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机械工程中混凝土搅拌车结构的设计与优化引言混凝土是建筑业中常用的主要原材料之一，而混凝土搅拌车则是将水泥、骨料和水等多种原材料均匀混合的重要设备。
混凝土搅拌车的结构设计和优化对于提高施工效率、降低成本具有重要的意义。
在本文中，我们将探讨机械工程中混凝土搅拌车结构的设计与优化方面的相关问题。
一、传动系统设计混凝土搅拌车的传动系统是其关键性部件之一，主要由发动机、变速器和传动轴等组成。
为了提高传动效率和稳定性，我们需要考虑以下几个方面的设计与优化：1. 发动机选择：应根据混凝土搅拌车的工作负荷和运输距离等因素选用合适的发动机。
高功率、低燃耗的发动机可以提高搅拌车的工作效率，同时节约燃料成本。
2. 变速器设计：合理的变速器设计可以实现混凝土搅拌车的多档位调节，以适应不同的工况需求。
并且，变速器的结构要紧凑、操作灵活，以提高驾驶员的操控舒适性。
二、搅拌装置设计搅拌装置是混凝土搅拌车的核心部件，直接影响混凝土的均匀性和搅拌效率。
为了实现混凝土的均匀搅拌，我们需要考虑以下几个方面的设计与优化：1. 搅拌叶片形状：合理的搅拌叶片形状可以提高混凝土的剪切和混合效果。
较大的叶片面积和合理的布置能够增加混凝土与搅拌叶片之间的接触面积，提高搅拌效率。
2. 搅拌桶结构：合理的搅拌桶结构可以提高混凝土的搅拌均匀性。
较大的搅拌桶容积和适宜的搅拌速度可以减少混凝土的搅拌时间，提高工作效率。
三、悬挂系统设计混凝土搅拌车在运输过程中需要面对复杂的路况，悬挂系统的设计对于车辆的稳定性和驾驶舒适性都起着重要的作用。
为了提高悬挂系统的性能，我们需要考虑以下几个方面的设计与优化：1. 悬挂系统布局：合理的悬挂系统布局可以提高车辆的操控稳定性和通过性能。
采用多联桥式悬挂系统可以增加车辆的承载能力和稳定性。
2. 减震器选择：高性能的减震器能够有效降低车体的颠簸震动，提高驾驶员的乘坐舒适性。
合适的减震器可以根据搅拌车的工作环境和荷载情况进行选择。
10.16638/ki.1671-7988.2019.14.031一款无副梁搅拌车连接设计方案刘成武，赵雷，边泽诚（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：为降低混凝土搅拌运输车的整车高度，降低上装的重心位置，文章重点通过分析普通搅拌车的上装结构及其主副车架的连接方式，采用取消副车架设计方案，并对上装前后机架进行优化改进，以满足底盘车架连接的需要。
通过车架的受力分析，对薄弱区域进行加强。
为开发无副梁搅拌车提供一种设计思路。
关键词：搅拌车无副；车架；连接中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)14-99-03A connection design scheme of a non-beam mixing truckLiu Chengwu, Zhao Lei, Bian Zecheng( Shaanxi Heavy Duty Automobile CO. Ltd, Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract: In order to reduce the height of the mixed soil mixing transport vehicle, reduce the position of the center of gravity. This paper mainly analyzes the top structure of the general blender and the connection mode of the main and auxiliary frame, adopts the design scheme of canceling the sub frame, and optimizes the front and rear frame to meet the needs of the chassis frame connection. The weak area is strengthened by the stress analysis of the frame. It provides a design idea for the development of non-beam mixing truck.Keywords: Concrete mixing transporter; Non-beam; connectionCLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)14-99-03背景随车国民经济的发展，混凝土搅拌运输车的需求越来越多。
混凝土泵车由底盘、臂架部分、底架支腿部分、副车架、泵送单元、液压系统和电气系统组成。
副车架作为承上启下的重要部件，既通过底架承受了来自臂架和支腿传递的作业载荷，又与底盘连接受到了复杂道路形成的行驶载荷。
在泵车的质量事故中，副车架和底架以及副车架和底盘的连接部位会出现板材周边焊缝以及车架母材的开裂现象(见图1)。
所以，准确地模拟副车架的实际工况，对分析失效原因，提升结构件寿命是具有重要意义的。
