拖掛式混凝土泵的設計【含全套CAD圖紙】

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購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書 學院 專業(yè)年級 學生姓名 任務下達日期： 年 月 日 畢業(yè)設計日期： 年 月 日至 年 月 日 畢業(yè)設計題目： 拖掛式混凝土泵設計 畢業(yè)設計專題題目： 畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求： 設計一臺拖掛式混凝土泵，已知：排量為 90 ，泵送壓力為 16平輸送距離為 100m。 ○ 1 、完成相關(guān)畢業(yè)設計圖紙 3 張左右（ 0 號）； ○ 2 、按學校統(tǒng)一要求打印裝訂設計說明書，說明書正文 70 頁左右； ○ 3 、中英文摘要 400 字左右； ○ 4 、英文翻譯 3000 字左右； ○ 5 、參考文獻 20 篇左右（其中外文文獻 2 篇） 院長簽字： 指導教師簽字： 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 拖掛式混凝土泵是目前在建筑工程中廣泛應用的主要混凝土機械之一。 一般混凝土泵的工作機構(gòu)是由推送機 構(gòu)、分配閥及料斗的攪拌裝置組成，因而液壓式混凝土泵的液壓系統(tǒng)同樣也包括這三個工作機構(gòu)：推送機構(gòu)回路即主油路系統(tǒng)、分配閥油路系統(tǒng)及攪拌油路系統(tǒng)。 主要采用全液壓傳動方式。它可以較好的使用于建筑工程中，工作范圍廣。正常工作時，不需要其它附屬設備，使用機動靈活。最近幾年，在建筑工程推廣應用的泵送混凝土技術(shù)，以其效率高、費用低、節(jié)省勞力、水平和垂直運輸可一次連續(xù)完成、使用狹窄施工現(xiàn)場等優(yōu)點，愈來愈受到人們的重視。 本設計圍繞著當今拖掛式混凝土泵的特點，主要設計以下相關(guān)問題： 首先，介紹了混凝土泵在國內(nèi)國外的發(fā)展歷史和 狀況。 其次，著重討論了混凝土泵主要設計方案的確定。通過多種形式的比較，最終選定其液壓系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、分配閥系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)的解決方案。 然后，對具體相關(guān)所需數(shù)字進行計算和條件校核。從而確定了整個混凝土泵的設計。 最后，在對其會出現(xiàn)的一些故障等進行說明，并敘述怎樣進行維修。 關(guān)鍵字： 拖掛式混凝土泵、液壓系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送系統(tǒng) 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 is in of of of is of of is of It be in of do of In of of to of of a of to of on in of of on of of on to To be of as a to 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 混凝土概況??????????????????????????? 1 外泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展?????????????????? 1 國? ?????????????????????????? 1 國??????????????????????????? 1 本??????????????????????????? 2 羅斯?????????????????????????? 2 內(nèi)泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展?????????????????? 3 送混凝土技術(shù)的特點???????????????????? 4 工效率????????????????????????? 4 2、方案論證 ???????????????????????????? 5 凝土泵的基本結(jié)構(gòu)?????????????????????? 5 凝土泵的分類方法?????????????????????? 5 排量分?????????????????????????? 6 工作原理分???????????????????????? 6 移動分?????????????????????????? 6 3、混凝土泵的設計????????????????????????? 7 凝土泵液壓系統(tǒng)??????????????????????? 7 凝土泵液壓系統(tǒng)總體分析?????????????????? 8 配閥??????????????????????????? 9 凝土基本機構(gòu)的計算???????????????????? 15 送壓力的計算??????????????????????? 15 油方式的確定??????????????????????? 15 凝土缸和主油缸行程的確定??? ?????????????? 16 油缸和混凝土缸的零件設計根據(jù)??????????????? 