混凝土搅拌运输车滚道和托轮常见问题及改善措施.pdf

RM CM 蓬 。 。 混 凝 土 搅 拌 运 输 车 滚 道 和 托 轮 常 见 问 题 及 改善措 施 Com m o n Pr o bl e m s a nd I m pro ve m e nt M e a s ur e s of Ra c e wa y a nd Ri d i ng e e l o f C,o ne r e t e M i x e r 胡素云 ， 宋友发 HU Su y un SO NG You f a 湖 南 广 播 电 视 大 学 机 电 工 程 系 ， 湖 南长 沙 4 1 0 0 0 4 三 一 重 工 股 份 有 限 公 司 ， 湖 南长 沙 4 1 0 1 0 0 Depa r t m ent of M echani ca l and Engi neer i ng,Hunan Radi o and TV Uni ver si t y，Changsha 41 0004，Hunan，Chi na SANY Heav y I ndu st r y CoLt d ，Changsha 41 01 O0，Hunan，Chi na 【 摘要 】 通过 分析 混 凝 土搅拌 运输 车常 见 问题 产 生 的原 因 ， 提 出 了采取 改进 滚 道 的材 料和 制造 工 艺 、 优 化滚 动结 构 等措 施来 改 善滚 道和 托 轮 的工 作状 况 ， 保证 搅拌 筒 滚道 和托 轮 接触 处 于最 佳状 态 ， 从 而 延长 滚道 和 滚轮 的使用 寿命 ， 降低 搅拌 筒 滚道 和 托轮 “ 运动 副 ” 的故 障 。 【 Ab s t r a c t】I n t e r ms o f t h e a n a ly s i s o n t h e c a u s e s o f c o mmo n p r o b l e ms o f c o n c r e t e mi x e r ， me a s u r e s we r e p r o p o s e d t o a m eli or a t e t h e w o r k i n g c on d i t i o n s ( ) f r a c e w a y a n d ri d i n g w h e el b y a p p ly i n g b e t t e r m a t e r i a l a n d i m p r o v i n g t he m anuf ac t uring t echni ques，SO a s t o m ak e sur e t hey ar e i n opt i m um st a t us and a void t he m al f unct i ons 【关键词 】 混凝土搅拌运输车； 滚道； 托轮； 故障 【 K e y wo r d s】 c o n c r e t e mix e r ； r a c e wa y ； r i d i n g wh e e l ； f a i l u r e 中 图 分 类 号 ： U 4 1 5 5 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 - 0 3 3 X( 2 0 1 1 ) 1 1 - 0 0 9 4 -0 3 0 引 言 混凝 土搅拌 运输 车是一 种 用于 搅拌 和 运 输混 凝 土 的 专用 设 备 ， 由汽 车底盘 、 搅拌 筒 、 搅 拌筒 驱 动 系统 、 供 水 系 统 、 操作 系统 以及进 出料 系统 组成 ， 此 外 ， 还 辅 之有 副车 架 、 防护 装 置等 。其 中搅 拌筒 横 卧在 底盘 上 ， 其体 积 庞 大 ， 般 由三 点 定位 支承 支承 装 置 由减速 机 和两 个 托轮 装 置组 成 。