雷燕

【摘 要】干拌攪拌車能夠?qū)崿F(xiàn)干料攪拌或預(yù)拌混凝土的運(yùn)輸雙功能，具有優(yōu)良的攪拌特性，能確保輸送均勻、混凝土品質(zhì)優(yōu)質(zhì)；在配套干料攪拌站的條件下，干拌攪拌車具有設(shè)備投入成本低和滿足長距離運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。針對(duì)國內(nèi)外混凝土攪拌車技術(shù)需求和發(fā)展?fàn)顩r，文章提出了干拌攪拌車性能要求和產(chǎn)品技術(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)要求；在對(duì)比分析國內(nèi)外干拌攪拌車發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，提出了干拌攪拌車在國內(nèi)外市場的應(yīng)用領(lǐng)域及推廣應(yīng)用中需要注意的問題，為干拌攪拌車的開發(fā)與市場推廣提供指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】干拌攪拌車；預(yù)拌攪拌車；攪拌性能；攪拌均勻

【中圖分類號(hào)】U469.65 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2016）10-0054-04

0 前言

混凝土攪拌運(yùn)輸車，其輸送方式根據(jù)混凝土攪拌樓（站）至施工現(xiàn)場的距離和材料供應(yīng)條件的不同，攪拌車輸送可分為以下3種[1]。

（1）預(yù)拌混凝土輸送。從混凝土攪拌站裝進(jìn)預(yù)拌好的混凝土到攪拌車的罐筒內(nèi)，在運(yùn)輸途中，攪拌筒以1～3 r/min的低速轉(zhuǎn)動(dòng)，使預(yù)拌混凝土在罐筒內(nèi)不停地慢速攪動(dòng)，防止混凝土出現(xiàn)離析或初凝等現(xiàn)象。

（2）攪拌混凝土后輸送。當(dāng)攪拌站無攪拌機(jī)時(shí)，攪拌車罐筒可作為攪拌機(jī)使用。把一定比例的沙石骨料、水泥及水等配合料加入攪拌筒內(nèi)，以進(jìn)料方向快速旋轉(zhuǎn)攪拌筒就地完成攪拌作業(yè)，將攪拌均勻的混凝土運(yùn)輸送至施工現(xiàn)場。

（3）干配合料攪拌輸送。通常是將沙石骨料、水泥等按一定比例進(jìn)行干配合料裝進(jìn)攪拌車的攪拌筒內(nèi)運(yùn)輸，在途中或達(dá)到施工現(xiàn)場后，以進(jìn)料方向邊加水邊攪拌直至混凝土攪拌均勻后，反轉(zhuǎn)即可在施工現(xiàn)場卸料。

本文所表述的干拌混凝土攪拌運(yùn)輸車分別是干配合料攪拌輸送車、攪拌混凝土后輸送及半干配合料攪拌輸送車，下文簡稱干拌（干式）攪拌車。在國內(nèi)，混凝土攪拌運(yùn)輸車通常認(rèn)為是預(yù)拌好的混凝土輸送車，下文簡稱預(yù)拌（濕式）攪拌車。

目前，國內(nèi)外市場上使用預(yù)拌攪拌車或干拌攪拌車，其工作原理基本相同，通過底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由變速器經(jīng)全功率取力器輸出，通過傳動(dòng)軸傳遞到液壓泵，液壓泵與液壓馬達(dá)形成閉式回路將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，再通過減速機(jī)減速增扭驅(qū)動(dòng)攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌筒的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止及攪動(dòng)等動(dòng)作，通過攪拌筒內(nèi)2條對(duì)稱的螺旋葉片完成混凝土的裝料、卸料及攪拌功能，確保輸送均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土[2]。在實(shí)車操作上，通過控制車輛尾部兩側(cè)的操縱手柄或駕駛室操縱手柄來控制變量泵控制閥手柄動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)攪拌車作業(yè)。