18 核活塞桿強度??????????????????????? 19 接校核?????????????????????????? 20 壓元件選型???????????????????????? 20 制系統(tǒng)計算???????????????????????? 22 斗與攪拌系統(tǒng)??????????????????????? 24 斗功能?????????????????????????? 24 斗基本結(jié)構(gòu)???????????????????????? 24 斗的容積????????????????????????? 27 拌系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)?????????????????????? 27 拌的液壓系統(tǒng)??????????????????????? 28 動系統(tǒng)的設計??????????????????????? 30 動系統(tǒng)的設計和計算??????????? ????????? 30 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 管型分配閥的工作原理??????????????????? 32 載阻力矩計算??????????????????????? 33 缸驅(qū)動的擺動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)?????????????????? 35 動油缸的設計??????????????????????? 35 動油泵的工作原理與選型?????????????????? 36 磁電液閥的工作原理???????????????????? 37 能器的 選擇???????????????????????? 38 送液壓系統(tǒng)輔助元件的確定????????????????? 40 鍵軸的設計與效率???????????????????? 41 它液壓輔助系統(tǒng)的設計與校核???????????????? 47 統(tǒng)的發(fā)熱驗算?????????????????????? 47 卻器的選型???????????????????????? 49 動機的選型????????????????????? ??? 53 軸器的選型???????????????????????? 54 凝土泵的保養(yǎng)與維修???????????????????? 55 架的設計????????????????????????? 58 滑系統(tǒng)?????????????????????????? 59 凝土泵缸及密封方法???????????????????? 60 結(jié)論??????????????????????????????? 67 參考文獻??????????????? ?????????????? 68 翻譯部分????????????????????????????? 69 英文原文???????????????????????????? 69 中文譯文???????????????????????????? 74 致謝??????????????????????????????? 78 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1、 混凝土泵概況 在混凝土工程施工過程中，由于混凝土有時間的嚴格限制，所以其運輸和澆筑是一項繁重的、關(guān)鍵性的工作。尤其是對大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物和高層建筑，如何正確選擇混凝土的運輸 工具和澆筑方法尤為重要，它往往能決定施工工期的長短和勞動量消耗的大小。最近幾年，在建筑工程推廣應用的泵送混凝土技術(shù)，以其效率高、費用低、節(jié)省勞力、水平和垂直運輸可一次連續(xù)完成、使用狹窄施工現(xiàn)場等優(yōu)點，愈來愈受到人們的重視。 國外泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展 國 從最早的混凝土泵的出現(xiàn)，至今已有 90 多年歷史。德國為混凝土泵的創(chuàng)始國，于 1907 年就開始研制混凝土泵，是世界上第一個取得混凝土泵專利的國家。1927 年，德國的弗里茨 海爾 (計了一種新型混凝土泵，并第一次獲得應用。 1930 年 ，德國又制造了立式單缸球閥活塞泵。由于這種泵是靠曲柄和搖桿傳動，又是立式單缸，因而工作性能較差。其后德國的托克里特（ 司仿照生產(chǎn)了荷蘭人庫依曼（ 1932 年發(fā)明的庫依曼型混凝土泵，這種泵有一個臥式缸及兩個由聯(lián)桿操縱聯(lián)動的旋轉(zhuǎn)閥，從而極大地提高了工作的可靠性。 20 世紀 50 年代中葉，德國的托克利特公司首先發(fā)明了用水作為工作液體的液壓泵，使混凝土泵進入了一個新的發(fā)展階段。 1959 年，德國的施文英公司便生產(chǎn)出了第一臺全液壓混凝土泵，使混凝土泵的設計制造和泵送技術(shù)方面日趨完善， 為混凝土泵規(guī)模用于實際工作創(chuàng)造了有利條件。 德國是歐洲混凝土泵發(fā)展最快的國家，目前擁有一些規(guī)模較大、世界著名的混凝土泵制作企業(yè)，如施維英（ 司、賽勒（ 司、施泰特（ 司、普茨邁斯特（ 司等。