减速 机 为前 支 承 点 ，两 个托 轮 装 置 为后 支承 点 。搅拌 筒 的滚 道 与 托轮 装 置 的滚轮 接触 ，形成 滚 动 支 承 搅拌筒 在 减 速机 的 带动 下 转动 。 为 了保证 滚 道和 滚 轮 相 对 转动 的可 靠 性 。 滚道 与 滚筒 之间 的焊 缝必 须 牢 固 ， 滚 道 和托 轮 之 间接 触 必须 良好 。 根据 使 用情 况 来看 ， 搅拌 筒 滚 道 和 托 轮 滚轮 之 间的 “ 运动 副 ” 损坏 的频 率 较 高 ， 常 见 现象 是 ： 滚 道 与搅 拌 筒 之 间 的焊 缝 开 裂 、 转动 异 响 、 滚 道 与滚 轮 的表 面起 皮 、 出现 沟槽 或 刮伤 等L 2 。本 文针 对 这些 常 见 的 问题 ， 进 行原 因 分析 ， 并提 出改 善措 施 ， 从 而 提 高 混凝 土 搅拌 运 输车 的质 量 。 1 混 凝 土 搅 拌 运 输 车 滚 道 和 托 轮 的 作 用 混 凝 土搅 拌运 输 车通 过取 力装 置把 汽车 底盘 发 动机 的动 力输 入液 压 系统 ，并 通过 液 压 系统 的变 量 泵把 机械 能 转化 为 液压 能 ，再传 递 给 定量 马达 由 马达驱 动 减 速 机 ， 减速 机 驱动 搅拌 筒 ， 从而 对搅 拌筒 内 的混凝 土进 行 搅 拌 。 搅拌 筒 前端 与减 速 机连 接 安装 在 上装 副车 架 前 台上 后端 通过 滚道 由安装 在 副车 架 后 台上 的两 个托 轮 装 置支 撑 。 滚 道是 焊 接在 搅拌 筒 后锥 上 的环 形 构件 是搅 拌筒 的 后支 撑体 ， 通过 与 之接 触 的托 轮滚 轮 而 转动 ， 能实 现搅 拌 筒 内混凝 土的 转动 搅拌 、 进 出料 等功 能 。 托 轮 是搅 拌筒 后 支承 体 ， 其 中的滚 轮 与滚 道 接触 组成 “ 运动 副 ” ， 结 构 如 图 1 所 示 。 W 搅拌筒滚道 托轮 图 1滚 道 与 托 轮 运 动 副 2 滚 道 和 托 轮 常 见 问 题 分 析 2 1 搅 拌 筒 与 滚 道 焊 缝 开 裂 工作 过程 中搅拌 筒 与 滚道 之 间焊 缝 开裂 可 能 由下 面 几 种原 因造成 ( 1 )搅拌 筒 与滚 道 分别 采 用 不 同材 料 ， 造 成 焊 缝 开 裂 。 搅拌 筒 一般 采 用厚 度 为6 mm的Q 3 4 5 B 板 ， 滚道 采 用 铸 造 的Z G 3 1 0 5 7 0 或Z G3 5 ， 通 常宽 度 为 8 0 mm、 最 薄 处厚 度 为5 0 mm。因滚 道 与 搅拌 筒 后锥 两 种 材 料 的含 碳 量相 差较 大 ， 在组 焊 时容 易 出现 焊 接裂 纹 。 ( 2 )焊 后 没 有 及 时 采 取 消 除 应 力 的 措 施 ， 导 致 使 用 寿命 缩 短 。 焊 接 后焊 缝 本身 就 存在 缺 陷 ， 如 果 不采 取 措施 消 除 内应 力 使 用时 焊缝 开 裂 的 问题就 会 很 快 显现 。 ( 3 )搅拌 筒承 载 时应 力 变 化复 杂 ， 会加 速 焊 缝 开裂 。 搅 拌 车 在使 用 过程 中 ， 由于 搅拌 筒 内混凝 土 的重 量 ， 以及 车 辆 在 复 杂 路 面上 行 驶 引起 的颠簸 使其 产 生 复 杂 受力 ， 引起 搅 拌筒 旋 转抖 动 ， 受力 不均 匀 ， 加速 焊 缝开 裂 。 ( 4 )滚 道 截面 的径 向 高度 ( 即 内 外半 径 差 ) 尺 寸 小 、 挠 度 小 ， 加 上 搅拌 筒 的 刚度 低 ， 在 使用 过 程 中 易产 生弹 性 变 形 ， 这 时 搅拌 筒 与滚 道 会承 受 连续 的交 变应 力 ， 导致 焊 缝 开 裂 ( 5 )滚 道 与搅 拌筒 厚 度 相 差 太 大 ， 焊 接 工 艺不 恰 当 ， 也 会 导 致 焊 缝 开 裂 。 