干拌攪拌車與預(yù)拌攪拌車相比的主要優(yōu)點(diǎn)如下：{1}干拌攪拌車除具有預(yù)拌攪拌車所有功能外，具有高強(qiáng)的攪拌功能，攪拌筒可當(dāng)攪拌機(jī)使用，可直接裝運(yùn)未經(jīng)攪拌的干料（一定配比的水泥、沙子、石子或水），通過攪拌筒攪拌獲得均勻的混凝土，當(dāng)然也可輸送預(yù)拌好的混凝土。{2}干拌攪拌車具有驅(qū)動(dòng)扭矩大、攪拌轉(zhuǎn)速高、攪拌筒鋼板材料強(qiáng)度高、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)如下：{1}相同攪動(dòng)容量的干拌拌車比預(yù)拌攪拌車成本增加將1%～6%。{2}干拌攪拌車耗油量高于預(yù)拌攪拌車，經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)稍低[3]。國內(nèi)大多數(shù)廠家的攪拌車產(chǎn)品功能未能完全達(dá)到干拌攪拌車的要求。

1 干拌攪拌車性能要求

根據(jù)東南亞、中東及南非等國家和地區(qū)對(duì)干拌攪拌車的市場需求及獲悉實(shí)際使用要求，在國內(nèi)預(yù)拌攪拌車基本性能指標(biāo)基礎(chǔ)上，提出了更高的性能設(shè)計(jì)參數(shù)要求。本文從攪拌筒轉(zhuǎn)速、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的匹配性、攪拌筒材料及攪拌性能4個(gè)方面對(duì)干拌攪拌車的性能要求進(jìn)行技術(shù)分析。

1.1 攪拌筒轉(zhuǎn)速要求

通過對(duì)不同區(qū)域的客戶實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，提高攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，是有效提高攪拌車攪拌性能的重要途徑之一。干拌攪拌車滿載時(shí)，攪拌筒的最高轉(zhuǎn)速要求達(dá)到18 r/min，常用的攪拌速度要求在12～16 r/min；國內(nèi)攪拌車的攪拌筒的最高轉(zhuǎn)速一般為14 r/min左右，常用的攪拌速度要求在6～10 r/min?？梢?，國內(nèi)多數(shù)預(yù)拌攪拌車未能達(dá)到干拌攪拌車的轉(zhuǎn)速要求。因此，要想提高攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，需配置液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

1.2 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選取要求

液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含液壓泵、液壓馬達(dá)、減速機(jī)、傳動(dòng)軸及底盤發(fā)動(dòng)機(jī)。干拌攪拌車的攪拌筒轉(zhuǎn)速要求更高、驅(qū)動(dòng)扭矩需求更大，技術(shù)上需重新核算參數(shù)，以攪動(dòng)容量為8 m3攪拌車為例說明，選取符合使用要求的匹配的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示。

液壓件選用“伊頓公司”的液壓泵、馬達(dá)產(chǎn)品，其型號(hào)參數(shù)見表1。

減速機(jī)選取“邦飛力公司”的產(chǎn)品，其型號(hào)參數(shù)見表2。

發(fā)動(dòng)機(jī)選取目前市場暢銷的“重汽豪沃”底盤的其中一款，具體型號(hào)參數(shù)見表3。

液壓泵、馬達(dá)參數(shù)計(jì)算公式如下：

Q=Vg×n×Nv/1000

式中：Q為流量，L/min；n為轉(zhuǎn)速，r/min；Vg為排量，mL/r；Nv為容積效率。

依據(jù)上述提供的參數(shù)進(jìn)行反推計(jì)算[4]，攪拌筒要達(dá)到比較理想的攪拌轉(zhuǎn)速，且擁有較大的液壓驅(qū)動(dòng)力，要求選取排量大的液壓泵，而馬達(dá)排量則要求比液壓泵的排量低，減速機(jī)型號(hào)選取要求大輸出扭矩。因此，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的推薦配置是6423-279型液壓泵、4633-552型液壓馬達(dá)和580L型減速機(jī)，該配置保證了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1 200～1 500 r/min是液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有較好的動(dòng)力性和攪拌筒轉(zhuǎn)速達(dá)到12～16 r/min的理想值，滿足干拌攪拌車驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)速的要求，并通過市場驗(yàn)證和客戶的認(rèn)可。

