防溢料设计在混凝土搅拌运输车中的应用

息树辛，王会会，魏雪玲，饶伟强，蔡克强

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221000）

防溢料设计在混凝土搅拌运输车中的应用

息树辛，王会会，魏雪玲，饶伟强，蔡克强

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221000）

本文介绍了混凝土搅拌车罐体的参数和内部结构，并对溢料问题进行了分析论证，指出当前罐体结构在使用过程中的不足之处，寻找解决问题的对策与方案。通过分析，将搅拌筒后锥段叶片高度增加，使其两相对的叶片径向距离减小，起到封料的作用，以解决搅拌车爬坡时漏料的问题。防溢料设计在搅拌车中的应用取得了良好的经济效益和社会效益。

混凝土搅拌车；搅拌筒；螺旋叶片；后锥段；防溢料设计

0 引言

混凝土搅拌运输车的螺旋叶片（如图 1）是实现搅拌和运输混凝土的关键部件，由两组旋向相同、互错 180°的对数螺旋叶片组成。前锥螺旋叶片主要实现搅拌功能，圆柱段是实现搅拌和出料的过渡段，后锥螺旋叶片主要是实现快速卸料，并起到一定的搅拌作用，避免出料时出现离析[1-3]。混凝土搅拌运输车在工作过程中要适应各种工况，比如爬坡、转弯等。目前，部分搅拌车在爬坡时出现溢料现象。显然，出现这种情况的危害是不言而喻的。

图 1 螺旋叶片

1 解决溢料问题的方案分析

要解决溢料问题，就必须了解搅拌筒的相关参数及内部结构（如图 2）。影响搅拌筒装料能力的主要参数有罐体的几何容积，罐体的倾斜角度等；搅拌筒主要由封头总成、前锥段、圆柱段、后锥段及滚道等几部分组成[4-5]。通过分析发现，要解决搅拌筒爬坡时筒体溢料问题，有以下三种方案：

图 2 搅拌筒内部结构

方案一，抬高搅拌筒的倾斜角度 α。若同样几何容积的罐体、同样的叶片高度，则搅拌筒的倾斜角度 α 越大，装载额定的混凝土越不容易发生溢料现象。但是因相关国家标准明确规定混凝土搅拌车最大高度不得高于 4m，角度过大直接导致整车超高，下滑角增大，且导致减速机承载力矩较大，所以抬高搅拌筒角度是不改变整车结构前提下的解决搅拌筒溢料问题的方案，但不是最佳方案。

方案二，增大搅拌筒几何容积。若搅拌筒的倾斜角度相同、叶片的高度相同，则搅拌筒的几何容积越大，装载额定的混凝土越不容易发生溢料现象。此种方案不但需要增加罐体的鼠笼工装，而且由于罐体容积的增加，相应的副车架等结构需一并增强改变，增加了整车的整备重量，用料成本较高。

方案三，增加搅拌叶片的高度。现有搅拌筒后锥螺旋叶片的尺寸及结构如图 3 所示，后锥段叶片高度大致在 460mm左右（见图 3），此种结构适用于坡度小、距离短、溢料不严重的情况。在对现有混凝土搅拌车进行装料试验，通过试验研究溢料过程发现，车辆在爬坡时，若加快搅拌筒的转动速度，让漏在叶片最外圈一侧的混凝土快速回流，可减少混凝土的洒落量。受此现象启发，在不改变搅拌筒倾斜角度、不增大搅拌筒几何容积的前提下，可以通过增加搅拌叶片高度来解决溢料的问题。

图 3 现有搅拌筒后锥叶片结构

2 防溢料叶片设计

通过前面的分析，提出一种不增加搅拌筒成本，不影响进出料速度，能有效解决搅拌车爬坡漏料问题的新型搅拌筒叶片技术。其特征在于：① 将搅拌筒后锥段部分叶片高度增加，使其两相对的叶片径向距离减小，见图 4 序号 1、2、3、4、5。② 若坡度较大，爬坡时间较长时，料位高于加高叶片时，第二组加高叶片可以将溢料反送回第一组加高叶片中，见图 5。③ 由于螺距未变，筒体口部叶片结构未变，下滑角未变，搅拌筒的进、出料速度不受影响[6-7]。

图 4 防溢料技术搅拌筒后锥叶片结构

图 5 防溢料叶片现场施工回转示意图

经上述分析可知，防溢料技术混凝土搅拌运输车有效地解决了爬坡漏料问题，如图 6 所示。其主要优点有：① 防漏料效果明显，可实现多次封料；② 成本较低，无需增加罐体工装、增加筒体几何容积和倾斜角度等。③ 操作简单，不改变工艺过程。

图 6 混凝土搅拌车爬坡

3 结论

本文讨论了混凝土搅拌运输车爬坡溢料的问题，介绍了一种新型防溢料技术混凝土搅拌车，全面保证极致方量产品的装料性能，有效地解决了爬坡漏料的问题。与传统混凝土搅拌车相比，防溢料技术混凝土搅拌车实用性、安全性和可靠性更高。该技术已经成功应用于笔者公司的混凝土搅拌运输车，经过市场的检验，得到了广大用户的认可。

[1] 张国忠，王福良，周淑文，赵宇明．现代混凝土搅拌输送车及应用[M]．北京:中国建材工业出版社，2006.

[2] 谢开泉，我国混凝土搅拌运输车市场情况分析及预测[J]．专用汽车．2007(04)：22-24.

[3] 罗引辉，我国混凝土搅拌运输车技术分析及趋势预测[J]．专用汽车．2007(09)：24-26．

[4] 王安麟，姜涛，善盈盈，等．基于流固两相流的混凝土搅拌运输车搅拌筒叶片设计方法[P]．

[5] 柳建文，我国混凝土搅拌运输车技术现状与发展趋势[J].商用汽车，2011(11)：14-18．

[6] 李冬梅．低坍落度混凝土搅拌运输车罐体及叶片设计与研究[D]．天津大学，2005．

[7] 唐志林．混凝土搅拌运输车搅拌筒 CAD/CAM 技术研究[D].中南大学，2007．

[通讯地址]徐州徐工施维英机械有限公司（221000）

Anti spilling design application in the concrete mixer truck

Xi Shuxin, Wang Huihui, Wei Xueling, Rao Weiqiang, Cai Keqiang
(Xuzhou XCMG SCHWING Machinery Co., Ltd., Xuzhou Jiangsu 221000)

The concrete mixer tube parameters and internal structure was introduced in this paper, and the overflow problem was analyzed, the current body structure in the use process def i ciencies, looking for the measures and solutions to the problems. Through the analysis, this technology increases the blade height of the later cone section, achieving the effect of sealing, to solve the overf l ow problem of concrete mixer. The anti spilling design in the concrete mixer has achieved good economic and social benef i ts.

concrete mixer truck; mixing drum; spiral fi n; later cone section; anti spilling design

息树辛，男，工程师。