目前，德國生產(chǎn)的最大功率的混凝土泵，最大排量為 159m3/h，最大水平運距為 1600m，最大垂直運距為400m，是當今世界上最大的混凝土泵。 國 美國是繼德國之后混凝土泵發(fā)展較早的國家， 1913 年美國考納爾 計出曲軸機械傳 統(tǒng)的混凝土泵取得專利權(quán)，并制造出第一臺混凝土泵。 20 世紀30 年代中期，美國的親貝爾特（ 司得到了生產(chǎn)荷蘭庫依曼型混凝土泵的特許，陸續(xù)制造了具有活塞式混凝土泵雛形的庫依曼型混凝土泵，并在混凝土工程中得到應用，但直到第二次世界大戰(zhàn)，混凝土泵仍處于小規(guī)模的試用階段。在 1963 年，美國查倫奇 考克兄弟（ 司研制成功了擠壓式混凝土泵。利用轉(zhuǎn)動的滾輪擠壓軟管中的混凝土混合物來進行泵送的。這種混凝土泵構(gòu)造簡單，價格低廉，一度很受歡迎。 美國有不少混凝土泵制造企 業(yè)，如羅斯（ 伊利（ 霍內(nèi)（ 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 瑞德（ 福來納（ 摩根（ 湯姆遜（ 混凝土泵（ 司等。生產(chǎn)的混凝土泵，最大排量為 110 m3/h，最大水平運距 610m，最大垂直運距達 152m。 本 日本泵送混凝土起步較晚，但發(fā)展很迅速。在 1950 年，日本石川島播磨重工從德國托克里特公司引進輸送量為 10m3/h、水平運距為 240m 的機械式混凝土輸送泵。日本生產(chǎn)的混凝土泵，再 20 世紀 70 年代其排量已達 100m3/h，最大水平運距為 600m，最大垂直運距為 150m。由于道路條件和施工現(xiàn)場建筑物密集的特點，日本設備小型化趨勢明顯。日本石川島播磨重工生產(chǎn)的 泵車，臂長 14m，排量為 45m3/h，壓力為 6重只有 。 噸?？梢钥闯觯⌒捅密囍亓侩m輕，但性能參數(shù)并不低。 日本擁有一批大型混凝土泵制造企業(yè)，如三菱重工、石川島播磨中國、極東開發(fā)、新瀉鐵工所、萱昌（ 光澤（ 日工（ 田中（ 企業(yè)，產(chǎn)量都 較高，產(chǎn)品向世界各國出口。 羅斯 前蘇聯(lián)從 1926 年起研制混凝土泵。 1932 年前蘇聯(lián)的列寧格勒工業(yè)大學制造了雙缸隔膜式混凝土泵，并在莫斯科運河工程上應用，由于存在許多缺點，未能到達。 20 世紀 60 年代中期，為了提高混凝土泵的機動性，又研制成功了混凝土泵車，使混凝土泵由固定式發(fā)展成為車載式，同時，為了使混凝土澆筑更加方便，又在混凝土泵車上加裝了可以回轉(zhuǎn)的伸宿的布料桿，可以將混凝土拌合物直接入倉，大大提高了混凝土的澆筑速度。 1963 年，美國的查倫奇 考克兄弟公司又研制了一種擠壓式混凝土泵，這種混 凝土泵構(gòu)造簡單、價格低廉，但由于輸送距離小，目前已不使用。 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，混凝土泵的構(gòu)造目前還在不斷的完善，尤其在閥門系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)方面仍在不斷革新，在提高功率和可靠性方面仍在進行大量的研究和探討、大功率、高效率的新型混凝土泵將不斷出現(xiàn)。 1． 2、國內(nèi)泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展 我國在泵送混凝土技術(shù)方面起步較晚，自 50 年代才從國內(nèi)引進混凝土泵，60 年代初才考試仿照蘇 固定式混凝土泵制造，但一直未得到推廣應用。70 年代初，原第一機械工業(yè)部建筑機械研究所與原沈陽振搗器廠實用機型混凝土泵的研制工作， 于 1975 年試制成功 固定式活塞泵。 1978 年 6 月，原國家建委電力工業(yè)部水電七局水工機械廠，參照日本 700護凝土泵研制成功了 混凝土泵。 1979 年，上海第八建筑工程公司，仿制了德國托克利特式以水作為壓力介質(zhì)的帶布料桿混凝土泵車，華東電力建設局設計了 進入 20 世紀 80 年代，使我國混凝土泵研制和生產(chǎn)的興旺發(fā)達時期，由于大購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 規(guī)?；窘ㄔO的急需，促使生產(chǎn)企業(yè)競相研制和生產(chǎn)新型的混凝土泵，使我國混凝土泵研制和生產(chǎn)邁出了可喜的一步。湖北建設機械股份公司、沈陽建設機械總公 司、建設部中聯(lián)建設產(chǎn)業(yè)公司、三一重工業(yè)集團有限公司、山東方圓集團公司、徐州三公建設機械廠等生產(chǎn)企業(yè)，所生產(chǎn)的混凝土泵和泵車的型號基本呢齊全，從小排量到大排量，從低壓到高壓基本都能生產(chǎn)，為我國不呢歌頌混凝土技術(shù)的發(fā)展均做出了一定貢獻。其中沈陽建設機械總公司生產(chǎn)的 泵送壓力已達 16一種工業(yè)集團有限公司生產(chǎn)的三一牌 而國產(chǎn)混凝土泵也能一泵高度達到 200M 以上。 進入 20 年代 90 年代，高層建筑在我國大中城市蓬勃興起，其中大多數(shù)是用混凝土泵輸送混凝土拌 合物，創(chuàng)造了一個又一個的一泵泵送的高度。如 混凝土泵 2 臺，將 強混凝土泵至 凝土一泵泵至 384M 高的深圳地王商業(yè)大廈，用 混凝土泵，將混凝土泵送至 325M： 上海金茂大廈，一泵的泵送高度達到 382M，創(chuàng)造了國內(nèi)一泵泵送高度紀錄。 