國內(nèi)預(yù)拌攪拌車一般配置是4623-552型液壓泵、4633-045型液壓馬達(dá)和575 L型減速機(jī)，若該配置用于干拌攪拌車時(shí)，將可能出現(xiàn)動(dòng)力不足、啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無法帶動(dòng)攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)、啟動(dòng)后無法驅(qū)動(dòng)或快速驅(qū)動(dòng)攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)、攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)突然發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等質(zhì)量問題。

1.3 攪拌筒的材料選取要求

由于干拌攪拌車的輸送介質(zhì)是干料且攪拌均勻，而干料攪拌過程對(duì)攪拌筒的材料磨損程度比濕料預(yù)拌混凝土快，因此攪拌筒鋼材的機(jī)械性能要求提高強(qiáng)度和耐磨性，否則將影響攪拌筒的使用壽命。

現(xiàn)在，國內(nèi)大多數(shù)攪拌車產(chǎn)品的攪拌筒常用材料是B520JJ、QStE420TM或Q345耐磨板，其鋼板厚度在3～6 mm薄板鋼材的機(jī)械性能參數(shù)見表4。

隨著汽車業(yè)的快速發(fā)展，汽車材料生產(chǎn)技術(shù)不斷提升，新材料、新工藝、新技術(shù)在鋼板材料上應(yīng)用廣泛。攪拌筒選用的鋼板要求強(qiáng)度高、耐磨性好及延伸率不能太低，如B620JJ、B750GJ或BW300TP等材料在攪拌車產(chǎn)品上得到廣泛的應(yīng)用，其鋼板厚度在3～6 mm的薄板鋼材的機(jī)械性能參數(shù)見表5。

為確保攪拌筒的使用壽命和攪拌性能，干拌攪拌車產(chǎn)品推薦采用上述高強(qiáng)、耐磨材料，其中AG620JJ、B750GJ耐磨性比B520JJ提高30～50%，BW300TP耐磨性比B520JJ提高2倍以上，既能有效提高攪拌筒的使用壽命，又實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的輕量化設(shè)計(jì)。

1.4 攪拌筒的攪拌性能

干拌攪拌車的使用狀況與預(yù)拌攪拌車相比，攪拌筒及葉片受到的摩擦阻力更大，葉片所需承載力也更大，攪拌性能要求更高。產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，針對(duì)攪拌性能的要求，可通過調(diào)整攪拌筒的葉片螺旋角、葉片曲面結(jié)構(gòu)、葉片寬度及葉片放置角度等參數(shù)，提高攪拌筒的攪拌性能，其三維攪拌混凝土運(yùn)動(dòng)如圖2所示。

攪拌筒在快速旋轉(zhuǎn)過程中，2條螺旋葉片將混凝土連續(xù)不斷地向攪拌筒前部推進(jìn)，混凝土到達(dá)前端時(shí)又被攪拌筒前端壁頂推反轉(zhuǎn)回來，這樣混凝土做前后的翻滾運(yùn)動(dòng)；罐筒不停的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)混凝土連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，同一位置上的混凝土通過這種運(yùn)動(dòng)發(fā)生連續(xù)不斷的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的充分?jǐn)嚢枳鳂I(yè)，若攪拌筒轉(zhuǎn)速越高混凝土的攪拌性能將越充分，從而獲得均勻、優(yōu)質(zhì)的混凝土[5]。