1 作业工况关于工程机械的副车架分析与优化，此前研究较多的对象是混凝土搅拌车，主要载荷来源于行驶工况[1-2]。
而混凝土泵车作为依靠上装作业的工程机械，其结构件的受力分析主要考虑臂架以及底架支腿所产生的动载和弯矩的影响。
不例外的，关于泵车的副车架结构分析的文献，也多为施加的作业工况下载荷[3]。
本文仍然把作业工况作为泵车副车架受力分析的第一类情形。
泵送工况下，前后支腿完全伸展到位，垂直油缸完全支撑起整机并保持底盘轮胎离地或者不受力，位移边界作用于前后支腿垂直油缸的支撑点上，如图2所示。
臂架完全伸展水平，保持整机处于最大的倾翻弯矩作用下。
根据臂架所处的位置，作业载荷又可分为八种工况，其中工况5正后方属于禁止布料区域予以舍弃，见图3所示。
副车架及底架支腿的有限元CAE模型设置，见表1。
各部件之间的焊接以及装配关系通过单元耦合或者刚性单元连接来模拟，这类前处理细节在相关文献中已有介绍说明[3]，不是本文的重点，不再赘述。
2 行驶工况研究行驶载荷对泵车副车架的影响，首先需建立相应的有限元模型。
由实际工况可知，当前后支腿收缩到位，底盘轮胎着地，需通过梁单元（BEAM188）模拟底盘钢板或者气囊以及车轴，无需建立轮胎模型，位移边界作用于车轴端部。
基于有限元分析的混凝土泵车副车架优化设计Optimized Design for Concrete Pump Truck Frame Based on Finite Element Analysis黄大为1 易 滔2 许 宁2 杨 毅2（1.国家混凝土机械工程技术研究中心，湖南 长沙 410000；2.中联重科股份有限公司，湖南 长沙 410000）摘要：本文在分析混凝土泵车副车架受到常规的作业载荷外，提出了涉及行驶载荷的三种工况。
图1 副车架动力学刚柔耦合模型封板与副梁之间焊接斜支撑筋。
前支架和副梁也是采用焊接的方式，如图1所示。
图2 静态弯曲应力分布图图4 二桥与三、四桥（转向桥及平衡桥）对角抬高150 mm应力分布图根据以上图2～4三种工况的应力集中峰值及位置，汇总如表表1 三种情况应力峰值表计算工况Sub1 Sub2 Sub3应力集中区域后支架斜支撑筋与副梁连接局部后支架斜支撑筋与副梁连接局部前支架与副梁连接局部静态应力峰值MPa281.9279.4431.4动态应力峰值MPa422.85419.10647.10材质屈服强度MPa345345345图5 改进后斜支撑结构图6 前支架与副梁采用螺栓连接根据上面三种工况的计算结果可以看出，上装部分在载荷作用下，中间结构和尾部结构出现弯曲变形，并且幅值较大；在后支架斜支撑筋和副梁连接的局部出现幅值较大的应力。
以上只是在静态工况计算结果，并没有动态载荷计算，如果按照动态载荷图7 结构改进后的应力分析质量的目的。
如图5所示。
在原有斜支撑前端再增加一个连接条形钢板，分别焊接在副梁上平面与斜支撑上。
前支架与副梁采用型螺栓连接，如图6所示。
利用有限元软件对其进行应力计算，如图所示，计算结果如表2所示。
4 结论通过表2可以看出，各相应部位应力峰值已经下降，按照动态载荷影响均未超过材料的屈服强度值，所以此优化设计合理，符合大方量搅拌车副车架结构的设计原则。
同时，也说明增加某一部位强度可以不靠增加板厚，加大尺寸来解决，可利用有限元分析手段，加上巧妙的设计同样可以实现分散应力集中，降低应力. All Rights Reserved.。
大方量搅拌车底架的结构设计摘要：介绍了大方量搅拌车副车架结构设计，以及市场反馈的副车架开裂现象，通过对副车架进行受力分析，解决副车架开裂问题。
关键词：混凝土搅拌运输车，副车架，焊缝开裂，底架总成，连接梁Abstract: this paper introduces a generous amount mixer vice frame structure design, and market feedback vice frame cracking phenomenon, through to the vice frame mechanics analysis, solve the vice frame cracking problem.Keywords: concrete mixing truck, vice frame, which leads to welding crack, chassis assembly, connection beam1 前言目前我公司生产的混凝土搅拌运输车含括8—16立方系列化产品，整车主要由底盘和上装两大部分组成。
上装部分主要由底架总成、罐体总成、供水系统、进出料系统、液压系统、爬梯总成和操纵系统组成。
底架总成直接与底盘连接，上装其他总成全部安装在底架总成上，是混凝土搅拌车的重要部件。
罐体总成通过减速机直接安装在底架总成的前后支架上，通过合理设计前后支架高度来达到高变罐体倾角，从而使罐体达到所需的有效容积。
底架总成主要由前支架、后支架、副车架、附件总成和滚轮总成，12立方以上搅拌车底架增加连接梁。
如图1所示。
图1底架总成结构搅拌车罐体在转动过程中，底架总成承受着拉伸、扭转、弯曲的复合应力，应力状态极为复杂和恶劣。
在行驶过程中，底架和底盘纵梁的不断振动，使副车架和底盘纵梁发生弹性弯曲，在达到一定的疲劳次数后，副车架就会在应力集中处出现开裂现象。
可见，有效的减少副车架的应力集中是防止副车架开裂的有效方法。