其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)筑物，再利用泵送混凝土方面也取得了良好效果。如上海楊浦大橋的橋塌，用 混凝土泵對 凝土一泵高度達 208M：上海東方明珠電視塔，將 凝土泵至 180M、 凝土泵至 225M、 50M：廣東大亞灣 90 萬 水堆型核電站反應堆的高強混凝土，也是用混凝土泵輸送的：北京西客站、高 205漢國際商貿(mào)中心大廈、青島中銀大廈等超高層建筑，多數(shù)都是用泵送混凝土。以上自已證明，我國在高層建筑混凝土泵送技術(shù)方面已接近國際先進水平。 在大體積混凝土泵送施工方面，自 90 年代以來我國也取得了巨大成就。如上海中鑫大廈地板混凝土 10000用 6 臺混凝土泵車、 70 輛 混凝土攪拌運輸車， 53H 全部澆筑完畢：新上海國際大廈地板混尼姑凝土 17000用 12臺混凝土泵車， 100 輛混凝土攪拌運輸車， 64H 就澆筑完畢：大連麒端中心承臺，厚 4~6M、澆筑量為 21000四塊澆筑，其中最大的一塊超過 100008 臺混凝土泵車、 45 輛混凝土攪拌運輸車， 65H 就澆筑完畢。僅以上幾例說明，我國在利用混凝土泵車和混凝土攪拌運輸車方面，俄達到了較高的水平。 我國地域廣闊，各地區(qū)的經(jīng)濟實力差距較大，在推廣應用泵送混凝土技術(shù)方面，發(fā)展還很不平衡，存在著“東熱西冷”現(xiàn)象。由于我國預拌 （商品）混凝土在混凝土總量中僅占 8%左右。遠遠落后于日本、德國等發(fā)達國家，因此，推廣泵送混凝土技術(shù)還相當艱巨，還是擺在建筑技術(shù)人員面前的一項重要任務。 送混凝土技術(shù)的特點 泵送混凝土就是將預先攪拌好的混凝土，利用混凝土輸送泵泵壓得作用，沿管道實行垂直及水平方向輸送的混凝土。泵送混凝土以其顯著的特點，已在建筑工程中廣泛推廣應用。歸納起來，泵送混凝土由如下特點； 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1． 工效率很高 與常規(guī)混凝土的施工方法相比，施工效率高是其明顯的優(yōu)點。目前，世界上最大功率的混凝土泵的泵送量可達 159，最 大效率的混凝土泵的泵送量可達 100 左右，一般混凝土泵的泵送量可達 60 左右，其施工效率是其他任何一種施工機械難以相比的。 （ 1）、施工占地較小 根據(jù)施工現(xiàn)場的實踐經(jīng)驗證明，混凝土泵可以設在遠離或靠近澆筑點的任何一個方便的位置，由于混凝土泵的機身體積較小，所以特別適用于場地受到限制的施工現(xiàn)場。在配制合適的布料干后，施工現(xiàn)場不必為混凝土的輸送、澆筑留置專用通道，在建筑物集中區(qū)特別適用。 （ 2）、施工比較方便 泵送混凝土施工的最大優(yōu)勢，是可使混凝土一次連續(xù)完成垂直和水平的輸送、澆筑，從而減少了混凝土 的到運次數(shù)，較好地保證了混凝土的性能：同時，輸送管道也易于通過各種障礙地段直達澆筑地點，有利于結(jié)構(gòu)的整體性。 （ 3）、保護施工環(huán)境 泵送混凝土是商品（預拌）混凝土，一般不在施工現(xiàn)場拌制，不僅節(jié)省了施工場地，而且減少了攪拌混凝土的粉塵污染，再加上泵送混凝土是通過管道封閉運輸又減少了混尼姑凝土運輸過程中的泥水污染，更加有利于施工現(xiàn)場的文明整潔施工。 2、方案論證 2． 1、混凝土泵的基本結(jié)構(gòu) 液壓活塞式混凝土泵的種類雖然很多，但是它們基本的組成部件是相同的，涂拖式混凝土泵主要由分配閥及料斗、推送機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、 電氣系統(tǒng)、機架及行走裝置、潤滑系統(tǒng)、罩殼和輸送管道等八個總成組成。以閘板閥式混凝土泵為例，其結(jié)構(gòu)如下圖所示，對于混凝土泵車，還有臂架、回轉(zhuǎn)塔、底架和底盤等四個部分。 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 1、混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)簡圖 1— 輸送管道； 2— Y 形管組件； 3— 料斗總成； 4— 滑閥總成； 5— 攪拌裝置； 6— 滑閥油缸； 7— 潤滑裝置； 8— 油箱； 9— 冷卻裝置； 10— 油配管總成； 11— 行走裝置； 12— 推送機構(gòu)； 13— 機架總成； 14— 電氣系統(tǒng)； 15— 主動力系統(tǒng)； 16— 罩殼； 17— 導向輪； 18— 水泵； 19— 水配管 凝土泵的分類方法 混 凝土泵的種類很多，可以按排量大小、工作原理、行走裝置或配置其它裝置的情況進行分類。 排量分 混凝土泵按排量大小可分為小型、中型、大型三類。排量不足 30m3/h 的屬小型泵：排量在 30m3/h~80m3/h 之間的為中型泵：排量超過 80m3/h 的為大型泵。所以，我選擇的應為大型泵。 工作原理分 1）活塞式 這種泵的泵送壓力較高，輸送距離較遠，而且易于控制，技術(shù)也較成熟，所以應用較廣泛?；钊交炷帘檬强炕钊诟變?nèi)往復運動，在分配閥的配合下完成混凝土的吸入和排出。 ○ 1 機械式 由動力裝置帶動曲柄使活塞往返工作，將混凝土送出。但隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式已組建北液壓式所取代。 ○ 2 液壓式 有油壓和水壓兩種。水壓目前還不多見，所以，通常指“液壓”就是油壓。 