混凝土攪拌運(yùn)輸車抖動(dòng)分析及解決方法

白楊

唐山亞特專用汽車有限公司 河北唐山 063000

現(xiàn)代混凝土攪拌運(yùn)輸車主要采用重卡底盤配4點(diǎn)懸浮駕駛室，底盤懸架為多片鋼板彈簧，前懸配阻尼減振器。車輛行駛時(shí)，路面激勵(lì)經(jīng)過底盤懸架和駕駛室懸置兩級(jí)減振后傳遞至駕駛室，再經(jīng)過座椅減振后傳遞給駕駛員。因此，影響混凝土攪拌運(yùn)輸車振動(dòng)舒適性的主要參數(shù)為底盤懸架剛度、減振器阻尼、車架剛性、駕駛室懸置剛度和阻尼、座椅舒適度等。

1 混凝土攪拌運(yùn)輸車組成及結(jié)構(gòu)

混凝土攪拌運(yùn)輸車主要包括攪拌裝置、動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和底盤行走裝置四個(gè)主要部分。其中：攪拌筒、攪拌筒支撐裝置、上料與出料裝置及檢修平臺(tái)等屬于攪拌裝置；攪拌筒驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、清洗裝置、壓縮氣體裝置和操縱裝置等屬于動(dòng)力裝置和傳動(dòng)裝置；底盤行走裝置包括汽車二類底盤、車架與支撐平臺(tái)等，如圖1所示的混凝土攪拌運(yùn)輸車。

圖1 混凝土攪拌運(yùn)輸車

在運(yùn)輸過程中，為保證混凝土在從攪拌站運(yùn)往施工工地的途中不發(fā)生凝結(jié)，攪拌滾筒在運(yùn)輸途中必須保持一定的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)攪拌筒的旋轉(zhuǎn)方向可分為左旋和右旋，從車尾朝前看，右旋攪拌筒以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的筒內(nèi)雙螺旋葉片為左旋；同理，左旋攪拌筒以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的筒內(nèi)雙螺旋葉片為右旋。在幾何設(shè)計(jì)上，各國(guó)的攪拌車的旋轉(zhuǎn)方向是根據(jù)其在道路哪一側(cè)行駛來決定的。鑒于我國(guó)道路交通安全行駛規(guī)定，車輛靠右行駛，因此大多數(shù)攪拌車在運(yùn)輸過程中攪拌筒均為右旋。這種攪拌車右旋攪拌筒的設(shè)計(jì)使得攪拌筒在旋轉(zhuǎn)時(shí)車輛質(zhì)心向左偏移整車中心線50～100mm，適應(yīng)了我國(guó)道路中間高兩邊低的實(shí)際情況，平衡了整車的穩(wěn)定性[1]。

2 混凝土攪拌運(yùn)輸車抖動(dòng)分析

2.1 底盤懸架

①盡量降低懸架的偏頻，使激勵(lì)頻率和懸架偏頻的比值λ變大，超過姨2倍以上。如采用偏頻低的空氣懸架，空載時(shí)偏頻低滿載時(shí)偏頻高的變剛度板簧等。②降低激勵(lì)源振動(dòng)，使輸入的激勵(lì)能力盡可能小，如降低輪胎徑向力波動(dòng)和動(dòng)不平衡量。③共振區(qū)增大懸架減振器阻尼系數(shù)ξ，隔振區(qū)降低懸架減振器阻尼系數(shù)ξ，盡可能降低共振區(qū)和隔振區(qū)的振動(dòng)放大系數(shù)β。

2.2 輪胎均勻性

平順性試驗(yàn)測(cè)得三一攪拌車車橋上的周期性激勵(lì)明顯大于日野底盤攪拌車，路面激勵(lì)造成的振動(dòng)加速度與車速呈現(xiàn)線性關(guān)系，這說明輪胎對(duì)振動(dòng)舒適性也存在一定影響。

