【正文】 混凝土的輸送距離 (或時(shí)間 )，尤其是混凝土干料的注水?dāng)嚢柽\(yùn)輸可以將混凝土送到很遠(yuǎn)的地方。在攪拌運(yùn)輸車駛向工地途中的適當(dāng)時(shí)候向攪拌筒內(nèi)噴水進(jìn)行攪拌。濕料攪拌運(yùn)輸是指攪拌運(yùn)輸車在配料站按混凝土配比同時(shí)裝入水泥，砂石骨料和水等拌合料，然后在運(yùn)送途中使攪拌筒以 812r / min 的“攪拌速度”轉(zhuǎn)動(dòng)，對混凝土拌合料完成攪拌作業(yè)。但這種運(yùn)輸方式其運(yùn)距 (或運(yùn)送時(shí)間 )不宜過長，應(yīng)控制在預(yù)拌混凝土開始初凝以前，具體的運(yùn)距或 時(shí)間視混凝土配比和道路、氣候等條件而定。因此能保證輸送混凝土的質(zhì)量，允許適 當(dāng)延長運(yùn)距 (或運(yùn)送時(shí)間 )。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,一些大型建筑工程對現(xiàn)澆混凝土的大量需求，大力發(fā)展商品混凝土和攪拌運(yùn)輸車有明顯的社會(huì)效益和適用價(jià)值。攪拌運(yùn)輸車多作為混凝十工廠或攪拌站的配套運(yùn)輸機(jī)械，通過攪拌運(yùn)輸車將混凝土工廠、攪拌站與許多施工工地聯(lián)系起來，如與混凝土輸送泵配合使用，在施工現(xiàn)場進(jìn)行“接力”輸送，則可以完全不再需要人力的中間周轉(zhuǎn)而將混凝土連續(xù)不斷的送到施工澆注 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)混凝土輸送的高效能和全部機(jī)械化。因此為了適應(yīng)商品混凝土的輸送，發(fā)展了一種運(yùn)送混凝土的專用機(jī)械 — 混凝土攪拌運(yùn)輸車 (以下簡稱攪拌運(yùn)輸車 )。但是混凝土的商品化生產(chǎn)，勢必把混凝土從廠站輸送到各個(gè)需求工地之間的距離相應(yīng)加長，有些供應(yīng)點(diǎn)甚至很遠(yuǎn)。 關(guān)鍵詞： 混凝土攪拌運(yùn)輸車 拌筒 液壓系統(tǒng) 功率鍵合圖 幾何設(shè)計(jì) 數(shù)學(xué)模型 螺旋葉片 動(dòng)態(tài)特性 展開 仿真 指導(dǎo)老師簽名： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 Design of the Structure of the Truck Mixer and Digital Simulation of its Hydraulic System Student name:Fu Hao Min Class:078105207 Supervisor:Xing Pu Abstract:The truck mixer is a vehicle for transportation concrete. It is fulfilled two actions,conveying concrete and mixing concrete. These actions not only ensure the quality of the concrete, but also make the conveying distance longer. But in the northwest area of our country, research on the field of the truck mixer is little. So the truck mixer must be developed strongly in order to meet the need of the rising concrete market. Three important parts are studied in this thesis. Firstly, the helixvanes of the truck mixer are designed following the principles of the flowing state of the concrete on the helixvane. Secondly, the drum of the truck mixer is designed base on its working characteristic. Thirdly, with the widely used soft ware package SIMULINK the mathematic models of the hydraulic system driving the truck mixer are established on the found of the theory and method of power bond graph. The dynamic characteristics of the hydraulic system are simulated numerically, and some significant