活塞式混凝土泵按工作缸數(shù)分為單缸和雙缸兩種。由于單缸工作時會出現(xiàn)間斷，不如雙缸的具有連貫性，所以選擇雙缸。 2）擠壓式混凝土泵 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 2、轉(zhuǎn)子式擠壓泵 1— 輸送管； 2— 緩沖架； 3— 墊板； 4— 鏈條； 5— 滾輪； 6— 擠壓膠管； 7— 料斗移動油缸 ； 8— 集料斗； 9— 攪拌葉片； 10— 密封套 工作原理與擠牙膏相似。這種泵的泵室內(nèi)有橡膠管和滾輪架，當滾輪架轉(zhuǎn)動時將橡膠管內(nèi)的混凝土壓出，它他被適宜于小石子混凝土及砂漿的泵送。 移動分 1）固定式 固定式系原始形式，多由電動機驅(qū)動，適用于工作量較大、移動較小的場合。 2）拖掛式 該混凝土泵是把泵安裝在簡單的地價上，由于其裝有車輪，所以它既能在施工現(xiàn)場方便地移動，又能在道路上拖運。 3）自行式 把泵直接安裝在汽車的地盤上 ○ 1 車載式 移動方便，靈活機動，到新的 工作地點不需進行準備即可進行澆筑。 ○ 2 泵車 系布料桿泵車的簡稱，是汽車、混凝土泵及布料桿的組合。泵車的機動性很好，在泵送距離不大時，施工前后不需要鋪設和拆卸輸送管道。在城市建設中，可縮短職工的輔助時間，節(jié)省勞動力，提高生產(chǎn)率和降低工程成本。但泵車本身構(gòu)造復雜，體積較大，其適用受到是工廠的田間和道路的限制。 綜上所述，選擇拖掛式活塞式雙缸泵。 3、 混凝土的設計 3． 1、混凝土泵液壓系統(tǒng) 一般混凝土泵的工作機構(gòu)是由推送機構(gòu)、分配閥及料斗的攪拌裝置組成，因而液壓式混凝土泵的液 壓系統(tǒng)同樣也包括這三個工作機構(gòu)：推送機構(gòu)回路即主油路系統(tǒng)、分配閥油路系統(tǒng)及攪拌油路系統(tǒng)。有些混凝土泵的清洗系統(tǒng)也采用液壓傳動，因而液壓系統(tǒng)中還可能包括清洗系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)（含控制裝置）應具有以下功能。 ①混凝土推送油缸（主缸）應能同步交替地進行推送和抽吸兩種工況； 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ②泵送時，兩主油缸活塞行程不變，但當混凝土的坍落度有所不同時，活塞行程應可調(diào)； ③應確?；炷粮着c分配閥有良好的配合； ④主缸與閥缸應具有可靠的自動換向功能，一確保泵送自動循環(huán)； ⑤攪拌系統(tǒng)遇超常阻力時，應具有自動反轉(zhuǎn)功能，以防攪拌葉片卡死折斷； ⑥主油路系統(tǒng)應具有恒功率功能，以防止過載； ⑦主缸、閥缸應有良好的換向功能及換向沖擊的控制方式； ⑧液壓系統(tǒng)散熱條件應該良好，以確保工作溫度不至于太高； ⑨主油路系統(tǒng)遇超常阻力時應具有自動反泵功能，以便利排堵，預防堵管； ⑩攪拌油路轉(zhuǎn)速應可調(diào)，當主回路采用大流量時選高速，采用小流量時則可以選用低速。 3． 凝土泵液壓系統(tǒng)總體分析 電動機由于混凝土泵的工作原理及其結(jié)構(gòu)形式的不同，致使其液壓系統(tǒng)也是多種多樣的。根據(jù)液壓系統(tǒng)工作方式的不同可分為：開 式系統(tǒng)回路、閉式系統(tǒng)回路和混合系統(tǒng)回路。 （ 1）、開式系統(tǒng)回路 開式系統(tǒng)是指主油泵從油箱吸入液壓油，經(jīng)過一個循環(huán)后液壓油又回到油箱。其優(yōu)點是：油路系統(tǒng)簡單、成熟、產(chǎn)生的熱量小，且由于油箱本身可以散熱，因而散熱性能好。其缺點是：功率損失大、流量控制困難、換向沖擊大，且需安裝大容量的油箱。這種回路方式適用于中、小型泵的液壓。由于技術(shù)比較成熟，采用開式液壓系統(tǒng)的混凝土泵比較多。它的具體組成形式是油箱 — 液壓泵 — 液壓缸 — 油箱的開式循環(huán)。 （ 2）、閉式系統(tǒng)回路 所謂閉式系統(tǒng)是指液壓泵 — 液壓缸自行封閉式循環(huán)。油箱中的冷油 由補油液壓泵充入系統(tǒng)，系統(tǒng)中的熱油由系統(tǒng)中的低壓限壓閥釋放。這種特殊的回路，使購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 補油泵的限定壓力與低壓閥的開啟壓力之間存在著復雜的關(guān)系。 這種回路的優(yōu)點是效率高、油箱小、流量大且方向變換平穩(wěn)，適用于大功率系統(tǒng)。其主要的缺點為系統(tǒng)需增加補油系統(tǒng)，且產(chǎn)生的熱量大，散熱困難。從國外的市場動態(tài)來看，采用閉式系統(tǒng)的高壓大排量的混凝土泵在市場上占主導地位。 在閉式回路系統(tǒng)中，還有閥控和泵控之分。閉式閥控系統(tǒng)可以局部改善開始系統(tǒng)的缺點，降低安裝空間和成本，但當方向閥換向時，和開式系統(tǒng)一樣還有較大的沖擊，所以一般安裝有蓄能器 ；閉式泵控系統(tǒng)則有效地克服了開式回路的固有局限性，換向沖擊小，實現(xiàn)了混凝土流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。 閉式系統(tǒng)中的幾大難題，如液壓沖擊、最高泵送速度降低、油溫過高、回油吸空等現(xiàn)象，是在混凝土泵設計時應該引起注意的地方。 （ 3）、混合系統(tǒng)回路 現(xiàn)有的生產(chǎn)廠家綜合了開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的優(yōu)點，在開式系統(tǒng)中采用內(nèi)部閉環(huán)控制的恒功率柱塞泵，有效地改善了開式系統(tǒng)的不足之處，使用這種系統(tǒng)的混凝土泵也比較多。 配閥 分配閥是混凝土泵的核心機構(gòu)，也是最容易損壞的部分，它是位于集料斗、混凝土缸和輸送管三者之間，協(xié)調(diào)各部件動作 的機構(gòu)。分為蝶形分配閥、 S 型管閥、C 形擺管閥、擺動裙閥。 蝶形分配閥 在料斗、工作缸、輸送管之間的通道上設置一個蝶形板，通過碟興辦的反動來改變混凝土的通道。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊、閥室小、流道短、運動阻力小，使用壽命長，維修方便。但混凝土流道的截面變化較大，吸入或排出流道方向改變劇烈，有時會造成混凝土在閥內(nèi)部堵塞的現(xiàn)象。 （ 1）、垂直軸式蝶形分配閥 如下圖，是垂直軸式分配閥常見的結(jié)構(gòu)形式。這種閥的閥板可以在水平方向翻轉(zhuǎn)，混凝土鞥的工作缸、閥、輸出口在同一水平面上。 圖 3、垂直軸式蝶閥工作原理圖 1— 料斗與混凝土 缸通道； 2— 閥箱； 3— 吸料混凝土缸； 4— 排料缸； 5— 通輸料管； 6— 蝶閥垂直軸； 7— 蝶閥閥板 一般安裝于集料斗的下方，通過閥箱使混凝土缸與輸送管道連通，在回轉(zhuǎn)油缸作購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 用下，蝶形閥的扎頒獎兩個缸口交替分別于集料斗和輸送管接通（接通集料斗的缸及行稀料；接通輸送管的缸進行排料）。這種分配閥的優(yōu)點是：由于閥芯是一塊薄板，它與閥體的接觸小，故砂漿不易卡塞在閥芯與閥座之間，使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、檢修方便，出料口不需用 Y 型管。 （ 2）、水平軸式蝶形閥 如下圖所示，這種閥的閥板可以在垂直平面內(nèi)翻轉(zhuǎn)，混凝土泵的工作缸和閥軸線在 同一水平面上，但和輸送管相連接的閥的出口都在下部。 圖 4、水平軸式蝶閥 1— 輸料管； 2— 蝶閥閥板； 3— 吸料混凝土缸； 4— 料斗； 5— 蝶閥水平軸； 6— 排料混凝土缸； 7— 蝶閥閥體 管形閥 對于雙缸活塞式混凝土泵，管閥口與兩個輸送缸口交替接通，管閥口對準哪個缸口時，哪個輸送港九進行排料而另一個輸送缸就從集料斗中吸料。優(yōu)點是流道形狀合理、沒有截面變化、泵送阻力小，從而使集料斗的高度大為降低，故便于混凝土攪拌運輸車向集料斗卸料，而且結(jié)構(gòu)簡單、流道通暢、耐用、磨損后易于更換。由于沒有了輸送管口處的 Y 形管，所以不易堵塞。 但是，管閥的擺動阻力大，擺動速度降低，影響了混凝土的吸入效率。 S 形管閥 圖 5、 S 閥的基本機構(gòu)示意圖 1— 聯(lián)接法蘭； 2— 減磨壓環(huán)； 3、 9— 蕾型密封圈； 4— 護帽； 5、 8— Y 形密封圈； 6— 密封環(huán)； 7— 閥體； 10— 軸套； 11— “ O”形圈； 12— 密封圈座； 13— 切割環(huán)； 14— 裝料斗； 15— 支撐座； 16— 調(diào)整墊片 其擺動油缸可以設置在料斗的后方，也可以設置在料斗的前方。后置式擺動油缸利用擺動軸水平伸入料斗中與閥體連接，推動閥體擺動，但擺動軸與閥體連接形成的屏障會影響混凝土的流動，從而減低泵的吸入效率： 前置式擺動油缸則去掉購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 了擺動軸及其支撐、繃得稀料性能大為提高，而且安裝威脅方便。 C 型擺管閥 主要用于泵車。 C 型管閥的轉(zhuǎn)動在上方，吸口直接與料斗相連，擺動缸在料斗外，擺管無徑向竄動，噪聲低。 C 型擺管閥的最大特點是擺動點（或擺動點的支撐軸承）位于料斗之上，轉(zhuǎn)動部分不易被混凝土砂漿侵入，所以壽命長、可靠性：閥口切割環(huán)還可以進行自動補償。但與此同時， C 型擺管閥的擺動管在下彎道處由于曲率半徑較小，阻力較大；另外擺動管與料斗壁之間會有粗集料斗堆積，導致擺動困難。盡管 C 型擺管閥有自身的缺點，結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點與修理上的優(yōu)勢，目 前它仍被廣泛地使用在拖泵托泵和泵車的結(jié)構(gòu)中。 圖 6、 C 形管分配閥簡圖 1— 集料斗； 2— 管形閥； 3— 擺動管口； 4— 工作缸口； 5— 可更換的摩擦板面 6— 缸頭； 7— 工作缸； 8— 清水箱； 9— 液壓缸； 10— 輸送管口 閘板式分配閥 應用較多的一種分配閥，靠快速往返運動的閘板，使熟料缸開口交替的與泵的料斗或輸料管道接通，周期性地開閉混凝土缸的進料口何處料口，從而切換混凝土在集料斗和混凝土缸之間的流向，以實現(xiàn)混凝土的反復泵送。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、耐磨損、壽命長。但是對于雙工作缸的泵送必須有 Y 形管，其集料斗的高度要 比其他閥的高；閘板磨損后與閥口的間隙無法補償，因而失去密封性，不能作高壓輸送。 （ 1）、平置式閘板閥 平置式閘板閥的結(jié)構(gòu)如下圖所示，炸半分為排出閘板與吸入閘板，它們可開閉左右混凝土缸與 Y 型管的通路。