混凝土搅拌输送车液压驱动系统恒速控制的设计与研究

12m3混凝土搅拌车运输车液压传动系统设计
12m3混凝土搅拌车运输车液压传动系统设计
本文通过对混凝土搅拌运输车运行工况的分析,介绍了12m3混凝土搅拌运输车上装部分液压传动系统的设计方案和主要参数的确定,以及各液压元件的造型,并对整个系统的扭矩和功率进行了计算校核,确保了设计的合理性和运行的可靠性.
作者：张宏松作者单位：安徽江淮专用汽车有限公司技术中心,安徽合肥,230051 刊名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： 2009 ""(13) 分类号：U469.6+5 关键词：混凝土搅拌车液压疆动扭矩功率。

V j为搅拌筒集合容积。

（2）搅拌筒体积尺寸。

由于搅拌筒外形不规律，(x)、Y3(x)Y4(x)是函数直接表达式，表达式代表的是圆台侧面母线，中间圆柱侧母线、左侧母线及混凝土表面投影，设计考虑参数Y2，由此上述方程表达式为：设定误差值ε进行循环计算：上式可简化为：则：式中，(x)-每段微分弓形玄长；(x)-形截面积。

弓形弦长计算公式：式中，搅拌装置液压传输系统设计计算初始化设置系统压力在功率不变的情况下，随着系统压强的降低，相应的设备体积会变大；随着液压的增高，设备结构就会变得越来越完整，减轻液压元件，使结构越来越紧凑，同时，系统造价也会变低，对液压系统的寿命起到一定的保护作用。

然而，如果系统的工作压力太高，就会受限于元件的强度、密封性能、体积效率、制造精度、辅助零件的材料，以及系统的可靠性和寿命。

液压传输系统受到材料、元件和辅料材质、容积和效率的影响，液压系统式中，N为搅拌筒旋转驱动功率，kW；转速，r/min；M搅拌筒有效容量与传动力矩的关系如表搅拌筒满载搅动时，搅拌3r/min，搅拌筒满载恒定搅动驱动功率纯液压传动系统动态仿真应用纯液压传动系统的主要参数图2 液压系统流量变化曲线从图2～6的仿真结果分析得出，混凝土载重量增加，液压系统运动频率增加，搅拌筒负载扭矩也线性增加。

在进料时，液压马达平稳运行。

液压马达扭矩达到平稳状态之前，马达扭矩频率快速变化，这是因为在输图1 搅拌筒截面图中国设备工程 2024.01 （下）送过程中，油受到了震动，所以，可以通过安全阀来防止。

但总的来说，液压系统减少了撞击的时间，冲击摆动频率变化快，之后马达扭矩不再波动，传动系统整体平稳，不会出现超负载现象，基本符合预期。

对混凝土搅拌运输车搅拌筒设计研究、容积计算以及纯液压传动系统参数计算，并依据计算数据建立仿真模型，论证了混凝土运输车纯液压传动系统在稳定运输负载、增强运输安全性、减少液压系统冲击等方面的优点，展现了纯液压传动混凝土搅拌运输车的稳定性、结构设计的合理性，为纯液压传统混凝土搅拌车的实际应用和推广起到了促进作用。

新一代混凝土搅拌运输车液压系统优化配置随着工程机械的发展，以及国家对环保节能方面的重视，对搅拌车的排放也有了新的要求，为适应新的发展趋势，文章对新一代混凝土搅拌车液压系统进行了优化配置探讨。

液压系统作为搅拌车上装部分的核心部件，其性能好坏决定着整车运行状态，它的正常运行是整车技术状况良好的重要标志。

建立的TM恒速控制系统，对混凝土搅拌车液压系统的设计和优化，具有一定的应用价值。

标签：混凝土搅拌车；液压系统；恒速控制；TM驱动系统1 恒速控制系统基本原理混凝土搅拌车驱动搅拌罐的液压系统是由泵、马达、油冷器组成液压闭式回路，恒速就是指通过控制器的反馈改变液压泵的排量来达到恒定马达输出转速，使接在减速机后面的搅拌罐的转速恒定。

