2011年12月，本刊編輯部收到了山東迅力特種汽車(chē)有限公司張慶平作者投來(lái)的《新型低質(zhì)心混凝土攪拌車(chē)設(shè)計(jì)原理與結(jié)構(gòu)》的文稿（詳見(jiàn)本期第74頁(yè)）。編輯初閱之后，認(rèn)為該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較新鮮，值得相關(guān)企業(yè)的技術(shù)人員關(guān)注和借鑒。從本刊論文審閱專家反饋的信息來(lái)看，所介紹的結(jié)構(gòu)近兩年已在攪拌車(chē)上得以應(yīng)用，但其可行性或效果如何尚待驗(yàn)證。編輯又特意咨詢了對(duì)攪拌車(chē)及雙托輪做過(guò)研究的吳虹飛和王飛兩位資深技術(shù)專家。現(xiàn)將審閱老師、兩位專家和與張慶平作者交換的討論內(nèi)容整理成文，供讀者借鑒。

審閱意見(jiàn)一：

該文對(duì)攪拌車(chē)結(jié)構(gòu)的兩項(xiàng)改進(jìn)進(jìn)行了介紹：一是通過(guò)改進(jìn)副車(chē)架結(jié)構(gòu)，將罐體臥在副車(chē)架里面，達(dá)到降低整車(chē)高度、提高整車(chē)穩(wěn)定性及增大罐體有效容積的目的；二是增加一組滾道、滾輪來(lái)改善整車(chē)受力情況，提高罐體、副車(chē)架、減速機(jī)、托輪等的使用壽命，同時(shí)提高車(chē)輛行駛時(shí)的穩(wěn)定性。

就第一項(xiàng)改進(jìn)來(lái)說(shuō)，這種結(jié)構(gòu)能使整車(chē)降低80 mm高度（12 m3的副梁高度一般為120 mm，在降低高度后至少還得保留50 mm的間隙，否則罐體會(huì)與底盤(pán)大梁之間的橫梁發(fā)生摩擦）。本文文尾提到了“該結(jié)構(gòu)由于罐體安裝位置低，可以適當(dāng)增加其傾斜角度，這樣既能增大罐體有效容積，又不會(huì)使攪拌車(chē)整車(chē)高度超過(guò)規(guī)定值?！逼鋵?shí)，在6×4底盤(pán)上裝配12 m3或14 m3罐體，若增加小于0.5°傾斜角度就能使整車(chē)高度增加80 mm以上，那么實(shí)際上因改變副車(chē)架結(jié)構(gòu)帶來(lái)的整車(chē)高度的降低又被因增加傾角而增大的高度給抵消了，而這對(duì)罐體有效攪拌容積的貢獻(xiàn)僅是0.2 m3。經(jīng)權(quán)衡考慮，我認(rèn)為既然為了降低整車(chē)高度，就沒(méi)有必要再為增加這么點(diǎn)容量而去增大傾角。再者，三橋底盤(pán)上裝為12 m3的攪拌罐因罐體長(zhǎng)度不比14 m3的攪拌罐長(zhǎng)而不會(huì)存在上述整車(chē)超高的問(wèn)題，因?yàn)樯涎b為14 m3的攪拌罐時(shí)，底盤(pán)在超載超高方面才會(huì)達(dá)到極限。因此，為了增加那么點(diǎn)容量改變傾角顯然是不合適的。

通過(guò)上述分析可知，雖然攪拌車(chē)采用改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)降低80 mm高度是可行的，但是增加容量是不可取的。如果采用前后兩段副車(chē)架的方案，在副梁與底盤(pán)縱梁固定時(shí)需要分別獨(dú)立固定，尤其是需要控制副梁的前后位移。在此處布置連接座時(shí)，一定要有兩組“八”字型布置，使其更具穩(wěn)定性（見(jiàn)圖1）。

就第二項(xiàng)改進(jìn)來(lái)說(shuō)，改善整車(chē)內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)，提高罐體、副車(chē)架、減速機(jī)等使用壽命及提高車(chē)輛行駛穩(wěn)定性，是在增加一組滾道滾輪的情況下，增多了一個(gè)支撐點(diǎn)而非兩個(gè)，因?yàn)閮蓚€(gè)滾輪是并聯(lián)裝配為一組，固定在一個(gè)安裝架上面，而在罐體中節(jié)后部增加一個(gè)支撐點(diǎn)，確實(shí)會(huì)對(duì)罐體的副梁、后支架的應(yīng)力集中有分散作用，但減小對(duì)減速機(jī)的沖擊力的目的未必能實(shí)現(xiàn)。