在圖中的位置上，閘板 6 封閉混凝土料斗與混凝土缸的通路，由料斗出料口 3 開啟混凝土料斗與缸 4 的通路，活塞向右運動，將料斗中的混凝土料吸入，同時排出閘板關(guān)閉出料管與混凝土缸 4 的通路，活塞向左運動將混凝土泵出。液壓缸 2、 7 交替動作使閘板閥來回運動，該運動由液壓系統(tǒng)控制且與混凝土缸的運動相匹配，從而使混凝土連續(xù)輸出。這類閥 的動作準備、迅速。 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 7、平置閘板閥 1— 排出閘板； 2— 左液壓缸； 3— 料斗出料口； 4— 左混凝土缸； 5— 右混凝土缸 6— 吸入閘板； 7— 右液壓缸； 8— Y 形輸送管 （ 2）、斜置式閘板閥 下圖為斜置式閘板分配閥，這類閥一般為兩足并聯(lián)。當液壓缸 2 項下運動時，關(guān)閉料斗與排送管的通路，混凝土缸的工作活塞 1 向后運動時，料斗 3 中的混凝土被吸到缸中，此時控制另一組閘板閥的液壓缸出。 圖 8、斜置式閘板閥簡圖 1— 工作活塞； 2— 液壓缸； 3— 集料斗； 4— 輸送管； 5— 閘板； 6— 混凝土工作缸 斜置式閘板閥的最大優(yōu)點在于吸入流道與輸 送缸的輸出流道成 63O 傾角。由于混凝土的密度較大，混凝土在流道上產(chǎn)生了一個有利于吸入的分力，特別適用于集料較大、坍落度較小的混凝土的泵送。斜置式閘板閥的另一個特點是分配閥通入口面積大，吸入流量截面由小變大，故吸入混凝土的平均流速小，吸入阻力小，混凝土不易離析，可有效防止堵塞現(xiàn)象與吸動現(xiàn)象的發(fā)生。 由于閘板閥的液壓回路中增加了蓄能器，因此閘板閥的切入速度與力量都較大，對于粗集料的混凝土是很有利的。閘板閥的修理也比較方便。目前斜置式閘板閥的混凝土泵仍有一定的市場。 擺動式閘板閥分配閥（扇形擺閥） 擺動式閘板分配 閥 如圖 所示，由扇形閘板 1和舌形閘板 2組成，由油缸控制繞一水平轉(zhuǎn)軸 3來回擺動，實現(xiàn)二位四通功能。 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 9、擺動式閘板分配閥 1— 扇形閘板； 2— 舌形閘板； 3— 轉(zhuǎn)軸（由油缸控制） 這種分配閥的扇形閘板 1控制兩個混凝土缸與輸送管的通斷，閘板切入則混凝土斷流。舌形閘板 2則控制兩個混凝土缸與料斗的通斷，通過關(guān)閉或打開通道截面，使進料通道關(guān)閉或打開。利用油缸使轉(zhuǎn)軸 3帶動扇形閘板和舌形閘板來回擺動，從而控制混凝土拌合物的流向。 這種分配閥飛構(gòu)造簡單，布置緊湊，閘板開閉迅速，是一種較好的分配閥。扇形閘板的內(nèi)側(cè)密封面磨損后， 調(diào)整扇形閘板與轉(zhuǎn)軸的相對位置，就能消除扇形閘板與閥座之間的間隙。 球形閥 1）圓柱形分配閥 圓柱形分配閥是靠兩個帶孔的圓柱形閥芯的轉(zhuǎn)動，來達到二位三通的性能，實現(xiàn)交替地吸料和排料。這種分配閥的構(gòu)造簡單，加工容易，閥芯剛度大，動作快速；但其缺點是閥芯和閥體的接觸面大，砂漿流入會使閥的轉(zhuǎn)動阻力大大增加，過分強烈的摩擦會影響閥的使用壽命，如閥芯和閥體之間的間隙超過 2外，這種分配閥的吸入閥多設置與料斗的下方，因此往往使料斗的離地高度增大。這種分配閥的使用壽命一般為 3000～ 5000 圖 10、圓柱形分配閥 1— 料斗； 2— 活塞； 3— 輸料管； 4— 排出閥； 5— 吸入閥 2）球形分配閥 球形分配閥的閥芯為一個不完整的球體，內(nèi)有混凝土流道，用它可取代兩個圓柱形分配閥。 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 11、球形分配閥 1— 閥芯； 2— 鋼牙塊 這種分配閥優(yōu)點是體積小，可使泵的結(jié)構(gòu)緊湊；通道短，壓力損失?。粍偠却?，結(jié)構(gòu)簡單。其缺點是閥芯的加工較復雜；間，如超過 2灰漿易漏入，由于閥芯與閥體的接觸面大，轉(zhuǎn)動阻力大磨損嚴重，使用壽命較短；間隙不能調(diào)整，維修、裝拆都不便。為延長其使用 壽命，閥芯表面一般都進行鍍鉻，鉻層厚約 還有一種球閥如圖所示。這種球閥構(gòu)造簡單，不需操縱系統(tǒng)，當活塞向右運動時，由于吸力的作用，排出閥將通道封閉、吸入閥開啟進料，當活塞向左運動時，則吸入閥封閉進料口，排出閥開啟將混凝土壓入輸料管。其缺點是密封性較差，影響使用效率；罩綱在混凝土通道上，增大了流動阻力，所以很少用。 3． 2、混凝土基本機構(gòu)的計算 送壓力的計算 ? ? ?????? ????? ?? s 12 m;取公稱直徑 125m；取水平長度 100m，取垂直長度 100 m；所以 取 L=400m 1K 1K =? ? ?? s 取 41 102 ???K ； ?2K 混凝土的速度系數(shù) ? ? 42 ??? 取 42 103 ???K ?V 實際流量， ? ? ??????????? ?? ?? 混凝土輸送管的傾斜角度 ?90? ?1t 一個運動循環(huán)中，在管道中流動時，取 1 ? 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ?2t 分配閥換向時，停止流動的時間，取 ?v 在管道中的平均速度，取 1? ? ?i 2511031022400??????????????????????????????????