2 2 滚 轮 转 不 动 、 强 行 转 动 时 发 生 异 响 正 常 情况 下 ， 托 轮 滚 轮在 滚 道 的带 动下 作均 匀转 动 ， 当发生 异 常时 滚 轮转 不动 ， 滚道 在 滚 轮上 产 生 滑动 摩 擦 ， 从 而产 生 异响 其 原 因分析 如 下 。 ( 1 )滚 轮位 于搅 拌筒 的进 出料 口下 方 ， 混凝 土 砂 、 石 、 水泥极 易沿滚 轮 的端盖 与轴 间 的间 隙进 入 滚轮体 内 ， 导 致 该装 置 内的轴和 轴承损 坏 。 ( 2 )没 有对 搅 拌 车做 正 常 保养 。按 保 养要 求 要 定期 对托 轮 加注 润 滑油 脂 ， 保 证 托 轮 有效 润 滑 ， 否 则会 影 向 滚 轮转 动 2 3 滚 轮 和 滚 道 表 面 起 皮 或 划伤 、 出现 沟 槽 滚 道 与滚 轮 这 对 “ 运动 副” 的理 想 状 态 是 ： 在 使 用 周 左右 时间 里 摩 擦表 面 形成 光 亮表 面 ， 由于 冷作 硬化 效 E q u i p me n t Ma n a g e me 设 n t M 管 a i n 理 t e na nce 维 Te 修 c h n 技 o l o g y RM CM & 1 - 果 ， 其 表面 硬度 应 大 于HB 2 3 0 。但 由于 对 搅拌 车 使用 操作 的不 规范 ， 加 之制 造过 程 留 下 的缺 陷 ， 使得 滚 道与 滚 轮这 对 “ 运 动 副 ” 运动 过 程 中总 是达 不到 理 想 的状 态 会 出现 表 面 起 皮 或 划 伤 、 或 出 现 沟 槽 。具 体 分 析 如 下 。 ( 1 )使 用 初期 未 按 使用 说 明 书要 求 涂抹 耐 磨润 滑油 脂 ， 导致 滚 道与 滚 轮滑 动摩 擦 ， 产 生拉伤 。 此 后 ， 若 再 不采 取 补救 措 施 继 续使 用 就会 产 生沟 槽 ( 2 )由于 焊 接 时工 装 有 缺 陷 ， 造 成 搅 拌 筒 和 滚 道 焊 接 不 同心 在 滚 轮上 转 动时 产 生轴 向摆 动 ， 导 致 摩擦 面拉 伤 当摆 动偏 差 大 时还 会发 出“ 咚 咚” 声 。 ( 3 )滚 道 与 滚 轮 的硬度 匹 配 不合 适 ， 无论 哪 一 个 先 磨 损 ， 都 会对 滚道 与 滚 轮运 动 副产 生影 响 。 3 改 善 措 施 3 1 搅 拌 简 与 滚 道 焊 缝 开 裂 的 改善 措 施 3 1 1 改 进 材 料 及 制 造 工 艺 ( 1 )一 般来 说 ， 钢 材 含碳 量越 低 其焊 接 性越 好 。 滚 道 原 来采 用 的铸 钢 属 中碳 钢 。 中碳 钢 虽具 有较 高 的强度 、 塑 性 和 韧 性 ， 但 因其 含 碳 量 较 高 ， 焊 接 性 差 ， 焊 接 后 易 出现 焊 接 冷裂 纹 当时 不 易察 觉 ， 用 户使 用 后有 可 能 出现延 迟 焊 接裂 纹 【 3 l。 而滚道 材 料 采用 Q 3 4 5 B 低 碳合 金 结构 钢 时 ， 由于Q3 4 5 B的含 碳 量较 低 ， 具有 良好 的焊 接 性 能 ， 与搅 拌 筒 为相 同 材质 配焊 性 好 。 ( 2 )铸 件 是 液 态 金 属 在 型 腔 里 凝 固 形成 的 零 件 ， 不 可避 免 存在 偏 析 、 缩 孔 、 砂 眼 、 疏 松 等铸 造缺 陷 ， 加 之铸件 本 身 的综合 机 械性 能 较低 ，无法 满足 大 方量 搅拌 车 的要 求 4 。锻 件是 把 钢铁 加 热到 奥 氏体 状态 下 ， 利 用模 具 将其 锻 打成 形 的零 件 不仅 杜 绝 了气 孔 、 疏松 等 缺 陷 ， 而 且锻 造 是 塑 性 变形 过程 ， 能够 改 变金 属材 料 的 内部 组织 ， 提高 其塑 性 、 韧 性 等综 合 性 能。 