基于混凝土三維運(yùn)動(dòng)軌跡，干拌攪拌車對(duì)攪拌筒設(shè)計(jì)[6]參數(shù)要求如下：第一，攪拌筒是隨著葉片螺旋角的逐漸增大，混凝土沿著攪拌罐軸線方向的運(yùn)動(dòng)分量逐漸提高，葉片的攪拌作用和卸料能力都得到增強(qiáng)。因此，要求提高葉片螺旋角的設(shè)計(jì)參數(shù)，而國內(nèi)多數(shù)廠家的設(shè)計(jì)參數(shù)均不同。第二，由于干拌攪拌車要求具有較高的攪拌性能，在葉片三維曲面設(shè)計(jì)時(shí)，要求葉片曲面設(shè)計(jì)應(yīng)有利于向前推進(jìn)混凝土的結(jié)構(gòu)形式，促進(jìn)混凝土的攪拌。第三，適當(dāng)?shù)卦黾尤~片寬度，有利于提高攪拌罐的攪拌性能。第四，葉片放置角度也是影響攪拌筒攪拌性能的重要因素之一，要求葉片放置角度在滿足卸料功能的基礎(chǔ)上調(diào)至葉片安裝角度向進(jìn)料方向傾斜，攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能提高混凝土循環(huán)運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力。通過改進(jìn)上述攪拌筒參數(shù)設(shè)計(jì)，提高了攪拌車的攪拌性能。

此外，攪拌筒的幾何容量也是影響攪拌性能的因素之一。在相同攪動(dòng)容量的前提下，提高攪拌筒的幾何容量，降低攪拌筒的填充率，使攪拌混凝土具有足夠的攪拌空間，有利于促進(jìn)混凝土的充分?jǐn)嚢?。?dāng)然，攪拌筒的填充率不能無限低，在國內(nèi)攪拌筒容量的設(shè)計(jì)上應(yīng)滿足2015年年初中機(jī)車輛服務(wù)中心出臺(tái)的《關(guān)于規(guī)范混凝土攪拌運(yùn)輸車〈公告〉管理要求的通知》中的第二點(diǎn)內(nèi)容“混凝土攪拌運(yùn)輸車的攪拌筒填充率應(yīng)不小于51.5%”的要求[7]，國外對(duì)出口攪拌車填充率方面要求需進(jìn)一步考究。

2 干拌攪拌車國內(nèi)外發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)嚴(yán)峻，中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入一個(gè)新常態(tài)，攪拌車市場競爭日趨激烈，在個(gè)性化需求上，產(chǎn)品技術(shù)上實(shí)現(xiàn)改變一個(gè)功能、升級(jí)一個(gè)功能及增加一個(gè)功能，就能創(chuàng)造一個(gè)新的細(xì)分市場[8]。干拌攪拌車產(chǎn)品技術(shù)推廣應(yīng)用就是一個(gè)很好的詮釋，滿足客戶的特殊使用要求。

2.1 國外市場干拌攪拌車發(fā)展?fàn)顩r

近幾年，東南亞作為后起的發(fā)展中國家，東盟各國經(jīng)濟(jì)增長迅速，以及中東、南非等國家對(duì)混凝土攪拌運(yùn)輸車的市場需求空間較大。由于國家不同、區(qū)域不同、使用條件不同，對(duì)輸送混凝土方式也有所不同。據(jù)目前市場需求分析，不少國家如馬來西亞、印尼及沙特等國均建有干拌混凝土運(yùn)輸方式的攪拌站，干拌攪拌車存在較大的市場發(fā)展空間。

在國外某些特殊地區(qū)，氣候比較炎熱、運(yùn)輸路程較遠(yuǎn)的情況下，預(yù)拌攪拌車由于水分流失而影響混凝土的塌落度或運(yùn)輸過程混凝土易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，直接影響輸送的混凝土質(zhì)量。干拌攪拌車能有效地解決上述問題，滿足客戶的特殊使用要求。

2.2 干拌攪拌車的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

目前，在國內(nèi)普遍投建的是濕式預(yù)拌好的混凝土攪拌站，沒有干拌式的攪拌站，很少有攪拌車做攪拌機(jī)使用。當(dāng)然，干拌攪拌車可代替預(yù)拌攪拌車作業(yè)，反之則不行，干拌攪拌車在國內(nèi)是否存在一定的市場需求。