2.3 駕駛室懸置

駕駛室懸置是載貨汽車第二級(jí)減振系統(tǒng)，隨著駕駛員對(duì)駕駛舒適性要求的逐步提高，駕駛室懸置的發(fā)展歷經(jīng)了橡膠硬點(diǎn)懸置-半浮懸置-4點(diǎn)全?。◤椈?減振器）-4點(diǎn)全浮（空氣氣囊）的過程?，F(xiàn)有主流混凝土攪拌車駕駛室均采用4點(diǎn)全?。◤椈?減振器），該類懸置減振性能良好，技術(shù)成熟，可靠性高，適用于混凝土攪拌車等行駛路況較差的工程車輛。

3 解決辦法與對(duì)策

3.1 葉片與筒體間結(jié)構(gòu)改善

在對(duì)混凝土流態(tài)改善過程中發(fā)現(xiàn)攪拌過程中混凝土液面出現(xiàn)周期也；鼓泡現(xiàn)象，且混凝土鼓泡與車身抖動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)刻基本一致。因此，試驗(yàn)針對(duì)混凝土鼓泡位置處的葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，依照結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)位于攪拌筒中下部的葉片3、4、5進(jìn)行割孔處理后，車身振動(dòng)得以消除。固此，車身振動(dòng)的直接原因是來源于混凝土鼓泡對(duì)攪拌葉片形成的沖擊。

為了進(jìn)一步了解混凝土鼓泡的原因，試驗(yàn)分析了攪拌筒筒體和葉片的結(jié)構(gòu)分布。當(dāng)混凝土裝載量達(dá)到8m3時(shí)，混凝土液面處于葉片3和4頂部下端，此時(shí)前錐、封頭、葉片和液面未能形成密團(tuán)空苘S.當(dāng)裝載麗達(dá)到10m3時(shí)，液面淹沒葉片3、4、5頂部，此時(shí)筒體、封頭、葉片和液面怡好形成密閉空間。該密閉空間中空氣腔隨著攪拌筒筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的開放、封閉、壓縮和消失。

3.2 封閉式設(shè)計(jì)

混凝土攪拌站的攪拌過程會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，不僅不環(huán)保，還給攪拌設(shè)備帶來不可逆的影響。因此，在攪拌過程中，除塵設(shè)備的封閉式設(shè)計(jì)尤為重要。首先，要依照環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)的原則，采用環(huán)保型攪拌設(shè)備，將輸送作業(yè)結(jié)構(gòu)中的輸送帶和提升裝置設(shè)計(jì)成封閉式結(jié)構(gòu)，盡量減少輸送過程中的粉塵泄漏。這種輸送裝置應(yīng)注意對(duì)環(huán)境的隔離。其次，可以采用鋼結(jié)構(gòu)的配料設(shè)備和除塵系統(tǒng)，采用封閉式包裹方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)，減少運(yùn)行和輸送過程中的漏料泄料情況。

3.3 建立全面質(zhì)量管理制度

為了促進(jìn)混凝土攪拌站設(shè)備技術(shù)質(zhì)量管理向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，施工人員要重視對(duì)全面質(zhì)量管理制度制定和完善。首先，為了最大限度提高混凝土攪拌站設(shè)備技術(shù)質(zhì)量管理水平，施工單位要科學(xué)構(gòu)建混凝土質(zhì)量體系組織機(jī)構(gòu)，并全面了解和把握影響混凝土質(zhì)量體系組織機(jī)構(gòu)制定的各個(gè)因素，并全面控制這些因素，不斷提高相關(guān)人員的設(shè)備技術(shù)質(zhì)量控制能力。其次，還要采用定期培訓(xùn)的方式，讓一線生產(chǎn)人員學(xué)習(xí)和掌握混凝土行業(yè)相關(guān)知識(shí)，如技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管控規(guī)章制度等知識(shí)。最后，還要重視對(duì)新型混凝土攪拌站設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，確保設(shè)備技術(shù)質(zhì)量管理工作落實(shí)到位，從而提升設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值[2]。

4 結(jié)語

混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)行過程中車身的周期性抖動(dòng)也屬于常見故障之一，長(zhǎng)期的車身抖動(dòng)會(huì)引發(fā)攪拌筒軸承以及減速機(jī)的損壞等。由于混凝土攪拌運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，引發(fā)車身的周期性抖動(dòng)的原因較多。因此，本文的研究也就顯得十分的有意義。