results are presented. Key words:Truck Mixer Drum Spread Hydraulic System Mathematic Models Structure Design Helixvanes Power Bond Graph Dynamic Characteristics Simulation Signature of Supervisor: 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 目 錄 混凝土攪拌車的介紹 4 課題研究背景 6 混凝土攪拌車攪拌系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 7 本文研究內(nèi)容及方法 8 攪拌筒的工作原理 10 攪拌筒的 整體構(gòu)成 10 11 裝載容積 13 裝載容積 14 攪拌筒幾何容積計(jì)算 18 滿載時(shí)拌筒的重心位置 18 攪拌力矩曲線 19 驅(qū)動(dòng)阻力矩計(jì)算 19 攪拌筒驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 23 螺旋葉片上螺旋角的 確定 24 攪拌葉片的母線方程 27 攪拌葉片設(shè)計(jì) 29 攪拌葉片的仿真設(shè)計(jì)和模態(tài)分析 33 攪拌葉片結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析 37 參考文獻(xiàn) 43 致謝 44 附錄 44 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 混凝土攪拌車的介紹 商品混凝土的發(fā)展從根本上 改變了傳統(tǒng)上工地自制混凝土，用翻斗車或自卸卡車進(jìn)行輸送，就近使用的落后生產(chǎn)方式，建立起一種新的生產(chǎn)方式，即許多施工工地所需要的混凝土，都由專業(yè)化的混凝土工廠或大型混凝土攪拌站集中生產(chǎn)供應(yīng)，形成以混凝土制備地點(diǎn)為中心的供應(yīng)網(wǎng)?；诠β舒I合圖的建模方法，利用大型軟件 Matlab 的仿真工具箱 Simulink，對混凝土攪拌運(yùn)輸車液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，同時(shí)建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型，用此來模擬液壓系統(tǒng)工作過程，更好地反映系統(tǒng)中各輸出變量隨輸入變量的變化關(guān)系。幾 何設(shè)計(jì)是攪拌筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它包括幾何容積計(jì)算、外形尺寸的確定、攪拌筒有效容積及滿載時(shí)重心位置計(jì)算。本論文基于物料在螺旋葉片上的攪拌出料機(jī)理對螺旋葉片的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行理論分析和計(jì)算，同時(shí)對前錐段、后錐段的螺旋葉片進(jìn)行展開設(shè)計(jì)；對拌筒進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)。攪拌運(yùn)輸車的攪拌筒之所以具有攪拌和卸料的功能，主要是因?yàn)榘柰矁?nèi)部特有的兩條連續(xù)螺旋葉片在工作時(shí)形成螺旋運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)混凝土沿?cái)嚢柰草S向和切向產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。目前，攪拌運(yùn)輸車的理論研究及生產(chǎn)在我省及 整個(gè)西北地區(qū)均處于空白。所以大力發(fā)展商品混凝土和攪拌運(yùn)輸車有明顯的社會(huì)效益和適用價(jià)值。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 混凝土攪拌車攪拌實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 付昊旻 班級： 078105207 指導(dǎo)老師： 邢普 摘要： 混凝土攪拌運(yùn)輸車是用于解決商品混凝土運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸工具。它兼有載運(yùn)和攪拌混凝土的雙重功能，可在運(yùn)送混凝土的同時(shí)對其進(jìn)行攪拌或攪動(dòng)，因此能在保證輸送的混凝土質(zhì)量的同時(shí)適當(dāng)延長運(yùn)距 (或運(yùn)送時(shí)間 )。而我國混凝土運(yùn)輸車起步較晚，到 70 年代才開始試生產(chǎn)。因此攪拌運(yùn)輸車的理論研究及開發(fā)勢在必行。因此兩條葉片的螺旋曲線的形式及結(jié)構(gòu)直接影響攪拌筒的工作性能。