目前，6×4底盤(pán)上通常布置12 m3或14 m3的攪拌罐，尚未聽(tīng)說(shuō)因?yàn)槿c(diǎn)支撐強(qiáng)度不夠?qū)е鹿摅w和后支撐變形損壞的情況，所以作者提出的問(wèn)題似乎是想說(shuō)明可解決一個(gè)原本不存在的問(wèn)題。至于對(duì)副梁和軸承所起的作用，雖然增加了一個(gè)支撐點(diǎn)，能起到分散受力集中的作用，但是具體起多大作用還得看使用情況。軸承本身雖為易損件，但成本也就四五十元一盤(pán)，且安裝合理的話，使用壽命一般也有二年。因此，從改善整車(chē)內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)，提高罐體、副車(chē)架、減速機(jī)等使用壽命及提高車(chē)輛行駛穩(wěn)定性目的來(lái)說(shuō)，增加這組滾輪滾道并沒(méi)有必要。再者因?yàn)樵撥?chē)后部主滾道采用具有自動(dòng)調(diào)心功能的雙托輪結(jié)構(gòu)，這就使罐體中心線及整車(chē)質(zhì)心有左右擺動(dòng)的可能，盡管有及時(shí)回調(diào)的功能，但是要求輔滾道滾輪制作安裝精度非常高，時(shí)刻保證能向罐體中心線及質(zhì)心回調(diào)，輔助雙滾輪在罐體正下方起支撐作用，否則就會(huì)導(dǎo)致盡管罐體中心線及質(zhì)心能回調(diào)，但是輔滾輪沒(méi)有調(diào)整到正下方而常會(huì)偏向一邊，那么它對(duì)罐體的支撐力就會(huì)與垂直方向形成夾角。如文中所述：“輔助滾道下裝有一對(duì)輔助雙托輪，能隨著罐體的左右移動(dòng)而偏擺，這樣即使罐體和托輪有安裝誤差，也能保證6個(gè)托輪均與滾道接觸?！贝颂?，6個(gè)托輪和滾道雖然都能接觸到，但是如果這個(gè)支撐力和垂直方向形成夾角，則會(huì)對(duì)罐體的穩(wěn)定性起反作用，從而影響到整車(chē)穩(wěn)定性。制作安裝精度的控制一般有兩種方法，一是安裝后用精加工的方法控制，二是安裝時(shí)需要一點(diǎn)一點(diǎn)地墊滾輪座來(lái)控制。從該文的分析上看，沒(méi)有給出解決控制精度的方法。

從成本角度來(lái)說(shuō)，第一項(xiàng)改進(jìn)成本變化不大，不予討論；第二項(xiàng)改進(jìn)增加了一個(gè)滾道和一組滾輪。一個(gè)直徑為2.4 m左右的滾道價(jià)格在4 200～4 500元，一組滾輪的價(jià)格在3 000元左右。這兩個(gè)部件一般廠家都是外購(gòu)的，即使有一部分滾輪零件是自己制作，直接增加成本最少也在7 000元左右。再加上制作及安裝工藝復(fù)雜帶來(lái)的成本增加，總的成本增加則應(yīng)在7 500～8 500元之間。整個(gè)12 m3或14 m3的攪拌車(chē)上裝部分的直接成本為8.5～9萬(wàn)元，若按照上面的分析計(jì)算來(lái)看，成本增加了8.5%～10%。從這個(gè)角度來(lái)看，第二項(xiàng)改進(jìn)用在12 m3或14 m3攪拌車(chē)上的成本過(guò)高而沒(méi)有必要。

通過(guò)上述兩個(gè)方面分析來(lái)看，作者在6×4底盤(pán)上所做的結(jié)構(gòu)改進(jìn)只有副梁降低高度有實(shí)際意義，最多可以降低高度80 mm，現(xiàn)在市場(chǎng)上好多廠家已經(jīng)是這樣做了，也就算不上是創(chuàng)新。至于第二項(xiàng)改進(jìn)，可以作為技術(shù)儲(chǔ)備，如果發(fā)展超大方量的半掛式混凝土攪拌車(chē)，應(yīng)該會(huì)有其用武之地。

