拌葉片間的摩擦阻力矩 。任取一半徑r，該半徑對應(yīng)的葉片螺旋開角k(近似認(rèn)為對應(yīng)于各r處的螺旋開角，均等于中徑上的螺旋開角)。V2——拌合料與攪拌螺旋葉片間的相對滑移速度 式中：R1——攪拌螺旋葉片斷面投影最小半徑R2——攪拌螺旋葉片斷面投影最大半徑微元面積設(shè)混凝土的單位平均流動阻力系數(shù)為p，則取微元面積上的法向阻力周向阻力對攪拌筒軸線的阻力矩 ，對攪拌筒的阻力矩，由于拌合料受到與筒壁和攪拌葉片間的摩擦阻力矩的作用，使拌合料向轉(zhuǎn)動方向提升，其重心偏向轉(zhuǎn)動一側(cè)。出現(xiàn)偏心距e，對拌筒運動產(chǎn)生阻力矩。e值的精確確定目前還有困難，除與拌筒結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與拌合料的性質(zhì)有關(guān)。只能采取先近似計算，再用實驗驗證的方法確定。對拌合料來說，共受到三個力矩的作用：即偏心力矩、與簡體的摩擦力矩、與葉片的摩擦力矩。由力矩平衡條件得： 對簡體來說，又受到由于拌合料的偏心距，產(chǎn)生的阻力矩作用，在數(shù)值上等于。 2）Lieberherr的經(jīng)驗公式 實驗測得： 式中：r——偏心距，；F——混凝土重量 攪拌筒驅(qū)動功率的計算 按求得的拌筒攪拌阻力矩，再根據(jù)傳動系統(tǒng)的總效率，拌筒與支撐系統(tǒng)的摩擦阻力矩及拌筒轉(zhuǎn)速n，即可求出攪拌筒的驅(qū)動功率N(kw) 式中：——攪拌筒支撐機構(gòu)所克服的摩擦阻力矩；一般取為40005000Nm ——攪拌筒攪拌阻力矩；——機械效率，C——考慮峰值的影響系數(shù)，；n——轉(zhuǎn)速，rpm設(shè)：當(dāng)攪拌筒轉(zhuǎn)速為12rpm時，設(shè)混凝土重量2400，攪拌筒實際容積按5計算，則計算出攪拌筒的驅(qū)動功率為：因為攪拌筒的驅(qū)動功率一般是從攪拌車發(fā)動機中直接取力，在計算攪拌車發(fā)動機功率時，要在攪拌筒驅(qū)動功率的基礎(chǔ)上，再加上汽車驅(qū)動功率、爬坡功率等。4. 螺旋葉片的設(shè)計及仿真 攪拌運輸車的攪拌筒所以有攪拌和卸料等工作性能，主要是因其內(nèi)部特有的兩條螺旋葉片推動混凝土沿攪拌筒軸向和切向產(chǎn)生復(fù)合運動的結(jié)果。因此攪拌葉片的螺旋曲線直接影響攪拌與運輸混凝土的性能。在其幾何設(shè)計中，鑒于我國車輛在道路右側(cè)行駛的規(guī)定，攪拌運輸車攪拌筒旋轉(zhuǎn)方向為，面向車尾看，順時針旋轉(zhuǎn)時為進(jìn)料、攪拌或攪動，逆時針旋轉(zhuǎn)時為出料，所以攪拌筒的兩條螺旋葉片應(yīng)為互錯180度的左旋螺旋葉片。 母線(直線或曲線)在繞軸線作勻速圓周運動的同時，沿軸線方向作勻速或變速直線運動，該母線的運動軌跡形成等螺距或變螺距螺旋面。母線為直線形成直紋螺旋面。母線為曲線形成非直紋螺旋面。攪拌運輸車中常用的螺旋面是直紋正螺旋面(母線和軸線正交)和直紋斜螺旋面(母線和軸線斜交)兩種螺旋面。圓柱面或圓錐面同該螺旋面的交線分別稱為圓柱螺旋線或圓錐螺旋線。螺旋線的切線和圓柱面或圓錐面的母線之間的夾角稱為螺旋角，用β表示。 1 夾卡套 2 輔助葉片 3 進(jìn)料管 4 滾道 5 拖輪 6 入孔 7 筒體 8 葉片 9 輔助攪拌葉片10連接法蘭 由于不同的圓錐面(或圓柱面)與同一螺旋面相交的螺旋線是不同的，因此螺旋角也不同。在設(shè)計拌筒螺旋葉片結(jié)構(gòu)之前，螺旋葉片上螺旋角的確定就顯得格外重要。 、柱螺線的視圖和內(nèi)壁展開圖。螺線上任意一點M的對應(yīng)的投影和展開位置用m、和M表示。