搅拌 筒上 滚 道 为关键 零 件 ， 焊 接 在 搅拌 筒 上后 一旦 发 生质 量 问题 ，不 容 易维 修 或更 换 基 于上 述原 因 ，将 滚道 的制造 工 艺 由铸造 改 为锻 造 更 为 合 理 3 1 2 改 进 滚 道 的 结 构 滚道 内锥 面理 论上 与 搅拌 筒 后锥 外 表面 应该 是 完全 贴 合 焊 接 但 现 实中 搅拌 筒在 成 型过 程 中 因厚度 薄 、 直 径 大 失 圆现 象 不可 避 免 ， 滚 道与 滚筒 在 组焊 时 贴合 往往 不 尽 人 意 。 有 时 采用 人 为外 力 强制 贴合 而 焊接 ， 也存 在着 内 预 应 力 的隐 患 ； 再者 因为 搅拌 筒 和滚 道厚 度 相差 很 大 ， 截 面 突 变处 会产 生相 当大 的应 力 集 中。如 果 将滚 道 结构 改 为 图2 ( b ) 所 示 ， 在 滚 道双 侧 加 TU 形 坡 口 ， 虽 然减 少 了搅 拌筒 锥 面 与滚 道 的接 触面 积 ，但 能使 搅拌 筒 锥面 外 表 面 与 滚道 内表 面 的贴 合 更 紧密 ， 有利 于 提高 其焊 接质 量 | 5 _ 。 RM CM 。 。 ( a ) 改 善 前 ( b ) 改 善后 图2搅 拌 筒 滚 道 结 构 改 善 前 后 对 比 3 1 3 滚 道 结 构 尺 寸 系 列 化 不 同 方量 搅拌 车滚 道尺 寸不 同 ， 但 结构 可相 近 。 滚道 截面 尺 寸应 呈 系列 变 化 尤其 是径 向高度 应 随 方量 的增 大 而增 大 否则 会 因径 向挠 度 不 足而 影 响搅 拌筒 的 整体 强度 。 而轴 向尺 寸 ( 即宽度 ) 大小 与滚 道 的疲 劳 强度 有 关 ， 一 般 变 化 不 需 要 很 大 。 3 1 4 搅 拌 筒 与 滚 道 焊 缝 开 裂 的 修 补 ( 1 )清理 开 裂待 焊 部 位 的铁 锈 、 油 漆 、 油 污 等 ， 打 磨 待 焊 区域 ， 直至 露 出金 属 光泽 ， 将 滚 道 与滚筒 后 锥开 裂 侧 的焊 缝打 磨平 整 。 ( 2 )按 加 强环 宽度打 磨平 滚筒 后锥 上 的纵 焊缝 ， 将 加 强环长 边修 割成4 5 。 坡 口 ， 短 边修 割成 3 0 。 坡 口 每 两 个加 强环对 接焊 缝与滚筒 后锥 的纵焊 缝须间隔 2 0 0 mm以上 。 ( 3 ) 使 用气体 保护焊 丝E R 5 0 6 q o 1 2 G B 8 1 1 0 进行焊 接 ， 焊接 部位 及周边 母材 预 热至 1 0 0 1 5 0， 焊接 层温 度 大 于 1 5 0(， 电流 为 1 2 0 1 5 0 A， 电弧 电压 为 1 8 - 2 2 V。 ( 4 )焊 接 时 尽 可 能 保 持较 大熔 深 ， 同 时趁 焊 缝 呈红 热 状 态 时 边 焊 接 边 锤 击 。焊 完 后 还 应 加 热 至 1 5 0 0 o C 2 0 0 0 o C， 并保 温 1 0 mi n ， 然后 缓冷 ， 以消 除应 力 ( 补焊 示 意 图 见 图 3 ) 。 加强环 1滚道加强环 1 1 图 3补 焊 恿 图 3 2 托轮 异 响 、 起 皮 、 表 面 沟 槽 的 改 善 措 施 ( 1 )滚 轮 的 两 端采 用 带骨 架 油 封 的密 封 结 构 密 封 ， 并加 密 封罩 ( 2 )规 范 滚 轮 装 配 过程 中 的调 试 工 序 ， 防 止 托 轮 运 转 不灵 活 。托 轮 是承 重 部件 ， 按 8 m 3 的运 输车 计 算 前 台 和 托轮 要 承 受约 1 9 6 t 的重量 ， 再加 上搅拌 筒 自重 ， 所 以托 轮旋 转 的灵活 性 非常重 要。增 加托 轮装配 后 的调 试 工序 ， 有 利于及 时发现 问题 并解决 。 ( 3 )强 化滚 道 和 托 轮 的硬 度检 查 ， 保 证 运 动 副 硬 度 合 理 匹配 。 