攪拌筒既是攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸混凝土的裝載容器，又是攪拌混凝土的工作裝置。為使混凝土攪拌運(yùn)輸車的攪拌裝置系列化，以滿足用戶要求，借用計(jì)算機(jī)程序語言對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。尤其是對輔助泵調(diào)節(jié)斜盤角度系統(tǒng)、變量主泵控制系統(tǒng)及恒速控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析，為液壓系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè) 計(jì)提供有益的借鑒。由于混凝十工廠便于應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)，使用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)，可以得到精確配比和均質(zhì)拌合的混凝土，使混凝土質(zhì)量大大提高，所以對于整個(gè)施丁工程起到良好的促進(jìn)作用。當(dāng)混凝土的輸舒巨離 (或輸送時(shí)間 )超 過某一限度時(shí)，叮燃使用一般的運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)行輸送，混凝土就可能在運(yùn)輸途中發(fā)生分層離析，甚至初撇見象，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，這是施工所不允許的。圖 所示就是這種攪拌運(yùn)輸車的外形和基本結(jié)構(gòu)。這樣不但大大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和施工質(zhì)量，而且有利于現(xiàn)場的文明施工，這對于城市建設(shè)、尤其是現(xiàn)場狹窄的施工工地更加顯示出它的優(yōu)越性。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 攪拌運(yùn)輸車實(shí)際上就是在載重汽車或?qū)Ｓ眠\(yùn)載底盤上安裝一種獨(dú)特的混凝土攪拌裝置的組合機(jī)械，它兼有載運(yùn)和攪拌混凝土的雙重功能，可以在運(yùn)送混凝土的同時(shí)對其進(jìn)行攪動(dòng)或攪拌。基于攪拌運(yùn)輸車的上述工作特點(diǎn)，通?？梢愿鶕?jù)對混凝土運(yùn)距長短、現(xiàn)場施工條件以及對混凝土的配比和質(zhì)量的要求等不同情況，采取下列不同的工作方式 : (1)預(yù)拌混凝土的攪動(dòng)運(yùn)輸 這種運(yùn)輸方式是攪拌運(yùn)輸車從混凝土工廠裝進(jìn)已經(jīng)攪拌好的混凝土，在運(yùn)往工地的路途中，使攪拌筒作大約 13r/min 的 f氏速轉(zhuǎn)動(dòng)，對運(yùn)輸運(yùn)的混凝土不停地進(jìn)行攪動(dòng)，以防止出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，從而使運(yùn)到工地的混凝土質(zhì)量得到控制，并相應(yīng)增長運(yùn)距。 (2)混凝土拌合料的攪拌運(yùn)輸 這種運(yùn)輸方式又有濕料和干料攪拌運(yùn)輸兩種情況。干料注水?dāng)嚢柽\(yùn)輸是指在配料站按混凝土配比分別向攪拌筒內(nèi)加入水泥、砂石等干料，再向車內(nèi)水箱加入攪拌用水。也可根據(jù)工地的澆灌要求運(yùn)干料到現(xiàn)場后再注水?dāng)嚢?。另外，這種運(yùn)輸方式又用攪拌運(yùn)輸車代替了混凝土工廠的攪拌工作，因而可以節(jié)約設(shè)備投資，相對提高生產(chǎn)率。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 從上述幾種工作方式看出，攪拌運(yùn)輸車能根據(jù)工作條件的需要靈活應(yīng)用，可以充分發(fā)揮其特點(diǎn)。 課題研究背景 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高速公路建設(shè)、城市基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)也急劇發(fā)展。 建設(shè)容量的加大，就意 味著混凝土的消費(fèi)量加大。伴隨著我國政府頒布的終結(jié)現(xiàn)場攪拌混凝土條文的實(shí)施， 從 2021 年起，我國 240 多個(gè)城市要全面使用商品混凝土，作為城市中唯一合理的運(yùn)輸預(yù)拌混凝土工具，混凝土攪拌運(yùn)輸車的作用就顯得尤為重要。本課題針對中國重汽集團(tuán)專用汽車公司生產(chǎn)的混凝土攪拌車（如圖 ）目前還存在著攪拌葉片使用壽命短、攪拌振動(dòng)噪聲大、攪拌效果和 出料速度不理想、出料殘余率高等問題和隱患而立題并開展研究的。