中為M點平面投影m的位置角。圓錐段的圓錐面展開面為一扇形面，為扇形角，ε為M點在展開面上的位置角，所以=OM。 由上述幾何關(guān)系可知：。設(shè)螺線上另一點N，其相應(yīng)的位置參量為。當(dāng)N和點M無限接近的時候，直線MN就是M點切線τ，而且其螺旋角滿足：(或圓柱)上螺旋角的關(guān)系斜螺旋面的任意一條母線n分別與內(nèi)錐、外錐相交于點1和2，內(nèi)、外錐的半錐角分別為θθ2，以為原點建立坐標(biāo)系，n線與x軸的夾角為181。 設(shè)母線n繞Z軸旋轉(zhuǎn)無限小角到達(dá)母線的位置，線與內(nèi)外錐分別相交于點1’和2’，Z軸分別和n、組成兩個縱截面，并轉(zhuǎn)面重疊投影。：設(shè)P1和P2分別為點1和點2的螺旋角，由此可得出:內(nèi)錐；外錐：這就是同一螺旋面在不同圓錐面(圓柱面)上產(chǎn)生的螺旋線的螺旋角之間的關(guān)系式。在進(jìn)行分析時，經(jīng)常會用到下列幾種情況：攪拌葉片在前錐和后錐部分采用的是對數(shù)螺旋線，其母線的方程為： 其中為螺旋角，為初始極徑；為半錐角；為螺旋轉(zhuǎn)角。當(dāng)是一定值時，螺旋線為等角對數(shù)（圓錐）螺旋線；當(dāng)是一個變量時，該螺旋線即為非等角對數(shù)螺旋線。中圓攪拌葉片采用圓柱螺旋線，其母線方程為： 其中為圓柱底半徑，為螺旋轉(zhuǎn)角，為螺旋角。 基于UG的水泥攪拌筒葉片螺旋曲線的設(shè)計。筒體前錐和后錐采用具有等升角的對數(shù)螺旋葉片，圓柱段采用不等升角的阿基米德螺旋葉片。為了同時保證攪拌均勻和出料干凈，將前錐螺旋角設(shè)計為60176。后錐螺旋角設(shè)計為≥75176。： 式中 ——螺旋線起點的極徑； ——極徑； θ——半錐角； Ψ——極徑在坐標(biāo)系xoy的投影與y軸的夾角，即圓錐對數(shù)螺旋線的螺旋轉(zhuǎn)角； β——圓錐對數(shù)螺旋線的切線與圓錐母線的夾角，即圓錐對數(shù)螺旋線的螺旋角。 式中 R——圓柱半徑； Ψ——螺旋轉(zhuǎn)角； β——螺旋角。 攪拌運輸車攪拌筒內(nèi)的兩條螺旋葉片，是攪拌運輸車設(shè)計的重要部件。它的結(jié)構(gòu)形狀對攪拌運輸車進(jìn)、出料性能及混凝土的攪拌質(zhì)量有一定影響。目前，設(shè)計的攪拌運輸車螺旋葉片，多采用斜圓錐對數(shù)螺旋面。設(shè)計中，將空間螺旋面葉片分段展開成平面圖形。制造中根據(jù)設(shè)計的平面圖形下料經(jīng)鍛壓成型后，焊接在攪拌筒內(nèi)壁上。所以，葉片展開成平面圖形的準(zhǔn)確程度，是使攪拌運輸車性能達(dá)到要求的重要因素之一。而空間螺旋面理論上是不可展開曲面由于制造工藝的需要我們常常采用近似展開法加以處理。在設(shè)計時，采用制圖中的“三角形”法的原理并借用計算機對空間斜圓錐對數(shù)螺旋面葉片進(jìn)行展開計算。螺旋面理論上是不可展開曲面，由于制造工藝的要求，常采用近似展開法進(jìn)行處理，以滿足制造要求。我們在設(shè)計中，利用將空間葉片第i點至第i十1兩等分點之間的一小段葉片，近似地看作一梯形。只要算出第i點至第i+1兩等分點之間葉片根部及頂部斜圓錐對數(shù)螺旋線上點C、B、D、A的坐標(biāo)值，就可根據(jù)空間任意兩點間距離公式得出圖中任意兩點間的距離，即AB、BC、CD、DA、DB。還可把第i點至第i+1兩等分點之間這一小段葉片展開，通過計算機進(jìn)行循環(huán)計算，然后利用“三角形”法，將整個螺旋葉片展開。只要在螺旋葉片設(shè)計中，兩等分點之間的間隔控制在一定范圍內(nèi)，展開的螺旋葉片平面圖，就可達(dá)到一定的精度要求。