要实现恒速控制有许多具体方式，下面通过介绍美国萨澳公司的TM系列混凝土搅拌车驱动系统来说明恒速系统的基本原理。

TM驱动系统通过检测马达转速，把速度信号传给控制器，控制器通过计算调节变量泵的排量来稳定马达的转速。

TM驱动系统主要是依靠调节电比例轴向柱塞泵的排量来控制马达的转速。

在运输途中由于泵输入轴转速和负载的变化会导致马达转速变化，所以采用了速度闭环控制稳定转速，这套驱动系统之所以能够在行驶过程中稳定马达的转速，是因为变量泵的排量通过控制器的反馈能够实时改变，而现在国内搅拌车上使用最多的手动变量泵不具备实时控制排量，只能通过另置发动机来恒定马达的转速，但这种方法能耗和成本较高，没有研究价值。

我国大部分混凝土搅拌运输车都采用手动泵的非恒速系统，相关文献曾做过计算和恒速系统进行对比，恒速系统节省的柴油和每年减少的二氧化碳的排放量都是很可观的，虽然有众多好处，但如果把所有国内的非恒速系统改为TM恒速系统，成本较高。

2 搅拌罐的恒速控制混凝土攪拌车通过恒速控制，可以保证混凝土在运输过程中质量，满载预拌混凝土的搅拌罐在整个运输过程中以恒定的速度转动，不受汽车行驶速度的影响，避免了在运输过程中出现因道路变化情况而使汽车行驶速度频繁变化导致搅拌罐的搅动转速忽高忽低以及罐内混凝土搅拌不均匀、严重的离析、坍塌度变大和破坏混凝土品质等现象。

1．液压泵2．补油泵3．低压溢流阀4．补油单向阀1 5．补油单向阀2 6．高压安全阀l 7．高压安全阀2 8．梭阀9．溢流阀10．液压马达11．手动伺服阀图1混凝土搅拌运输车液压系统原理图1液压系统的组成及工作原理液压系统原理图如图1所示。

液压系统由一个双向(手动伺服)变量柱塞泵和一个定量柱塞马达及随动控制阀等组成，是一个闭式液压系统。

当液压泵和液压马达工作时，搅拌简直接由马达带动的减速机输出轴驱动，由于搅拌筒内螺旋叶片的作用，搅拌筒(面向车尾看)顺时针旋转时，搅拌筒进行进料、搅动和搅拌；逆时针旋转时，搅拌筒进行出料。

液压泵可以正反向供油，马达可以正反向旋转，调节手动伺服阀可以改变泵的排量，从而达到改变马达输出速度，当油泵正向供油时，上方管为高压管，下方管为低压管，油从高压管向马达供油，驱动马达旋转，从低压管回到泵的吸油口，高压安全阀防止正向转旋时液压系统过载。

补油泵从油箱吸油，推开单向阀，向低压管路补油，其最高压力由溢流阀调节，该泵的压力使液控换向阀动作，通过背压阀将低压管路和回油管路接通，以排出管路中的部分热油，安全阀的调定压力比背压阀的调定压力大，以防止油路背压过高。

当油泵反向供油时，则高压管路和低压管路交换，高压安全阀交换，单向阀交换，马达反转，其工作过程及调整过程同上。

该液压系统采用的“变量泵一定量马达”恒扭矩闭式调速系统，马达的最高转速决定于泵的最大稳定流量，马达的最小转速决定于泵的最小稳定流量。

该系统有较宽的调速范围和较大的扭矩输出。

2液压油冷却系统液压油冷却系统示意图如图2所示。

其主要作用是将液压油泵回油管路中的油进行冷却。

该搅拌车液压油冷却采用风冷强制散热冷却方式。

工作时液压泵回油管路中的油液进入散热器，经风扇强制冷却后进入油箱，再经滤清器进入液压泵到液压马达进行工作，1．油箱2．风扇3．散热器4．油泵图2液压油冷却系统示意图如果油箱内的液压油温度超过100℃时，要停机，待温度低于100℃时，再开机工作。