油方式的確定 ：大腔進油 1） 從壓力平衡的角度分析主動缸與混凝土缸的李平衡問題 ： ? ? 22202 444 ???????? ???為簡化，可不考慮連通腔油壓 22???P 主油泵液壓系統(tǒng)工作壓力 ?凝土腔活塞頭泵送壓力 ?D 主油缸內(nèi)徑 ?凝土缸內(nèi)徑 根據(jù) 送流體用無縫鋼管，設計混凝土缸內(nèi)徑為 220 油壓最高 16泵送壓力 實際設計時考慮到油缸，混凝土缸的機械效率而造成的壓力損失，下式計算： 222 ???? ?? ?1D 主油缸機械效率 ? ?2? 混凝土缸 ? PD 212 ???????????參考標準油缸，取 00? 凝土缸和主油缸行程的確定 一般按較適宜的轉(zhuǎn)換工作次數(shù)（沖程頻率）來推算，初選沖程頻 率 13?n 次/分。 因為混凝土輸送量為 6042 2 ??????? ?????? ?， 混凝土缸的行程為 5 02602 22 ????????????? ??取 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ?凝土輸送量 ?v? 容積效率 ? ?5.0?v? 如條件差，可降為 取 7.0?v? ?凝土缸內(nèi)徑 ?程 ?n 沖程頻率 ， 次 /分 050? 2） 混凝土缸材料和壁厚設計 混凝土缸通常采用內(nèi)壁光滑，耐壓性強的無縫鋼管，所以選擇耐磨錳鋼35混凝土缸壁厚可按拉件薄壁圓筒的公式計算，即： ? ? 22 2 2 ? ??? ?? ??取壁厚 ?? 混凝土缸壁厚 00? ?P 管路內(nèi)最大壓力 ? ??? 材料許用拉應力，查《機械設計手冊》， ? ,1620? 為抗拉強度， 8,7 ?? 若 6,7 ?? ? ? ?? n b?? 3） 混凝土泵送能力 4） 主油缸理論排量 ????????????以要乘以 2，得到 0F 主油缸活塞面積 2m ， ?0Q 主缸理論排量 ， 主 油 缸 實 際 排 量 為 0 300 ???? ? ?0? 主液壓泵容積效率 ?Q 實際排量 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 混凝 土缸和主油缸的平均沖程速度 ，214? ?1Q 主油缸一次沖程排量 ； ?D 主油缸內(nèi)徑 m ； 6 6 0 ????????? ??混凝土實際輸送量 02 2 0 322210220 ??????????? ??? 該泵送系統(tǒng)設計參數(shù)符合設計要求，概括參數(shù)如下： 混凝土缸 主油缸 ??????3、 2、 4主油缸和混凝土缸的零件設計根據(jù) ： 1）、 計算壁厚，根據(jù) 及《機械設計手冊》 1、油缸壁厚 取壁厚 10????????????????????? p?為無縫鋼管許用拉應力 ， M 10~100??， 取 00??壁厚為 102）、 混凝土缸壁厚，因工作介質(zhì)為混凝土，磨損較嚴重，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和無縫鋼管尺寸，取混凝土缸外徑為 260 外徑臺階厚較小直徑為 250 兩缸中心距根據(jù)結(jié)構(gòu)取為 300 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3、 2、 5校核活塞桿強度 1）、 按強度條件鹽酸活塞 桿直徑24 ? ?F 活塞桿推力 ?d 活塞桿直徑 00? 24 ?? ?則 41 0 02 0 0101644 26222???????????????????????? 活塞桿材料為 45 鋼 ， ? ?? ?，s?為屈服極限， 60??S 為安全系數(shù) ， ? ? M P ??? ?p?? ?? 強度滿足 。 2）、 縱向彎曲極限力的計算 油缸受縱向力以后產(chǎn)生軸線彎曲，當縱向力達到極限以后，缸產(chǎn)生縱向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 ○ 1 活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑 4? ?J 活塞桿橫截面轉(zhuǎn)動慣量 ， 642? ?A 活塞桿橫截面轉(zhuǎn)動 ， 541004,4 2 ???? ?柔度?21????? ?根據(jù)材料力學 ????? ?????E 材料彈性模量，取 110210 ?? 1???? 故不能用歐拉公式計算 6 04 6 02 ????? ba s??2???? 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 故該桿為小柔度桿，通常稱為短壓桿。實驗證明，它的破壞與失穩(wěn)現(xiàn)象無關(guān)，所以只需進行強度驗算即可。 3、 2、 6 焊縫校核 根據(jù)公式 ? ? ? ????? ??? 224 e?F 液壓 缸最大推力 N； ?? 焊縫效率，取 ， ??? 焊縫許用應力 又 262 ??????? ??? ? ???? ????? 所以，焊縫強度滿足要求。 3、 2、 7液壓元件選型 1、系統(tǒng)主要系數(shù) 主油路額定壓力： 16主油路一流調(diào)定壓力 2、主油泵送型要求 主油泵為兩個主油缸提供油泵 液壓缸最大流量 ? ?3m a xm a x ???A 液壓缸的有效面積 2m ； ? 油缸工作時，活塞近似均勻 液壓 缸行程 ， ?t 運行時間 沖程頻率 13 次 /分，兩混凝土缸幻想時間 m i n/a a ?????