審閱意見(jiàn)二：

文中對(duì)攪拌車(chē)結(jié)構(gòu)所做出的兩項(xiàng)改進(jìn)，雖談不上新型，但確實(shí)可以降低整車(chē)的質(zhì)心高度，對(duì)改善整車(chē)的行駛穩(wěn)定性有一定的貢獻(xiàn)。

超大方量攪拌車(chē)的行駛穩(wěn)定性較差確實(shí)是不可忽視的問(wèn)題。另外，由于副車(chē)架兩部分的對(duì)接位置處于車(chē)架扭轉(zhuǎn)變形相對(duì)較大的區(qū)域，經(jīng)常會(huì)在該處產(chǎn)生裂紋，因此對(duì)結(jié)構(gòu)和焊接的處理比較重要。

副車(chē)架的高度一般在120 mm左右，降低后的前半部分副車(chē)架的高度能保證多少？結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度能否保證？

副車(chē)架降低高度80～120 mm，也就是說(shuō)罐體的質(zhì)心可以降低80～120 mm。整車(chē)的質(zhì)心降低高度肯定會(huì)小于以上范圍，按照一般底盤(pán)和滿載罐體的質(zhì)量比估算，底盤(pán)質(zhì)心對(duì)整車(chē)質(zhì)心高度的影響應(yīng)在20%以上。

審閱意見(jiàn)三：

三一無(wú)副梁攪拌車(chē)是2010年上海寶馬展上的一大亮點(diǎn)，而且據(jù)說(shuō)經(jīng)歷了近一年的市場(chǎng)驗(yàn)證，效果不錯(cuò)。畢竟底盤(pán)是三一設(shè)計(jì)的，可以專門(mén)對(duì)車(chē)架強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)。而文章中所提到的攪拌車(chē)兩項(xiàng)改進(jìn)無(wú)疑可以降低整車(chē)質(zhì)心，但是對(duì)于大方量攪拌車(chē)，如果底盤(pán)不進(jìn)行加強(qiáng)，底盤(pán)或上裝是否會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，尚有待驗(yàn)證。

審閱意見(jiàn)四：

2009年我就見(jiàn)過(guò)該類車(chē)的照片，是重汽華昌研制生產(chǎn)的；2011年的梁山車(chē)展上也有類似的樣車(chē)展出。該車(chē)的主要特點(diǎn)是增加了一條滾道和一對(duì)托輪；至于降低副車(chē)架高度的結(jié)構(gòu)，早先許多6～8 m3的攪拌車(chē)就使用過(guò)，但是用于12 m3以上的攪拌車(chē)還較為少見(jiàn)，若不是與本文所說(shuō)的罐體結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，副車(chē)架斷裂的幾率會(huì)很高。

托輪與滾道接觸得是否緊密與整車(chē)的穩(wěn)定性關(guān)系不是特別大。另外說(shuō)句題外話，雙托輪總成一般是要能與單托輪總成互換的（保證其通用性）。這樣托輪在同等安裝距的條件下，使用雙托輪結(jié)構(gòu)的罐體穩(wěn)定性就不如單托輪結(jié)構(gòu)好。

吳虹飛（鄭州宇通重工有限公司 副總經(jīng)理/技術(shù)部長(zhǎng)）

1. 受整車(chē)寬度、高度的限制，大方量攪拌車(chē)罐體只能向長(zhǎng)度方向發(fā)展（整車(chē)長(zhǎng)度不能超過(guò)12 m），但增加罐體長(zhǎng)度會(huì)降低罐體的整體剛度，加之罐體旋轉(zhuǎn)時(shí)罐內(nèi)混凝土攪拌產(chǎn)生的動(dòng)載荷使罐體的工作狀況惡化，進(jìn)而引起相關(guān)零部件的損壞。