首先，干拌攪拌車的主要優(yōu)點(diǎn)如下：第一，投資商在前期投入時(shí)，無需大量資金投入建設(shè)預(yù)拌混凝土的攪拌站，借助簡易的輔助設(shè)備或投建干拌式的攪拌站，就可以進(jìn)行干料攪拌輸送均勻的混凝土。第二，在輸送距離較遠(yuǎn)或要求現(xiàn)場攪拌的特殊施工場合的情況下，干拌攪拌車均滿足其特殊要求，而國內(nèi)大多數(shù)的預(yù)拌攪拌車無法實(shí)現(xiàn)長距離混凝土運(yùn)輸或干料攪拌功能。

其次，干拌攪拌車同樣存在2個(gè)問題：第一，當(dāng)配備有干料式的攪拌站時(shí)，按一定比例裝載水泥、沙子和石子干料，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后再加水?dāng)嚢杈鶆虻幕炷岭y以精確保證混凝土坍落度指標(biāo)而影響混凝土強(qiáng)度質(zhì)量的穩(wěn)定性。第二，干拌混凝土的作業(yè)現(xiàn)場一般粉塵污染較大，這是否符合國家相關(guān)法律、法規(guī)。這將會(huì)影響干拌攪拌車產(chǎn)品在國內(nèi)市場的推廣。

眾所周知，國內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城或城市郊區(qū)隨處可見的小型混凝土攪拌機(jī)，一些小投資商、小工程隊(duì)及小包工頭在承接一些民房工程、農(nóng)作物晾曬場地及簡易建筑物等時(shí)，施工現(xiàn)場通常配備的是小型攪拌機(jī)，投入成本更低，但該作業(yè)模式存在人力勞動(dòng)強(qiáng)度高和生產(chǎn)效率低下的缺點(diǎn)，而干拌攪拌車產(chǎn)品彌補(bǔ)了小型混凝土攪拌機(jī)的劣勢(shì)。

綜合上述分析，在氣候炎熱地區(qū)、運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)的特殊條件下或?qū)炷临|(zhì)量要求不高的特定場合等對(duì)干拌攪拌車有使用需求。

3 結(jié)語

本文分析了國內(nèi)混凝土攪拌車產(chǎn)品的性能特點(diǎn)，提出了能夠同時(shí)滿足預(yù)拌攪拌和干拌攪拌要求的混凝土攪拌車產(chǎn)品的性能要求和系統(tǒng)參數(shù)配置，并對(duì)干拌攪拌車的國內(nèi)外市場發(fā)展?fàn)顩r及前景進(jìn)行了分析，得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論。

（1）目前，國內(nèi)多數(shù)混凝土攪拌車性能指標(biāo)無法滿足干料攪拌均勻的要求，通過加大液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率扭矩、提高攪拌筒轉(zhuǎn)速、增強(qiáng)罐筒鋼板材料的強(qiáng)度及耐磨性及調(diào)整攪拌筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)參數(shù)配置，可以大幅提高攪拌車的攪拌性能，實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌車的干料攪拌輸送和預(yù)拌混凝土的運(yùn)輸雙功能。

（2）具備干料攪拌輸送和預(yù)拌混凝土的運(yùn)輸雙功能的混凝土攪拌車產(chǎn)品，既能滿足干拌式的攪拌站設(shè)施的簡易化、氣候炎熱及輸送距離遠(yuǎn)的條件下應(yīng)用，也能夠適合預(yù)拌混凝土攪拌設(shè)施較完善，對(duì)混凝土攪拌質(zhì)量要求比較高的應(yīng)用領(lǐng)域。

（3）為了提高干拌攪拌車的混凝土強(qiáng)度質(zhì)量，要對(duì)裝載的水泥、沙石骨料及水按一定配比，做好精確控制，干料攪拌站需要配置相應(yīng)的配料供料裝置。

（4）干配合料攪拌作業(yè)過程中，易產(chǎn)生粉塵污染，為了滿足環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)要求，需要根據(jù)干拌攪拌車的應(yīng)用區(qū)域配置相應(yīng)的防塵除塵裝置。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]