混凝 土搅 拌 运输 车 的工 作离 不开 搅 拌筒 的旋 转 ， 而 且 滚道 和 托 轮 时 常 处于 运 动 状 态 ， 因此 ， 其 表 面 要 有一定 硬 度 。Q 3 4 5 B的含碳 量 较低 ， 正 火后 其硬 度 合理 范 围 是HB1 4 0 1 7 0 ， 因搅 拌 筒 上 滚 道 旋 转 1 圈 ， 托 轮 滚 轮 约 9 6 旋 转8 圈 ，所 以滚轮 的硬 度 要 比滚道 的硬度 稍 高一 些 ， 般 为 HB1 8 0 2 1 0 。 ( 4 )改进 副车 架 和 搅 拌 筒 的 焊 接 工 艺 ， 减 少 装 配 偏 差 。搅拌筒横 卧在 副车 架 的前 后 台上 ， 理 论 上讲 副车 架的 中 心和 搅拌筒 的中 心应在 同一个 竖直平 面 内 ， 但 在现 实生 产 中 ， 副 车架 在焊 接 过程 中 变形 较 大 ， 前后 台中 心线 之 间 易 出现偏差 。 搅拌 筒后锥 在转 圆过程 中的 失圆会导致 搅拌 筒前 端封头 中 心和 滚道 中心 出现偏 差 。 总 装配时 累计 偏差 将造成 滚道 转动 的不平 稳 ， 产 生抖动 、 异 响 ， 损坏 运动 副。 ( 5 )对驾 驶 员 进行 培 训 ， 严 格 设 备保 养 的操 作 规程 。 混 凝 土搅 拌运 输 车 ， 由于装 重较 大 搅拌 筒不 可避 免 会 出 现一 定 的变 形和 向前 小 幅偏 移 的情 况 ，导致 滚道 和 托 轮 在运 输途 中 出现 偏移 ，造成 滚 轮和 托轮 的相 对 运动 不一 致 。 搅 拌筒 转 动 不平稳 ， 会产 生 抖动 、 表面 滑动 的现 象 ， 容 易在 滚道 路 表面 产 生划 痕及 拉伤 同时 造成 托 轮 不均 匀 磨 损 ， 异 响 所 以 要 求驾 驶 员按 操作 规 程 进 行保 养 延 长 运动 副 的使 用寿 命 。 4 结 语 通 过 对滚 道和 托 轮经 常 出现 的 如搅 拌筒 与 滚道 焊缝 开 裂 、 滚 轮 转不 动强 行 转动 时发 生 异 向、 滚轮 和滚 道 表面 起 皮 、 出现 沟槽 等 问题 进 行 分析 提 出 了采取 改 变滚道 材 料 为 Q 3 4 5 B的低碳 合 金 结构 钢 、制造 工 艺 由铸 造 改 为锻 造 、 改进 滚 道 的结构 、 滚 轮两 端采 用 带骨 架油 封 的密 封 结 构形 式并 增 加密 封罩 、加 强 对驾 驶 员进 行培 训 等 一 系列 措 施 进行 处理 。 实 践证 明 ， 这 些 方法 能 改善 滚道 和托 轮 的 工作 状况 ， 延长 滚道 和 滚轮 “ 运动 副 ” 使 用 寿命 ， 从 而 提 高 混凝 土 搅拌 运输 车 的质 量 ，对提 高 商 品混凝 土 生产 效 率 和 安 全作 业 具有 重 要意 义 。 参考 文 献 ： 1 胡素云 ， 王窈惠， 宋友发 混凝 土搅拌运输 车行驶稳 定性 分析 J 筑路机械与施工机械 化 ， 2 0 1 0 ， 2 7 ( 1 i ) ： 7 8 8 1 2 符建章 混凝土搅拌运输车滚道使用中常见问题的分析 _I 专用 汽车， 2 0 1 0 ( 1 1 ) ： 6 4 6 5 3 孙萍， 王仲珏 Z G 3 1 0 5 7 0 铸钢与4 5 钢异种材料的焊接 J 电 焊机， 2 0 0 6 ， 3 6 ( 6 ) ： 6 8 6 9 4 黄政_ 离合器 壳体铸造缺陷分析与改进 J 中国铸造 装备 与技 术 ， 2 0 1 1 ( 0 1 ) ： 4 2 4 4 5 李 清华 ， 崔 纪超 混凝土搅 拌车 导轨 的改进和修 复 J 金 属 加 工 ： 热 加 工 ， 2 0 1 0 ( 1 6 ) ： 6 4 6 6 收 稿 日期 ： 20 11 -0 6 1 9 责 任 编 辑 ： 谭 忠 华