2. 文章的新觀點(diǎn)是通過(guò)減速機(jī)與主軌道下的兩個(gè)雙托輪形成三點(diǎn)主支撐，通過(guò)輔助軌道下的一個(gè)雙托輪與主軌道下的兩個(gè)雙托輪形成三點(diǎn)輔支撐，通過(guò)增加支撐改善罐體的工況，同時(shí)托輪數(shù)量增加使承載均布，減小托輪尺寸降低了整車(chē)高度，提高了托輪、罐體可靠性，思路獨(dú)特，值得深入研究。

3. 建議：一是取消低重質(zhì)心副車(chē)架，將前臺(tái)與后臺(tái)分開(kāi)獨(dú)立；二是輔助軌道下的一個(gè)雙托輪在其安裝面位置增加彈性元器件，確保該托輪與輔助軌道接觸、承載并具有緩沖功能。

王飛（三一重工股份有限公司泵送國(guó)際研究院 項(xiàng)目經(jīng)理/主任工程師）

1. 大方量攪拌車(chē)由于裝料多，易出現(xiàn)攪拌罐變形和向前移位的問(wèn)題，而這和改變傾斜角沒(méi)有關(guān)聯(lián)。反之，傾斜角增加，不僅增大整車(chē)高度，而且對(duì)前端的作用力會(huì)增大。大方量攪拌車(chē)一般采用4軸底盤(pán)，目的在于降低整車(chē)高度，滿足設(shè)計(jì)要求。

2. 在攪拌罐中段增加托輪支撐的思路不錯(cuò)。這有助于減少中段的變形，但必須考慮到托輪與滾道的接觸情況，否則，滿載時(shí)攪拌罐的變形及位移，都可能導(dǎo)致托輪與滾道接觸情況的改變。三一大方量攪拌車(chē)也采用中間托輪支撐形式（已申請(qǐng)了專利），但在設(shè)計(jì)上采用雙托輪底座安裝在鋼板彈簧上，同時(shí)保證托輪可隨滾道位置的改變而轉(zhuǎn)動(dòng)角度，始終保持托輪與滾道接觸良好，既起到支撐作用，又滿足滿載時(shí)滾道的位置變化。

3.受城市化進(jìn)程影響，我國(guó)對(duì)大方量攪拌車(chē)需求很大。然而，國(guó)外的法規(guī)對(duì)超載制裁很?chē)?yán)厲，一般8 m3車(chē)必須采用4軸底盤(pán)，最大方量為12 m3，尤其是美國(guó)，法規(guī)要求更嚴(yán)，為滿足道路法規(guī)要求，一般在底盤(pán)上增加隨動(dòng)輪。近期我前往美國(guó)參觀拉斯維加斯工程機(jī)械展(Conexpo-Con/Agg)就看到了這種攪拌車(chē)的結(jié)構(gòu)形式，所以說(shuō)攪拌車(chē)今后發(fā)展趨勢(shì)不是方量越大越好。

總的來(lái)說(shuō)，這種設(shè)計(jì)思路不錯(cuò)，但在具體設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到攪拌車(chē)實(shí)際的工況，文章中應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題做具體的說(shuō)明，或許更有實(shí)際價(jià)值。

張慶平（作者）：

如何讓混凝土攪拌車(chē)裝得多且運(yùn)行穩(wěn)定是生產(chǎn)廠家一直在努力挑戰(zhàn)的難題。我們基于對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查與分析，采取以下技術(shù)和方法嘗試解決。

1. 降低攪拌車(chē)質(zhì)心高度

質(zhì)心高度主要影響攪拌車(chē)的使用性能。包括其縱向穩(wěn)定性和側(cè)向穩(wěn)定性，也包括其制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)和坡道行駛時(shí)軸質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)。一般車(chē)輛的縱向穩(wěn)定性尚能滿足要求，但質(zhì)心過(guò)高，在不平整路況時(shí)極易導(dǎo)致車(chē)輛橫向失穩(wěn)，特別是彎道行駛時(shí)，易造成側(cè)向傾翻。這主要是攪拌車(chē)轉(zhuǎn)向行駛的同時(shí)伴隨著攪拌罐旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)罐內(nèi)混凝土，使整車(chē)質(zhì)心朝某一方向偏移，偏移的狀況與攪拌車(chē)行駛形態(tài)（轉(zhuǎn)彎半徑、行駛速度、車(chē)輛質(zhì)心總偏移量等）要素有關(guān)。因此，降低質(zhì)心高度，合理配載，是保證車(chē)輛行駛穩(wěn)定性和安全性的根本。為保證攪拌罐有良好的穩(wěn)定性，我們?cè)龃罅烁避?chē)架上的承載面積，采用外跨式前后支座，使傳力明晰、結(jié)構(gòu)剛度大、聯(lián)接更可靠（見(jiàn)圖2和3）。