混凝土搅拌车恒速液压系统仿真研究黄伟;王淼;高循义;曹军【摘要】According to the requirement of the constant speed control system of concrete mixer truck and constant speed hydraulic system modeling, simulation analysis of the curve at a constant speed of the hydraulic system of the parameters under different conditions is carried out by using AMESim in this paper. And a test platform for the con-stant speed of the hydraulic system is built to test constant speed valve for constant speed performance, then the con-stant speed valve performance data is also get. According to the experimental data, the influence of constant speed valve of hydraulic system is analyzed. The comparative data shows that constant speed valve can basically meet the constant speed performance of mixers.%针对混凝土搅拌车的恒速控制要求，利用AMESim软件进行了恒速液压系统的建模，仿真分析了此恒速液压系统在进料工况和满载工况下系统各参数的变化曲线，并搭建了混凝土搅拌车的恒速液压系统试验平台，对恒速阀的恒速性能进行试验，最终得到恒速阀的性能参考数据，根据此试验数据，分析了恒速阀对液压驱动系统的恒速性能影响。

2012届毕业设计说明书题目混凝土搅拌运输车液压系统设计系、部：机械工程系学生姓名：聂才东指导教师：毕红霞职称讲师专业：机械设计制造及其自动化班级：机本0806班完成时间：2012-5-25摘要混凝土搅拌运输车是专门用来解决商品混凝土运输的工具。

它具有装载运输和搅拌混凝土的双重功能，可在运送混凝土的同时进行搅拌或搅动，因而可以在保证输送的混凝土质量的同时还能够适当延长运输距离或运送时间。

所以大力发展商品混凝土搅拌运输车有着显著的社会效益以及适用价值。

我国的混凝土搅拌运输车研究起步较晚，到70年代才开始试生产。

就目前而言，搅拌运输车的理论研究及生产在我国许多地区基本处于空白阶段，因此发展搅拌车的理论研究和开发势在必行。

通过综合分析我国和国外混凝土搅拌输送车的前沿动态、发展状况和发展趋势，对混凝土搅拌输送车的分类、运送方式、结构和组成原理以及技术要求进行了综合性的论述；通过理论分析和设计计算，确定了混凝土搅拌输送车驱动方案和液压系统主要技术参数，对系统各个液压元件进行了选型计算与校核；液压系统的日常使用、维护和保养，以及液压系统常见故障排除。

关键词：混凝土搅拌运输车；液压系统；使用维护ABSTRACTTransit mixing truck is a tool designed to solve the concrete transport of goods. It has the dual function of load transport and mixing of concrete. It can mix or stir concrete while transporting concrete. So it not only can guarantee the quality of concrete，but also can appropriately protract the transport distance and delivery time. So the development of commercial concrete mixing truck has remarkable social benefit and practical value. The study of concrete stirring transport vehicle was very late in china. We began to try to product it until to 1970s. Currently, the theory research and production of mixer truck in many areas of our country are basically in blank stage, so the development of mixer theory research and development are imperative. Through comprehensive analysis of concrete mixing trucks' forefront of dynamic, development status and development trends in china and abroad; through a comprehensive treatise of concrete mixing trucks' classification, shipping method, structure and composition principles and technical requirements; through the theoretical analysis and design calculations to determine the concrete mixing truck driving scheme and major technical parameters of hydraulic system, a selection of the computation and check of the hydraulic system components; the routine use of thehydraulic system and maintenance , as well as the troubleshooting of the hydraulic system .Key words transit mixing truck；hydraulic system；use and maintenance1 绪论 (5)1.1 混凝土搅拌运输车的结构与特点 (5)1.2 搅拌运输车的发展过程及现状 (7)1.3 液压传动的发展概况 (9)2 混凝土搅拌运输车工作原理及技术要求 (11)2.1 搅拌运输车分类 (11)2.2 搅拌运输车技术要求 (12)2.3 搅拌运输车组成及工作原理 (12)3 搅拌运输车液压驱动系统设计 (14)3.1 液压系统的原理和要求 (14)3.2 液压驱动方案的分析与研究 (15)3.3 恒速控制方案的研究 (19)3.4 搅拌车液压系统设计 (20)3.5 小结 (28)4 液压系统使用维护及保养 (29)4.1 安装使用前检查调试 (29)4.2 日常使用、维护和保养 (29)4.3 液压系统常见故障排除 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)1绪论1.1混凝土搅拌运输车的结构与特点1.1.1搅拌运输车的结构依照当代施工过程，为了保证混凝土能够从制备场所运输至建筑工地及时进行浇灌，必须使用专用设备进行运输。

防爆混凝土搅拌车液压驱动系统的设计摘要：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）。