在設(shè)計(jì)主副車(chē)架時(shí)，采用了多種連接方式進(jìn)行多點(diǎn)定位連接，通過(guò)卡槽式連接座控制副車(chē)架的前后位移，真正實(shí)現(xiàn)主副車(chē)架的剛性連接，保證主副車(chē)架的變形一致（見(jiàn)圖4和5）。

2. 綜合考慮成本增加問(wèn)題

關(guān)于成本增加問(wèn)題，需要綜合考慮。通過(guò)優(yōu)化受力分布、增加支撐點(diǎn)、減小應(yīng)力集中、使副車(chē)架受力更均勻。

支承結(jié)構(gòu)承載著攪拌罐的全部工作負(fù)荷，是限制有害跳動(dòng)和保證攪拌罐繞其軸線正常轉(zhuǎn)動(dòng)的重要部件。對(duì)攪拌罐支承結(jié)構(gòu)除了要有足夠的承載能力和保持可靠的約束條件外，還要求它對(duì)攪拌罐的回轉(zhuǎn)阻力小，對(duì)支承部件因工作變形而引起的干涉有自動(dòng)調(diào)整能力，并能將載荷較為合理地傳遞給機(jī)架和底盤(pán)。目前傳統(tǒng)攪拌車(chē)對(duì)于斜置型攪拌罐，均采用中心轉(zhuǎn)軸與調(diào)心滾子軸承、滾道與一對(duì)支承托輪所組成的3點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、穩(wěn)定性好，便于攪拌罐的驅(qū)動(dòng)，對(duì)底盤(pán)的負(fù)荷分布也較為合理。為了進(jìn)一步減少工作時(shí)底盤(pán)變形對(duì)支承結(jié)構(gòu)的影響，改善副車(chē)架受力狀況，我們使用了如論文中所述的雙滾道6托輪結(jié)構(gòu)，以降低每個(gè)部位的支撐力，同時(shí)縮短支撐距離，減小攪拌罐在重荷下的變形量，以及對(duì)罐體的應(yīng)力集中，保證罐體在重荷下不被破壞。這樣在同等載荷下，可以將主滾道減薄，以降低滾道成本。同理，還可如吳工所說(shuō)在輔助軌道下的雙托輪安裝面位置增加彈性元器件，確保該托輪與輔助軌道接觸、承載并具有緩沖功能。以有效緩解攪拌罐因罐體徑向跳動(dòng)對(duì)減速機(jī)瞬間產(chǎn)生的沖擊力，大大提高減速機(jī)的有效使用壽命。由于每個(gè)部位的支撐力減小，使每個(gè)托輪的受力相應(yīng)減小，也大大延長(zhǎng)了托輪軸承的使用壽命。使客戶的使用、維護(hù)費(fèi)用降低。此外，還對(duì)罐體的厚度進(jìn)行減薄，罐體由原設(shè)計(jì)厚度為6 mm的下差板再減小0.5～1 mm，這樣使得制造成本降低。因此，雙滾道6托輪結(jié)構(gòu)雖然在有些方面增加了成本，但是在另一些方面降低了成本。這可以根據(jù)市場(chǎng)與客戶的需求，綜合考慮。

3. 輔助托輪支撐力與垂直方向的夾角問(wèn)題

關(guān)于輔助托輪支撐力與垂直方向的夾角問(wèn)題，輔助托輪只有在罐體跳起落下后才起作用。在罐體落下后，主滾道下的4個(gè)托輪已將罐體定位在車(chē)輛的中心位置，此時(shí)輔助托輪與罐體的中心是重合的，因此輔助托輪向上的托力與垂直方向是重合的。如果有誤差也是由于安裝誤差造成的，只要控制好安裝誤差，則輔助托輪向上托力的的偏擺很小，可以忽略不計(jì)。